翻转课堂在高职程序设计类课程中的应用研究*

江天仿（山东凯文科技职业学院 信息学院，山东 济南 250200）



翻转课堂在高职程序设计类课程中的应用研究*

江天仿
（山东凯文科技职业学院 信息学院，山东 济南 250200）

摘 要：以翻转课堂和项目教学相结合，构建了基于翻转课堂的程序设计类课程项目化教学模式，并以JAVA程序设计课程为例，阐述了该教学模式在实践中的具体应用方法，以期为计算机专业的课程教学改革提供有益思路。

关键词：翻转课堂；项目化教学；程序设计类课程

计算机程序设计类课程是高职计算机专业的核心课程，因为程序设计本身有其独立的理论体系，对学习者思维方式的要求比较特殊；同时，这类课程具有较强的实践性、工程性，对实践开发能力的要求也很高；所以大多数学生很难适应课程的要求，学习过程比较痛苦，教师的教学也难以达到理想的效果，成为师生普遍认为难学、难懂、难教的一类课程。为了激发学生兴趣，提高人才培养质量，广大一线教师们进行了一系列关于教学内容和教学方法的研究和探索，尤以项目化教学备受推崇。项目化教学的优点毋庸置疑，能从根本上改变以往职业教育理论教学脱离工作实际，教学内容落后技术发展的弊端，使学生在“动手做”和“真正练”中体会和掌握软件开发的思想，达到学习、理解和运用知识的目标。由于项目通常是以小组为单位实施的，学生在完成项目的同时，在沟通能力、合作能力、交往能力等方面也会得到有效的培养和提高。

项目化教学在课程建设和教学过程中不断推广实践，取得了一些成果。但是，随着教学实践的持续进行，项目化教学的局限性也逐渐显现出来。

一、程序设计类课程项目化教学的局限性

（一）专业基础知识授课效果受到影响

高职院校不同于职业培训机构，培养学生并不单单是为了适应某个具体的工作岗位。扎实的专业基础知识，先进的程序设计思想及较强的计算思维能力是学生走向社会并保持可持续发展的前提。这些仅靠有限的项目化教学是无法完全涵盖的，必须通过教师在教学过程中不断强化，学生在学习过程中不断练习，才能达到在实际工作中熟练应用的水平。此外，基于项目的“教学实践一体化”模式打破了理论课和实验课的界限，全部在机房授课，为了便于小组讨论，机房中的机器多采用背靠背排列方式，有些学生的机位背对教师，屏幕、教师、黑板难以兼顾；［1］由于机器的遮挡，教师的视线受限，肆无忌惮上网、玩手机的学生增多，严重影响了专业基础知识的授课效果。

（二）教学内容多，课程容量大，项目完成质量欠佳

在程序设计类课程项目化教学实践中，通常以一个完整的实际项目贯穿整个教学过程，并根据知识点的推进把其分成若干个子项目，每个子项目包含一定的新知识和新内容。教师

（三）学生的课堂接受能力差异大，容易产生两极分化

高职学生普遍存在基础差、自信心弱，缺乏良好的学习习惯等特点。项目化教学需要教师先讲解基本语法知识，然后根据教学目标布置任务由学生分组进行探究性学习。由于接受能力的个体差异性，教师的课堂讲解无法再现，每次教学活动都难以满足不同水平学生的需求。虽然在项目实践中也有教师的指导，但基础越差的学生越不愿和教师在课堂上进行面对面的交流，结果是知识漏洞越积越多，成绩中下游的学生自信心备受打击，有的干脆选择放弃，项目开发只能依赖小组中少数学习好的学生，极易产生两极分化。

