奎曉燕，郭克華①，劉衛(wèi)國，杜華坤

（1.中南大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 長沙 410083；2.中南大學(xué) 地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南 長沙410083）

一、引言

教育信息化的發(fā)展對高校課程教學(xué)改革產(chǎn)生了重大的影響，也使高校教師面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)?；ヂ?lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，給計(jì)算機(jī)專業(yè)的一線教師提出了新的挑戰(zhàn)，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)必須進(jìn)行改革才能適應(yīng)現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展。必須從分析“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”系列課程的教學(xué)現(xiàn)狀入手，結(jié)合未來課堂的概念和要點(diǎn)，結(jié)合不同專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)，探究如何運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下未來課堂的新概念新方法新手段來改革課程，真正實(shí)現(xiàn)線上線下教學(xué)的有機(jī)融合，推進(jìn)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革。

對于未來課堂，國內(nèi)外文獻(xiàn)至今均沒有給出一個(gè)統(tǒng)一概念。相似概念還有未來教室、智慧教室、下一代學(xué)習(xí)空間等。陳衛(wèi)東在綜合分析了國內(nèi)外多個(gè)定義后認(rèn)為，未來課堂（Future Classroom）是相對于傳統(tǒng)和現(xiàn)代課堂而言的，是在以人本主義、互動(dòng)、環(huán)境心理學(xué)等相關(guān)理論和智能空間、云計(jì)算、人體工學(xué)等技術(shù)的支持下，以互動(dòng)為核心，以充分發(fā)揮課堂組成各要素（人、技術(shù)、資源、環(huán)境和方法等）的作用，實(shí)施教與學(xué)，以促進(jìn)人的認(rèn)知、技能和情感的學(xué)習(xí)與發(fā)展的教與學(xué)的環(huán)境與活動(dòng)[1-4]。

我國未來課堂相關(guān)研究雖然起步較晚，但在現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展和支持下，目前，無論是在理論還是實(shí)踐方面均取得了一些進(jìn)展。近年來，上海交通大學(xué)和華東師范大學(xué)等研究團(tuán)隊(duì)所研究和實(shí)踐的未來課堂環(huán)境舒適、裝備先進(jìn)、操控便利、資源豐富、交互實(shí)時(shí)、教學(xué)靈活，該項(xiàng)目已在上海、蘇州、廣州等多處落地[2]，基于未來課堂的實(shí)踐探索已經(jīng)越來越多，教學(xué)設(shè)計(jì)和應(yīng)用也越發(fā)深入和成熟。

二、未來課堂與傳統(tǒng)教學(xué)的銜接

相比傳統(tǒng)課程而言，未來課堂強(qiáng)調(diào)的是一種互動(dòng)，是將線上線下的教學(xué)資源進(jìn)行有機(jī)融合，這離不開現(xiàn)代教育技術(shù)的有利支持。在未來課堂模式中，知識(shí)傳授過程在課前由學(xué)生獨(dú)立或協(xié)作完成，知識(shí)內(nèi)化過程則在課上由教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容使用不同的學(xué)習(xí)策略來完成。未來課堂的學(xué)習(xí)策略也可針對這兩個(gè)階段的不同分為課上、課下的學(xué)習(xí)策略。目前很多高校的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)大部分還停留在傳統(tǒng)的“灌輸式課堂”教學(xué)模式，它以“知識(shí)講授主導(dǎo)課堂”為普遍現(xiàn)象。探索以現(xiàn)代教育技術(shù)平臺(tái)為支撐的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，進(jìn)行線上自學(xué)、網(wǎng)上輔導(dǎo)和線下組織課堂教學(xué)相結(jié)合的線上線下教學(xué)改革與創(chuàng)新，能充分有效利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)勢，共建和共享優(yōu)秀的教學(xué)資源，同時(shí)可滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，方便學(xué)生自學(xué)教學(xué)知識(shí)內(nèi)容。而課堂教學(xué)即線下學(xué)習(xí)可以大量減輕教師的重復(fù)性工作，在這種新型教學(xué)模式下，一方面能夠拔高學(xué)生能力，另一方面可以有效提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，符合未來高等教育課程教學(xué)的發(fā)展趨勢。在“互聯(lián)網(wǎng)+”模式下，傳統(tǒng)課堂需要進(jìn)行深入改革，才能適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要[5-7]。

