翻转课堂教学模式在Java程序设计课中的应用研究

寿周翔　王李冬　李文娟++胡克用

摘 要： 在分析Java程序设计课程教学中存在的问题基础上，结合课程特点，提出了瀑布式的翻转课堂教学模型，并在课程教学中实施和应用。详细介绍了翻转课堂教学模式课前和课中二个教学阶段教师和学生的活动。实践证明，翻转教学模式可以充分激发学生学习兴趣，提高学生自主学习能力，是提升Java程序设计课程教学水平的一种有效方法。

关键词： 微课； 翻转课堂； Java程序设计； 案例驱动

中图分类号：G642.0；TP311.1 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2016）10-83-04

Research on the application of flipped classroom teaching mode

in Java programming course

Shou Zhouxiang， Wang Lidong， Li Wenjuan， Hu Keyong

（Hangzhou Normal University Qianjiang College， Hangzhou， Zhejiang 310036， China）

Abstract： On the basis of analyzing the problems existing in the teaching of Java programming course， combining with the characteristics of the course， the waterfall flipped classroom teaching mode is proposed， and is implemented and applied in the course teaching. The activities of teachers and students in two teaching stages， which are the before and during the course， of flipped classroom teaching mode are introduced in detail. Practice has proved that the flipped teaching mode can fully stimulate students' learning interest and improve students' autonomous learning ability. It is an effective way to improve the teaching level of Java programming course.

Key words： micro-course； flipped classroom； Java programming； case driven

0 引言

翻转课堂是近年来兴起的符合教育部信息化教学改革目标的一种创新型教学模式，它为信息技术与教育教学的深度融合提供了可能。目前Java程序设计课程的教学，普遍采取传统的知识结构驱动的教学法，教师讲授知识点，学生按部就班地学习，教学效果不理想。要根本性地提高Java程序设计课程的教学效果，培养学生运用编程语言开发软件的实际能力，需引入高效的教学模式提高教学效率。

1 翻转课堂及其内涵

翻转课堂是教学过程的一种重新组合，教师提供课前教学视频让学生先完成自学，再利用课堂时间通过各种学习活动（项目、活动主题、答疑、练习等）帮助学生实现知识内化，这是一个系统性的变革，不是简单的学习前置。

翻转课堂教学模式的理论依据是建构主义学习理论和系统论的设计思想，真正体现了学生学习的主体性及教师的主导性，彻底改变了传统课堂的教学模式[1]。

翻转课堂教学模式以学生素质的全面发展为目标，既强调知识的传授，更注重学生对知识的内化，通过学生课外有导向、有支持的学习，培养学生的自主学习能力、协作学习能力，通过课堂讨论、小组交流、教师答疑等方式更好地促使学生知识的内化，提升学生的沟通能力和创新思维。

2 翻转课堂教学模式在Java程序设计课程应用背景

2.1 Java程序设计课程特点

Java语言是目前最受欢迎的面向对象编程语言，是实践性很强的课程，其教学任务是通过学习Java的运行机制、基础语法，面向对象设计的封装、继承、多态，异常处理，网络应用等内容，使学生掌握较扎实的Java语言基础，理解面向对象程序设计的思想，培养学生的逻辑思维能力以及使用Java语言进行程序设计的能力和程序调试的能力。

2.2 当前Java程序设计课程教学中存在的问题

⑴ 教师主导，学生被动学习，学生学习积极性不高。传统的教学都是强调“以教师为中心”，教师灌输知识，学生被动接受知识，学生的主体地位不突出，师生互动欠缺，导致学生缺乏学习主动性。

⑵ 教学课时少，教学内容多。Java程序设计课是一门理论和实践结合比较紧密的课程，很多学校每周安排二节课，教师在课堂上先讲理论，然后让学生实践操作。不少学生在理论尚未熟悉理解的基础上，仓促上机编程实践操作，很难达到培养学生编程实践能力的目标，教学效果较差。

⑶ 由于学生个体学习能力、理解能力的差异，使得教师在课堂上很难都兼顾到，所以经常造成好学生“吃不饱”，接受慢的学生“不消化”的情况。

要想打破这种现状，需要重新审视我们的教与学，将翻转课堂教学模式引入Java程序设计课的教学是很有意义的尝试和探索。为了摆脱分层次教学的困境，我们提出翻转课堂教学模式的教学模型，设计翻转课堂教学模式课前、课中两个阶段教师和学生的活动流程，以Java程序设计课程为例，对翻转课堂教学模式进行实践。

