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    “翻轉課堂”在軟件技術實訓中的創新應用

    來源:UC論文網2018-08-24 08:12

    摘要:

      摘要:“翻轉課堂”模式軟件技術實訓轉變軟件技術實訓的傳統觀念,將先進的教學模式融入軟件技術實訓活動中,創建內容豐富、有實戰意義的實訓視頻資源庫和案例資源,實訓前學生利用網絡實訓平臺觀看視頻、練習編...

      摘要:“翻轉課堂”模式軟件技術實訓轉變軟件技術實訓的傳統觀念,將先進的教學模式融入軟件技術實訓活動中,創建內容豐富、有實戰意義的實訓視頻資源庫和案例資源,實訓前學生利用網絡實訓平臺觀看視頻、練習編碼和進行測驗,然后將實訓前遇到的“問題”和“成果”帶入實訓中,師生之間、學生之間就“問題”進行互動、交流和展示學習成果,加深對軟件開發知識和軟件開發流程的理解和掌握,有助于培養現代化社會需要的軟件技術人才。


      關鍵詞:翻轉課堂;軟件技術實訓;軟件人才培養;


      作者簡介:曹育紅:副教授,博士,研究方向為教育信息化、知識工程


      一、“翻轉課堂”在軟件技術實訓中的應用價值


      “翻轉課堂”作為一種新興的教學模式起源于美國科羅拉多州“林地公園”高中,2007年該校兩位教師為補救學生因參加課外活動或運動比賽而耽誤的課程,將授課PPT演示文稿和講課聲音錄制下來并上傳至網絡供學生在家觀看,學生通過在線或離線觀看視頻的方式在家完成知識的自主學習,而節省出的課堂時間為在完成作業或做實驗過程中有困難的學生提供幫助,課堂變成學生參與討論問題、合作學習的場所,包括答疑解惑、知識的運用、協作學習和概念掌握的練習等。翻轉課堂顛覆了傳統課堂課上授課、課下作業的教學模式,將知識傳授和知識內化的順序顛倒[1]。翻轉課堂是當下最熱的教育改革和創新話題,世界各地的許多教師開始在基礎教育、高等教育、職業教育和成人教育中嘗試翻轉課堂教學模式,幫助改善學生的學習態度和提高學生的學習成績。


      隨著國家產業結構升級、國民經濟信息化需求增長、電子政務及互聯網蓬勃發展,IT產業已經成為拉動行業經濟增長的主要力量而被列入重點發展行業之一,IT行業需要大量軟件技術人員來完成軟件系統的設計、實現、維護和管理。無論是高等院校還高職高專學校紛紛開設軟件技術專業以滿足社會對IT人才的需求,由于軟件技術專業是知識更新快、實踐性強的專業,因此,建立符合軟件企業開發流程和開發規范的實訓環境、探索和實踐軟件技術實訓體系是培養專業知識過硬、崗位適應能力強的軟件專業技術人才的重要保障。為突出軟件技術實訓面向市場和崗位需求、以操作技能為本位、以就業為導向的人才培養目標,將“翻轉課堂”教學模式引入軟件技術實訓中,顛倒傳統軟件技術實訓模式使學生全程參與翻轉課堂軟件技術實訓課前和課中兩大模塊,最終在教師引導下完成軟件技術實訓任務。基于“翻轉課堂”模式軟件技術實訓幫助學生迅速熟悉整個軟件開發的周期和過程、理解軟件工程的理念和思維方式方法,學生畢業后可以直接承擔編碼工作,符合IT企業對人才的技能需求。“翻轉課堂”模式軟件技術實訓以提高軟件人才培養質量和社會服務能力為目的,構建基于網絡運行、開放式管理的實訓平臺,力求創新、實效地開展軟件技術實訓,勢必對軟件技術專業教學手段的變革起到推動作用。


