基于翻转课堂的计算机专业实验教学模式研究

段薇 林永先

摘 要：翻转课堂作为一种新型的教学模式，为高校教学改革提供了一条新的思路。文章从计算机实验教学的现状出发，分析了将翻转课堂应用于计算机实验教学的可行性，并对计算机实验教学翻转课堂的构成要素进行了分析和设计，对基于翻转课堂的计算机专业实验教学模式应用于实验教学的过程进行了说明，以期为高校计算机专业实验教学实施翻转课堂实践提供借鉴。

关键词：翻转课堂；实验教学；教学模式

中图分类号：TP3

文献标识码：A

实验教学是工科常规课堂教学的重要环节，其教学效果关系高等教育的质量，对培养具有创新精神和实践能力的大学生十分重要。计算机专业是一个实践性很强的专业，计算机实验教学对学生理解计算机理论知识，提高动手能力有重要的作用，实验教学是计算机教育教学过程中的关键组成部分。

一、计算机实验教学的现状

1.教学时间和空间的限制

计算机专业实验教学中的很多实验需要用到专门的软、硬件实验环境，如专用的实验软件、服务器、网络设备等，因此这些实验只能在专门的实验室完成。在实际教学过程中，由于实验课时不足、实验室开放时间有限等教学条件限制，以及在传统的教学模式下教师对实验所涉及的知识点的讲解，对实验关键步骤的演示会占用一部分课堂的时间，因此在课堂上学生动手参与实验的时间不多。课后由于没有实验环境的支撑，学生也无法继续完成实验。所以，实验教学效果并不理想。

2.缺少能力训练

传统的实验教学模式是一种“灌入式”教学模式，采用这种模式进行教学，学生只需“照葫芦画瓢”，按部就班操作，缺少必要的思考分析。学生基本上都忙于熟悉实验设备、软件运行环境，完成固定的简单操作，对知识进行拓展练习很少。学生对整个实验的操作过程和实验结果常常是知其然而不知其所以然。因此在传统的实验教学模式下，实验对学生思维能力和创新能力的提高帮助不大，很难达到实验教学的所要达到的根本目标。

二、翻转课堂

随着信息技术的飞速发展，教育进入了信息化时代。信息技术在支持和促进教育的同时，也在变革着传统教育形式，一种将知识传递置于课前、知识内化置于課上的颠倒传统课堂课上、课下环节的教学形式——翻转课堂应运而生。翻转课堂的思想与实践起源于美国，在信息技术的支持与推动下，翻转课堂以其“以学生为中心”的教育理念、灵活的教与学的方式、关注学生个性化与全面化发展的思想，受到越来越多教育工作者的青睐，并被全球范围内越来越多的教育工作者应用于教学实践。

1.师生角色的转变

教师由知识的传授者变成教学信息资源的搜寻者和设计者、学生学习的引导者和合作者。学生由被动的知识接受者转变成在课前的知识学习和课堂的知识内化过程中承担起更多的责任的知识主动探究者和意义的建构者，真正成为学习的主体。

2.学习时间的重新分配

由传统的课堂上教师讲授知识、课后学生练习两个环节，变为课前、课中、课后三个环节，课前学生自主学习相关知识，课中教师答疑解惑，组织并参与学生深入探究知识，课后学生进行练习、总结、反思，巩固拓展知识。

三、翻转课堂应用计算机专业实验教学的可行性分析

（1）计算机专业课程有很强的实践性、工程性。以程序设计类课程为例，学生难以靠听讲软件开发理论学会开发一个真实的软件，而是在“动手做”和“真正练”中体会和掌握软件开发的思想。翻转课堂的实施，带来了课堂时间的增加，教师与学生有大量的时间进行增强性的课堂活动，如讨论、实验、互动和基于项目的学习。将翻转课堂运用于计算机专业实验教学中，将有助于提升实验教学的质量。

（2）将翻转课堂引入计算机实验教学有利于解决实验时间不足、实验空间受限等问题。借鉴翻转课堂引入普通课堂的方式，把实验项目中的某个知识难点、重点或者整个实验项目的操作，录制成教学视频。教师在上实验课前向学生提供教学视频，让学生课前自主学习。用视频替代教师课堂讲课，可以节省实验课的教师讲课的时间，让学生有更多的时间动手操作。学生也可以根据各自的学习状况和特点，自由控制视频播放的时间、进度和次数，满足学生个性化需要，从而提升学习效果。

（3）计算机专业的教师在信息技术方面具有良好的专业素质，能熟练进行计算机的操作并在课件制作、资源搜索以及多媒体资源的获取与处理方面具有扎实的基础，为顺利实施翻转课堂提供了技术保证。

四、计算机实验教学翻转课堂的构成要素分析与设计

1.学习者分析

当代大学生思维活跃，求知欲强，对新事物有强烈的好奇心，喜欢质疑和探索。计算机专业的大学生普通具有良好的计算机知识基础，拥有良好的信息素养，具备信息技术环境下良好的学习技能。因此，计算机专业的大学生具备适应翻转课堂这种新型的教学模式的学习能力。

