于 紅，馮艷紅，林遠(yuǎn)山，王 芳，黃 璐（大連海洋大學(xué) 信息工程學(xué)院，遼寧　大連　116023）

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操作系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)模式比較研究

于 紅，馮艷紅，林遠(yuǎn)山，王 芳，黃 璐
（大連海洋大學(xué) 信息工程學(xué)院，遼寧大連116023）

摘 要：從理論知識(shí)掌握、能力培養(yǎng)、學(xué)生評(píng)價(jià)等方面對(duì)操作系統(tǒng)課程中翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行比較研究，指出傳統(tǒng)教學(xué)模式在培養(yǎng)學(xué)生的歸納總結(jié)能力方面效果顯著，而翻轉(zhuǎn)課堂模式特別對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題求解能力和問(wèn)題分析能力成效顯著。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；操作系統(tǒng)；傳統(tǒng)教學(xué)模式

0　引　言

由于操作系統(tǒng)課程理論性強(qiáng)、概念及算法較多、知識(shí)抽象，需要采用合適的教學(xué)模式開(kāi)展教學(xué)，對(duì)教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)都是很大的挑戰(zhàn)，如何搞好操作系統(tǒng)課程教學(xué)，提高教學(xué)效果引起學(xué)者們的廣泛關(guān)注[1-4]。是否可以將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式[5-10]應(yīng)用于操作系統(tǒng)課程教學(xué)？傳統(tǒng)教學(xué)模式和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在人才培養(yǎng)方面的差異是什么？這些問(wèn)題都值得我們思考。

1　翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式概述

對(duì)于翻轉(zhuǎn)課堂的研究很多，但是目前還沒(méi)有一個(gè)翻轉(zhuǎn)課堂的通用定義。文獻(xiàn)[11]中給出翻轉(zhuǎn)課堂的定義，即傳統(tǒng)課堂上課內(nèi)做的事情在翻轉(zhuǎn)課堂模式中要在課外做，反之亦然。這個(gè)定義過(guò)于簡(jiǎn)單，其實(shí)翻轉(zhuǎn)課堂并不是簡(jiǎn)單地把課內(nèi)的事情拿到課外做，課外的事情拿到課內(nèi)做，而是課堂內(nèi)教師和學(xué)生地位的翻轉(zhuǎn)，傳統(tǒng)教學(xué)模式中教師主導(dǎo)課堂，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)；翻轉(zhuǎn)課堂模式中學(xué)生主導(dǎo)課堂，教師輔助學(xué)生學(xué)習(xí)；傳統(tǒng)教學(xué)模式學(xué)生在課堂內(nèi)進(jìn)行知識(shí)的學(xué)習(xí)，通過(guò)課后作業(yè)完成知識(shí)的內(nèi)化，而翻轉(zhuǎn)課堂模式學(xué)生課前完成知識(shí)的學(xué)習(xí)，課堂內(nèi)在教師的輔助下完成知識(shí)的內(nèi)化?？偠灾?，如果把教學(xué)過(guò)程分為課前、課中、課后3個(gè)階段，教學(xué)過(guò)程中的角色包括教師和學(xué)生兩類(lèi)角色，那么，兩種模式中教師和學(xué)生所要完成的基本任務(wù)變化不大，差異在于完成這些任務(wù)的次序和時(shí)間節(jié)點(diǎn)以及不同階段師生角色的變化。翻轉(zhuǎn)課堂模式學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，教師則由課堂的主導(dǎo)者變?yōu)檎n堂教學(xué)的輔助者。

2　研究方法及過(guò)程

合理的研究方法要求研究環(huán)境是真實(shí)的、數(shù)據(jù)收集方法是可信的、數(shù)據(jù)分析方法是科學(xué)的。為保證研究結(jié)果的客觀(guān)性、可信性，筆者以大連海洋大學(xué)操作系統(tǒng)課程教學(xué)的真實(shí)授課環(huán)境為背景，收集課程教學(xué)中的真實(shí)數(shù)據(jù)，采用定量研究方法進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和分析。

2.1研究方案設(shè)計(jì)