      二、“翻轉課堂”模式軟件技術實訓課前實施模塊


      傳統軟件技術實訓課前準備更多地注重擴大實訓場地、更新實訓設備、提高教師業務理論水平,實訓內容匱乏、枯燥無味,學生難以通過實訓來掌握IT行業所需要的職業技能。“翻轉課堂”模式的軟件技術實訓課前模塊允許學生隨時登陸軟件技術實訓平臺觀看與實訓相關的資源視頻,以在線或離線的方式與導師、同學進行交流,完成實訓前的自主學習。


      (一)構建軟件技術實訓平臺


      構建軟件技術實訓平臺是實施“翻轉課堂”模式軟件技術實訓的技術保障,以體現共享性、可擴展性和高可靠性為構建原則,以數字化、信息化等現代教育技術為手段,以互聯網為依托、局域網為載體,構建能夠提供軟件技術實訓資源、跟蹤和管理學生實訓進程的軟件技術實訓平臺,支持在“翻轉課堂”模式軟件技術實訓中指導、幫助和促進學生的自主學習。軟件技術實訓平臺的實戰性、便捷性和靈活有助于提高軟件技術實訓的質量和效果。軟件技術實訓平臺由軟件技術實訓支持工具和軟件技術實訓內容資源體系兩部分組成[2]。


      1.軟件技術實訓支持工具


      軟件技術實訓支持工具包括獨立學習工具和協作學習工具兩方面。一方面,獨立學習工具提供同步在線或離線學習支持、教師在線幫助、實訓管理等功能。同步在線或離線學習支持功能把實訓內容快速地傳遞給學生,這樣學生就不會因為各種原因而錯過實訓內容,學生通過在線觀看實訓視頻及時對存在疑惑的知識點進行提問,教師組織和整理這些問題作為調整、控制和實施實訓的依據;離線學習改變學生接受的實訓方式,允許學生根據自身情況非常靈活地自由安排學習時間、學習內容和學習進展,各類層次不同的學生均可以控制教學講座視頻的暫停、倒退和重放,實踐技能強的學生可以學得更快一些甚至挑戰更難的實訓內容,實踐技能一般的學生可以放慢學習速度反復地學習直至完全學會為止。教師在線幫助功能為學生提供在線幫助答疑,通過實時聊天、論壇留言、e-Mail等方式尋求教師的幫助。實訓管理功能以導航欄的形式允許學生查看實訓內容列表,學生可以對正在學習的實訓內容和已經學過的實訓內容進行信息保留,隨時根據自己的需要對實訓內容進行檢索或對自己學習過程信息進行管理。另一方面,協作學習工具包含小組協作支持功能、文件共享交換功能、白板工具等。小組協作支持功能是以達到共同學習為目標,在一定的激勵機制下為獲得最大化的個人和小組學習效果設置的一種功能,允許學生自由加入協作學習小組并針對具體學習內容通過發送e-Mail相互傳遞實訓參考資料,為完成小組協作任務每個協作小組既可以利用BBS建立跨課程跨小組討論區共同協作完成學習任務,也可以創建同步聊天室并為所有的聊天室建立聊天記錄供教師或學生隨時查看。文件共享交換功能允許學生將個人文件夾上傳至協作小組的討論區、小組的博客、郵箱,同時也允許學生下載實訓學習資源使學習得到更強、更好的支持。


      2.軟件技術實訓內容資源體系


      翻轉課堂軟件技術實訓內容資源體系由軟件技術基本理論知識資源、軟件開發實踐經驗資源、軟件開發綜合技能訓練資源三個方面構成,其建設指導思想和目標是根據軟件技術專業特點選取符合教學目標與標準、適應學生思維發展水平、滿足學生自主學習需要的、貼近企業真實項目的軟件技術實訓資源,采用多渠道、多途徑的方式構建“翻轉課堂”模式軟件技術實訓內容資源網絡支撐體系,既可以由學校根據人才培養目標和軟件技術實訓目標組織教師共同創建,也可以由學校與社會培訓機構合作直接采用其軟件技術實訓平臺資源,或者由學校與企業合作構建滿足企業人才需求的軟件技術實訓資源[3]。


