畢振波 潘洪軍 譚小球 宋廣軍

摘? ?要：網(wǎng)絡(luò)時代背景下，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在解決傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂學(xué)時不夠、師生交流有限、提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性等方面具有重要的作用，但也存在學(xué)生學(xué)習(xí)興趣各異、學(xué)習(xí)主動性高低不同的客觀事實(shí)，本文認(rèn)為基于翻轉(zhuǎn)課堂的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革應(yīng)同時結(jié)合層次化教學(xué)方法才能真正發(fā)揮新教學(xué)模式的效力，才能真正有效提高計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新人才和應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目的。為此，本文從分析兩者結(jié)合的必要性著手，重點(diǎn)研究了基于翻轉(zhuǎn)課堂和層次化教學(xué)結(jié)合的教學(xué)模式和應(yīng)用中需注意的問題，并以成功經(jīng)驗(yàn)為證，以期為廣大從事計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的老師提供有益參考。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂;層次化教學(xué);計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)研究

中圖分類號：K872;TP29 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-8454（2019）05-0036-05

一、引言

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課是計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐課的重要組成部分，它在大學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面具有重大的作用。隨著國家把大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育納入教育質(zhì)量提升計(jì)劃，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨著計(jì)劃課時、實(shí)驗(yàn)室開放時間、學(xué)生動手參與實(shí)驗(yàn)的時間以及師生交流互動有限，教學(xué)方法和教學(xué)手段陳舊等弊端，這將影響計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)質(zhì)量的提高。新形勢下，如何解決計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課課堂低效的問題，成為眾多一線計(jì)算機(jī)教師關(guān)注的焦點(diǎn)。近幾年，隨著翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的興起，以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù)和移動計(jì)算技術(shù)與教學(xué)活動結(jié)合越來越密切，本文作者也對翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式對知識傳授和知識內(nèi)化的顛倒安排[1-2]、對傳統(tǒng)教學(xué)中師生角色的改變、課堂時間的有效使用等進(jìn)行了探索，結(jié)合計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課特點(diǎn)，本文認(rèn)為翻轉(zhuǎn)課堂不僅適用于計(jì)算機(jī)理論教學(xué)，也適合于計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。但考慮到過去10多年高校擴(kuò)招，高等教育逐漸向大眾教育方向發(fā)展，學(xué)生來源于不同區(qū)域，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不一、興趣各異的客觀事實(shí)，本文認(rèn)為基于翻轉(zhuǎn)課堂的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革還要結(jié)合層次化教學(xué)方法，方能有效提高計(jì)算機(jī)專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量，解決當(dāng)前計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課面臨的各種障礙，從而達(dá)到創(chuàng)新人才培養(yǎng)和應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目的。為此，本文結(jié)合學(xué)者們近些年計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)經(jīng)歷，將翻轉(zhuǎn)課堂和層次化教學(xué)方法在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的應(yīng)用深入探討，以期為廣大從事計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的老師提供參考。

二、翻轉(zhuǎn)課堂和層次化教學(xué)方法在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中應(yīng)用的必要性