二、基于翻转课堂的程序设计类课程项目化教学模式

翻转课堂源于美国科罗拉多州林地公园高中的化学课，被称为21世纪影响课堂教学的重大技术变革。［3］它将传统的学习过程翻转过来，学生在课下利用教师提供的优质教学资源自主学习；课上则把精力集中在完成练习及与教师和同伴互动交流上，是现代信息技术辅助下的一种的新型教学模式。由于翻转课堂模式下的教学内容可以再现，在教学安排上，教师不用考虑具体某个学生对某个知识点是否已经掌握，只需按教学目标制作教学资源，组织教学活动；学生可根据自身的实际情况选择学习内容、掌控学习节奏。此外，翻转课堂“学习知识在课外、内化知识在课堂”的特点，大大延长了学生的学习时间，学生可以不受时间、地点限制进行学习。课堂上节省出来的传授理论知识的时间，则可用于学生动手参与项目实践，在实践的过程中将理论学习及项目开发中遇到的问题直接与同学或教师讨论。这种随时随地的学习及充分的课堂实战，恰恰可以弥补当前程序设计类课程项目化教学中的诸多不足，充分激发学习主体的能动性，也正体现了翻转课堂在项目教学中最重要的应用价值。

基于翻转课堂的程序设计类课程项目化教学模式如图1所示，其实质是翻转课堂与项目教学的有机结合，包括课前准备、课中实践、课后总结三个相互关联的阶段。这三个阶段涵盖学生从知识接受到知识固化的学习全过程，尤为关注的是学生知识内化的深度和层次。

图1　基于翻转课堂的程序设计类课程项目化教学模式

（一）课前准备

基于项目的程序设计类课程教学适合按项目构建过程为线索安排教学内容，以一个完整的实际软件项目贯穿整个课程教学过程，基础理论知识的讲解则围绕项目要实现的功能展开。首先，教师根据本门课的教学目标和教学大纲选取一个合适的软件项目作为课程项目，该项目应能覆盖整门课的主要知识点，贯穿课程教学的始终；然后根据软件项目的构建过程将其分解为单元项目和课时项目，单元项目是组成软件项目的子项目或程序模块，涉及软件开发过程的一个或几个环节。课时项目是单元项目中的一项或几项任务，也是每次课应完成的实践项目，一般只涉及软件项目开发全过程中的某一个环节。其次，教师应根据课时项目涉及的知识点制作课前教学资源，包括导学文档、微视频、PPT、学习案例和练习、测验题等。一个微视频的时间最好控制在10-15分钟内，一般只讲授一个知识点，力求学生在观看视频过程中完全掌握；功能相近或相关的课时项目，可以组成一个单元项目，单元项目结束时，教师应制作微视频对单元项目中涉及的知识点进行梳理，设计相关单元练习题，进一步对理论知识进行强化。此外，在课前准备阶段，教师还要设计每个课时项目的评价标准，并通过网络平台在线指导、答疑和统计学生学习情况。

学生课前首先阅读教师提供的导学文档，明确本次课的学习任务，然后自定进度、节奏、速度与方式观看 PPT、微视频等教学资源，自主学习新知识，并独立完成针对性习题与测验。学习过程中的疑问，可以借助网络平台或带进课堂与同学和教师一起探讨。课前准备阶段相对宽松的学习环境，有利于提高学生的时间管理能力和自主学习能力，真正实现了“我的学习我做主”。

（二）课中实践

首先，教师根据学生课前自主学习的反馈情况答疑解惑，针对性地讲解相关知识点；然后，教师简单演示课时项目，介绍项目评价标准，引导学生了解本次课的开发任务。最后，根据课前测验成绩合理划分项目小组，每小组4-6人，推选一名项目组长，承担组织领导、协调分工等职能。教师监控、指导项目实践全过程，引导各小组严格按照软件项目开发流程完成课时项目的开发任务。在项目训练过程中，学生领悟、应用新知识，遇到问题共同探讨，也可以与教师进行面对面的交流，对于项目开发中的共性问题，教师可以统一示范，集体解决。项目完成后教师参与各项目小组的成果展示、汇报和小组互评，对项目成果中的各种问题进行反馈与总结，促使学生对知识进一步思考，完成知识的消化吸收。课中实践阶段的主要任务是让学生运用课前所学知识亲自参与项目实践，感受工作实际过程，课堂变成学生进行编程实战、解决问题的场所，学生在“做中学”中理解、掌握理论，应用理论，最大限度地完成知识的内化。

