文章編號(hào)：1672-5913（2015）07-0032-04

中圖分類號(hào)：G642

摘要：翻轉(zhuǎn)課堂作為一種新型的教學(xué)形式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的革新。構(gòu)建云計(jì)算教學(xué)平臺(tái)是一種有效實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂的現(xiàn)代技術(shù)手段。文章介紹翻轉(zhuǎn)課堂的概念，提出軟件工程專業(yè)課程翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，討論如何構(gòu)建一個(gè)與翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式相適應(yīng)的軟件工程專業(yè)教學(xué)平臺(tái)。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；云計(jì)算；軟件工程；教學(xué)平臺(tái)

0 引 言

軟件工程是一個(gè)具有實(shí)踐性、工程性、實(shí)用性等特征的綜合型應(yīng)用學(xué)科。軟件工程專業(yè)的學(xué)生要在不斷的實(shí)踐中掌握軟件開發(fā)的方法和思維方式。目前各高校的軟件工程專業(yè)課程仍然沿用計(jì)算機(jī)類課程的教學(xué)模式，重理論而輕實(shí)踐，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高、實(shí)踐能力較差。業(yè)界諸多學(xué)者提出面向應(yīng)用的教學(xué)模式和項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法等新型教學(xué)方式來強(qiáng)化軟件工程專業(yè)課程的實(shí)踐學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)。翻轉(zhuǎn)課堂是這些教學(xué)理念中較為成功的一種，而借助計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和多媒體等是翻轉(zhuǎn)課堂成功的關(guān)鍵所在，云計(jì)算環(huán)境的引入就是翻轉(zhuǎn)課堂得以實(shí)現(xiàn)的重要手段。

1 翻轉(zhuǎn)課堂的概念

翻轉(zhuǎn)課堂（flipped classroom），顧名思義就是顛覆課堂教學(xué)過程和課下學(xué)習(xí)活動(dòng)的一種新型教學(xué)模式。美國(guó)科羅拉多州的林地公園高中于2007年最早提出了翻轉(zhuǎn)課堂的概念，該校的化學(xué)教師喬納森·伯爾曼使用軟件錄制了一段教學(xué)視頻并上傳到網(wǎng)絡(luò)中供缺席的學(xué)生學(xué)習(xí)，學(xué)生在家觀看教學(xué)視頻，然后在課堂上完成作業(yè)和答疑活動(dòng)。這種教學(xué)方式很快得到了學(xué)生的認(rèn)可。翻轉(zhuǎn)課堂在全美迅速推廣，各大高校推出的微課視頻為翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式提供了充足的資源支持，促進(jìn)了翻轉(zhuǎn)課堂的發(fā)展。

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式顛覆了傳統(tǒng)的知識(shí)傳授和知識(shí)內(nèi)化的過程，讓學(xué)生在課上通過實(shí)踐完成知識(shí)內(nèi)化，提高課堂教學(xué)的成效性。學(xué)生可以在教師的幫助下在于同學(xué)的互動(dòng)中主動(dòng)學(xué)習(xí)，避免了傳統(tǒng)課堂的單一教學(xué)形式對(duì)學(xué)生積極性的影響。寓教于樂的教學(xué)視頻也可以提高學(xué)生在課下主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，為知識(shí)傳授提供了新的形式。

2 軟件工程專業(yè)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

軟件工程專業(yè)課程的特點(diǎn)是基礎(chǔ)理論較為抽象、對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力要求較高。目前各高校的軟件工程專業(yè)課程都有專門的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，但仍離不開理論知識(shí)的講解和思維方式的訓(xùn)練，這些都導(dǎo)致學(xué)生積極性不高、教學(xué)質(zhì)量下降。哈爾濱師范大學(xué)軟件工程專業(yè)在研究翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式和本專業(yè)課程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了一個(gè)適用于軟件工程專業(yè)課程特點(diǎn)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型，如圖1所示。