3 翻转课堂教学模式在Java程序设计课程中的应用

我们在Robert Talbert教授翻转课堂结构模型[2]的基础上，结合Java程序设计课程特点，对其进行了改进和具体化，构建了瀑布式的翻转课堂教学模型，如图1。该教学模型体现在“以学生为中心”的教育理念基础上，强调教师的引导作用，同时关注模型在Java程序设计课程应用中的可操作性。该模型主要由课前和课中两个阶段组成，每个阶段分别由教师活动和学生活动两部分组成，强调利用信息技术环境支持的师生活动，详细描述了在课程应用中的具体步骤和各活动之间的关系。

3.1 课前教学实施阶段

3.1.1 教师活动部分

翻转课堂教学模式中，课前教学实施阶段教师的主要任务有以下。

⑴ 学情分析、教学内容选择与设计

教师要进行有效的教学设计，必须对学生的认知水平、学习期望度等特点进行分析，结合具体教学内容，编制教学目标，确定教学难点、重点。由于要求学生在自主学习的环境中了解教学目标。掌握知识点和相应技能，教学目标在编写时应细化，即把一个综合性的目标细化成许多小的、分散性的目标，每个细化的教学目标对应某个具体的知识点或者编程技能。教学目标在描述时尽可能分层次，说明课前和课中应达到的教学目标。

⑵ 自主学习策略设计、制作学案导学单

教师根据不同的教学内容，选择不同的自主学习策略（如支架式教学策略、抛锚式教学策略、随机进入教学策略等），设计学生自主学习活动。

学案导学单是学生在课前要完成的任务单，导学单上主要包含学习指南（学习主题、达成目标、学习方法建议、课堂学习形式公布），学习任务（整体把握、重点难点把握、其他知识点把握、创设必要的协作探究情境），问题设计（重难点转化问题、其他信息转化问题），建构性学习资源，程序设计练习（练习题、必要的提示），问题档案（记录疑问、提出关于教师课堂指导的建议），学习反思（解决问题的过程、练习统计、存在问题与改进设想）等[3]。学生可以根据导学单制定适合自己的学习计划，完成课前学习任务。学案导学单是学生保质保量完成课前学习任务，教师有效地实施课堂教学的前提和基础。

⑶ 制作微课视频、课前测验

教师在制作微课视频时，要基于教学设计思想，通过提炼知识点，整理教学材料、搜集多媒体素材，使用多媒体技术制作成播放长度为5-10分钟，就某个特定问题或者编程技术进行针对性讲解、演示，且能清楚地讲解知识点，符合学生的认知能力要求。

教师还应根据教学目标和微课内容，编制配套的课前编程练习，由于考虑到是课前学生的自主学习，所以练习的数量和难度应恰当好处，以免挫伤学生的学习积极性。

⑷ 收集问题和测验结果

学生反馈给教师的导学单上主要有：学习过程中遇到的问题、学习收获和成效，以及编程练习结果，这些数据反映了学生的学习过程，是学生学习行为的基础数据，教师通过收集、分析这些数据，能够及时发现教与学中存在的问题，为课堂教学的设计提供第一手参考依据。

⑸ 调整课堂教学设计和学习材料

教师通过收集到的问题和编程练习结果，总结出一些有针对性的探究题目，以课内学习单的形式准备，课内学习单的设计与课前学习单的设计相同，并对课内学生的活动（独立探究、协作学习、成果交流和汇报、评价等方面）进行设计。

3.1.2 学生活动部分

这部分学生的活动以信息技术为支持，主要包括四个环节。

⑴ 了解学习任务。学生对导学单上细化的学习目标进行自主学习，了解课外学习的任务，并根据学习任务和自身特点选择合适的学习内容。

⑵ 观看微课视频或其他学习材料。学生在明确学习任务后，通过观看教师提供的微课教学视频或其他形式的学习材料开展学习，学生可以自主掌控学习节奏、时间，根据自己的理解能力合理地观看视频，对于已掌握的或者简单的内容可以粗略看，对于没掌握或者重点难点可以重复地看，实现了真正意义上的分层次学习，有利于学生的个性化学习。

⑶ 课前测评。学生在观看微课后，要完成导学单上的课前编程练习，巩固观看微课的学习效果，通过课前练习及时发现前二个环节学习中存在的问题。

⑷ 填写课前学案导学单。学生在学案导学单指引下，通过前面三个环节的活动，对自己的学习效果进行反思、总结，把学习心得、收获及学习中遇到的问题填写在导学单上，并反馈给教师。

3.2 课中教学实施阶段

该阶段的目标是答疑解惑、协作学习和编程实践。学生要将课前无法解决的问题拿到课中来，通过同学间的协作学习与老师的适当引导，帮助学生突破难点，深化重点。在课中教师可采用任务驱动教学法组织课堂活动，学生依据任务的难易程度进行独立探索、协作探究或小组合作，最后学生以项目成果展示的方式进行交流展示，教师则作反馈与评价[4]。

