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摘要：翻转课堂教学模式已受到广泛的关注，并被应用到越来越多的课程教学实践中。本文对于数据结构课程引入翻转课堂教学模式，设计了相应的实施方案并进行了教学效果分析，结果表明，翻转课堂教学模式能较为显著的提高课程教学质量。
关键词：翻转课堂；教学模式；教学改革
近年来，翻转课堂作为一种新兴的教学模式，体现了以“学习者为中心”的教学理念，受到广泛的关注和认可[1-3]。“数据结构”是计算机类相关专业、信息与计算科学专业重要的基础课程，它对于培养学生的计算机程序设计能力，训练计算思维起到非常重要的作用。本文基于我校信息与计算科学专业“数据结构”课程教学实践，引入翻转课堂教学模式，设计了相应的实施方案并进行了教学效果分析。
一、“数据结构”翻转课堂教学模式的设计
翻转课堂的教学实践起源于美国科罗拉多州洛基山林地公园高中的两位教师乔纳森·伯尔曼和亚伦·萨姆斯[1]，近年来该教学模式受到了廣泛的推广和应用，其主要包含课前、课中、课外三个教学环节设计[2]及贯穿整个教学活动的过程性考核评价体系设计。
1. 课前学习环节设计
学生课前自主学习是翻转课堂教学的重要环节，它主要完成知识传授的主要任务，是执行“先学后教，以学定教”策略的基础。在每次课堂教学活动之前，教师可通过课程教学平台发布相关教学资源，包括学习任务单、教学视频、阅读资料，自学测验题目等。教学视频需以知识点为单元的进行录制，同时，由于学生课外学习容易受到环境的影响，注意力持续时间较短，每段视频不宜过长，时间控制在5-10分钟左右。为加强学生对学习内容的巩固并便于发现学生存在的困难，设计一些有针对性的课前测验，难易程度中等以下。同时，提供网上留言区方便学生提出疑问。
为了使学生能进一步了解所学的知识内容，设定学习路线，需为每次课编写课前任务单，包括学习的主要内容，特别是将内容以要点形式列出，便于学生的理解，每次课需要观看的视频和阅读材料及其它学习任务，使学生有目的有重点的进行课前自主学习。
2. 课堂教学环节设计
在翻转课堂中，最重要的是课堂教学活动的组织[4]，它是促进学生知识内化的关键环节，它主要包含如下几个部分：
（1）确定、解决问题
根据教学内容和学生观看教学视频、课前测验中存在的问题和提出的疑问，总结一些有共性的问题进行讲解。
（2）课堂练习、应用导向型问题的讨论
翻转课堂是以问题为导向的教学，将学生置于一个以问题为线索的教学环节中[5]。根据课程内容和学生学习进度，设计若干应用型问题组织学生讨论。讨论时学生以分组的形式进行，一般以3-5人为一组，鼓励通过手机平板等设备查找资料现场学习。教师是整个讨论的引导者和组织者，同时可随机参与若干组的讨论，了解学生掌握知识的情况。
（3）反馈评价和总结
在此环节中，根据时间进度，可由若干小组根据前期的讨论进行全班交流，教师进行及时点评，并引导学生共同思考解决方案的优缺点、结果是否可以推广扩展等，帮助学生加深理解所学内容，培养学生良好的思维习惯。
3. 课外社区化学习环节设计
互联网技术的发展，打破了学生学习空间和时间的局限，通过构建网络学习社区，有益于群策群力，有效汇总不同成员提供的知识，将其整理固化，变被动学习为主动学习，变传授为分享。通过在线讨论，在线答疑等形式，在师生、生生间彼此的互动、互助和多向沟通中完成知识的固化，教师在此环节中是组织者，管理者。
4. 考核评价体系设计
为了检验本课程实施翻转课堂的教学效果，以便于与以往教学效果进行比较，课程成绩考核的框架基本保持不变，仍采用平时成绩、期中考试成绩和期末考试成绩的加权计算。但是，由于在实施翻转课堂的教学过程中，学生的在线学习情况，课堂表现情况及参与学习社区讨论学习的情况均有记录，因此在确定平时成绩时，以学生在学习的各个主要环节综合评定，形成学习过程性的评价成绩，同时，平时成绩的比例可适当加大，在本文作者的教学实践中，平时成绩占比为50%（观看视频及课程资料 5%；每讲课前测验成绩10%；课堂作业，主动上台讲解 10%，课堂讨论15%，论坛交流10%，根据各学员平时论坛发帖的数量，质量进行评分），期中考试成绩10%，期末考试成绩40%。
二、教学效果分析
为检验“数据结构”课程翻转课堂教学实施效果，在实验班完成该课程教学后对学生进行了匿名问卷调查，内容涉及各教学环节的学习感受及翻转课堂是否能学到更多的知识、更能有针对性的解决问题，是否有利于学习能力的培养和提高等。