在軟件工程專業(yè)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中，學(xué)生課前觀看教學(xué)視頻學(xué)習(xí)理論知識(shí)，通過和教師的即時(shí)交流完成知識(shí)學(xué)習(xí)；教師則根據(jù)學(xué)生的反饋統(tǒng)計(jì)課程的開展情況，酌情安排課上時(shí)間分配。在課上的教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師首先集中講解學(xué)生反饋的疑難知識(shí)點(diǎn)，對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)要?dú)w納，然后根據(jù)課程內(nèi)容和教學(xué)統(tǒng)計(jì)結(jié)果提出實(shí)踐學(xué)習(xí)內(nèi)容。學(xué)生自由分組創(chuàng)建實(shí)踐團(tuán)隊(duì)，按照軟件開發(fā)過程的要求進(jìn)行分工和調(diào)研，最終在教師的指導(dǎo)下完成一個(gè)具有項(xiàng)目特征的實(shí)訓(xùn)工作，提交相關(guān)的設(shè)計(jì)文檔和研究成果。教師的課上任務(wù)就是點(diǎn)評(píng)提交的成果，總結(jié)學(xué)生的表現(xiàn)，解答學(xué)生實(shí)踐過程中的問題等。

3 軟件工程翻轉(zhuǎn)課堂云計(jì)算教學(xué)平臺(tái)

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式需要一定的技術(shù)和資源支持，云計(jì)算環(huán)境無疑是最佳選擇。經(jīng)過不斷的探索和研究，哈師大軟件學(xué)院構(gòu)建了一個(gè)基于云計(jì)算環(huán)境的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)平臺(tái)，包括課堂軟件開發(fā)、課前理論學(xué)習(xí)、運(yùn)行管理和教學(xué)評(píng)價(jià)等模塊，如圖2所示。

3.1 軟件開發(fā)模塊

軟件開發(fā)模塊體現(xiàn)了翻轉(zhuǎn)課堂中實(shí)踐教學(xué)的具體內(nèi)容，是整個(gè)教學(xué)平臺(tái)的核心功能模塊。按照軟件工程對(duì)軟件開發(fā)生命周期的定義，軟件開發(fā)模塊分為項(xiàng)目規(guī)劃、需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、代碼實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)測(cè)試等教學(xué)過程。在一個(gè)項(xiàng)目目標(biāo)的規(guī)劃內(nèi)，每個(gè)教學(xué)過程都對(duì)應(yīng)前后關(guān)聯(lián)的任務(wù)、文檔和成果。實(shí)際的教學(xué)過程是學(xué)生登錄云計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行實(shí)際的軟件項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)練習(xí)，以團(tuán)隊(duì)的方式完成項(xiàng)目，編寫文檔和提交成果報(bào)告。教師也要登錄云計(jì)算平臺(tái)全程監(jiān)控和指導(dǎo)。云計(jì)算教學(xué)平臺(tái)的教學(xué)資源庫是通過深化校企合作得來的，所有的案例都來源于真實(shí)的軟件開發(fā)項(xiàng)目，學(xué)生甚至可以在企業(yè)項(xiàng)目經(jīng)理的指導(dǎo)下通過教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行真實(shí)項(xiàng)目的開發(fā)。軟件開發(fā)模塊結(jié)合了翻轉(zhuǎn)課堂、任務(wù)驅(qū)動(dòng)和校企聯(lián)合等面向應(yīng)用的教學(xué)模式，體現(xiàn)了“工學(xué)結(jié)合、頂崗實(shí)習(xí)”的軟件工程專業(yè)課程實(shí)踐教學(xué)理念。

3.2 理論學(xué)習(xí)模塊

理論學(xué)習(xí)模塊是體現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂模式課前學(xué)習(xí)的功能模塊，該模塊的主要功能包括教學(xué)視頻、課前訓(xùn)練和課程統(tǒng)計(jì)等。教學(xué)視頻功能的資源都來自國(guó)內(nèi)知名高校的公開課，并且具有快進(jìn)、回放、重放、暫停等播放功能，便于學(xué)生自定義課前學(xué)習(xí)。課程教學(xué)視頻的內(nèi)容、視覺效果、互動(dòng)性和長(zhǎng)短都要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果定期調(diào)整，不僅要保證教學(xué)內(nèi)容和課前學(xué)習(xí)的目標(biāo)吻合，還要突出教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，方便教師和學(xué)生的課前交流。課前訓(xùn)練功能是在每個(gè)教學(xué)視頻播放前設(shè)置一些教學(xué)問題，讓學(xué)生在觀看視頻時(shí)尋找答案，在視頻結(jié)束后學(xué)生要根據(jù)提示進(jìn)行簡(jiǎn)單的問題解答和知識(shí)訓(xùn)練。課程統(tǒng)計(jì)模塊可以統(tǒng)計(jì)學(xué)生觀看視頻和回答問題的情況，有效提高教學(xué)的目的性。除了上述3個(gè)主要功能外，教學(xué)平臺(tái)還提供了方便教師和學(xué)生交流的論壇，所有與課程相關(guān)的討論和問題都可以在論壇上交流和解答。

