基于现有信息化资源的操作系统课程反转课堂实践
杜俊俐++李晓楠
[摘 要]反转课堂是近几年出现的一种新的教学模式，被视为影响教学质量的重大技术变革，但制作授课视频却成了翻转课堂教学实施的障碍。在操作系统课程中进行基于现有信息化教学资源反转课堂教学模式的探索，以先学后教、不愤不启为特征，让学生从被主体到真主体，变喂食为觅食，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的意识和能力，可从根本上转变学生的学习习惯、提高学生的学习能力。
[关键词]翻转课堂；信息化资源；操作系统课程
[中图分类号] G424.21 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）02-0013-02
为提高本科教学质量，教育部于2003年启动了“高等学校教学质量和教学改革工程”，要建设1500门精品课程。随后各省各高校也启动了各自的“质量工程”，轰轰烈烈地建设出了一大批国家级、省级、校级的精品课程。十多年过去了，这些耗费巨大而建设起来的精品课程实际使用情况并不理想，造成了巨大的浪费。
近几年，在国外出现一种很受热捧的新的教学模式——反转课堂，它被视为影响教学质量的重大技术变革。反转课堂要求学生课下通过授课视频开展自主学习，课堂上进行交流讨论。而制作视频要求教师不仅具有较高的技术，而且还要付出巨大的时间和精力。这便成了反转课堂实施的障碍，造成翻转课堂在国内叫好不叫座的现状。[1]如能利用现有的信息化教学资源践行翻转课堂的核心思想，将会推动反转课堂模式的广泛应用。
一、翻转课堂教学模式与传统教学模式的比较
教学过程包括知识传授和知识内化两阶段。在传统课堂中，知识传授通过教师课堂讲授来完成，知识内化通过学生课后作业、复习来完成。在反转课堂中，知识传授是在课前学生通过授课视频自主完成，知识内化则通过课堂上生生、生师讨论来完成。翻转课堂的核心理念是将教学由“教—学”模式变成“学—教”模式，这相对传统课堂来说，可谓是“本末颠倒”。
在反转课堂中师生角色发生了改变。传统课堂以教师为中心，教师是知识的传授者和课堂的管理者，学生是被动接受者；而反转课堂则以学生为中心，学生是主动研究者，教师只是学习的指导者和促进者。反转课堂是个性化教学的体现。学生可自主控制学习节奏和学习路径，针对自己的问题与同学进行交流。而传统课堂对所有学生“一刀切”，不能适应学生的个体差异，这就导致能力强的学生“跑不快”，能力一般的学生“跟着跑”，能力弱的学生“跟不上”。
翻转课堂模式下课堂教学更具针对性。学生带着问题进入课堂，针对问题讨论开展，教师答疑解惑，讲授针对重难点，避免了传统教学中教师满堂灌、易的不少讲难的讲不透的现象。传统课堂是让学生带着问题下课，而反转课堂是让学生解决问题下课，显然后者更具先进性。
二、操作系统课程反转课堂教学模式设计
随着教学活动的颠倒，反转课堂教学过程中各环节也发生了变化，需要重新设计。课程教学对应一个知识单元序列，一个知识单元的反转课堂教学模式如图1所示。它描述了一个教学单元的教学活动分为课下和课上两部分，以及每部分包含的活动内容和执行顺序。
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图1 反转课堂模式教学单元结构图
三、操作系统课程反转课堂教学实施
（一）反转课堂教学的实施准备
1.分割知识单元。分割知识单元，编制教学日历。知识单元的分割有逻辑划分和物理划分。以知识点为单位的划分称为逻辑分割，分割出的知识单元为逻辑单元。逻辑单元一般比较短小，视频约10分钟，其中知识耦合度高，易于知识点学习，适合在线教育。以学时为尺度的划分称为物理分割，分割出的知识单元为物理单元。一个物理单元往往对应书中的一个或几个小节，但用时对应学时，更适合反转课堂。
2.视频筛选和制作。可以在现有开放的优质教学资源中筛选与教学内容相符的授课视频，供学生自主学习之用。欠缺部分自主制作，制作方法可用录屏软件录制电脑屏幕，需要推演、操作或演示的内容可用手机拍摄。教师将视频资源标注在教学日历中并提供给学生。
