“竞赛激励”理念的翻转课堂教学模式的研究与探讨——以《C语言程序设计》课程为例
作者：林克正，金恩海，刘彦君，唐远新，陈德运
来源：《吉林省教育学院学报·上旬刊》 2016年第4期
    林克正，金恩海，刘彦君，唐远新，陈德运
    （哈尔滨理工大学，黑龙江哈尔滨150080）
    摘要：“翻转课堂”教学模式将知识学习过程和知识巩固内化过程进行了颠倒.其实是一种学生在课下学习，课上完成知识巩固内化的过程。“竞赛激励”理念的翻转课堂教学模型，是在实验课部分融入“竞赛”和“奖励”机制，让学生在一种鼓舞和激励的气氛中学习，同时能更好地激发学生学习的欲望和潜力。
    关键词：翻转课堂；《C 语言程序设计》；教学模型设计；竞赛激励机制；学习支持平台
    doi:10.16083/jki.1671—1580.2016.04.053
    中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1671—1580（2016）04—0177—04
    收稿时间：2015—10—15
    作者简介：林克正（1962—），男，山东蓬莱人，哈尔滨理工大学，教授，博士。研究方向：模式识别。
    金恩海（1973—），男，黑龙江哈尔滨人，哈尔滨理工大学，副教授，硕士。研究方向：算法分析与设计。
    刘彦君（1964—），男，黑龙江哈尔滨人，哈尔滨理工大学，副教授，硕士。研究方向：计算机语言程序设计。
    唐远新（1972—），男，四川资中人，哈尔滨理工大学，副教授，硕士。研究方向：计算机教学。
    陈德运（1962—），男，黑龙江哈尔滨人，哈尔滨理工大学，教授，博士。研究方向：数字图像处理。
    项目简介：项目名称：基于翻转课堂教学模式的计算机专业人才培养研究与实践，项目编号：JG2014010798。
    “翻转课堂”理念的提出，给国内外各大高校的教育研究和改革指明了一个新的方向。如何将“翻转课堂”理念和具体的课程教学相结合，最后设计出有效的教学模型，成为国内高校教学与改革中着重思考的问题。《C语言程序设计》课程的学习，对编程实践部分的掌握度要求较高，传统的教学模式不能满足
这个要求。首先，教师在进行具体的教学的过程中，往往是忽略了实验上机环节的教学，使得学生最后仅仅是掌握了概念和语法，对于上机编程却是束手无策。其次，学生的被动和懒散，对老师的依赖，学习动力的匮乏，都使得教学效果不理想；传统的“填鸭式”的教学，只注重概念理解，不注重课堂氛围和互动，极易使学生产生厌烦和疲倦心理。因此，制订一个高效、合理和可行性的教学方案至关重要。翻转课堂教学模式这种新颖的教学方法，注重的是学生主动学习和交互式的学习，满足了当前形势下高校对此课程的教学期望，使学生在学习过程中到学习的乐趣和动力。
    一、翻转课堂（FCM）
    “翻转课堂”教学模式将“课上教师授课，学生学习知识”和“课下学生知识巩固内化”进行了颠倒，它采用的是课下学生进行自主知识的学习，而在课堂中进行知识内化、巩固和吸收的一种教学形式。
    翻转课堂（FCM）理念是由两位化学老师乔纳森·伯尔曼和亚伦·萨姆斯最先提出的。起初，他们在考虑如何给因一些原因缺席课堂学习的学生补下落下的课程时，他们将制作好的视频及文档资料放置到网站上供缺课的学生来使用，这些学习资源主要是通过屏幕录像软件录制PowerPoint 演示文稿及教师讲课音频来完成的。
    雪莱，这名来自加拿大萨斯喀彻温省穆斯乔草原高中的老师，在教授课程时，对翻转课堂教学模式进行了创新的应用。首先，根据课程和学生情况来适时地分配给学生教学视频，只有当需要激发学生思考
和学习兴趣时才会采用这种教学模式，其他的情况则继续采用以往的教学模式。雪莱老师的这种教学模式，没有拘束在翻转课堂的固定模式里，在实际教学过程中，要综合考虑学科和学生的情况，只有当学生善于自主思考和学习探究时，翻转课堂教学模式才会收到预期的效果。
    二、翻转课堂的可行性分析