在课前自主学习环节：主要涉及课前学习安排的任务量，课前学习难度，教学资源是否丰富等方面。对于课前学习安排的任务量和难度，有56%的学生认为任务量合适，65%的學生认为学习难度合适，其余同学认为任务量和难度较大，没有学生认为任务量和难度太大。从这组数据可以看出，一半左右的学生基本能接受目前的任务量和难度，但是还有相当一部分同学课前自学有一定难度，这有两方面的原因：一方面是学生习惯于目前普通的教学模式，没有养成预习自学的习惯，自学能力较弱；另一方面是录制的视频、准备的教学资源对学生来说还不够简洁明了，这对于以后的教学实践具有较好的参考意义。对于课前教学资源方面，60%的学生认为目前提供的教学资源合适，同时各有20%左右的学生认为较少或较多，这说明同一班级学生的学习程度和需求具有较大的不均衡性；对于希望增加的教学资源，有69%和78%的学生（多选）认为需要增加操作视频和作品案例，说明从学生角度来看，实践部分的教学资源对于学习有很大的帮助，这两个问题的调查结果对以后的教学过程带来一定的启发：在提供最基本的教学资源的同时，再增加一些选学的教学资源，特别是实践部分教学资源，如视频，阅读资料等，以满足不同学生的学习需求。 在课堂教学环节：主要涉及课堂上师生、生生交流程度，课堂任务完成情况等方面的问题。有78%的学生认为课堂上生生交流合适或较多，82%的同学认为课堂上师生交流合适或较多，这说明目前课堂安排的讨论相对较为充分，接下来的目标是尽可能使学生全员参与交流讨论，虽然学生由于学习程度、性格等方面的原因会对主动交流讨论带来一定的障碍，但是通过同伴互助学习，师生鼓励等方式，在小班的前提下还是能实现的。有91%的同学认为课堂活动内容恰当合理，内容针对性强，有50%的学生认为课堂任务完成的很好或较好，其余学生认为完成情况一般或较差，说明目前课堂安排的内容还是比较有针对性，学生比较感兴趣，但是课堂任务偏难，接下来需要根据学生情况适当调整难度。对于课堂上教师是否能解决课前学习阶段的疑惑这个问题，61%的学生认为很符合或较符合，39%的学生认为一般，说明课堂答疑这一环节还有待改进，一方面课前测验的题目需要改进，使其更能反映学生课前学习情况，从而课上有针对性的进行解答，另一方面需要增加课堂答疑时间，在较为充分的解决课前疑惑的前提下再开始后续教学环节。
在整体学习感受上，91.3%的学生认为与传统教学模式相比，翻转课堂有利于学习能力的培养和提高；73.9%的学生认为翻转课堂能有针对性的解决问题和学到更多的知识；73.9%的学生认可或很认可翻转课堂教学模式。
同时，为了比较翻转课堂模式对学生成绩的影响，设置两个教学班：翻转课堂教学班和普通教学班，由学生自主选择，同时设定了翻转课堂教学班规模为不多于25人，最终选课结果如下：翻转课堂教学班23人，普通教学班26人。为了便于对比，期末试卷采用同一份，批改时采用同一标准，卷面成绩显示，实验班的平均成绩高出10.24分，优良率高出15个百分点。
三、結束语
教师的最高境界，不是教会了学生多少知识，而是激发学生的求知欲和好奇心[6]。现代信息技术的发展为翻转课堂的有效实施提供了技术基础，同时翻转课堂减少了课堂内知识传授的时间，从而有更多的课堂时间进行知识内化，将灌输知识的课堂转变为个性化互动的课堂。在今后的教学实践中，对于如何设计课堂讨论的问题，例如难度适中的综合应用性问题，如何更好的综合评价学生的学习效果，需要进一步的研究和实践。
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（4）：46-51.
[2]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，（5）： 132-137.
[3]杨春梅.高等教育翻转课堂研究综述[J].江苏高教，2016，（1）：59-63.
[4]刘小晶，钟琦，张剑平等.翻转课堂模式在“数据结构”课程教學中的应用研究[J].中国电化教育，2014，（8）：105- 110.
[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（3）：70-74.
[6]苏小红，王甜甜，张羽等.基于大班翻转课堂的混合教学模式探索与实践[J].中国大学教学，2017，（7）：54-62.