1.翻轉(zhuǎn)課堂和層次化教學(xué)的內(nèi)涵

（1）翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理念由來已久，我國教育工作者提倡的通過參考書“提前預(yù)習(xí)”的學(xué)習(xí)模式、實(shí)行多年的“廣播電視教學(xué)”、“自學(xué)考試”和“夜大”中都能看到它的理念。例如“廣播電視大學(xué)”強(qiáng)調(diào)通過廣播電視進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，通過有限次的集中授課主要解決自主學(xué)習(xí)中遇到的問題;“自學(xué)考試”強(qiáng)調(diào)自學(xué)和輔助站（一些高校和社會組織舉辦的自學(xué)考試輔導(dǎo)班）結(jié)合，以自學(xué)和自主參加考試為核心，以考促學(xué)，學(xué)員通過收學(xué)費(fèi)的輔助站來解決自學(xué)中碰到的疑難問題和復(fù)習(xí)備考的困惑。雖然翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理念由來已久，但公認(rèn)的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式始于2007年美國兩個化學(xué)教師的課堂教學(xué)。他們使用視頻軟件錄制PPT并配上講課錄音，將視頻上傳到網(wǎng)絡(luò)，以此為缺席的學(xué)生補(bǔ)課，后來逐漸嘗試以學(xué)生在家看視頻、聽講解，在課堂上老師主要進(jìn)行問答式輔導(dǎo)，或?qū)υ趯?shí)驗(yàn)過程中有困難的學(xué)生提供幫助[3-4]。該教學(xué)模式后來在美國中小學(xué)得到了推廣，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育領(lǐng)域的普及，該教學(xué)模式近幾年在國內(nèi)也得到了推動和應(yīng)用。針對該模式的潛在價值，目前從國家教育部到各省市教育廳已經(jīng)有許多與該模式有關(guān)的高等教育研究課題被立項(xiàng)。對于發(fā)表的論文，以中國知網(wǎng)為例，從2010年可檢索到的1篇增長到2017年的7884篇（圖1）。然而在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的研究相對較少，從2014開始到2017年，分別為3篇、4篇、7篇和9篇，共23篇，完全與計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)有關(guān)的文獻(xiàn)僅有7篇。

經(jīng)眾多文獻(xiàn)研究，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式實(shí)際上是將傳統(tǒng)的課堂集中授課搬到了課堂之外[5-6]，強(qiáng)調(diào)利用外在輔助工具（互聯(lián)網(wǎng)資源、參考書和其他媒體等）進(jìn)行“自主學(xué)習(xí)”[7]。寶貴的90～120分鐘課堂時間主要用于師生之間進(jìn)行交流和溝通，重點(diǎn)解決學(xué)習(xí)中的深層次問題，例如疑難問題、復(fù)雜問題和深層的學(xué)術(shù)探討等。這在一定程度上解決了課時有限和師生交流不夠的問題。對于計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生在課余通過預(yù)約進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室去做實(shí)驗(yàn)，也解決了實(shí)驗(yàn)室開放不夠的困惑。

（2）層次化教學(xué)模式

層次化教學(xué)模式也叫做分層教學(xué)模式[8]，是在學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、智力因素和非智力因素（如學(xué)習(xí)態(tài)度和興趣）存在差異的情況下，教師有針對性地實(shí)施分層教學(xué)，從而達(dá)到不同水平等級教學(xué)目標(biāo)的一種教學(xué)方法[9-10]。該方法由來已久，是針對不同學(xué)生“因材施教”而被廣泛采用的教學(xué)方法，當(dāng)前在許多專業(yè)的教學(xué)中均有應(yīng)用。對于計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，該教學(xué)模式不僅能使所有學(xué)生達(dá)到計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱規(guī)定的基本要求，而且能使學(xué)有余力的學(xué)生得到更進(jìn)一步的提高?？傊?，在該教學(xué)模式下，各個層次的學(xué)生都能獲得了成功的愉悅，改善了師生間關(guān)系，也有助于教學(xué)交流。

2.區(qū)別與聯(lián)系

從以上對翻轉(zhuǎn)課堂和層次化教學(xué)模式的概述看，兩者的區(qū)別是很明顯的，是兩類不同的教學(xué)方法，前者是近幾年剛流行起來的一種教學(xué)方法，其原因是信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為其創(chuàng)造了比以往任何時期更好的條件。后者是一種具有悠久歷史的教學(xué)方法，其思想早在孔子時代就有了，只是現(xiàn)代才正式叫做層次化教學(xué)。它們的根本區(qū)別是：前者是一種學(xué)生主動學(xué)習(xí)基礎(chǔ)之上的教學(xué)方法，強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性需和教師的教學(xué)要配合，假定學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和自學(xué)能力是良好和一致的;后者是一種學(xué)生被動學(xué)習(xí)基礎(chǔ)之上的教學(xué)方法，教師為主體，學(xué)生為受動者，強(qiáng)調(diào)的是教師的教學(xué)活動該依據(jù)教學(xué)對象特點(diǎn)和內(nèi)容展開。作為教學(xué)方法，翻轉(zhuǎn)課堂和層次化教學(xué)模式都是為了更好地教授學(xué)生，使之在特定的教學(xué)方法下較好地掌握知識，目標(biāo)是一致性的，還有就是兩種教學(xué)方法的應(yīng)用都是有條件的。