    1.《C语言程序设计》课程特点与要求《C语言程序设计》课程的强实践性，不仅要求学生要牢固掌握概念语法规则等基础知识，还要求学生能将学到的知识应用到实践编程之中。要想达到牢固掌握程序设计的思想和方法这个目标，就需要在不断的实践实验中体会和掌握程序设计的思想。这种“翻转课堂”模式的教学，注重的是课堂上教师和学生的交流互动、探讨和实践，尤其是实践上机部分，能很好地将理论知识与实际操作结合起来，实现了学以致用。在《C语言程序设计》课程的学习过程中，编程实践的整个过程就是一个研究问题、开启思路、以目标为导向解决问题的过程，具有研讨性和任务导向性的特点。因此，翻转课堂因其研讨式和任务导向式的教学模式与《C语言程序设计》课程的实践性要求极高吻合性，非常适合应用于此课程的教学。
    2.教学资源的成熟
    第一，对大部分高校来说，互联网已经普及，高校已经进行了先进的多媒体和网络资源的配置。第二，本类课程的教师的职业技能水平很高，他们具备计算机基础知识，功底深厚，完全可以胜任学习支
持平台的开发与架构，并能进行学习资源的制作与设计，可以开发出适合学生的教学资源。最后，大学生的电脑持有率逐年升高，接近100%，同时学校配备的免费机房、实验室等基础设施，使得学生具备通过学习支持平台进行学习。
    3.学生已具备翻转课堂所需的能力
    由于翻转课堂的课下学习主要是依托于学习支持平台的视频、文档网页、PPT 等方式，这就需要学生具备一定的信息化技术能力，最起码要知道如何操作和使用这个学习系统。中小学教育阶段，对信息化课程的开设和普及，使得学生进入大学以后都已经掌握了一定的信息技术能力，能够熟练地使用Windows 系统与网络工具，操作各种多媒体资源。计算机相关专业的大学生从大一开始就学习计算机类基础课程，多年的深厚的知识积累，使得他们可以熟练操作和使用学习所需掌握的软件或者工具操作能力。另外，大学生从年龄和心理发展上都已进入到一个相对成熟的阶段，自主学习能力较高，能积极自主地在无监督的情况下完成老师布置的任务，也就能很好地完成翻转课堂模式教学中的课前阶段。
    三、《C 语言程序设计》的翻转课堂模型设计
    结合《C语言程序设计》课程的特点，此课程教学模型应主要架构两个角的活动：教师活动和学生活动。教师活动和学生活动贯穿于整个课前、课中、课后的过程中。
    从教师活动的角度，翻转课堂的教学模式是：课前，教师设计和制作视频、文档、PPT等教学资源，上传到网络教学平台，供学生们下载和学习；教师设计的练习和测试题，可上传到ACM/OJ平台，学生们在自主学习后，可自行进行检查和巩固学习。课中，教师不仅要解决学生课前的一些疑问，帮助学生更好地内化知识，还要安排学生讨论环节，增加学生之间、师生之间的交流互动，挖掘学生对知识的兴趣和热情，并对总体课堂上的活动和问题进行总结。课后，教师在ACM/OJ 平台布置练习和测试，进一步加深学生对知识的掌握程度，测试教学效果；教师组建一个可以供师生之间交流探讨的平台，让学生之间进行课后交流讨论，进行进一步的总结提炼，完成知识的深度内化；教师通过和学生交流，总结教学活动，并可以通过问卷、考试等方式进行教学效果的评估。
    1.搭建学习平台
    （1）网络教学平台。学生主要通过网络教学平台进行教学资源的下载和学习。因此，教师要创建和制作合适的教学资源。教师可以利用已有的、符合本学科课程教学要求的学习资源，也可以自行制作和创建教学资源如PPT、网页、视频等。为了能让学生的自主学习过程更加高效和顺利，教师还可以适当地设计一些引导和标注，来引导学生如何使用教学资源，如何更好地学习。在此过程中，教师要好关键点，做出适合的方案，权衡好利弊。教学视频的内容形式采用声音加上操作演示等，注意教学视频的时间，注意讲课节奏，以讲完一个关键知识点和学生能专注的时间长度为宜。
    （2）ACM/OJ 平台。ACM/OJ 平台，主要用于学生练习、考核测试教学效果。教师将设计好的练习题和测试题上传到ACM/OJ 平台（acm.hrbust.edu/）。设计的练习题要注重与知识点的紧密结合；测试题要着重反映出学生不易理解和容易出错的部分。课前，学生可以通过这个平台进行自我测试和练习；课后，学生可以通过这个平台进行考查测试，查缺补漏，检测不足。教师则通过学生们的测试成绩等，来对自己的教学效果进行评价。
大学编程课是学什么的    2.设计课堂活动