最初設(shè)計(jì)的備選方案有3個(gè)。

方案1：采用準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的不相等試驗(yàn)組控制組前后測(cè)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[12-13]。2012屆學(xué)生（2014—2015學(xué)年第1學(xué)期修讀操作系統(tǒng)課程）為控制組，采用傳統(tǒng)教學(xué)；2013屆學(xué)生（2015—2016學(xué)年第1學(xué)期修讀操作系統(tǒng)課程）為試驗(yàn)組，采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。最后以?xún)山M學(xué)生的單元測(cè)試、期中、期末考試成績(jī)的定量分析結(jié)果作為教學(xué)效果評(píng)價(jià)依據(jù)，以學(xué)生對(duì)課程認(rèn)知調(diào)查問(wèn)卷的定量分析結(jié)果作為學(xué)生對(duì)教學(xué)模式的主觀(guān)評(píng)價(jià)依據(jù)。

方案2：與方案1的設(shè)計(jì)方法相同，只是被測(cè)對(duì)象不同，以計(jì)算機(jī)2012—1班為控制組，采用傳統(tǒng)教學(xué)；計(jì)算機(jī)2012—2班為試驗(yàn)組，采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，評(píng)價(jià)依據(jù)同方案1。

方案3：采用基于教學(xué)內(nèi)容的單組被試測(cè)試試驗(yàn)設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)2012級(jí)的全體學(xué)生均為被試學(xué)生，在操作系統(tǒng)課程中選擇8個(gè)單元教學(xué)內(nèi)容，其中4個(gè)單元作為試驗(yàn)單元，另外4個(gè)單元作為對(duì)照單元，每個(gè)試驗(yàn)單元均有一個(gè)對(duì)應(yīng)的、具有可比性的對(duì)照單元與之對(duì)應(yīng)。最后以每個(gè)單元的單元測(cè)試成績(jī)的定量分析結(jié)果作為教學(xué)效果評(píng)價(jià)依據(jù)，以學(xué)生對(duì)課程認(rèn)知調(diào)查問(wèn)卷的定量分析結(jié)果作為學(xué)生對(duì)教學(xué)模式的主觀(guān)評(píng)價(jià)依據(jù)。

由于不同年級(jí)學(xué)生的入學(xué)成績(jī)有差異，兩屆學(xué)生的基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力等也有較大差異，方案1不符合不相等試驗(yàn)組控制組前后測(cè)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中“只有當(dāng)兩個(gè)組在考證問(wèn)題上原有水平相接近時(shí)，才能進(jìn)行該種準(zhǔn)試驗(yàn)研究”這一基本條件。同樣，由于計(jì)算機(jī)2012—1班和計(jì)算機(jī)2012—2班學(xué)生前4學(xué)期的平均成績(jī)、不及格率等差異較大，因此方案2也不符合不相等試驗(yàn)組控制組前后測(cè)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)“只有當(dāng)兩個(gè)組在考證問(wèn)題上原有水平相接近時(shí)，才能進(jìn)行該種準(zhǔn)試驗(yàn)研究”這一基本條件。在方案3中，由于采用單一組，因此不存在被試對(duì)象之間的差異。方案3通過(guò)比較同一組學(xué)生用不同的教學(xué)模式學(xué)習(xí)不同內(nèi)容的學(xué)習(xí)效果，只要進(jìn)行比較的內(nèi)容難度相當(dāng)、特點(diǎn)相近，就符合“只有當(dāng)兩個(gè)組在考證問(wèn)題上原有水平相接近時(shí)，才能進(jìn)行該種準(zhǔn)試驗(yàn)研究”這一基本條件，因此只有方案3從理論上講是可行的。所采用的方案設(shè)計(jì)如下：

1）選取試驗(yàn)內(nèi)容。

為保證試驗(yàn)結(jié)果的可信性，試驗(yàn)單元和對(duì)照單元的內(nèi)容類(lèi)別相同，難度相當(dāng)，考查的能力一樣，同時(shí)為了測(cè)試教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)模式的適應(yīng)度，分別選擇了概念類(lèi)和算法類(lèi)教學(xué)內(nèi)容。為了避免偶然性因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，每類(lèi)內(nèi)容選擇兩個(gè)單元，試驗(yàn)內(nèi)容和對(duì)照內(nèi)容各選4個(gè)單元，所選擇的教學(xué)內(nèi)容見(jiàn)表1。

在表1中，同一組的兩個(gè)單元D1與S1、D2與S2、D3與S3、D4與S4對(duì)應(yīng)，二者內(nèi)容類(lèi)別相同，考查的能力一樣，難度相當(dāng)，因此具有可比性，從而保證試驗(yàn)結(jié)果的可信度。