3.兩者結(jié)合的必要性

翻轉(zhuǎn)課堂作為一種 “新型”的教學(xué)方法[11]，對于那些學(xué)習(xí)興趣高、自學(xué)能力強(qiáng)的學(xué)生無疑是很好的教學(xué)方法，但對于那些學(xué)習(xí)興趣不高或全無的學(xué)生，該方法則會成為一種“放縱”學(xué)生的行為或“不管”學(xué)生的瀆職。即使互聯(lián)網(wǎng)資源再多，參考書如何豐富，也都是一種擺設(shè)。在高等教育逐漸大眾化的階段，學(xué)生的年齡普遍越來越小，對于低年級和自主性差的學(xué)生，該教學(xué)方法肯定會打折扣的。層次化教學(xué)方法是以重視學(xué)生的差異性（興趣、基礎(chǔ)、自學(xué)能力和其他）為前提的。因此，翻轉(zhuǎn)課堂的弊端可以通過層次化教學(xué)方法來彌補(bǔ)，這樣就照顧到了全體，實(shí)現(xiàn)了保證基礎(chǔ)，突出了先進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了素質(zhì)教學(xué)和質(zhì)量教育并進(jìn)。

三、兩者在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的教學(xué)模式

翻轉(zhuǎn)課堂和層次化教學(xué)方法在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，是以學(xué)生認(rèn)知為前提、因此施教為出發(fā)點(diǎn)、自主學(xué)習(xí)和個性化培養(yǎng)為途徑、科學(xué)考核評價為約束、綜合能力培養(yǎng)和創(chuàng)新性發(fā)展為目標(biāo)。具體體現(xiàn)在以下幾個方面。

1.課程知識體系構(gòu)建

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課程體系一般包括課程配套的實(shí)驗(yàn)教學(xué)、開放性實(shí)驗(yàn)和課程實(shí)訓(xùn)。教學(xué)安排要突出課內(nèi)外一體、突出開放教學(xué)和突出不同類型等[12]。根據(jù)前面翻轉(zhuǎn)課堂和層次化教學(xué)相結(jié)合的必要性分析，課程體系首先應(yīng)體現(xiàn)層次性，即按照學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容分為基礎(chǔ)、提高和綜合三個知識層次。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱中，體現(xiàn)為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和研究探索性實(shí)驗(yàn)等三類。在翻轉(zhuǎn)課堂模式下，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目庫及在線資源也應(yīng)包括三個層次（圖2）。實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃中，要求三者的比例保持一個區(qū)別度，例如6∶3∶1或5∶3∶2，這樣可以保證基礎(chǔ)又可以讓學(xué)有余力或個化的學(xué)生深入學(xué)習(xí)，解決了大一統(tǒng)的弊端。在此基礎(chǔ)上，教師分類制作和上傳課程資源（包括微課程、應(yīng)用軟件、PPT、示例源碼或腳本、數(shù)據(jù)庫文件、XML文件、Word及其它文檔等），形成資源庫。學(xué)生可提前根據(jù)個人情況及不同的學(xué)習(xí)要求選擇觀看微課程或?qū)?yīng)主題進(jìn)行網(wǎng)上交流或討論，做筆記、思考和提問題。

2.計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課前

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課前，按照學(xué)生認(rèn)知規(guī)律、個性化培養(yǎng)的目標(biāo)，教師整理好三類教學(xué)資源，上傳到或更新教學(xué)資源庫，并布置不同層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，通過教學(xué)管理平臺或QQ、微信、電話和短信方式進(jìn)行公告，讓學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)（圖3）。學(xué)生按照個人情況、興趣、課程要求、實(shí)驗(yàn)要求選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，然后通過網(wǎng)絡(luò)看視頻、在線文檔、非在線學(xué)習(xí)資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，完成初步實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。該過程中，教師和學(xué)生隨時可以運(yùn)用在線教學(xué)平臺和實(shí)時通訊工具進(jìn)行交流和問題討論。

