部分翻转课堂在Java 程序设计课程中的探索*

郭子界 王斌科 邱林茹 齐兆杰 张振宁

庆阳职业技术学院 甘肃庆阳 745000

0 引言

翻转课堂，是指学生在课前或课外观看教师的视频讲解，自主学习，教师不再占用课堂时间来讲授知识，课堂变成了教师学生之间和学生与学生之间互动的场所，包括答疑解惑、合作探究、完成学业等，从而达到更好的教育效果[1]。目前，国内关于翻转课堂的研究，或集中于翻转课堂在某一门课程（如中小学课程、中职课程）中的应用，或集中于翻转课堂与其他教学方法（如线上线下、微课、任务案例）的混合式教学的研究，后者多数出自职业院校的教育工作者。

经济一般地区的职业院校，学生的基础和能力与其他高校（甚至其他职业院校）存在较大差距。职业教育作为一种类型教育，必须研究解决这一问题。研究翻转课堂与线上线下、微课、任务案例等教学方法的混合式教学尚有一定意义，但纯粹的翻转课堂并不适合这些学生，可能面临学生无法配合、无法跟上的问题。有研究认为：翻转课堂是一种适合于有甘愿被占用课余时间的主动学习态度、具备基本自学能力与可观看在线视频的自学设备的学生的学与教模型[2]。

基于多年的物联网专业课程的教学经验，本文提出部分翻转课堂的教学改革模式，并在Java 程序设计课程中进行大量的探索与实践，形成实施报告。模式重在“部分”二字，即翻转课堂还是要翻转，学生也必须在课前完成学习，但“部分”在于课堂上教师还要不厌其烦地、耐心地“再讲一遍”。当然这种“再讲”是有重点的、突出难点的讲。

1 部分翻转课堂整体教学设计

Java 程序设计是计算机网络技术专业的一门专业核心课程，其前对标另一门专业核心课程C++程序设计，共同组成计算机网络技术专业的语言类课程组。这两门课程有助于学生总结前期所学计算机基础、计算机网络、操作系统的知识，深入学习数据库类课程，并为后续移动应用开发、物联网等相关课程的学习打下基础。而Java 作为迄今最经典、最纯粹的面向对象语言，虽面对Python、Julia 的强劲挑战依然历久弥新、屹立不倒，显示了它的强大生命力，是计算机专业学生必须重点掌握的一门编程语言。退一步讲，高职学生即使只掌握一门Java 语言，这门语言对其思维能力的训练提升也是极其重要的；学生在毕业后即使不做Java 软件设计师，面对毕业后的职场挑战也会游刃有余。

在Java 程序设计中采用以“部分翻转课堂”为代表的教学设计方案，取得了明显的教学效果。

1.1 部分翻转课堂的教学模式

传统课堂是充分重视正式课堂上的45 分钟，课前不预习，或只有少量预习。翻转课堂要求学生在课前通过慕课视频等方式完成所有课程内容的学习，正式课堂上则由教师组织学生完成答疑、讨论和练习。而慕课的实质是“接受性学习”而不是“探究性学习”，如果仅仅采用慕课式翻转课堂作为主要的学习方式，会加重学生的课后负担[3]。针对高职学生自学能力不足和Java 程序设计课的特点，团队提出“部分翻转课堂”的模式，即让学生在课前完成当节内容的慕课视频学习和教材预习，正式课堂上采用任务引领和讲授法相结合的教学方式，将课程的重点和难点给学生以另一种方式“再讲一遍”，以加深学生的记忆和理解。再布置适宜的作业让学生课后完成。

1.2 对比的教学策略

由于学生在学习Java 程序设计课时已经有了C++程序设计课的学习经验，所以在Java 语言的教学中始终贯穿和C++语言的对比，即一个概念、一个功能在C++中是怎样的，在Java 中又是如何实现的（学生自己也会忍不住要思考）。如果不这样做，极易造成学生的困惑和困难。而此“对比”的策略必须在“部分翻转”的“再讲”环节实现。

1.3 任务驱动的教学方法

在每节课程的“再讲”环节的设计上采用任务驱动法和讲授法相结合。即每节的教学内容分为3 ～5 个教学任务，每个任务由一个问题引领（少数情况下为一个实例），学生在进入后面的学习和听讲前，先通过自己课前的慕课学习和预习回答任务问题（采用抢答记分方式，与课堂成绩相联系），教师在评判问题和回答的时候自然进入任务内容，讲授结束后完成任务。教师在任务完成的过程中根据情况可以继续提出问题。

1.4 精进讲授化解课程重点

Java 作为一门计算机语言、一个重要的编程思想——面向对象编程，团队坚持以形象化和通俗化的语言、前后衔接的紧密逻辑，传授给学生一套全新的思维，帮助学生锻炼理解能力、想象力和逻辑思维的能力。课堂精进讲授突出课程的重点，化重点为无形。

1.5 精心设计实例贴近学生

为了演示程序的具体编制方法，Java 程序设计作为一门编程课，团队在课程的几乎所有章节都精心设计了最少一个编程实例。实例的设计遵循简单易懂、典型性强、贴近学生生活的原则，不同于慕课视频，便于课堂讲授学习。如介绍类的时候用的是“学生”类、“上课”方法，介绍接口的时候用的是“学习”接口等。

1.6 精彩图表助力突破难点

作为必要的信息化辅助手段，课程配备了许多图片和表格。这些图片和表格多是团队成员根据自己对课程相关章节的理解制作而成，为了协助表达一些重要的知识点汇集和难点的形象化展示。如此助力学生理解。