2）組織教學(xué)，收集數(shù)據(jù)。

為了保證教學(xué)的正常進(jìn)行，按照課程教學(xué)大綱組織教學(xué)。在教學(xué)過(guò)程中，對(duì)表1中的8個(gè)知識(shí)單元分別按照表1約定的教學(xué)模式組織教學(xué)，并在每個(gè)單元教學(xué)結(jié)束后進(jìn)行單元測(cè)驗(yàn)，以收集定量分析數(shù)據(jù)。一方面，單元測(cè)驗(yàn)可以考查學(xué)生學(xué)習(xí)的總體效果，據(jù)此對(duì)兩種教學(xué)模式進(jìn)行比較；另一方面，單元測(cè)驗(yàn)試卷可以分別考核學(xué)生的概念理解能力、問(wèn)題分析能力、歸納總結(jié)能力、問(wèn)題求解能力，從而全面、客觀(guān)地比較兩種教學(xué)模式在各種能力培養(yǎng)效果上的優(yōu)劣。在學(xué)期結(jié)束后進(jìn)行教學(xué)模式評(píng)價(jià)調(diào)查問(wèn)卷，收集學(xué)生對(duì)教學(xué)模式的主觀(guān)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，該問(wèn)卷主要考查教學(xué)模式的人性化程度、滿(mǎn)足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)需求程度、學(xué)生的課堂參與度、學(xué)生的課堂注意力集中度、學(xué)習(xí)知識(shí)的系統(tǒng)性、學(xué)生對(duì)教學(xué)模式認(rèn)可度等無(wú)法通過(guò)單元測(cè)驗(yàn)獲得的指標(biāo)。

表1　操作系統(tǒng)教學(xué)模式比較研究試驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

3）數(shù)據(jù)分析。

采用統(tǒng)計(jì)的方法對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行定量分析，并在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上得出結(jié)論，提出下一步工作計(jì)劃。

2.2研究過(guò)程

1）研究目的及內(nèi)容。

定量研究的目的是通過(guò)對(duì)研究對(duì)象的定量分析得出一般性結(jié)果，揭示研究對(duì)象的一般規(guī)律；要客觀(guān)地評(píng)價(jià)兩種教學(xué)模式，需要揭示兩種教學(xué)模式的一般性結(jié)果，因此需要進(jìn)行定量研究。本文主要通過(guò)對(duì)試驗(yàn)單元和對(duì)比單元中對(duì)應(yīng)內(nèi)容的單元測(cè)試成績(jī)進(jìn)行比較分析，得到兩種教學(xué)模式對(duì)每一類(lèi)教學(xué)內(nèi)容的適用性；通過(guò)分析問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果得出學(xué)生對(duì)兩種教學(xué)模式的認(rèn)可度。

2）數(shù)據(jù)收集。

收集測(cè)試成績(jī)的目的是評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。傳統(tǒng)教學(xué)模式的課后作業(yè)能起到鞏固知識(shí)的作用，也作為單元知識(shí)學(xué)習(xí)的一部分。因此，在每一個(gè)單元知識(shí)講解結(jié)束后，下一次課上進(jìn)行上一單元內(nèi)容的測(cè)驗(yàn)，D1、S1、D4、S4的試卷題型為選擇題和填空題；D2、S2、D3、S3的試卷題型為選擇題和算法題，每張?jiān)嚲淼臐M(mǎn)分均為100分。

調(diào)查問(wèn)卷的目的是考查學(xué)生對(duì)兩種教學(xué)模式的接受程度，主要從人性化程度、滿(mǎn)足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)需求程度、學(xué)生的課堂參與度、學(xué)生的課堂注意力集中度、學(xué)習(xí)知識(shí)的系統(tǒng)性、學(xué)生對(duì)教學(xué)模式認(rèn)可度幾方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行調(diào)查。由于學(xué)生對(duì)兩種教學(xué)模式的評(píng)價(jià)并不是非黑即白的，而是對(duì)每一個(gè)指標(biāo)都有一定的認(rèn)可度。因此，問(wèn)卷參考CUCEI五級(jí)量表進(jìn)行設(shè)計(jì)[6]，每個(gè)指標(biāo)都是按照從5（認(rèn)可度最高）到1（認(rèn)可度最低）的順序設(shè)置選項(xiàng)，如教學(xué)模式的人性化程度選項(xiàng)分別為：非常人性化（5分）、比較人性化（4分）、人性化（3分）、不太人性化（2分）、不人性化（1分）。每個(gè)指標(biāo)的最后評(píng)價(jià)結(jié)果是計(jì)算所有學(xué)生對(duì)該指標(biāo)的評(píng)價(jià)得分均值?？紤]到學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)兩種教學(xué)模式的認(rèn)識(shí)會(huì)有波動(dòng)，因此在學(xué)期結(jié)束的時(shí)候做一次調(diào)查問(wèn)卷能全面了解學(xué)生對(duì)兩種教學(xué)模式的評(píng)價(jià)。