基金项目：本文系杭州电子科技大学基于MOOCs的“翻转课堂”课程改革项目-数据结构（A0713040）的阶段性研究成果。
关键词：翻转课堂；教学模式；教学改革
近年来，翻转课堂作为一种新兴的教学模式，体现了以“学习者为中心”的教学理念，受到广泛的关注和认可[1-3]。“数据结构”是计算机类相关专业、信息与计算科学专业重要的基础课程，它对于培养学生的计算机程序设计能力，训练计算思维起到非常重要的作用。本文基于我校信息与计算科学专业“数据结构”课程教学实践，引入翻转课堂教学模式，设计了相应的实施方案并进行了教学效果分析。
一、“数据结构”翻转课堂教学模式的设计
翻转课堂的教学实践起源于美国科罗拉多州洛基山林地公园高中的两位教师乔纳森·伯尔曼和亚伦·萨姆斯[1]，近年来该教学模式受到了廣泛的推广和应用，其主要包含课前、课中、课外三个教学环节设计[2]及贯穿整个教学活动的过程性考核评价体系设计。
1. 课前学习环节设计
学生课前自主学习是翻转课堂教学的重要环节，它主要完成知识传授的主要任务，是执行“先学后教，以学定教”策略的基础。在每次课堂教学活动之前，教师可通过课程教学平台发布相关教学资源，包括学习任务单、教学视频、阅读资料，自学测验题目等。教学视频需以知识点为单元的进行录制，同时，由于学生课外学习容易受到环境的影响，注意力持续时间较短，每段视频不宜过长，时间控制在5-10分钟左右。为加强学生对学习内容的巩固并便于发现学生存在的困难，设计一些有针对性的课前测验，难易程度中等以下。同时，提供网上留言区方便学生提出疑问。
为了使学生能进一步了解所学的知识内容，设定学习路线，需为每次课编写课前任务单，包括学习的主要内容，特别是将内容以要点形式列出，便于学生的理解，每次课需要观看的视频和阅读材料及其它学习任务，使学生有目的有重点的进行课前自主学习。
2. 课堂教学环节设计
在翻转课堂中，最重要的是课堂教学活动的组织[4]，它是促进学生知识内化的关键环节，它主要包含如下几个部分：
（1）确定、解决问题
根据教学内容和学生观看教学视频、课前测验中存在的问题和提出的疑问，总结一些有共性的问题进行讲解。
（2）课堂练习、应用导向型问题的讨论
翻转课堂是以问题为导向的教学，将学生置于一个以问题为线索的教学环节中[5]。根据课程内容和学生学习进度，设计若干应用型问题组织学生讨论。讨论时学生以分组的形式进行，一般以3-5人为一组，鼓励通过手机平板等设备查找资料现场学习。教师是整个讨论的引导者和组织者，同时可随机参与若干组的讨论，了解学生掌握知识的情况。
（3）反馈评价和总结
在此环节中，根据时间进度，可由若干小组根据前期的讨论进行全班交流，教师进行及时点评，并引导学生共同思考解决方案的优缺点、结果是否可以推广扩展等，帮助学生加深理解所学内容，培养学生良好的思维习惯。
3. 课外社区化学习环节设计
互联网技术的发展，打破了学生学习空间和时间的局限，通过构建网络学习社区，有益于群策群力，有效汇总不同成员提供的知识，将其整理固化，变被动学习为主动学习，变传授为分享。通过在线讨论，在线答疑等形式，在师生、生生间彼此的互动、互助和多向沟通中完成知识的固化，教师在此环节中是组织者，管理者。
4. 考核评价体系设计
为了检验本课程实施翻转课堂的教学效果，以便于与以往教学效果进行比较，课程成绩考核的框架基本保持不变，仍采用平时成绩、期中考试成绩和期末考试成绩的加权计算。但是，由于在实施翻转课堂的教学过程中，学生的在线学习情况，课堂表现情况及参与学习社区讨论学习的情况均有记录，因此在确定平时成绩时，以学生在学习的各个主要环节综合评定，形成学习过程性的评价成绩，同时，平时成绩的比例可适当加大，在本文作者的教学实践中，平时成绩占比为50%（观看视频及课程资料 5%；每讲课前测验成绩10%；课堂作业，主动上台讲解 10%，课堂讨论15%，论坛交流10%，根据各学员平时论坛发帖的数量，质量进行评分），期中考试成绩10%，期末考试成绩40%。
二、教学效果分析
为检验“数据结构”课程翻转课堂教学实施效果，在实验班完成该课程教学后对学生进行了匿名问卷调查，内容涉及各教学环节的学习感受及翻转课堂是否能学到更多的知识、更能有针对性的解决问题，是否有利于学习能力的培养和提高等。