      軟件技術基本理論知識資源主要涉及軟件開發基本理論、面向對象程序設計原理、軟件工程思想等陳述性知識,其構建原則是依據軟件技術專業人才培養目標形成符合教學大綱規范、滿足于軟件技術實訓要求的動態知識資源體系,包括實訓標準、實訓總體設計和模塊設計、實訓基礎理論視頻、教學教案、教學課件等教學資源。軟件技術基礎知識資源的建設應立足于創設形象生動的學習情境,重新設計教學內容呈現形式,通過開展主題學習以激發學生的學習興趣,促進學生對基礎理論知識的理解和掌握。


      軟件技術開發實踐經驗資源的構建圍繞軟件技術實訓目標展開,涉及為完成軟件開發生命周期中需求分析、過程建模、數據建模、編碼實現、測試評估等步驟所需要的實踐經驗資源,包括項目開發流程視頻、項目技術文件、編碼實現講義、配套作業、試題庫、程序案例庫、學生優秀作業等資源,這些資源幫助學生熟悉軟件開發流程,輔助教師實現教學與實訓的融合。


      軟件開發綜合技能訓練資源構建的目的是實現教、學、訓一體化,以綜合技能訓練為鏈條將整個實訓過程串聯起來,建立模擬軟件企業業務流程、項目管理、軟件開發和售后服務的仿真軟件技術實訓環境,包括仿真項目開發視頻、仿真項目技術文件、企業項目典型編碼、企業項目案例庫等,需要通過傳幫帶方式來傳承培養學生的職業崗位技能,解決專業技能培養和職業素質養成相對脫節的矛盾。


      (二)構建軟件技術實訓視頻資源庫


      軟件技術實訓視頻資源庫是實施“翻轉課堂”軟件技術實訓的資源保障,其建立方式比較多元化。教師可以根據軟件技術實訓的需求自行錄制,也可以直接利用符合實訓要求的開放教育資源;當這些資源不能滿足實訓需求時,教師可以對開放教育資源進行修改、整合使之滿足實訓需求,也可以由社會培訓機構、軟件企業提供優秀視頻資源。無論是采用何方式構建軟件技術實訓視頻資源庫,都需要包含軟件技術基礎視頻資源、軟件開發技術視頻資源以及軟件項目實戰開發視頻資源這三個部分的視頻資源庫。


      1.軟件技術基礎視頻資源庫


      軟件技術基礎視頻資源庫為培養學生軟件開發的基本技能提供服務,包括計算機軟硬件基礎知識、計算機基本維護知識、軟件開發語言基礎知識以及軟件開發工具基本應用知識等視頻資源庫。隨著互聯網的發展以及開放教育資源運動的開展,互聯網已經成為世界上最大的資源庫,教師除了自行錄制教學視頻以外,還可以從互聯網資源中收集、審查、篩選、優化、整合教學視頻資源。軟件技術基礎視頻資源庫要正確表達軟件技術專業的學科知識內容,視頻信息的取舍要服從于教學內容和實訓內容的需要,是為表現某一個知識技能點的內容和為達到某一層次的教學與實訓目標而設計和選擇的,利用實訓平臺把各知識視頻資源建立關聯,進而形成具有軟件技術專業學科特色的視頻資源庫。


      2.軟件開發技術視頻資源庫


      軟件開發技術視頻資源庫為培養學生軟件開發的專業技能服務,包括軟件開發和管理過程相關知識、數據庫開發相關內容知識、嵌入式軟件開發工具、JAVA和.NET軟件項目開發與測試知識、項目開發和管理知識等視頻資源庫。軟件開發技術視頻資源庫以視頻信息的選擇與組織、學習導航、問題設置、診斷評價等方式對實訓項目的業務流程、作業規范進行分析,規范軟件技術實訓的過程和策略,能夠滿足教師和學生的資源需求達到提高軟件技術實訓效率的目的。


