基于翻转课堂教学模式对软件编程类课程的教学探讨
0 引言
在软件编程类课程的教学过程中，经常会发现如下现象：学生容易对枯燥的语法产生厌烦心理，失去学习兴趣，课堂玩手机的低头族也越来越多；部分学生虽然明白语句、指针、函数等元素的含义，也基本能够理解老师讲过的程序案例，但在实验实训环节自己动手编程实践时候却不知如何运用，无从下手。出现这种现状的原因是由于学生在传统的授课方式下迷失在编程语言的丛林中，对于编程思维能力和实践能力缺失。
随着互联网技术的发展，移动app和各种慕课、微课等课程资源层出不穷，这些对于传统课堂带来一定的冲击，对于软件编程类课程而言，需要有效合理利用这些新兴资源，转变传统课堂授课模式，促进和提高学生对于编程课程的学习兴趣和学习效果。
1 传统编程类课堂的授课弊端
在传统的软件编程类课堂上一般更加注重老师的讲授，老师讲解语法结构，讲解知识要点，然后分析讲解实例代码，以老师为主，学生处于被动接受状态，缺乏自主思考。这种教学模式的弊端分析如下：
1）以讲授为主的灌输式教学模式，学生在接受过程中，缺少充分必要的思考时间，对知识点的理解不够深入透彻，有些学生甚至靠老师讲的死记硬背，不会变通，尤其是对于编程类课程，往往缺乏必要的编程思维能力，造成绝大部分学生上课基本能够听懂，但课后却无法独立完成相应的编程例题，而且很多学生往往由于掌握的不扎实，学过后容易混淆忘记。
2）由于编程类课程或多或少都包含一些语法内容，在传统课堂中，往往受限于课时限制等原因，为按照教学大纲完成指定教学内容，任课教师往往会花较多时间在语法的讲解上，学生往往由于被动接受，缺乏足够思考消化时间和上机实践练习时间，学习一段时间后，就陷入了一个错误泥潭中，久而久之，就失去了学习兴趣和学习积极性。
3）传统课堂中以教师为主，留给学生思考和讨论的时间有限，使得学生依赖于教师，并且一般课堂班级人数众多，师生的互动也有限，不能够及时有效反馈出来所有学生的学习效果、存在问题，因而导致教师不能够更好地因材施教。
综上所述，针对传统课堂模式带来的各种问题，需要寻求一种新的教学模式，既顺应现代社会发展潮流，又能解决上述问题。
2 翻转课堂教学模式
2.1 引入翻转课堂教学模式
翻转课堂指的是以学生自主学习为中心，学生充分利用课外时间，按照教师给予的学习资料完成初步的知识传授的过程，课堂变成老师学生之间互动的场所，教师运用多种教学形式帮助学生完成知识内化过程，解决学生学习中的各种难点，从而实现对传统课堂的翻转。相比较于传统的教学模式，这种新型的教学模式不但适应了时代的发展，充分利用了各种移动教学资源，如慕课、微课等，让学生随时随地通过手机或其他移动工具进行知识的学习，而且很大程度解决传统课堂经常出现的学生课堂注意力不集中问题，在多种学习资源和学习环境下，使学生真正实现知识的自我建构过程，变被动学习为主动学习，学生可以从中获得学习的成就感和学习乐趣，教师也可以更好的因材施教，指导作用更为突出，进而更好的提高此类课程的教学效果。
2.2 借助多种方式培养学生的编程思维
编程思维能力的培养是一个循序渐进的过程，需要在长期的编程实践潜移默化地养成。对于编程类课程，最开始可以通过讨论等方式指引学生对问题的算法分析，然后可借助一些软件，如Raptor工具和Vcomputor。RAPTOR它是一种可视化的程序设计环境，为程序和算法设计的基础课程的教学提供实验环境，它抛弃了复杂的程序代码，通过流程图的形式创建算法，并且可以直接调试运行该算法，让学生一开始将关注点放到解决实际问题上来，培养其先想后写的思维习惯，从繁复、抽象的程序代码中跳脱出来，最后再将过程用程序代码语言描述出来。而且这对于编程课的学习来讲，可以很好的辅助学生理解程序设计中的几大结构，将一个抽象复杂的问题，如递归与迭代问题、汉诺塔问题等，借助于Raptor，通过单步跟踪过程，让学生可以很清晰的理解。而Vcomputor是存储程序式计算机软件，是董荣胜老师主编的《计算机科学导论――思想与方法（第3版）》教材中提及并配套使用的教学实验软件，该软件可以模拟机器代码的执行过程，单击“开始模拟执行机器代码”按钮，虚拟机就按照机器代码所加载的物理内存地址顺序执行，在执行过程中通过“程序计数器”框可以看到程序执行过程中的当前执行指令的物理内存地址。在“指令寄存器”框中同时显示当前执行指令的机器代码。如果想看每一步机器指令的执行过程，先单击“中央处理器初始化”按钮，然后将机器代码重新装载到物理内存，再点击“中央处理器单步执行”按钮，每单击一次，就执行一行机器代码，同时在“通用寄存器”，“程序计数器”和“指令寄存器”框中将显示当前执行指令的寄存器使用状况、指令物理地址和指令本身。利用该软件，在讲解指针、栈、队列、二叉树、链表等?稻萁峁故保?可以让学生有一个非常清晰直观的理解和掌握。
2.3 翻转课堂设计
具体如何实现翻转，是该教学模式的关键之处。主要分三个步骤进行。
1）课前学生的自我学习阶段
此过程需要学生能够按照教师提供的学习资料在课余时间完成。教师按照教学计划，提前对学生的课前学习资料准备好素材，如慕课资源、微课资源及其他文字资源等，按照教学进度要求，指定学生完成规定的学习任务。学生在这阶段的自我学习过程中，对于一些学习自觉性较差的学生，就需要教师采取措施给与一定的监督催促，而对于表现积极的同学，需要给与一定的激励。教师可通过建立该门课程的qq群，方便和学生的沟通管理，积极督促学生学习。为有效反馈学生学习效果，需要设置该单元的一些练习题和检测题供学生自我检测。并将自我检测结果作为学生考核成绩的一部分。
2）课上的检查指导阶段
经过学生的第一阶段初期学习，在真正的课堂中，教师对于学生学习过程中出现的疑难点，通过在课堂上给与详细解答讲解，并设计合适案例，给与拓展题目加以练习，课堂检查学生理解程度，改变以往的灌输式教学，采用启发式和讨论式教学，引导学生提出问题，思考问题。为此对于编程类课程，授课地点设置在机房比较适宜，可以更好地锻炼学生编程能力。
3）课后的知识巩固阶段
这阶段主要是通过案例的练习来完成，教师提供合适的案例给学生来完成，如设置单元测试和综合测试，并根据完成度给与激励。
3 总结
随着智能手机普及及网络信息化的发展，各类移动教学资源层出不穷，在这样的一个大环境下，合理利用这些资源，转变传统的教学课堂模式，将学习的主动权更多的交给学生自己，适当缩短理论课堂时间，采用课前自主学习+课堂答疑检查+课后巩固的方法，教师给予监督指导，学生为主体，充分调动学生的学习积极性，这对于软件编程类课程的学习而言，通过学生自主的学习检测，提高其学习兴趣，可以有效地提高学生的实际编程能力，距离培养应用型人才的目标更近一步。