3.2.1 教师活动部分

翻转课堂教学中，教师在这个阶段的主要任务是引导学生实现对课前阶段知识的高效内化，主要包括三个环节。这三个环节根据学生课堂的表现和反馈进行动态化的调整完善。

⑴ 组织课堂活动、答疑

首先教师针对课前学生导学单上收集的学习过程中的问题及练习作业中反映出来的问题，进行答疑，对操作性强的问题进行针对性的演示讲解。另外在课堂教学中还要安排师生互动时间，让仍有疑问的学生继续提问。教师在互动环节中要把控课堂，适度进行引导。

⑵ 布置课堂任务、辅导

教师通过引入案例任务，引导学生分小组进行协作讨论、交流，每个小组的学生人数不宜过多，一般以3-5人为宜。在各小组解决了案例任务中主要的难点和关键点，形成初步方案后，可以让学生独立完成案例任务，教师结合实际情况可以对学生一对一的个性化辅导。在这个环节中教师要充分调动学生的创造性、协作能力及独立解决问题的能力。

⑶ 评价、总结、反馈

在翻转课堂教学模式中，评价的立足点由教师单纯评价向多元化评价（学生自评、互评和师生共评相结合）的轨道转变，由单纯的定量评价向定量与定性相结合的轨道转变，把评价的主动权交给学生，通过评价促进学生对知识和技能的进一步内化。

3.2.2 学生活动部分

⑴ 提出问题，参与课堂讨论

学生在课堂中，可以提出自己学习过程中遇到的问题，也可以回答别的同学提出的问题，通过课堂讨论，促进学生的个性思维发展及知识的共享。

⑵ 协作学习，完成课堂任务

学生根据教师在课堂中教学案例及课堂任务，以小组为单位开展协作学习，小组中各成员要有一定的分工，小组成员提出自己的思路观点，形成解决案例任务的初步方案之后，小组成员独立完成案例任务。通过协作学习，可以很好地训练学生的表达能力和逻辑思维能力，增进学生个体间的沟通协作，进一步实现知识与技能的内化。

⑶ 成果交流展示

学生完成问题探究和课堂任务后，要在课堂上汇报，与其他学生分享自己的学习成果，交流学习体验，展示课堂作品。对任务完成的情况进行汇总，通过交流使学生都能掌握本节课的知识，更好地实现知识的内化，促进学习兴趣的提升。

3.3 教学效果分析

在传统课堂中，教学效果的评价是通过课后作业与试卷测试的方式，比较简单。而在翻转课堂中，评价方式应该多元化。评价需要由专家、教师、学生等组成评价小组共同进行评价，做好个人评价、小组评价、形成性评价和总结性评价，对学习的过程和结果都要做到定量和定性的评价。并且在评价内容方面应该对翻转课堂实施的各个步骤和结果都进行评价。通过评价结果衡量教师设计的教学内容、课前练习、课堂活动对学生的学习是否有效，学生是否接受这样的学习内容和方式，从而达到更好的教学效果[5]。

4 结束语

本文探讨了在Java程序设计课程教学中引入翻转课堂教学模式，经过一个学期的实践，学生的学习积极性、自主学习能力、学习效果以及程序设计和调试能力均有了大幅度提升。实践证明，在操作性、实践性较强的课程中实施该模式是可行的，教师的主导作用和学生主体地位都得以体现，学生的实践操作能力，主动学习能力得到较大提升。但在新的教学模式下教师迎来了发展新的教学技能的挑战，需要运用新的教学策略帮助学生完成知识构建，教师须投入更多的精力和时间来准备课前课中的教学设计。另外，翻转课堂教学模式也要求学生有较高的自我约束能力及沟通表达能力，这些问题需要在今后的教学中不断反思与改进。

参考文献（References）：

[1] 何文涛，张新明.基于微课程的电子课本内容整合及其教育

应用[J].中国电化教育，2013.12：89-95

[2] Robert Talbert.Inverting the Linear Algebra Classroom

[DB/OL]. 2011-09-21.http //prezi.com/dz0rbkpy6tam/

inverting-the-linear-algebra-classroom.

[3] 金陵.用“学习任务单”破解“翻转课堂”教学难题[J].中国信

息技术教育，2013.3：5-10

[4] 张研，李云文.小学信息技术翻转课堂教学模式的设计[J].教

学与管理，2014.4：45-47

[5] 董黎明，焦宝聪.基于翻转课堂理念的教学应用模型研究[J].

电化教育研究，2014.7：108-113