學(xué)生在未來課堂模式下，將更多地獲得學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)，然后，如果學(xué)生不配合教師的改革，缺乏主動(dòng)性，不積極參與教學(xué)過程，不能積極提問的話，改革效果將大打折扣。另一方面，在教與學(xué)當(dāng)中，教師扮演引導(dǎo)角色，能否正確引導(dǎo)學(xué)生？能否激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣？未來課堂需要教師的積極引導(dǎo)，學(xué)生積極互動(dòng)共同來完成。教師通過提問、分組討論、作業(yè)布置、作業(yè)分析等來考查學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，與傳統(tǒng)模式相比，教師的主導(dǎo)地位削減了，從主導(dǎo)變?yōu)橐龑?dǎo)，主導(dǎo)地位轉(zhuǎn)移給了學(xué)生。

三、基于未來課堂的翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)

翻轉(zhuǎn)課堂（The Flipped Classroom）作為一種新型的教學(xué)形式，是對傳統(tǒng)教學(xué)模式的一種革新。翻轉(zhuǎn)課堂盛行于西方，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)在家里網(wǎng)上學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)老師上傳到網(wǎng)上的視頻知識(shí)講解。到校后對學(xué)習(xí)過程中遇到的困難疑惑在課堂上交流，教師點(diǎn)撥解惑[7-8]。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)是以實(shí)踐、操作性為主的實(shí)驗(yàn)課程領(lǐng)域，采用的教學(xué)模式和教學(xué)方法要能有效激起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，設(shè)計(jì)適合的教學(xué)過程來提高課堂教學(xué)效果，最終有效培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力和實(shí)踐技能，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與高校課程的有效整合。基于未來課堂的翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)，必須分析翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)勢及面臨的挑戰(zhàn)，對于應(yīng)用為主的實(shí)驗(yàn)課程，要充分考慮其實(shí)踐性，將課堂上下的學(xué)習(xí)環(huán)境搭建起來，基于“問題為核心，任務(wù)為驅(qū)動(dòng)”來建立翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式?；谖磥碚n堂的翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)可對協(xié)作學(xué)習(xí)、基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)等學(xué)習(xí)方法提供較傳統(tǒng)課堂更好的支撐，使這些能提升學(xué)生高階思維能力、創(chuàng)新能力的學(xué)習(xí)方法得以發(fā)揮最大效應(yīng)，以滿足當(dāng)前社會(huì)對計(jì)算機(jī)類人才培養(yǎng)的需求。傳統(tǒng)課堂經(jīng)過有針對性的設(shè)計(jì)，制作成視頻等素材上傳到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)后，就可以構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂，融合現(xiàn)在教育技術(shù)，形成混合式課堂，如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)課堂到混合式課堂的變革

構(gòu)建未來課堂可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)有利于協(xié)作學(xué)習(xí)的情境。例如，一線教師在進(jìn)行教學(xué)改革時(shí)，在未來課堂中配備可以自由移動(dòng)隨意進(jìn)行拼接組合的桌椅設(shè)備，盡量選擇多種不同顏色，根據(jù)小組學(xué)生數(shù)量打造不同的形狀組合，座椅設(shè)備的高度可以根據(jù)教學(xué)需要和學(xué)生的喜好進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，根據(jù)情境創(chuàng)設(shè)來調(diào)節(jié)教室的光線、窗簾顏色和背景墻顏色等，這些設(shè)計(jì)均基于人本主義理念。此外，無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及個(gè)人的移動(dòng)數(shù)字設(shè)備也為師生、生生交互提供了便利。教師需要在協(xié)作學(xué)習(xí)中發(fā)揮主導(dǎo)作用，例如，在分組前，教師需要依據(jù)學(xué)生的不同特點(diǎn)進(jìn)行分組，不能把學(xué)習(xí)成績優(yōu)異、積極性高的學(xué)生都分為一組，同樣也不能把學(xué)習(xí)成績差、積極性低的學(xué)生都分到一組，這樣勢必會(huì)更加影響他們的學(xué)習(xí)效果。進(jìn)行分組時(shí)，教師需要考慮學(xué)生之間的差異，將不同層次的學(xué)生進(jìn)行優(yōu)化組合，不能讓同一層次的學(xué)生都分到一個(gè)組里，而應(yīng)該在同一組里有多個(gè)不同層級的學(xué)生，充分發(fā)揮不同層級學(xué)生合作學(xué)習(xí)的優(yōu)勢，讓組內(nèi)學(xué)生都能積極探索問題、參與互動(dòng)。在協(xié)作學(xué)習(xí)過程中，教師需要實(shí)時(shí)觀察每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展，適時(shí)地為學(xué)生提供腳手架，幫助其構(gòu)建知識(shí)。教師將學(xué)習(xí)目標(biāo)、具體要求和評價(jià)指標(biāo)提前告訴學(xué)生，讓學(xué)生在最開始就明確自己的學(xué)習(xí)任務(wù)以及應(yīng)該達(dá)到的學(xué)習(xí)目標(biāo)，進(jìn)行有針對性地學(xué)習(xí)和合作。構(gòu)建翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)的三要素如圖2所示。