3. 計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課中

實(shí)驗(yàn)課中，教師和學(xué)生主要以問答方式進(jìn)行交流（圖4）。教師根據(jù)大家選做實(shí)驗(yàn)題目的層次，分別提問幾個問題，由學(xué)生進(jìn)行回答，并根據(jù)回答情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)任務(wù)解析。當(dāng)中，也接受學(xué)生對疑難問題的提問，教師進(jìn)行答疑和指導(dǎo)。有些問題，教師通過創(chuàng)造情景，可以不馬上回答，讓同學(xué)們在交流中完成解答，教師最后進(jìn)行總結(jié)和評析。通過該方式，讓同學(xué)們知道實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目關(guān)鍵問題所在、解決問題的方法和步驟，然后在課前初步實(shí)驗(yàn)計(jì)劃基礎(chǔ)上，通過完善和修改最后真正地完成實(shí)驗(yàn)。需要注意的是，課堂交流中教師要照顧到各類層次的同學(xué)，不能只對那些選做綜合性和探索性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的同學(xué)感興趣，把選做低層次的同學(xué)晾在一邊，應(yīng)該互相穿插提問，即選做基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)題目的同學(xué)也被鼓勵回答高層次的問題。例如，交流中教師通過誘導(dǎo)式提問那些選做基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的同學(xué)，讓其逐步發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中存在的深層次問題，鼓勵其通過擴(kuò)展也將基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目變成綜合性甚至探索性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，同時告訴其如何查閱資料和問題求助解決實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，通過該方法逐步提高其探索問題的興趣，使其覺得實(shí)驗(yàn)課堂是充滿快樂和趣味性的。同時，針對基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目存在的疑難問題，教師也可以不回答，征詢那些會的同學(xué)進(jìn)行解答。尤其讓選做綜合性和探索性實(shí)驗(yàn)的學(xué)生進(jìn)行回答，同學(xué)幫助同學(xué)，從而形成同學(xué)間的互助，解決了人數(shù)多教師輔導(dǎo)不過來的問題，也提高了他們的學(xué)習(xí)成就感，進(jìn)一步提高課堂的趣味性，把實(shí)驗(yàn)教學(xué)變成一個技術(shù)和學(xué)術(shù)探討的交流會，也有助于實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)向綜合性和探索性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的轉(zhuǎn)化。

4.計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課后

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課后（圖5），教師檢查實(shí)驗(yàn)報告，對于基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一般采用學(xué)生演示的方式驗(yàn)收;對于綜合性實(shí)驗(yàn)報告和探索性實(shí)驗(yàn)可以采取學(xué)生匯報或?qū)W生答辯方式驗(yàn)收。根據(jù)驗(yàn)收情況，教師進(jìn)行總結(jié)和反饋，學(xué)生通過完善和實(shí)驗(yàn)總結(jié)最后再上交實(shí)驗(yàn)報告。師生之間的交流，可以通過個別面對面交流或教學(xué)資源管理平臺、QQ、微信、電話和短信等方式交流。層次化模式下，翻轉(zhuǎn)課堂效果實(shí)現(xiàn)了因材施教，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生個性化培養(yǎng)、自主學(xué)習(xí)的目的。

5.計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課外

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課后并不是課程的完全終結(jié)。為了有利于綜合型應(yīng)用人才和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)成為發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)兩種重要人才的重要途徑。因此，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該和創(chuàng)新活動關(guān)聯(lián)。對于優(yōu)秀的綜合型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和研究探索性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（圖6），教師應(yīng)注重培育、包裝和提煉，使之成為學(xué)科競賽、大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目、學(xué)生發(fā)表學(xué)術(shù)論文和申報專利的候選題目。這樣可以增強(qiáng)教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的動力，提高學(xué)校的競爭力，增強(qiáng)教師投入實(shí)驗(yàn)教學(xué)的積極性。