      3.軟件項目實戰開發視頻資源庫


      軟件項目實戰開發視頻資源庫為培養學生軟件開發綜合能力服務,其構建內容體現與軟件企業的職業情境和學生未來職業崗位情境相關的軟件開發流程經驗,包括仿真企業項目和真實企業實戰項目開發全過程的視頻資源。為展現整個項目開發過程通過以子模塊案例的形式反映相關開發工作完成細節,以綜合案例形式反映軟件系統整體結構綜合完成情況,幫助學生了解完整的軟件系統開發模式和開發流程。綜合能力的訓練有助于增強學生的職業感悟、職業意識、職業認同感、職業能力和職業習慣,提高學生融入職業的主動性和積極性,為將來更好、更快地適應工作崗位做好充分準備。


      (三)學生實訓前自主學習


      學生實訓前自主學習是翻轉課堂模式軟件技術實訓的重要核心部分,教師利用網絡工具和軟件技術實訓平臺將與實訓相關的視頻資源以家庭作業的形式呈現給學生,學生根據自身情況靈活安排學習時間和控制學習進度并最終完成實訓基礎的知識學習。


      1.觀看教師提供的教學視頻


      教師根據實訓目標和實訓內容提供合適的教學講座視頻,學生可以在課外或在家里輕松地收看教師的視頻講解,不必擔心遺漏學習內容或因分心跟不上教師教學節奏的事情發生。學生觀看視頻的節奏完全由自己來控制,明白的地方可以快進跳過,概念混淆的地方可以倒退反復觀看,也可以暫停下來調動原有知識進行仔細思考。在觀看視頻的過程中,學生可以瀏覽教師講義、參考書、項目技術或程序范例,對所學知識不明白的地方進行問題組織,可以通過聊天軟件向教師和同伴在線提問尋求幫助,也可以留到課堂上進行提問,考試之前還可以重新觀看部分重點、難點視頻進行復習,學生逐漸減少焦躁而學習上更加獨立。


      2.學生個性化學習


      翻轉課堂模式軟件技術實訓為學生提供對自己負責的教學環境,學生根據自身基礎、學習習慣、學習步調以及知識點掌握程度進行個性化學習,學習能力強的學生可以選擇更難、更深入的課程學習,學習能力一般的學生可以通過反復觀看教學視頻或尋求教師幫助來提高學習。在軟件技術實訓平臺支持下,允許學生通過觀看視頻、聽播客、閱讀文章等方式進行學習,同時軟件技術實訓內容資源體系為學生提供了多層次、全方位的學習資源,系統地幫助學生了解、掌握項目實戰開發的方法、步驟和技術準備,學生根據自身層次水平自定義學習內容和學習深度,學生的學習由被動轉為主動,真正實現個性化學習,為進入軟件技術實訓做好提前準備。


      3.學生接受小測驗


      為避免學生出現乏味、疲勞狀態,觀看教學講座視頻時每隔15分鐘彈出一個小測驗檢查學生是否理解教學內容并即時反饋測驗結果,教師則依據測驗結果鎖定那些學習有困難的學生并提供幫助。觀看視頻結束后學生需要完成一定的編碼練習,教師可以在線或離線批改作業、答疑問題、審閱測驗卷,只有通過測驗和完成作業才是真正完成“翻轉課堂”軟件技術實訓課前模塊任務。


      三、“翻轉課堂”模式在軟件技術實訓課中模塊實施策略


      傳統軟件技術實訓課中訓練內容與企業需求存在一定的差距,難以與IT產業的高速發展同步,尤其在學生軟件開發綜合技能訓練方面效果不理想。“翻轉課堂”模式軟件技術實訓在實訓內容的呈現方式、學生的學習方式、教師的教學方式等方面均發生很大變化[4]。教師由授課者、演示者轉變為教練更多地負責幫助學生知識吸收內化、指導學生互助實訓。