3　研究結(jié)果

3.1單元測(cè)試成績(jī)分析

各個(gè)單元測(cè)試成績(jī)平均分如圖1所示，其中試驗(yàn)單元采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，對(duì)照單元采用傳統(tǒng)教學(xué)模式。從圖中可以看出，除了第1組外，其他各組中翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的單元測(cè)試成績(jī)平均分均高于傳統(tǒng)教學(xué)模式，說(shuō)明翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的教學(xué)效果總體上優(yōu)于傳統(tǒng)模式。圖2給出了各個(gè)單元測(cè)試成績(jī)的標(biāo)準(zhǔn)差。從圖中可以看出，翻轉(zhuǎn)課堂模式的標(biāo)準(zhǔn)差均高于傳統(tǒng)模式，說(shuō)明翻轉(zhuǎn)課堂模式的測(cè)試成績(jī)兩極分化的情況比傳統(tǒng)模式嚴(yán)重。

圖1　單元測(cè)試成績(jī)均值比較

圖2　單元測(cè)試成績(jī)標(biāo)準(zhǔn)差比較

學(xué)生各種能力測(cè)試結(jié)果如圖3所示。從圖中可以看出，翻轉(zhuǎn)課堂模式學(xué)生的問(wèn)題分析能力和問(wèn)題求解能力強(qiáng)于傳統(tǒng)教學(xué)模式，而傳統(tǒng)教學(xué)模式學(xué)生的歸納總結(jié)能力要強(qiáng)于翻轉(zhuǎn)課堂模式，兩種模式學(xué)生的概念理解能力基本一致。

3.2調(diào)查問(wèn)卷結(jié)果分析

單元測(cè)試的成績(jī)反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，而調(diào)查問(wèn)卷則反映學(xué)生對(duì)兩種教學(xué)模式的主觀(guān)態(tài)度，調(diào)查問(wèn)卷數(shù)據(jù)的分析結(jié)果如圖4所示。從圖4可以看出，學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂模式的人性化程度、滿(mǎn)足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)需求程度、課堂參與度、課堂注意力集中度、教學(xué)模式認(rèn)可度等方面的評(píng)價(jià)均高于傳統(tǒng)教學(xué)模式，但是對(duì)于學(xué)習(xí)知識(shí)的系統(tǒng)性評(píng)價(jià)則不如傳統(tǒng)教學(xué)模式，說(shuō)明翻轉(zhuǎn)課堂模式缺乏系統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程，使學(xué)生產(chǎn)生知識(shí)點(diǎn)零散、不夠系統(tǒng)的感受。

圖3　四種能力測(cè)試結(jié)果比較

圖4　學(xué)生對(duì)兩種教學(xué)模式的評(píng)價(jià)結(jié)果比較

4　結(jié)　語(yǔ)

無(wú)論采用哪種教學(xué)模式，都需要對(duì)該教學(xué)模式進(jìn)行進(jìn)一步研究，有針對(duì)性地解決存在的問(wèn)題。對(duì)于翻轉(zhuǎn)課堂模式，一方面需要深入研究產(chǎn)生兩極分化的根本原因，并從根本上解決問(wèn)題，使所有的學(xué)生都能從中受益；另一方面，需要精心設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程，提高對(duì)學(xué)生歸納總結(jié)能力的培養(yǎng)，注重知識(shí)的系統(tǒng)性，使學(xué)生的能力得到全面提高。對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)模式，需要通過(guò)教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革提高對(duì)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力培養(yǎng)的效果。下一步的工作就是對(duì)兩種教學(xué)模式進(jìn)行深入研究，提出適合于普通本科計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)操作系統(tǒng)課程教學(xué)的教學(xué)模式，努力提高計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)水平。

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（見(jiàn)習(xí)編輯：趙盼；編輯：宋文婷）

第一作者簡(jiǎn)介：于紅，女，教授，研究方向?yàn)楦叩冉逃虒W(xué)、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)挖掘等，yuhong@dlou.edu.cn。

基金項(xiàng)目：遼寧省普通高等教育本科教學(xué)改革項(xiàng)目（UPRP20140492）。

中圖分類(lèi)號(hào)：G642

文章編號(hào)：1672-5913(2016)04-0143-04