    （1）学生合作探索式学习。合作探讨。学生之间进行分工合作，共同讨论程序算法、语法规则，按照课程目标，完成课程任务。在这个过程中教师起到调节气氛、维护秩序和引导协调的作用；思想碰撞：学生在交流讨论中，将得出的成果进行展示和分享，大家一起进行讨论交流，在知识学习上达到共识和一致；总结提炼：教师对学生们的讨论交流情况进行总结和提炼，对一些难懂的知识和难操作的程序进行重点指导和总结，并且提出值得深入探究的问题，从而激发学生的内在潜能，开拓学生的发散思维，提高创造力。
    （2）竞赛激励式学习。将竞赛激励式学习融入到实验课中，是一种很好的尝试。这种方式注重“竞争”与“合作”，“引导”与“激励”，非常有利于实验课部分的教学，能起到很好的教学效果。这个过程进行之前，需要学生对知识有基本的掌握，才能使其在竞赛中运用知识。而由于“翻转课堂”模式教学的引入，
正好贴合了这个要求。学生在课前对知识进行了充分的自主学习，课堂中教师可以设计一些竞赛环节，来激励学生的斗志，提高竞争意识，从而激发学生的学习兴趣。在此环节中，教师要设计一个既能包含编程所用到的关键知识点，还要能开拓学生思维的、体现出编程思想的例子。采用分组竞赛的机制来进行实验部分的教学，可以将学生分为几组，针对同一个问题，学生一起交流讨论并根据得出的方案进行编程实验。最后，依据每组组员的编程情况，由教师进行评价，记录每个人的编程情况及相应成绩，最后累计组内所有人员的成绩，评出最优组，最优组给予相应的加分。而每次实验课中的成绩，会影响最后期末考试本门课程的分数。实验课中采用的“分组竞赛”，给学生营造了一种紧张激烈的氛围，激发学生的求胜心理，让学生在这个过程中通过交流和探讨，应用所学知识点，梳理思路，这是一个挖掘创造性思维的过程；这种竞赛机制，培养了学生的竞争意识以及团队合作精神；“激励机制”则充分调动了学生的学习热情，并使得学生能充分重视每次实验课的编程实训，学生从态度上就有了根本的改变，完成了课程教学活动中“理论知识”与“实践应用”的完美结合。
    笔者将这种“竞赛激励”机制引入到实际教学中，实验对象是2014 级计算机专业3 个班级的学生，对方法1 班采用传统的教学模式，方法2 班采用通常的“翻转课堂”模式，对方法3 班采用了基于“竞赛激励”机制的翻转课堂教学模式，对实验课部分的成绩进行了对比，具体成绩见表1所示：
   
    结果可知：采用传统教学模式（方法1），学生的成绩更多地集中在中等（70—80）和差（60—70）的级别上，甚至还有相当一部分不及格的学生；采用传统的翻转课堂教学模式（方法2），成绩在不及格、差和中等的学生比例有所减少，成绩在良和优的学生比例上升；而在“竞赛激励”式的翻转课堂教学模式（方法3）的教学中，成绩在良和优的学生比例有大幅度上升，几乎接近总人数的三分之一，人数占比下降幅度最大的是成绩在差和中等的学生，方法3 班已没有不及格的学生。这个结果表明，这种新式的方法，提高了那些基础较好和更愿意积极学习的学生的成绩，同时对基础较差的学生也起到了激励的作用。
    3.考核评价机制
    此阶段，是评价教师活动和学生活动效果的阶段。评价中的参与者既包含教师——这个教学过程的引导者，还要包括学生——这个过程中的主体学习者。为了取得更好的评价效果，需要多角度多方面的评
价，测评的方式应该多元化，测评的内容也该更加丰富，不仅要对学生的知识掌握程度进行测评，还要对学生的课堂活跃程度、解决问题能力、实践情况等进行综合衡量。教师也可以在这个阶段得到学生们对教学方式和教学效果的反馈和评价。通过学生的每次课堂表现情况，以及在ACM/OJ 平台上的考核测试成绩、问卷调查等，教师对自己的教学效果进行反馈和评价，同时教师根据学生反馈的意见，参考学生的综合考试成绩、平时表现等，来对教学计划进行调整，以便取得期望的教学效果。
    四、《C 语言程序设计》课程的翻转课堂案例通过C语言程序设计课程教学过程中的一个例子来对翻转课堂模式进行阐述。指针是C语言学习的一个重要部分。要想写出简洁、紧凑、高效的程序，指针的掌握和应用是十分必要和关键的。因此在学习过程中需要多思考、多练习、多实践。

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