圖2 基于未來課堂的翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)三要素

構(gòu)建未來課堂時(shí)，必須牢牢把握教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)平臺(tái)和教學(xué)方式這三個(gè)要素，強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與線下教學(xué)的有機(jī)融合，將數(shù)字化內(nèi)容與網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行有效整合，教師的線下課堂教學(xué)需要重新建構(gòu)學(xué)習(xí)流程，具體步驟如圖3所示。

圖3 基于未來課堂的線下教學(xué)過程

在傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)習(xí)是一個(gè)“信息傳遞+吸收內(nèi)化”的過程，課堂上在教師的主導(dǎo)下，進(jìn)行師生、生生互動(dòng)交流；課堂下學(xué)生主要靠自己獨(dú)立完成老師布置的作業(yè)和任務(wù)。由于課后沒有老師的指導(dǎo)，這個(gè)“吸收內(nèi)化”往往讓學(xué)生感到失落、挫敗，漸漸失去學(xué)習(xí)的熱情和積極性，長此以往，無法獲得學(xué)習(xí)的滿足感和成就感?；谖磥碚n堂的翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行重新構(gòu)建。課前，學(xué)生通過教師提供的視頻和在線輔導(dǎo)獲得“信息傳遞”，課堂上，通過師生和生生活動(dòng)來獲得 “吸收內(nèi)化”。通過這種方式，教師在課前就能了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和面臨的學(xué)習(xí)困難，便于在課堂上進(jìn)行有針對性的指導(dǎo)和幫助，課堂上學(xué)生的互相交流能夠有效促進(jìn)“吸收內(nèi)化”[9-13]。

未來課堂的引入，引起課堂內(nèi)外時(shí)間的調(diào)整，教師角色的變化引發(fā)學(xué)生獲得了學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)和決定權(quán)，在課堂有限的時(shí)間內(nèi)能夠更專注地進(jìn)行學(xué)習(xí)，將時(shí)間用來進(jìn)行師生、生生探討，以便更好地找到解決問題的方法，獲得對知識(shí)點(diǎn)更深層次的理解和把握。課堂不再是把大部分時(shí)間用來給教師講授知識(shí)點(diǎn)，而是用來進(jìn)行交流互動(dòng)和討論探討，學(xué)生在課后通過網(wǎng)絡(luò)資源實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí)，將碎片化時(shí)間有效利用起來，各種教學(xué)視頻、講座、音頻、電子書等資源讓學(xué)生能夠開源地接收全面的知識(shí)，還能夠在網(wǎng)上與老師同學(xué)進(jìn)行討論交流，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性增強(qiáng)，便于教師在課堂上安排更多時(shí)間與學(xué)生交流探討，有效提升教學(xué)質(zhì)量和效果。

四、結(jié)束語

未來課堂是教育大潮改革下的一種新形式，可以讓學(xué)習(xí)活動(dòng)更加多樣靈活，可以讓學(xué)生更加激情主動(dòng)，結(jié)合了混合式教學(xué)、探究式教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)的很多優(yōu)點(diǎn)和特色。新工科背景下，“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，巨大豐富的在線課程和教學(xué)資源，能夠?yàn)槲磥碚n堂的完善和改革提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和保障。顛覆了傳統(tǒng)教學(xué)結(jié)構(gòu)和教學(xué)過程的未來課堂，將引發(fā)教師角色、教學(xué)方法、教學(xué)工具、教學(xué)手段、教學(xué)模式、課程建設(shè)等方面的一系列變革。

總之，未來課堂是現(xiàn)代教育技術(shù)在計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展下的產(chǎn)物，未來課堂給師生提供了寬松的學(xué)習(xí)空間，可獲得傳統(tǒng)教學(xué)模式下無法取得的教學(xué)效果，但是在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課的教學(xué)改革中如何有效展開，如何提升協(xié)作學(xué)習(xí)和探究式學(xué)習(xí)等問題值得我們在改革實(shí)踐中不斷深入思考。

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