基于翻转课堂的混合式教学改革与实践——以《高级语言程序设计》为例

刘淼

（北方民族大学，宁夏银川 750021）

1 研究背景

翻转课堂，或称颠倒课堂（Flipped Class/Inverted Classroom）,是将传统的课堂教学结构翻转过来，让学生在课前完成知识的学习，在课堂上完成知识的吸收与掌握的一种教学模式[1-2]。近几年基于翻转课堂的混合式教学在各大高校开展得如火如荼，也取得了良好效果。有研究者发现，翻转课堂教学模式可以有效提高学生的学习积极性和学习效率，并提升学生自主学习、实验反思、解决问题的能力[3]。也有学者指出，翻转课堂教学模式应与传统教学共存，即使同一门课的教学也应该把二者结合起来，高校教学应用翻转课堂弥补传统教学的不足，同时克服自身的局限性[4-5]。

《高级语言程序设计》课程是计算机专业的学科基础课，面向全学院大一年级各专业学生开设，3学分，48课时，属于编程基础课，为后续很多专业课打下重要的基础，属于“练功”科目。该门课在过去的很多年里一直是以传统方式授课，以讲授为主，从往年教学效果来看，学生整体挂科率较高，而挂科造成的后续连带问题更为严重并突出。自2016年以来，笔者作为负责人开始将这门课作为进行基于翻转课堂的混合式教学改革试点，一共进行了三轮教学实验，统计数据表明，教学成效较为明显，学生的学习积极性、考试成绩、编程解决问题能力都有大幅度提升。从问卷调查情况来看，学生对于该门课乃至相关课程产生了浓厚的兴趣。基于良好的教学改革效果，自2019年开始，课程在全年级试行混合式教学实践。

2 课程与教学改革重点要解决的问题

2.1 会学不会做、会做不会用

大一学生的认知特点和思考问题的习惯仍然是高中时期的数学逻辑思维，而该门课要求学生编写计算机指令，让计算机帮人类解决问题，需要用计算思维思考并解决问题，这中间存在一定的跨度，而很多学生会学不会做，会做不会用，编程解决实际问题存在较大困难。

2.2 考核单一化，不客观，不全面，不科学

没有进行混合式教学改革之前，该课程的考核为考勤+期末试卷的形式，教师无法全面掌握每名学生的平时学习状况，故教师在给出平时成绩时并没有很多的佐证材料和学生过程学习数据，因而在大多数情况下分数也并不客观科学。

2.3 课堂交互性不强，知识掌握深度不够

一般一堂课的教学大致分为两个阶段，即知识传授和知识巩固（案例演示、小组探究、教师提问等），传统课堂上教师需要在有限的教学时限内完成大量的教学内容，在知识传授这个阶段往往花了大量的时间，留给知识巩固和应用深化的时间很少，课堂也相对比较“静”，部分课下主动性不强的学生学到的知识很有限。

3 课程内容与资源的建设及应用情况

这门课在我校MOOC平台上开设，课程于2016年3月上线，属于校本自建课程，目前在学校在线课程的推荐课程栏目中，课程网站星级评分：5.0；课程PV（点击量）：1416 264。本课程开展三轮线上线下混合式教学，三轮教学共5个试点班。资源建设如下：

3.1 线上课程相关资源

共9章60小节内容，一共发布任务点95个，课程教学知识点微视频70个，平均每个视频时长11min，线上测验及活动共22个，编程实践大项目共11个。这部分资源全部在线上，用于学生紧跟课程进度进行自学自练，自主完成，虽然是自主学时，但却是课堂教学的重要补充，课堂上不会再单独讲授线上自学的基础知识和基本技能，只抽出一些共性问题去讲解。

3.2 线下课程内容及资源

线下的所有课程相关资源均由课程负责人及团队成员在实施混合式教学改革过程中编写完善。建好并应用的主要资源有：程序设计语言基础在线开放课建设整体方案及单元样例、程序设计语言基础翻转课堂教学设计方案、学业评价方案、习题库、实验指导手册、课堂教学案例库等。

4 课程教学内容及组织实施情况

课程一共进行了三轮翻转课堂混合式教学改革试点，翻转课堂的教学模式如图1所示，组织实施过程如下。

图1 翻转课堂的教学模式

4.1 线上学习

学生线上学习主要是利用学校的MOOC平台进行，分课前和课后，课前及课后的任务主要有如下三个：

（1）课前线上：学生需预习教师发布的教学短视频，主要是程序设计课程中的一些基础语法知识，这部分知识经过评估，学生有能力自学。一般是2-3个小视频。预习完视频之后要做预习测验，10道题左右，检验并巩固预习效果。

（2）课后线上：课后学生需要到题库练习本章节的习题，要完成编程项目，要在论坛中交流学习时遇到的问题。

4.2 课堂学习

课堂学习主要采用案例教学法，学生分小组进行问题探究。结合学生预习中遇到的难点，提前设计例题和例题引申出来的问题，课堂上分小组，大家在规定时间进行算法设计、编写程序代码，并进行展示。小组之间互相评价探讨同一个问题的不同解决办法，甚至互相改动对方的程序，进行思维碰撞，进而深化本堂课的知识内涵及外延[6]。