      (一)互動實訓


      由于實訓前學生已經觀看教學講座視頻并完成基礎知識的學習,因此,進入實訓活動后教師應盡量減少知識授課時間,把實訓時間更多分配給教師與學生、學生與學生之間的互動實訓,強化學生軟件開發技能的訓練。


      1.教師與學生之間互動實訓


      師生互動實訓是“翻轉課堂”模式軟件技術實訓的基本形式,在實訓活動中有效地實現師生互動實訓可以充分發揮教師與學生雙方的主觀能動性,通過師生之間相互對話、相互討論、相互觀摩、相互交流、相互促進、良性互動的方式使學生在獲取知識、知識運用、思維能力、情感態度和價值觀等方面得到全面和諧的發展。“翻轉課堂”模式軟件技術實訓中的師生互動實訓建立了一種新型的師生關系,實訓過程由教師為主的知識傳遞轉向以學生為主的互助實訓教學,教師角色轉變為學習的組織者、促進者和幫助者,實訓活動由單向轉變為雙向交流,師生之間相互驅動促進學生吸收內化知識。


      首先是學生提出質疑和困難。教師根據實訓教學內容、學生實訓前觀看教學講座視頻、自主學習、實訓前小測驗中提出的質疑和困難,有針對性地以微型講座或演示的形式對質疑的問題進行講解、對困難點進行點撥和輔導,最終解決學生的質疑、突破學生的困難點。在師生互動實訓活動中重點施訓、因材施訓,通過與學生一對一的交流或與學生一對多的交流增加教師與學生相處的時間,幫助學生解決常見的但沒有發現的軟件開發過程中的誤解,激發學生實訓的積極性。在分析項目問題和解決項目問題的過程中培養了學生的軟件開發技能,為提升其軟件開發綜合技能打下堅實的基礎;在與學生溝通過程中教師與學生有更多的時間在一起,有助于教師更好地了解學生并有更多的機會識別和跟蹤學生在實訓中存在的潛在問題。


      其次是教師拋出問題。為充分發揮學生的主體地位和作用,教師根據實訓教學內容和學生已經獲取軟件技術基礎知識程度,以具體任務的形式拋出以知識應用為動力、目的和核心的有探究價值的問題,留給學生充分的自由去自發地、主動地、獨立地探究學習,學生有機會思考、決策、應變并充分發揮自身的主動性和創造性,真正實現為應用而學習知識、在應用中鞏固知識。在師生互動實訓過程中教師是實訓活動的積極參與者,不僅給學生提供軟件開發的技巧,還要觀察、監控實訓活動的進展,使師生互動實訓有序進行。


      再次是雙向提問。師生雙向提問是“翻轉課堂”模式軟件技術實訓的重要環節,實施有效的雙向提問可以激發學生的興趣,驅使學生主動參與實訓過程。學生經過獨立思考反復琢磨提出切合實際的問題,通過提問學生把自己思考和討論的結果呈現給全體同學和教師,教師必須提前準備做好充分的備課準備才能回答學生提出的各種各樣問題。教師根據學生提出的問題結合項目具體要求引導啟發學生思考,學生從教師的提示中尋找解決項目問題的辦法完成項目開發工作,教師則根據學生在完成項目開發過程中出現的情況提出設問,更進一步培養學生邏輯思維能力和分析問題的能力,提高軟件開發綜合技能水平。


      2.學生與學生之間互動實訓


      在學生與學生之間互動實訓活動中學生們為完成項目一起共同努力,既對自己的實訓負責也對他人的實訓負責,強調合作的意識。互動實訓有助于培養學生的合作精神,掌握與人溝通的技巧,形成良好的人際關系,促進學生人格的健全發展。