（三）课后总结

课后，教师要对学生在课堂实践中出现的问题进行归纳整理，并将其充实到教学资源中再次上传；学生也要对项目实践过程进行反思，总结提炼知识点；有疑惑的问题仍可通过网络教学平台与教师、同学交流，在总结、反思中巩固知识，进一步完成知识的内化吸收。

三、教学应用案例

将翻转课堂融入程序设计类课程项目化教学中是一种新的尝试，以下结合JAVA程序设计课程展示新的教学模式在教学实践中的应用。JAVA程序设计课程是计算机软件技术专业的核心课程，实践性较强，同时概念复杂，包含基础理论较多，内容抽象枯燥。为提高学生学习兴趣，富有成效地完成“做中学，做中教”，我们采用了基于翻转课堂的项目化教学模式。

（一）课前准备

任课教师首先要明确该课程的教学目标是让学生掌握JAVA语言面向对象的程序设计思想和方法，具备利用JAVA语言解决问题的实际应用能力。从这个教学目标出发，选取某公司的“员工信息管理系统”作为课程贯穿项目，并按系统要实现的功能模块将整个课程项目划分为九个单元项目，每个单元项目又按各功能模块要完成的任务分解为若干课时项目（见图2）。在讲解这门课之前，教师应把完整的课程项目介绍给学生，使学生对本门课的作用及要完成的任务做到心中有数；然后以课时项目为基础，进行基于翻转课堂的项目化教学。

以单元项目“员工基本信息处理”中的课时项目“员工绩效考核等级分析”为例，任务描述为：给公司每个员工提供一个绩效考核自评窗口，让员工针对“工作态度”和“工作效率”两方面的6个指标给出自评分，每个评价指标有5个分值可选，分别对应优、良、中、及格和差 5档。用户完成全部指标的评价后，系统自动算出自评总分，并给出相应的自评综合等级。涉及的知识点包括JAVA语言的基础语法，JAVA程序的基本控制结构，单分支、双分支、多分支选择语句等。要求学生理解、掌握并能运用上述知识点解决实际问题。教师在课前根据教学目标和知识点制作教学资源，包括：导学文档、PPT、教学视频和练习测验题，并上传至网络。

图2　员工信息管理系统项目分解图

学生在课前根据自己的实际情况自主学习，不懂的知识点要通过教学资源的重播回放反复观看；也可采取查阅图书、上网搜索等方式对不明白的地方作进一步的细化研究；或借助网上学习平台进行生生、师生的交流，直到弄懂为止。然后，学生开始做针对性练习和测验题，测验结果通过网络反馈给教师，便于教师了解每个学生的学习情况；学生可就练习和测验过程中出现的问题与教师、同学进行在线讨论，或记录下来等待课堂解决，以此实现课前理论学习效果的最优化。

（二）课中实践

教师根据学生课前自主学习的反馈情况答疑解惑，针对性地讲解相关知识点；然后，简单演示“员工绩效考核等级分析”项目，介绍项目评价标准，划分项目小组，并通过以下三个问题引导学生开展项目实践任务：

（1）每条评价指标有5个分值可选，如何保证用户只选中其中一个分值？

（2）得出用户的考核总分后，如何判断该分数是否属于指定分数段？

（3）如何把某一个分数段的分值全部映射为同一个分数等级？

各小组通过讨论确定工作方案，按照需求分析、功能设计、编码实现、测试及运行五个步骤进行“员工绩效考核等级分析”项目的开发，在项目开发过程中遇到的问题可以和教师、同学探讨。项目开发完成后，教师组织学生进行成果展示、评价和经验交流，因为每个小组的项目实现方法有可能不同，课堂上的成果评价和经验交流，有利于学生拓展思路，扩充学习内容。