4.3 线上线下混合式教学组织实施

在线上线下混合模式下，教师的前期教学设计有两个前提，第一，时间要分配合理；第二任务要分配合理，在内容上需有增有减。

（1）时间分配及原则。

线上学习不宜时间过长，学生还有很多其他课业任务，每天给他们留在本门课的总学习时间平均是0.5-1h，全部线上完成。学生可以根据自己的基础和学习能力进行适度弹性控制，进度快的学生可以提前完成预习任务，去题库刷题或者在论坛上回答别人的问题，也可以完成实验课的拓展任务。

每堂课前预习的小视频根据知识点大约为1-2个，每个平均11min；预习小测验主要是用来检验并巩固预习知识用的，正常预习完的学生10min就可完成。

教师可以根据平台上显示的学生课前学习动态精准把握学情，搜集数据，矫正课堂教学的重难点，并关注一些线上学习情况“异常”的学生，对于学习困难的学生，给予预警或者线下提供针对性指导，对于学习效率高、基础好的学生，额外增加一些拓展任务。

（2）任务分配及原则。

该门课是把每章节最基础的程序语法基础知识根据知识点切割开，录制成教学小视频，而这些内容在课堂上不会重复讲，课堂上只根据学生课前预习情况把难点部分稍做讲解，然后主要通过大量的案例讲解、学生小组演练、编程，去深化本堂课的内容。整个学期线下（课堂上）会贯穿一两个程序开发项目，比如：学生成绩管理系统、ATM机模拟等。将这里面涉及的各个语法知识点打散放到每一章节的课堂案例演练中。比如这些项目里面涉及的三大流程控制结构、函数、指针、结构体等，都会在各章节课堂讲解中贯穿进去，学生会有深入的理解。

任务分配总的原则：课程基础的部分能自学的则线上自学，难点和案例则在线下课堂上演练，深入探讨。

5 课程成绩评定方式

本课程采用线上+线下、诊断性评价+过程性评价+终结性评价相结合的方式，评价主体有教师评价、学习平台评价、小组评价、个人评价等，更加客观、科学、准确地评价学生的过程学习成效和结果产出。

教师在教学平台上设置好线上学习项目各项的权重之后，平台会给出每名学生的过程和最终结果的成绩数据。另外课堂上所采用的教学工具是超星学习通APP，该应用程序具有签到、投票、选人、抢答、主题讨论、发布测验和分组任务等功能，每个功能的统计结果可以实时投屏显示。本课程利用该APP主要实时发布课堂测验和分组编程任务，一方面检测学生听课效果，另一方面主要用来开展小组编程案例研讨。任务发布下去之后，小组成员便会讨论，最终形成编程答案，拍照上传之后，教师将各组的结果均投屏显示，每个小组都可以看到其他小组的结果，同样的题目会有不同算法、不同求解，各小组会展开激烈讨论甚至辩论，进行思维碰撞，教师从旁穿针引线，激发学生思考并加以点评，最终合理给出各小组分数。

开放性小组编程项目是自从翻转课堂教学改革以来添加的一个学期的重要任务，希望学生“跳一跳能够着”，主要为了检测学生一学期的学习效果、知识所能达到的深度以及应用所学知识解决实际问题的能力。以往传统授课后，学生一学期下来代码量很有限，代码长度也远远不够，部分学生只学到了基础编程语法，根本谈不上解决实际问题，而混合式教学改革之后，学生课堂上下进行过大量的编程训练，期末的小组大编程项目在平时课堂上也作为案例片段进行过分析探讨，学生初步具备了开发系统的能力，因而给他们布置这一项挑战性任务，学以致用。三轮教学实验下来，学生已经可以编写开发上千行的程序设计项目了。

6 课程评价及改革成效

6.1 实验组与对照组在期末卷面考试中的表现差异

三轮翻转课堂混合式教学改革结果统计显示，试点班级成绩的及格率、优良率和平均分都位列前茅，期末卷面成绩明显优于同年级其他各个班级，及格率89.1%，优良率（期末卷面成绩在80分以上的人数）51.1%，平均分75.9分，标准差14.6，横向各年级相比，试点班的四项指标不仅仅在同年级最优，纵向对比5年来的各项数据，也是最高的。及格率89.1%，高于五年来的最高及格率（66.4%）近23个百分点。标准差14.6，更是5年来的最低值，说明班级整体水平趋于平均，普遍较好，并没有两极分化。

6.2 试点班在线上学习过程中的表现

这部分成绩是由超星MOOC学习平台自动跟踪记录的，主要从任务点完成情况和线上学习最终成绩两个方面来统计。结果显示，试点班学生的线上学习表现良好，73%的学生线上完成任务点90%以上，共有72%的学生线上总成绩在80分以上。

6.3 试点班对整体教学质量的评价反馈

学生调查问卷结果显示，学习兴趣方面，86%的学生在学完之后，对该门课比较感兴趣。69.64%的学生认为教学效果很好，说明大部分学生都认同翻转课堂教学方式的帮助很大。绝大部分学生表示课堂教学中能加强互动，发挥他们的主动性，把时间多交还给他们，而不是教师花大量时间讲授，而这种需求正是翻转课堂所主张的。线下自学基础知识，课堂则还给学生，大量做案例分析、师生一起分析算法，小组合作练习、结果展示探究，围绕案例，互评护辩，学生的动手能力和思辨能力得以大大提升。