6.教學(xué)過程的持續(xù)優(yōu)化

在層次化和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，如圖7所示，整個教學(xué)過程是一個周而復(fù)始，不斷深入，持續(xù)完善優(yōu)化的過程，包括6個環(huán)節(jié)：構(gòu)建/修訂課程知識體系、課前教學(xué)、課中教學(xué)、課后教學(xué)、課外教學(xué)、創(chuàng)新教學(xué)。該過程應(yīng)始終認(rèn)清學(xué)生知識基礎(chǔ)的層次性、興趣的層次性、授課內(nèi)容的層次性的客觀現(xiàn)實(shí)，并在各環(huán)節(jié)中體現(xiàn)出來。按照上一節(jié)內(nèi)容，似乎計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中某些優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目能夠參加課外創(chuàng)新活動并獲獎就結(jié)束了，實(shí)際上，在指導(dǎo)學(xué)生參加課外創(chuàng)新活動中，取得的成功經(jīng)驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)的不足還可以在下一輪的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行應(yīng)用或推廣和補(bǔ)足，比如針對課程知識體系的修訂和其他教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行完善。教師對于一種新的教學(xué)方法的應(yīng)用都有一個學(xué)習(xí)、適應(yīng)和逐步掌握的過程，不合理的地方，或者太過的地方，需要不斷的優(yōu)化，從而逐步提高計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的水平。

四、實(shí)踐中應(yīng)注意的問題

任何教學(xué)方法都不是萬能的，只有靈活運(yùn)用，才能有效提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。因此，翻轉(zhuǎn)課堂和層次化教學(xué)方法在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用需要注意其適用的場合。在實(shí)踐中，以下幾方面特別需要注意的。

1.適合的對象

翻轉(zhuǎn)課堂一般需要學(xué)生具有良好的自主學(xué)習(xí)能力和較高的信息獲取能力。翻轉(zhuǎn)課堂通常適合高年級的學(xué)生，在應(yīng)用類的課程教學(xué)中，比如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用開發(fā)、信息安全、JAVA開發(fā)、.NET開發(fā)、Android移動開發(fā)、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、數(shù)字圖像處理模式識別技術(shù)、海洋地理信息系統(tǒng)、移動地理信息開發(fā)技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)等實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)采用翻轉(zhuǎn)課堂，鼓勵大家課外去完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。教學(xué)中體現(xiàn)基礎(chǔ)、綜合和科研探索三個層次及比例，考核時三個層次運(yùn)用不同的系數(shù)。對于低年級，基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)適當(dāng)結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，不應(yīng)太多，應(yīng)以傳統(tǒng)教學(xué)模式為主，適當(dāng)穿插翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué);但鼓勵大家通過翻轉(zhuǎn)課堂模式以小組合作方式完成課程綜合性和科研探索性實(shí)驗(yàn)。

2.不同層次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的轉(zhuǎn)化

實(shí)際上，圖2中不同層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目間沒有完全嚴(yán)格的界限，因?yàn)榈蛯哟螌?shí)驗(yàn)項(xiàng)目通過適當(dāng)擴(kuò)展是可以轉(zhuǎn)化為高層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，比如基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目通過擴(kuò)展或深入分析可轉(zhuǎn)化為綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目通過局部問題抽取也可以轉(zhuǎn)化為一個針對特定問題的探索性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，轉(zhuǎn)化方法如圖8所示。教師通過轉(zhuǎn)化，正確進(jìn)行引導(dǎo)，能夠讓學(xué)生潛移默化中學(xué)生掌握觀察問題、分析問題和探究問題的方法，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新式人才培養(yǎng)。

3.復(fù)雜、操作步驟多和占用時間多的實(shí)驗(yàn)

復(fù)雜、操作步驟多的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一般涉及多學(xué)科的知識，包括多個模塊，有限的課堂時間是完不成的，因此需要在教師指導(dǎo)下，應(yīng)讓學(xué)生個體或小組主要課外通過觀看微課程、學(xué)習(xí)和研究在線教學(xué)資源（示例源碼、應(yīng)用開發(fā)案例、開源源代碼）、參考書及文獻(xiàn)、同教師或同學(xué)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)交流等方式完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。該方式下，教師應(yīng)讓學(xué)生提前選擇題目、教師給出任務(wù)書和方向，讓學(xué)生在開放實(shí)驗(yàn)室或教師課題實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行完成，教師進(jìn)行必要的過程管理和跟蹤。