2 部分翻转课堂的教学实施过程

2.1 突出事务型语言特点

不同于C 语言长于科学计算，Java 语言的主要功能是事务管理。所以，在教学的实施过程中，团队不纠缠于算法、数据结构等的讲授，而是真正将“部分”的珍贵“再讲”时间着眼于“面向对象”思想的解读和事务管理的格式、实现方式。

2.2 多层次目标互相渗透

团队在教学方案的实施中坚持知识目标、能力目标和职业素养目标的互相实现和渗透。在知识学习中贯穿培养能力的目标，在能力目标的达成中融入职业素养的培养，而职业素养的形成又会进一步促进对新知识的学习和新能力的培养，从而在多层次目标的互相结合中更好地达到完整的职业教育的育人目标。

2.3 雨课堂教学方式的引入体现信息化教学

由于雨课堂具有良好的互动性及实时反馈的特点，还有便捷的数据搜索功能以及丰富的可用教学资源[4]，本门课程采取雨课堂教学方式。学生在课前自学慕课视频，课堂上利用雨课堂进行“部分翻转课堂”的辅导讲授。学生在雨课堂中，在“任务”的引领下，联系课前预习内容进行思考，同时教师将重难点“再强调一遍”，同步回答雨课堂上教师自编习题，帮助学生加深理解。

2.4 理论学习与实践技能训练相结合

部分翻转Java 程序设计课堂的理论教学任务包括Java 数据类型、程序结构、类与对象、封装、继承、多态、数组、抽象类、接口、集合和异常处理等章节共计24 课时，与之相配套的是至少48 学时的上机实践技能训练。学生在上机实践课上或完成教师布置的练习任务，或模拟运行教材等资料上的程序实例。教师也会适时采取现场编程讲解的方式向学生示范。

3 课堂教学实施成效

1 号教师在实施部分翻转课堂教学方案前后，1 号教师采用新教学方案与2 号、3 号教师未采用新教学方案之间的“独立完成作业率”“作业参与率”“课堂参与率”和“考核优秀率”对比见图1、图2（数据来自团队3 名教师承担的2016 级、2017 级、2018 级、2019 级计算机网络技术专业Java 程序设计课程的历史数据统计）。

图1 1 号教师实施新型教学方案前后对比

图2 采用新型教学方案的1 号教师与未采用方案的2 号、3 号教师对比

3.1 独立完成作业率

独立完成作业率是指能完全独立完成80%以上作业的学生占全体学生的比率。可以看到1 号教师在实施新教学方案后比以前有大幅提升，相比其他教师也有优势。

3.2 作业参与率

作业参与率是指独立完成2 次以上作业的学生占全体学生的比率。1 号教师在实施新教学方案后比实施前也有大幅提升，同时相比团队其他教师也有提高。

3.3 课堂参与率

课堂参与率是指课堂80%以上时间能积极回答问题或认真听讲、参与讨论，没有玩手机或睡觉现象的学生占全体学生的比率。可以发现无论是纵向对比还是横向对比，新型教学方案均有大幅提升。

3.4 考核优秀率

考核优秀率是指通过期末总结考核、期中测试考核或其他测试手段发现的掌握Java 程序设计基本思想和方法的较优秀的学生（一般指80 分以上学生）占全体学生的比率。这一比率在实施新教学方案后有较大提升，在团队内也领先。

3.5 学生满意率

通过后续Android 应用开发课程的调查发现，2018 级计算机网络技术班的学生在学期结束后的整体学习满意率达到65.7%，而2019 级计算机网络技术班的学生在学期结束后的整体学习满意率达到了95.7%。

4 结束语

4.1 部分翻转课堂教育教学改革实施的目的是找到一种结合翻转课堂和传统课堂优势的、适合自学能力较差学生的教育教学法，提高学习效率

1）学生在课前先观看预先录好的教学视频（最好是慕课视频），并进行教材内容预习；课堂上由教师根据学生的情况“再讲一遍”，加深学生记忆。

2）教师需要精选用于学生课前观看的视频，最好是二十几分钟以内。注意不要一股脑给学生发送好多视频，浪费学生时间，也让学生无从下手。

3）教师要在课前公布下节课的问题提纲，让学生带着这些问题去看视频、预习。需要注意公布预习提纲的时间保证，因为只有保证了预习时间，才可以提高翻转课堂的效率[2]，而部分翻转课堂归根结底也是一种翻转课堂。

4）课堂上教师根据学生自学和预习情况，通过讲授，做到重点再强调一遍，难点再讲解一遍。

5）学生在课前、课中和课后的交流时间完成讨论和互相学习，增强学习效果。

6）以上改革方案的关键在于要做好适合于“部分”翻转课堂的教学设计和教学课件：既要有一定高度（总结重点，解决难点），不是原有课前内容的简单照搬，又要契合学生实际，使学生平稳自然接受（即使部分学生只是少量预习或者没有翻转学习），并顺利切入重难点，一举突破。

4.2 教学反思与整改

1）针对学生课堂回答问题不够积极活跃的问题，教学过程中采取课堂成绩、平时成绩分数激励（主动回答答错不扣分）和分数鞭策（提问回答，答错扣分）（答对均加分）的形成性考核体系，再加上期末理论加实践的总结性考核，共同形成对学生的评价体系。

2）同样为提高课堂参与度与活跃度，需要在教学设计中进一步优化问题设计和提问环节。

3）为凸显和进一步使用信息化教学手段，需要加大教学设计中的多媒体手段。

4）需要参照优秀课程设计，尝试采用课堂编程演示的教学方法提高教学效果。

4.3 意义和推广应用

基于Java 程序设计课程总结出的部分翻转课堂教学改革模式在教学改革理论上有一定突破，在网络数据库原理、Linux 操作系统、物联网导论等多门电子信息类专业课程上作了推广应用，教学效果良好，学生反响较好，具备向其他理工科高职专业课程和一般职业院校推广的价值。