3.问题本设计。（1）导学问题本设计。以激发学习兴趣、明确学习目为原则，为每个知识单元设置导引性问题提供给学生，让学生了解目标并带着问题开始学习。（2）课堂练习问题本设计。把单元知识的重难点和历年学生易犯的错误设计成问题，以备课堂上练习。这里的问题与导学问题不同，导学题都是基础题，而课堂练习题较深入、综合，目的是让学生通过练习深度理解知识。（3）测试问题本设计。其深度和难度大于课堂练习题，目的是检查学生经讨论、讲解、练习后的知识掌握情况，用于课堂测试并计入考核。
（二）课下自主学习的多元化资源
1.纸质教材。虽然反转课堂强调跟着视频学，但纸质教材也不能摒弃。它有便于记笔记、方便前后跳跃、时空不受限、不依赖网络的优势，仍为第一学习资料。
2.授课视频。包括教师筛选的优质授课视频和自制视频。鉴于我校的实际情况，部分学生无电脑、教室无WIFI，这制约了网络课程资源的使用。因此我们提供给学生的是电子科大浦晓蓉教师和浙江大学徐宗元教师的授课视频，下载后用手机、平板电脑即可观看。还推荐浙江大学的精品课程及北大的慕课。另外自制了每章的导引视频和进程同步设计方法视频，将我们研究的方法[2]介绍给学生。
3.授课课件。在传统课堂中教师授课用的课件是知识的提炼，提供给学生复习使用。
4.题库。学学练练是传统教学的沉淀。为支持自主学习过程中的习题训练，我们构建了操作系统课程题库系统。功能有同步练习、阶段复习、自我测试等，题目分易、中、难三级难度系数，系统为每位学生构建错题本记录错题并指导学习。随着反转课堂的实施，把学习过程中遇到的好问题添加到题库，可以使题库日渐丰富。
5.交流平台。QQ、微信、贴吧等这些学生天天用的工具可用于学习交流。我们创建了操作系统课程微信群和QQ群供学生交流讨论。这也是很好的教学反馈工具，教师从中可了解学生的学习情况并进行学情分析，为课堂活动设计提供依据。
6.其他网络资源。一些开源操作系统社区如djyos、开源中国等可用来拓展学习、联系实际。学生遇到问题要及时记录与汇总。教师要求学生准备一个问题本，记录学习过程中遇到的问题供课堂讨论，并在上课前利用百度云传给教师汇总，这样教师一方面可了解学生的学习情况，另一方面可对共性问题进行讲解。
（三）反转课堂模式的课堂活动组织
教师在设计课堂活动时，应充分利用情境、协作、会话等要素充分发挥学生的主体性，完成对知识的内化。
1.交流研讨。采用自由研讨形式，激发学生思考，目的是将课堂跃升至深度研究和思辨的高度。交流小组就近自由结合，讨论时间为1学时左右。学生可在交流研讨中擦出火花，得到真知，从而提高语言表达能力和思考能力。此时教师要参与讨论并管理课堂，防止课堂沦为与课程无关的自由论坛。翻转课堂虽然将学习的掌控权给了学生，但中国学生主动性不强、不善于提问，这直接影响了翻转课堂的效果，所以教师应采用引导、鼓励、激励的方法来引导学生。我们设定最少问题数并将课堂表现纳入考核体系。
2.教师精讲。翻转课堂中教师不是不讲而是精讲，讲重点、难点、共性问题，对知识单元知识进行归纳、总结，对前后知识进行关联，对常用操作系统如Windows、Linux进行链接等。讲授时间控制在15-20分钟。
3.课堂练习。经讨论和讲解后，教师带领学生一起做练习问题本中的题目。时间控制在15分钟左右。
4.单元测试。用测试问题本中的题目进行课堂测试，时间为20分钟左右，批改后记入考核体系。这样的同步考核既是对学习效果的检验，也是对学生的督促和激励，防止一些学生陷入放羊状态。测试中反映出的共性问题留到下一次课评讲。
四、结语
我们在操作系统课程中进行基于现有信息化教学资源反转课堂教学模式的探索，以先学后教，不愤不启为特征，让学生从被主体到真主体，变喂食为觅食，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的意识和能力，从根本上转变学生的学习习惯、提高学生的学习能力。
我校学生在传统课堂模式下，学习热情不高、上课不专心、抄作业的现象大量存在，学生反映这是因遇到问题得不到及时解决而影响理解，进而丧失学习兴趣造成的。在反转课堂中，教师讲的不再是浅表知识而是深层或综合知识，且学生遇到问题时能及时解决，所以学生听课也专心。
这种基于现有信息化教学资源的反转课堂模式易于实施，它不再要求教师制作大量教学视频，这样教师就能把精力花在深度备课和教学设计上，任何一位教师都可以实践。
[ 注 释 ]
[1] 杜俊俐.基于准前趋图的并发程序同步设计方法[J].华北水利水电学院学报，2006（1）：11-13.
[2] 何克抗.建构主义——革新传统教学的理论基础[J].电化教育研究，1997（3）：3-9.