      首先,教師提出探究問題。教師從啟發學生思維、提升學生軟件開發技能的角度出發創建項目情境,提出具有普遍性、代表性和靈活性的有探究價值的項目任務。在教師的激勵、啟發和誘導之下,在學生跳一跳就得夠得到的能力范圍內探究他們暫時還未理解和掌握的軟件技術知識,有助于激發學生的學習興趣、培養學生的科學素養、鍛煉學生的創造力和想象力、培養學生的膽識和獨立精神,提高學生軟件開發綜合技能。


      其次,學生獨立探究。學生結合教師的項目任務對項目要求和需要解決的問題進行邏輯性進行分析,通過構建完成項目開發所需要的知識體系進行自主探求知識的活動。允許學生從不同的角度聯想、從不同層面思考從而突破思維的局限性,增強了解問題、解決問題、自主參與學習的強烈愿望;鼓勵學生通過自己獨立編碼操作來驗證編程思維的合理性,讓學生在批判與創造中掌握完成項目任務所需要的相應知識和經驗。


      再次,學生之間多向交流。學生在開展項目開發討論時,一方面需要獲得其他學生的幫助來解決自己的疑難問題;另一方面需要主動幫助其他學生解決疑難問題。學生之間的多向交流為項目討論創設暢所欲言的自由空間,學生既可以主動提出自己的想法和問題,又可以對其他學生的想法提出質疑,學會從不同的角度看待問題、啟發思維,在討論中捕捉靈感、總結反思、深入分析并找到解決問題的方法。


      (二)協作實訓


      協作實訓是實施“翻轉課堂”模式軟件技術實訓的一種有效形式,是學生與他人交流形成實訓合力的過程。在教師有針對性的指導下學生根據理解和興趣選擇相應的項目并組成協作實訓小組,根據問題的難易進行小組內部的協作分工,每個小組成員負責項目中某個子模塊的開發,最后聚合在一起進行協作式整體開發[5]。


      1.頭腦風暴


      在“翻轉課堂”模式軟件技術實訓活動中為完成協作小組的項目任務,采用頭腦風暴形式組織小組成員進行自由思考、聯想和設想以提出自己的見解和意見,利用學生的集體智慧來完成項目任務。在具體實施過程中由小組長對項目總體任務進行陳述,小組成員一個接一個地提出自己的見解和設想,允許在他人見解上進行發揮,在此階段不對意見和見解做任何評價、批評或質問,然后以鑒別的眼光對所有列出的意見和見解進行討論,對同類意見和見解進行合并、排序、組合,確定完成項目開發任務的途徑和方法。


      2.小組討論


      協作學習小組以達到全組成功目標為教學目標,即只有全組所有的成員都達到了實訓要求才算達到目標。在協作小組中學生既對自己的實訓負責也對組內其他成員的實訓負責,小組項目開發的成功依靠于每個組員的開發情況,各個層次的學生各盡其最大努力,相互依賴、相互支持、相互幫助以確保每個成員都能獨立完成軟件開發任務。小組成員之間采用對話、商討和爭論等形式充分論證所研究的問題,在思想碰撞、遷移、聯想中激發智慧而形成解決問題的信念、方法和毅力,對提高實訓效果、提升軟件開發綜合技能、養成崗位意識和團隊協作精神都有明顯的促進作用。


      四、結束語


      在具體“翻轉課堂”模式軟件技術實訓中,需要注意以下三個方面:一是預先制作的視頻要有針對性,要保證視頻質量而不能只是教學視頻的復制,重點放在實訓前學生需要掌握的內容;二是保證所提供的軟件源代碼必須是通過驗證的,同時在技術上實現禁止學生復制源代碼;三是教師要預先對學生可能遇到的問題進行充分準備,以學生實訓引領者的身份有效地監控整個實訓過程,縮短軟件技術實訓與企業項目開發的差距。


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