在课前自主学习环节：主要涉及课前学习安排的任务量，课前学习难度，教学资源是否丰富等方面。对于课前学习安排的任务量和难度，有56%的学生认为任务量合适，65%的學生认为学习难度合适，其余同学认为任务量和难度较大，没有学生认为任务量和难度太大。从这组数据可以看出，一半左右的学生基本能接受目前的任务量和难度，但是还有相当一部分同学课前自学有一定难度，这有两方面的原因：一方面是学生习惯于目前普通的教学模式，没有养成预习自学的习惯，自学能力较弱；另一方面是录制的视频、准备的教学资源对学生来说还不够简洁明了，这对于以后的教学实践具有较好的参考意义。对于课前教学资源方面，60%的学生认为目前提供的教学资源合适，同时各有20%左右的学生认为较少或较多，这说明同一班级学生的学习程度和需求具有较大的不均衡性；对于希望增加的教学资源，有69%和78%的学生（多选）认为需要增加操作视频和作品案例，说明从学生角度来看，实践部分的教学资源对于学习有很大的帮助，这两个问题的调查结果对以后的教学过程带来一定的启发：在提供最基本的教学资源的同时，再增加一些选学的教学资源，特别是实践部分教学资源，如视频，阅读资料等，以满足不同学生的学习需求。 在课堂教学环节：主要涉及课堂上师生、生生交流程度，课堂任务完成情况等方面的问题。有78%的学生认为课堂上生生交流合适或较多，82%的同学认为课堂上师生交流合适或较多，这说明目前课堂安排的讨论相对较为充分，接下来的目标是尽可能使学生全员参与交流讨论，虽然学生由于学习程度、性格等方面的原因会对主动交流讨论带来一定的障碍，但是通过同伴互助学习，师生鼓励等方式，在小班的前提下还是能实现的。有91%的同学认为课堂活动内容恰当合理，内容针对性强，有50%的学生认为课堂任务完成的很好或较好，其余学生认为完成情况一般或较差，说明目前课堂安排的内容还是比较有针对性，学生比较感兴趣，但是课堂任务偏难，接下来需要根据学生情况适当调整难度。对于课堂上教师是否能解决课前学习阶段的疑惑这个问题，61%的学生认为很符合或较符合，39%的学生认为一般，说明课堂答疑这一环节还有待改进，一方面课前测验的题目需要改进，使其更能反映学生课前学习情况，从而课上有针对性的进行解答，另一方面需要增加课堂答疑时间，在较为充分的解决课前疑惑的前提下再开始后续教学环节。
在整体学习感受上，91.3%的学生认为与传统教学模式相比，翻转课堂有利于学习能力的培养和提高；73.9%的学生认为翻转课堂能有针对性的解决问题和学到更多的知识；73.9%的学生认可或很认可翻转课堂教学模式。
同时，为了比较翻转课堂模式对学生成绩的影响，设置两个教学班：翻转课堂教学班和普通教学班，由学生自主选择，同时设定了翻转课堂教学班规模为不多于25人，最终选课结果如下：翻转课堂教学班23人，普通教学班26人。为了便于对比，期末试卷采用同一份，批改时采用同一标准，卷面成绩显示，实验班的平均成绩高出10.24分，优良率高出15个百分点。
三、結束语
教师的最高境界，不是教会了学生多少知识，而是激发学生的求知欲和好奇心[6]。现代信息技术的发展为翻转课堂的有效实施提供了技术基础，同时翻转课堂减少了课堂内知识传授的时间，从而有更多的课堂时间进行知识内化，将灌输知识的课堂转变为个性化互动的课堂。在今后的教学实践中，对于如何设计课堂讨论的问题，例如难度适中的综合应用性问题，如何更好的综合评价学生的学习效果，需要进一步的研究和实践。
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（4）：46-51.
[2]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，（5）： 132-137.
[3]杨春梅.高等教育翻转课堂研究综述[J].江苏高教，2016，（1）：59-63.
[4]刘小晶，钟琦，张剑平等.翻转课堂模式在“数据结构”课程教學中的应用研究[J].中国电化教育，2014，（8）：105- 110.
[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（3）：70-74.
[6]苏小红，王甜甜，张羽等.基于大班翻转课堂的混合教学模式探索与实践[J].中国大学教学，2017，（7）：54-62.
基金项目：本文系杭州电子科技大学基于MOOCs的“翻转课堂”课程改革项目-数据结构（A0713040）的阶段性研究成果。