4.教學(xué)中應(yīng)對學(xué)生進(jìn)行鼓勵

學(xué)習(xí)興趣是學(xué)習(xí)的動力，也是教師教學(xué)應(yīng)注重培養(yǎng)的。翻轉(zhuǎn)課堂和層次化教學(xué)模式下，開始學(xué)習(xí)很高的學(xué)生可能會逐漸變得對學(xué)習(xí)不感興趣，有些學(xué)生認(rèn)為選擇綜合性強(qiáng)和探索性實(shí)驗(yàn)加重了學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，也想完成基本實(shí)驗(yàn)即可，60分萬歲。這在教學(xué)中，教師應(yīng)該多加關(guān)注，通過各種方式適時鼓勵他們，比如給其增加課堂參與分，參與課題，優(yōu)先選拔加入學(xué)科競賽或創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，舉辦學(xué)習(xí)興趣小組等。此外，對于開始選擇基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、學(xué)習(xí)興趣不高的同學(xué)也該通過某種方式鼓勵和引導(dǎo)，促其發(fā)現(xiàn)專業(yè)學(xué)習(xí)中的興趣點(diǎn)，引導(dǎo)其主動去探索，爭取做一些綜合性和探索性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

5.教學(xué)資源管理平臺的構(gòu)建

教學(xué)資源管理平臺是應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂和層次化教學(xué)的基本條件和保障，為使平臺的作用充分發(fā)揮，教學(xué)系統(tǒng)使用應(yīng)有一定的開放性。比如鼓勵學(xué)生通過該平臺上傳優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)作品（作業(yè)）、教學(xué)素材和代碼，實(shí)行積分計(jì)劃、按照一定的標(biāo)準(zhǔn)和平時成績掛鉤，實(shí)行平時成績獎勵，從而豐富教學(xué)資源庫，以利于下一次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。此外，教學(xué)資源管理平臺應(yīng)能夠定時自主地通過網(wǎng)絡(luò)主題爬蟲方式進(jìn)行教學(xué)資源采集，這樣可進(jìn)一步減少教師單方面給資源庫添加課程資源的壓力，讓老師能夠有更多的精力和學(xué)生進(jìn)行課前、課中和課后交流討論。

五、應(yīng)用的意義

作者所在高校是一所以海洋為特色的教學(xué)研究性本科類高校，從2014年開始學(xué)校引進(jìn)了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。從該年度開始，省教育廳、學(xué)校和各級管理組織均不同程度地對翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了政策、經(jīng)費(fèi)、組織和基礎(chǔ)設(shè)施等方面的支持，并開展了大量的教學(xué)研討會。順應(yīng)潮流，作者們近兩年重點(diǎn)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行了研究和嘗試，根據(jù)教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的問題（見引言），我們和其他同事及時將層次化教學(xué)模式進(jìn)行了引入，使得教學(xué)效果出現(xiàn)了明顯的改變，學(xué)生積極性出現(xiàn)了高漲，課堂教學(xué)不再死氣沉沉，通過和各類大學(xué)生創(chuàng)新活動對接，學(xué)科競賽（研究生全國一等獎和本科生全國一等獎近10項(xiàng)）、大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目（國家級和省級共11項(xiàng)）、發(fā)表論文（EI和核心）20多篇、申請發(fā)明專利（國內(nèi)發(fā)明專利10余項(xiàng)）和實(shí)用新型專利（50多項(xiàng)）均取得了優(yōu)秀的成績，打破了該方面往年難以突破的被動局面。學(xué)生學(xué)習(xí)有了新的目標(biāo)，學(xué)校排名也得到了明顯的提升，教師榮譽(yù)感（年底獎勵和職稱評審）也得到了大力提高。

六、結(jié)束語

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式能夠提高學(xué)習(xí)自主性，層次化教學(xué)模式能夠適應(yīng)人才個性化培養(yǎng)，鑒于計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中大學(xué)生的不同認(rèn)知風(fēng)格、不同知識水平、不同興趣愛好和不同學(xué)習(xí)需求的客觀現(xiàn)實(shí)，適時將翻轉(zhuǎn)課堂和層次化教學(xué)模式結(jié)合可以解決單一教學(xué)模式的不足，真正解決傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨的各種困惑。

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（編輯：王曉明）