翻转课堂在《高级语言》中的应用

2020-09-10黄龙军

红豆教育 2020年6期

【摘要】翻转课堂教学模式在课前完成知识传授，在课中完成知识内化，突出“以学为中心”。本文在简介翻转课堂的基础上，讨论翻转课堂在《高级语言》在教学过程中的应用，重点介绍教学设计及课中活动安排，以期对程序设计类课程翻转课堂教学提供一些参考。效果分析表明，《高级语言》翻转课堂教学能够较好地提高教学效果。

【关键词】翻转课堂;高级语言;教学设计

1引言

《高级语言》是计算机科学与技术等专业的一门专业基础课，以C/C++语言描述过程化程序设计的知识，具有很强的实践性。在传统的教学过程中，由教师主讲，且以语法知识讲授为主。在这种教学模式下，学生被动接受知识，感受不到所学知识的价值，学习兴趣不高。翻转课堂[1-5]教学模式可以使学生变被动为主动，有效地改变教师传授式的窘境。

近年来，笔者在《高级语言》的教学过程中，赛课结合，以在线测评系统（Online Judge，简称OJ）和在慕课（Massive Open Online Course，簡称MOOC）平台开设的在线开放课程为支撑，引入翻转课堂教学模式，促进学生自主探究，强化实践，突出“以学为中心”的特点。MOOC平台上的微课时长不超过15分钟，有利于学生进行碎片化学习。OJ[6]能自动评测学生所提交程序的正确性，具备开放性、实时性、趣味性、激励性等诸多优点，是学生探究式学习[7]、在线练习与测试的有效实践平台，可以很好地提高学生的实践能力。OJ上来自程序设计竞赛的问题，可供学生拓展练习，有利于培养学生的创新能力。通过在OJ进行大量的编程练习，促进学生分析和解决问题的能力，有利于学生的进一步发展。本文在简介翻转课堂的基础上，讨论在以MOOC和OJ为支撑的《高级语言》课程中应用翻转课堂教学，以期对程序设计类课程翻转课堂教学提供一些参考。

2翻转课堂简介

简言之，翻转课堂[1-5]是传统课堂的颠倒。一堂课可以分为“课前”、“课中”和“课后”等三个阶段，主要包含“知识传授”和“知识内化”这两个教学环节。传统课堂在课前通过教材预习知识，在课中完成知识传授，在课后通过作业等措施内化知识;而翻转课堂颠倒了传统课堂的教学流程，在课前通过微课完成知识传授，在课中通过作业、交流和指导等措施内化知识。在翻转课堂教学模式下，教师提前录制好微课，学生在课前通过网络学习微课学习相关知识，学生在教师指导下通过完成作业、交流讨论等课堂活动内化知识。为提高学生的学习兴趣和学习效果，需要借助信息技术手段根据知识点录制短小精悍的教学短视频。而面对面的课堂活动是翻转课堂的关键环节，是否在课中有效内化知识是衡量翻转课堂是否成功的主要准则。在翻转课堂的课堂活动中，学生从被动的接受者转变为主动的学习者，而教师从知识的传授者转变为学生学习的引导者、辅助者。因此，翻转课堂需要教师转变教学理念，从“以教为中心”向“以学为中心”转变。

3翻转课堂的运用

3.1教学设计

《高级语言》翻转课堂教学分为“课前”、“课中”和“课后”三个环节，各个环节具体安排如图1所示。

图1《高级语言》翻转课堂教学

教师在课前参照布鲁姆认知领域教学目标分类确定学习目标，发布学习任务单。布鲁姆的教学目标分类分为记忆、理解、应用、分析、评价和创造等六个层次，其中前三个层次属于低阶目标，后三个层次属于高阶目标。学习任务单包括学习目标、微课、OJ探究问题、 OJ练习/作业及拓展阅读资料等;学生根据任务单了解学习目标，学习微课，尝试求解OJ问题，在遇到问题时可以反复观看微课或者在MOOC平台的讨论区、教学群交流讨论，以团队（专题准备前组队完毕，每个团队3-5人）为单位准备将在课中分享的专题内容。在课中，首先学生在MOOC平台进行关于知识点的在线测验;然后教师精讲重难点，根据学生课前的讨论、课中测验情况进行答疑解惑;接着随机选择学习团队，随机选择该团队成员主讲2-3个OJ探究问题的求解，提出问题由其他团队的成员抢答，并就难点、拓展问题展开交流讨论，其他团队评分，教师点评、评分、总结。在课后，学生通过OJ完成课后任务（作业/练习等）、进行拓展练习（学习任务单中指定），通过MOOC平台进行教学反馈和交流讨论;教师进行教学反思，对学生学习情况进行统计分析，并修改、完善教学目标和学习任务。

3.2“课中”活动

《高级语言》翻转课堂的“课中”活动基于学生的课前在MOOC平台的微课学习和在OJ上的问题探究。“课中”活动是翻转课堂的关键环节，主要进行内化知识及拓展探究，重在实现布鲁姆认知领域的高阶学习目标。本节以教学内容“递归函数”为例，说明《高级语言》翻转课堂主要的“课中”活动安排。

活动1：学生课堂测验

课堂测验安排在MOOC平台进行，共5道选择题，分数为10分，测验时长为10分钟。测验内容较简单，包含递归函数的基础知识及递归函数结果分析，学生只要根据微课进行了知识点的学习就能正确作答。此活动用于检测学生课前学习效果，实现布鲁姆认知学习的低阶目标，并为下一个活动中的重难点精讲埋下伏笔。另外，课堂测验成绩作为过程考核的一部分，从而促进学生课前认真学习。