3.3 運(yùn)行管理模塊

運(yùn)行管理模塊是部署在軟件工程翻轉(zhuǎn)課堂云計(jì)算教學(xué)平臺(tái)云端應(yīng)用服務(wù)層中，將各種即時(shí)通訊、視頻播放和在線論壇等應(yīng)用集中封裝的服務(wù)層次。具體的功能包括項(xiàng)目管理、學(xué)生管理、資源管理和師生溝通等。

1）項(xiàng)目管理子模塊。

項(xiàng)目管理模塊用來保存學(xué)生的實(shí)訓(xùn)成果和相關(guān)報(bào)告。該模塊具有文檔在線編輯和軟件展示功能，可以根據(jù)課程類別和章節(jié)提供在線的實(shí)訓(xùn)環(huán)境和展示服務(wù)。學(xué)生在課程進(jìn)行中提出的問題也可以發(fā)布在項(xiàng)目管理模塊，由任課教師或企業(yè)專家在線解答。在實(shí)踐教學(xué)中，教師可以通過項(xiàng)目管理模塊掌握所有學(xué)生團(tuán)隊(duì)的項(xiàng)目進(jìn)展情況，并通過在線成果交流來提高實(shí)踐教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。學(xué)生在項(xiàng)目管理模塊中能夠即時(shí)了解本隊(duì)同學(xué)和其他團(tuán)隊(duì)學(xué)生的開發(fā)進(jìn)度，這不僅有助于提高團(tuán)隊(duì)內(nèi)部的溝通和協(xié)作，還可以通過比較和競(jìng)爭(zhēng)提高團(tuán)隊(duì)凝聚力。

2）學(xué)生管理子模塊。

學(xué)生管理模塊用來監(jiān)控學(xué)生的課前視頻觀看和課中實(shí)訓(xùn)練習(xí)狀態(tài)。學(xué)生課前的視頻教學(xué)是獨(dú)自進(jìn)行的，有效的教學(xué)監(jiān)控是保證出勤率和質(zhì)量的重要因素。學(xué)生管理功能不僅能監(jiān)控學(xué)生是否觀看了視頻，還能知道他們觀看了哪些視頻，哪段視頻的播發(fā)次數(shù)最多、時(shí)間最久。這些監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)對(duì)教師掌握學(xué)生課前學(xué)習(xí)狀態(tài)有至關(guān)重要的作用，教師可以通過在線統(tǒng)計(jì)獲取課前學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，也可以在線設(shè)置各項(xiàng)參數(shù)自動(dòng)獲取指定人員和章節(jié)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。對(duì)于課中的實(shí)踐教學(xué)，學(xué)生管理模塊也可以獲取學(xué)生團(tuán)隊(duì)的練習(xí)資料，比如項(xiàng)目進(jìn)展情況、資料是否齊全等，這些數(shù)據(jù)可以為課后評(píng)估和項(xiàng)目管理等模塊提供有效數(shù)據(jù)支持。在課程結(jié)束后，學(xué)生成績(jī)也通過學(xué)生管理模塊統(tǒng)計(jì)和查詢。