[责任编辑：陈 明]
[摘 要]反转课堂是近几年出现的一种新的教学模式，被视为影响教学质量的重大技术变革，但制作授课视频却成了翻转课堂教学实施的障碍。在操作系统课程中进行基于现有信息化教学资源反转课堂教学模式的探索，以先学后教、不愤不启为特征，让学生从被主体到真主体，变喂食为觅食，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的意识和能力，可从根本上转变学生的学习习惯、提高学生的学习能力。
[关键词]翻转课堂；信息化资源；操作系统课程
[中图分类号] G424.21 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）02-0013-02
为提高本科教学质量，教育部于2003年启动了“高等学校教学质量和教学改革工程”，要建设1500门精品课程。随后各省各高校也启动了各自的“质量工程”，轰轰烈烈地建设出了一大批国家级、省级、校级的精品课程。十多年过去了，这些耗费巨大而建设起来的精品课程实际使用情况并不理想，造成了巨大的浪费。
近几年，在国外出现一种很受热捧的新的教学模式——反转课堂，它被视为影响教学质量的重大技术变革。反转课堂要求学生课下通过授课视频开展自主学习，课堂上进行交流讨论。而制作视频要求教师不仅具有较高的技术，而且还要付出巨大的时间和精力。这便成了反转课堂实施的障碍，造成翻转课堂在国内叫好不叫座的现状。[1]如能利用现有的信息化教学资源践行翻转课堂的核心思想，将会推动反转课堂模式的广泛应用。
一、翻转课堂教学模式与传统教学模式的比较
教学过程包括知识传授和知识内化两阶段。在传统课堂中，知识传授通过教师课堂讲授来完成，知识内化通过学生课后作业、复习来完成。在反转课堂中，知识传授是在课前学生通过授课视频自主完成，知识内化则通过课堂上生生、生师讨论来完成。翻转课堂的核心理念是将教学由“教—学”模式变成“学—教”模式，这相对传统课堂来说，可谓是“本末颠倒”。
在反转课堂中师生角色发生了改变。传统课堂以教师为中心，教师是知识的传授者和课堂的管理者，学生是被动接受者；而反转课堂则以学生为中心，学生是主动研究者，教师只是学习的指导者和促进者。反转课堂是个性化教学的体现。学生可自主控制学习节奏和学习路径，针对自己的问题与同学进行交流。而传统课堂对所有学生“一刀切”，不能适应学生的个体差异，这就导致能力强的学生“跑不快”，能力一般的学生“跟着跑”，能力弱的学生“跟不上”。
翻转课堂模式下课堂教学更具针对性。学生带着问题进入课堂，针对问题讨论开展，教师答疑解惑，讲授针对重难点，避免了传统教学中教师满堂灌、易的不少讲难的讲不透的现象。传统课堂是让学生带着问题下课，而反转课堂是让学生解决问题下课，显然后者更具先进性。
二、操作系统课程反转课堂教学模式设计
随着教学活动的颠倒，反转课堂教学过程中各环节也发生了变化，需要重新设计。课程教学对应一个知识单元序列，一个知识单元的反转课堂教学模式如图1所示。它描述了一个教学单元的教学活动分为课下和课上两部分，以及每部分包含的活动内容和执行顺序。
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图1 反转课堂模式教学单元结构图
三、操作系统课程反转课堂教学实施
（一）反转课堂教学的实施准备
1.分割知识单元。分割知识单元，编制教学日历。知识单元的分割有逻辑划分和物理划分。以知识点为单位的划分称为逻辑分割，分割出的知识单元为逻辑单元。逻辑单元一般比较短小，视频约10分钟，其中知识耦合度高，易于知识点学习，适合在线教育。以学时为尺度的划分称为物理分割，分割出的知识单元为物理单元。一个物理单元往往对应书中的一个或几个小节，但用时对应学时，更适合反转课堂。
2.视频筛选和制作。可以在现有开放的优质教学资源中筛选与教学内容相符的授课视频，供学生自主学习之用。欠缺部分自主制作，制作方法可用录屏软件录制电脑屏幕，需要推演、操作或演示的内容可用手机拍摄。教师将视频资源标注在教学日历中并提供给学生。
3.问题本设计。（1）导学问题本设计。以激发学习兴趣、明确学习目为原则，为每个知识单元设置导引性问题提供给学生，让学生了解目标并带着问题开始学习。（2）课堂练习问题本设计。把单元知识的重难点和历年学生易犯的错误设计成问题，以备课堂上练习。这里的问题与导学问题不同，导学题都是基础题，而课堂练习题较深入、综合，目的是让学生通过练习深度理解知识。（3）测试问题本设计。其深度和难度大于课堂练习题，目的是检查学生经讨论、讲解、练习后的知识掌握情况，用于课堂测试并计入考核。