活动2：教师精讲、答疑解惑

在此活动中，教师精讲重难点，例如递归函数设计、实现及执行过程等重点，汉诺塔问题的分治求解策略等难点;并根据课前学生在MOOC讨论区的问题进行答疑解惑，例如，针对学生提出的问题“递归函数如何执行”及课堂测验中的易错点，进行交流讨论并答疑解惑。此活动实现布鲁姆认知领域的低阶学习目标。

活动3：团队主讲、问答

在此活动中，使用随机抽答小程序选出主讲团队，由该团队主讲“最大公约数（OJ题号：1971）”、“快速幂（OJ题号：1996）”等问题的递归求解，并提出若干问题由其他团队成员抢答。教师也提出一些预先准备好的问题引导学生思考并由同学抢答。为激发抢答热情，学生每正确回答出一个问题，奖励1个课堂表现分。此活动实现布鲁姆认知领域的高阶学习目标。

活动4：交流讨论

在此活动中，对于部分学生现场编程可能还存在的困惑及递归函数的进一步运用等进行交流讨论、分析评价。例如，针对有些学生现场编程求解“斐波那契数列（OJ题号：1974）”产生超时（Time Limit Exceed，简称TLE）反馈，引导学生分析、评价并思考“空间换时间”、“记忆化搜索”等程序设计竞赛的常用知识和方法。又如，根据有些同学的困惑：“n皇后（OJ题号：1944）”如何求解，引导学生讨论、分析程序设计竞赛中常见的“回溯法”的运用。此活动实现布鲁姆认知领域的高阶学习目标。

3.3效果分析

《高级语言》课程采用线上成绩和线下成绩相结合，过程考核和终结性考核相结合的方式，总评成绩的计算如式（1）所示：

总评成绩=min（99，过程考核×50%+期末考核×50%+竞赛附加分）（1）

其中，min表示取两者中的小者。过程考核包括OJ上提交的在线作业10%（含10期的进步排行榜得分）、MOOC平台线上成绩20%（含学习团队专题讨论、交流的表现）、期中成绩10%、实验成绩10%等部分;MOOC平台线上成绩主要根据微课观看（含观看之后的表现，例如专题主讲的情况及抢答问题的情况）、测验、发帖/回帖等情况综合评定;期中考核和期末考核都采用闭卷上机考试的形式，在局域网内的OJ上完成。竞赛附加分按学生参加校程序设计竞赛的解题数给分，学生每解出1题得1分。

笔者自2017级开始正式引入并使用翻转课堂教学模式，如表1所示为笔者教学班（计算机193、182、172、162班）及平行班（计算机191、192班，部分采用线上线下混合教学模式，但未引入翻转课堂）的总评成绩比较情况。其中，计算机162班以OJ为主要的教学平台，在线微课仅用于学生预习和复习，而未引入翻转课堂教学模式。

从表中可见，从纵向看，引入翻转课堂后的教学效果得到了较好的提升，从横向看，引入翻转课堂后的教学效果也有所提升;而且，笔者引入翻转课堂后的优良率逐年提高，体现了持续改进的特点。另外，学生在《高级语言》的学习过程中需要完成大量的编程练习，实践能力得到较好的提升，因此他们通常最终都能够通过课程考核。

4结论

采用翻转课堂教学模式，需要教师秉承“以学为中心”的理念，精心地思考、设计和实践教学;需要学生从被动接受者转变为主动学习者，在课前投入更多的精力和时间进行学习。《高级语言》的教学实践表明，翻转课堂教学突出了学生的主体性，能够较好地提升教学效果。但是，《高级语言》翻转课堂教学还需要持续改进，教师需要进一步思考和解决“如何提高课程的创新性、高阶性和挑战度以建设金课”、“如何更好地激发学生积极参与交流和互动”及“如何更有针对性地指导学习有困难的学生”等问题。

参考文献：

[1]张金磊，王颖，张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J].远程教育杂志，2012，30（04）：46-51.

[2]赵兴龙.翻转课堂中知识内化过程及教学模式设计[J].现代远程教育研，2014，（02）：55-61.

[3]张金萍.翻转课堂与教学改革[J].基础医学教育，2014，16（10）：825-828.

[4]薛云，郑丽.基于SPOC翻转课堂教学模式的探索与反思[J].中国电化教育，2016，（05）： 132-137.

[5]韩建平.C语言程序设计翻转课堂的研究与实践[J].杭州电子科技大学学报（社会科学版），2015，11（03）：70-74.

[6]黄龙军，范立新.合作式教学在高级语言教学中的运用[J].绍兴文理学院学报（教育教学研究），2013，33（01）：17-19.

[7]黄龙军，范立新，唐开山.高级语言探究式教学[J].绍兴文理学院学报（自然科学），2015， 35（02）：94-97.

项目编号：教育部产学合作协同育人项目—《高级语言》线上线下混合教学研究与实践;

浙江省线上线下混合式一流课程—《高级语言》;

绍兴文理学院教改研究项目—基于在线开放课程和OJ的《高级语言》线上线下混合教学研究与实践;

绍兴文理学院线上线下混合式“金课”建设项目—《高级语言》。