大学生虽然具有一定的分析问题和解决问题的能力，但是大部分学生独立思考的能力不强，习惯被动学习，学生的自主探究和合作学习能力需要进一步加强和引导。通过翻转课堂教学模式将有利于培养学生的自主学习能力。

2.教学资源的设计

微课作为一种数字化学习资源，以其教学内容短小精炼、学习形式方便的特点，受到了广大学习者的喜爱。目前微课已成为翻转课堂的重要组成因素，翻转课堂的教学资源大多采用微课的方式进行设计。在微课学习资源设计中需要注意以下几点。

①教学目标明确。教师在分析学习内容和学习者特征基础上，确定教学目标.要从如何促进学生学习的角度考虑，选择微课的制作内容。

②教学内容要适合视频传播。

③教学视频短小精悍。微课的时长设计一般要求在20分钟以内，并注重知识点的完整性和连贯性。

3.“首要教学原理”指导下教学活动设计

教学活动设计是教师为达成一定的教学目标，对教学活动进行的系统规划、安排与决策，微课作为一种新型的教学资源与教学方式，采用良好的教学设计的方法和策略对其进行设计是十分重要的。

“首要教学原理”是戴維·梅里尔在总结了行为主义、认知主义、建构主义等众多学习理论以及考察了众多的教学设计理论与模式的基础上，提出了以最终促进学习者学习为目的的五项教学的首要原理。这五项原理是：①当学习者介入解决实际问题时，才能够促进学习（问题原理）；②当激活已有知识并将它作为新知识的基础时，才能够促进学习（激活原理）；③当新知识展示给学习者时，才能够促进学习（展示原理）；④当学习者应用新知识时，才能够促进学习（应用原理）；⑤当新知识与学习者的生活世界融于一体时，才能够促进学习（整合原理）。

五项原理之间的关系：以问题为中心，将学习者置于四个明显的学习阶段中：①激活已有的知识；②展示知识技能；③应用知识技能；④将知识技能整合到实际生活中。

以《计算机网络》实验教学中——网线的制作为例，依据“首要教学原理”的指导，对微课进行的教学设计，如表1所示。

4.学习评价

翻转课堂中的评价体制与传统课堂的评价完全不同，在这种教学模式下，不但要注重对学习结果的评价，更要注重对学习过程的评价。为此可针对翻转课堂实施的课前、课中、课后三个阶段，设计不同的评价指标（如表2所示）进行评价。

五、计算机实验教学翻转课堂教学模式的实施

基于翻转课堂教学模式的计算机实验教学实施时包含课前、课中、课后三个环节。

在实验课前，教师需要根据实验的要求给出课前学习任务单，布置学生课前的学习任务，以明确课前的学习目标。学生根据学习任务单的要求，在课前可以随时随地利用各种移动终端设备自主学习。由于互联网信息巨大，学生自己从网络中查找学习资源需要花费很多时间、精力，且搜集信息后，不会选择，容易造成课前学习时间花费过多、学习效果不佳。因此学生课前重点学习的是由教师所提供的相关实验的教学资源，在此学习过程中，可通过多种社交工具与学生进行协作学习，达到掌握的基础性内容的学习目标。

实验课中，学生在老师指导下，针对在课前学习过程中遇到的难题，通过小组讨论、师生释疑来协作完成试验，实现提升认知、解决重难点的高级学习目标。总体来说，“课中”环节应该尽可能将时间留给学生，让学生自己唱“主角”，让他们在分享中收获、在交流中学习、在实践中提升。

学习效果评价是检验学习效果的重要手段。在传统教学中，学生自我评价意识不强，一般是由教师通过考试的方式来检验学生的学习效果，只有极少数的学生有自觉、有意识地对自己的学习效果进行评价。在翻转课堂的教学模式下，课后教师组织学生对学习效果及实验完成情况进行总结，反思，能达到巩固学习效果的目的，提升学习质量。

六、总结

翻转课堂作为一种全新的教学模式为计算机教学实验教学提供了新思路、新方法。翻转课堂能有效辅助学生的课前预习、课堂实验、课外实验总结，有利于提升学生捕获知识、应用知识、内化知识的能力，培养学生自主探究、创新实践能力。

基于翻转课堂的计算机专业实验教学模式能够帮助教师发挥教学的主导作用，凸显学生学习的主体地位，对提高计算机专业实验教学质量，提升学生的学习能力，学会自主学习、合作学习和探究式学习，进而促使学生整体素质的全面发展，培养创新型人才具有十分重要的价值。

参考文献：

[1]戴俊红，申建军.翻转课堂中师生角色的转变[J].南京晓庄学院学报，2016（6）：121-124.

[2]郑 硕，孙 琦.成人高校计算机课程学习方法的探讨[J].成人高教学刊，2010（6）：59-61.