（二）课下自主学习的多元化资源
1.纸质教材。虽然反转课堂强调跟着视频学，但纸质教材也不能摒弃。它有便于记笔记、方便前后跳跃、时空不受限、不依赖网络的优势，仍为第一学习资料。
2.授课视频。包括教师筛选的优质授课视频和自制视频。鉴于我校的实际情况，部分学生无电脑、教室无WIFI，这制约了网络课程资源的使用。因此我们提供给学生的是电子科大浦晓蓉教师和浙江大学徐宗元教师的授课视频，下载后用手机、平板电脑即可观看。还推荐浙江大学的精品课程及北大的慕课。另外自制了每章的导引视频和进程同步设计方法视频，将我们研究的方法[2]介绍给学生。
3.授课课件。在传统课堂中教师授课用的课件是知识的提炼，提供给学生复习使用。
4.题库。学学练练是传统教学的沉淀。为支持自主学习过程中的习题训练，我们构建了操作系统课程题库系统。功能有同步练习、阶段复习、自我测试等，题目分易、中、难三级难度系数，系统为每位学生构建错题本记录错题并指导学习。随着反转课堂的实施，把学习过程中遇到的好问题添加到题库，可以使题库日渐丰富。
5.交流平台。QQ、微信、贴吧等这些学生天天用的工具可用于学习交流。我们创建了操作系统课程微信群和QQ群供学生交流讨论。这也是很好的教学反馈工具，教师从中可了解学生的学习情况并进行学情分析，为课堂活动设计提供依据。
6.其他网络资源。一些开源操作系统社区如djyos、开源中国等可用来拓展学习、联系实际。学生遇到问题要及时记录与汇总。教师要求学生准备一个问题本，记录学习过程中遇到的问题供课堂讨论，并在上课前利用百度云传给教师汇总，这样教师一方面可了解学生的学习情况，另一方面可对共性问题进行讲解。
（三）反转课堂模式的课堂活动组织
教师在设计课堂活动时，应充分利用情境、协作、会话等要素充分发挥学生的主体性，完成对知识的内化。
1.交流研讨。采用自由研讨形式，激发学生思考，目的是将课堂跃升至深度研究和思辨的高度。交流小组就近自由结合，讨论时间为1学时左右。学生可在交流研讨中擦出火花，得到真知，从而提高语言表达能力和思考能力。此时教师要参与讨论并管理课堂，防止课堂沦为与课程无关的自由论坛。翻转课堂虽然将学习的掌控权给了学生，但中国学生主动性不强、不善于提问，这直接影响了翻转课堂的效果，所以教师应采用引导、鼓励、激励的方法来引导学生。我们设定最少问题数并将课堂表现纳入考核体系。
2.教师精讲。翻转课堂中教师不是不讲而是精讲，讲重点、难点、共性问题，对知识单元知识进行归纳、总结，对前后知识进行关联，对常用操作系统如Windows、Linux进行链接等。讲授时间控制在15-20分钟。
3.课堂练习。经讨论和讲解后，教师带领学生一起做练习问题本中的题目。时间控制在15分钟左右。
4.单元测试。用测试问题本中的题目进行课堂测试，时间为20分钟左右，批改后记入考核体系。这样的同步考核既是对学习效果的检验，也是对学生的督促和激励，防止一些学生陷入放羊状态。测试中反映出的共性问题留到下一次课评讲。
四、结语
我们在操作系统课程中进行基于现有信息化教学资源反转课堂教学模式的探索，以先学后教，不愤不启为特征，让学生从被主体到真主体，变喂食为觅食，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的意识和能力，从根本上转变学生的学习习惯、提高学生的学习能力。
我校学生在传统课堂模式下，学习热情不高、上课不专心、抄作业的现象大量存在，学生反映这是因遇到问题得不到及时解决而影响理解，进而丧失学习兴趣造成的。在反转课堂中，教师讲的不再是浅表知识而是深层或综合知识，且学生遇到问题时能及时解决，所以学生听课也专心。
这种基于现有信息化教学资源的反转课堂模式易于实施，它不再要求教师制作大量教学视频，这样教师就能把精力花在深度备课和教学设计上，任何一位教师都可以实践。
[ 注 释 ]
[1] 杜俊俐.基于准前趋图的并发程序同步设计方法[J].华北水利水电学院学报，2006（1）：11-13.
[2] 何克抗.建构主义——革新传统教学的理论基础[J].电化教育研究，1997（3）：3-9.
[责任编辑：陈 明]