（三）课后总结

教师归纳总结课堂实践阶段出现的问题，例如在本项目中，用户考核分的计算和相应等级的映射都需要对数值进行条件判断。JAVA语言中，多分支条件判断语句有两种：if…else和switch，大多数学生采用if…else语句嵌套实现数值判断功能。if…else语句虽然简单易懂，但处理多分支情况时结构复杂，代码冗长，较switch语句效率低下。针对上述问题，教师归纳总结两种语句的特点及适用情景，形成项目总结文档，充实到教学资源中；学生阅读总结文档并反思项目实践过程，结合课前教学资源整理提炼知识点，进一步对程序进行优化。若仍有疑问或有新的问题，依然可以通过网络与教师、同学进行在线交流。

（四）实施效果

应用“基于翻转课堂的项目化教学模式”完成“员工绩效考核等级分析”项目教学任务后，对实施对象——2014级软件技术1班的46名学生进行了问卷调查。调查结果显示，75%以上的学生表示喜欢这种教学模式，认为这种教学模式可以使学习更加自由；83%以上的学生认为这种教学模式增加了师生交流和课堂实践时间，可以提高项目化教学效果；80%以上的学生认为有助于培养自主学习能力；63%的学生认为有利于基础理论知识的学习，增强了学习的自信心。可见，学生们对这种教学模式是接受和认可的。

四、结语

将翻转课堂应用于高职计算机程序设计类课程项目化教学中，让学生“课前接受知识，课上内化知识，课后巩固知识”，可以有效解决项目化教学的弊端，提升课堂教学效率，发挥学生学习的主动性，为计算机专业教学改革提供了有益思路。由于这种教学模式必须以现代信息技术为基础，对软、硬件和参与者的素质要求较高，因此，要进一步推广应用，还需学校、教师、学生三方共同努力。

参考文献：

［1］ 谢延红.任务驱动式翻转课堂教学模式研究——以《面向对象程序设计（C#）》为例［J］.德州学院学报，2014，（4）：7-12.

［2］ 宋朝霞，俞启定.基于翻转课堂的项目式教学模式研究［J］.远程教育杂志，2014，（1）：96-104.

［3］ 刘锐，王海燕.基于微课的“翻转课堂”教学模式设计和实践［J］.现代教育技术，2014，（5）：26-32.

中图分类号：G434

文献标识码：A

收稿日期：2016-03-11

*基金项目：2015年度山东省教育科学研究课题“基于翻转课首堂先的项要目对式子教项学在目高涉职及程的序设知计识类点课程进中行的讲应解用研和究演”（15SC302）。

作者简介：江天仿（1971-），女，山东济南人，硕士，副教授，研究方向：计算机软件技术。示，然后以项目小组为单位完成每节课的项目开发任务。由于软件项目的特点，子项目之间不可避免地会存在相同或相似的部分，进行这些项目时就要占用一定的时间重复已学的知识，课堂时间会变得很紧张；［2］加之学生自身的专业知识、专业能力的限制，项目的开发往往需要更多的探索时间，项目的完成则通常要延伸至课外，但课外又缺乏教师的帮助与监督，致使项目完成质量欠佳，有的学生甚至直接抄袭同学或网上成品。

The Application Research of Flipped Classroom Model in Program Design Courses

JIANG Tian-fang
（School of Information， Shandong Kaiwen College of Science and Technology， Jinan 250200， China）

Abstract:This article attempts to design the project teaching mode for program design courses based on the flipped classroom which is combined with project teaching. Taking Java programming course as an example， this article also expounds the concrete application method of this teaching mode in practice to provide useful ideas for the reform of the computer professional teaching.

Key words:flipped classroom； project teaching； program design courses