3）資源管理子模塊。

資源管理模塊用來存儲(chǔ)和維護(hù)云計(jì)算教學(xué)環(huán)境中教學(xué)資源。教學(xué)資源包括理論學(xué)習(xí)視頻、課堂項(xiàng)目資料、軟件開發(fā)資源和企業(yè)開發(fā)知識(shí)庫等。這些資源的質(zhì)量決定了教學(xué)的質(zhì)量和效果，比如理論學(xué)習(xí)視頻是否寓教于樂直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，課堂項(xiàng)目資料是否具有針對(duì)性直接影響教學(xué)的應(yīng)用價(jià)值，企業(yè)開發(fā)庫的資源是否有效直接影響學(xué)生的實(shí)際工作能力等。資源管理模塊不同于傳統(tǒng)的軟件資源庫，它具有在線文檔編輯、視頻制作、網(wǎng)絡(luò)資源搜集等高級(jí)功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)已有資源的改進(jìn)和創(chuàng)新，也可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的匯總和摘選。另外，通過和一些國(guó)內(nèi)知名云供應(yīng)商的合作，我們還構(gòu)建了包括軟件開發(fā)云環(huán)境、企業(yè)軟件項(xiàng)目庫和軟件開發(fā)技術(shù)資料庫、軟件開發(fā)文檔模板庫等在內(nèi)的高級(jí)應(yīng)用型軟件開發(fā)資源平臺(tái)。

3.4 學(xué)生評(píng)價(jià)模塊

學(xué)生評(píng)價(jià)模塊對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程和教師教學(xué)過程的評(píng)估打分。其中學(xué)習(xí)過程根據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的要求分為課前理論學(xué)習(xí)和軟件開發(fā)實(shí)訓(xùn)兩部分：課前理論學(xué)習(xí)主要包括視頻觀看、作業(yè)完成、課堂交流表現(xiàn)等方面的評(píng)估；軟件開發(fā)實(shí)訓(xùn)則是通過對(duì)項(xiàng)目成果和研發(fā)報(bào)告的評(píng)估來獲得分?jǐn)?shù)。這兩部分分?jǐn)?shù)按照一定比例折算成學(xué)生專業(yè)課程的課程分?jǐn)?shù)，和期末考試筆試成績(jī)一起考核。對(duì)教師教學(xué)的評(píng)估則通過課程中的表現(xiàn)定性評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)的指標(biāo)包括在線時(shí)間、操作頻率、交流次數(shù)和學(xué)生打分等。

4 實(shí)施效果

基于云計(jì)算環(huán)境的軟件工程專業(yè)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)經(jīng)過4個(gè)月的試運(yùn)行，取得了顯著的教學(xué)成果。使用云計(jì)算平臺(tái)的學(xué)生在知識(shí)認(rèn)知和技能實(shí)踐等方面的能力比往屆學(xué)生有較大提升。學(xué)生可以通過線上交流和團(tuán)隊(duì)合作完成開發(fā)任務(wù)，教師可以通過在線審核完成教學(xué)任務(wù)，基本達(dá)到了云計(jì)算平臺(tái)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

為了進(jìn)一步掌握云計(jì)算平臺(tái)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實(shí)踐效果，通過校內(nèi)走訪和問卷調(diào)查等方式深入了解學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、動(dòng)手能力和計(jì)算思維意識(shí)。結(jié)果顯示學(xué)生對(duì)這種寓教于樂的教學(xué)方式普遍認(rèn)同，對(duì)自身知識(shí)掌握和動(dòng)手能力的提升感到滿意，教師則對(duì)系統(tǒng)帶來的豐富教學(xué)資源和低成本辦學(xué)模式感到滿意。

5 結(jié)語

云計(jì)算環(huán)境為軟件工程專業(yè)課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)提供了技術(shù)條件和資源條件，在擺脫了課堂的束縛后，學(xué)生的在線學(xué)習(xí)更有針對(duì)性，更貼近真實(shí)，教師的在線教學(xué)資源更豐富，教學(xué)組織更有效，學(xué)生和教師在線一對(duì)一或一對(duì)多的交流更順暢。這些都是傳統(tǒng)課堂教育和實(shí)驗(yàn)室教學(xué)無法達(dá)到的。另外，所有的教學(xué)資源都在云端實(shí)現(xiàn)，學(xué)校對(duì)教學(xué)固定資產(chǎn)的投入和運(yùn)行成本也較低，最大限度地降低了學(xué)校和學(xué)生的負(fù)擔(dān)，可謂一舉多得。