“翻转课堂”教学模式在嵌入式操作系统教学中的应用
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作者:袁玉倩 薛桂香 吴鸿韬
摘要：针对嵌入式操作系统课程教学过程中的问题和不足，将“翻转课堂”教学模式引入课程教学并开展教学实践。基于课程自身特点，制定出“翻转课堂”的教学实现过程并详细介绍了学习任务单的设计方法。通过实践后的调查问卷发现，基于该模式进行课堂教学，学生的课堂满意度和学习体验均有一定程度的提升。该教学模式对于提升教学效果、调动学生的学习主动性具备一定意义。
关键词：翻转课堂;嵌入式操作系统;教学模式;自主学习
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2020）15-0233-02
一、引言
目前的高校課堂普遍沿用的是传统的教学方式，即教师讲、学生听这样一种类似“灌输式”的教学方式。此种教学方式的突出问题在于：学生在课上的学习积极性与主动性并不能得到良好保证。此外，在课下学生对作业中出现的问题，无法及时、有针对性的与教师交流。而“翻转课堂”教学模式却能把上述学习过程颠倒过来，它是一种学生在课外完成直接教学，而课堂时间战略性被用于集体或个性化活动的教学模式[1]。事实证明，通过翻转课堂可有效提升学生学习效果。为此，我们以软件工程专业的嵌入式操作系统课程为例，探索翻转课堂教学模式下学生自主学习的途径。同时构建丰富的课程教学资源，运用信息化技术，不断改进和提高课程教学质量。
二、嵌入式操作系统翻转课堂教学模式构建
（一）嵌入式操作系统课程教学现状
嵌入式操作系统是软件工程、物联网工程专业的一门专业选修课，授课对象是本科三年级学生。课程的目标是使学生初步掌握嵌入式操作系统的硬件设计和软件开发的方法。由于教学内容较多，教师在理论课上需要充分利用时间讲授大量知识点和程序实例。理论课结束后，学生需要完成教师布置的实验上机题目并提交报告。课程整体上的教学模式仍然是以教师为中心的集中讲授为主，学生接受知识的过程相对被动。为了提升学生的学习兴趣，启发学生的创造性思维并拓展实践能力，课程组决定引入“翻转课堂”的教学模式。
（二）嵌入式操作系统课程的翻转课堂教学
“翻转课堂”的概念是指学生在课前，根据个人情况通过视频或其他学习课件完成直接教学。这种时间转换使教师能够将课堂时间用于提高整体教学效果，或提供学生所需的个性化教学[2]。课程组首先具体针对软件工程专业2016级共计三个班学生发放了调查问卷，并抽取部分学生代表进行座谈会议，以充分了解嵌入式操作系统的课程现状及存在问题。此外，认真分析、学习了“翻转课堂”教学的几个经典案例，主要包括重庆聚奎中学的先行实验以及山西新绛中学的学案课堂实验[3]。结合文献中涉及实验的成功经验以及嵌入式操作系统课程的自身特点，制定出“翻转课堂”教学模式思路，如下图所示，并展开实践。在翻转课堂教学实践实施一定的教学周数后，再次针对学生发放问卷和开展座谈，总结课程组所采用的“翻转课堂”教学模式的实践效果，查找问题，为下一步教学提供参考。
由图可知，“翻转课堂”教学过程包括课前和课中两个阶段。课前阶段需要由教师准备并发布的教学资源包括：学习任务单、微视频、教学内容课件和参考资料电子文档。其中，学习任务单由教师设计并以表单形式呈现，用于指导学生进行自主学习。学习任务单包括学习指南、学习任务、问题与建议三部分。第一部分学习指南，包括预习主题、预习目标和课堂教学形式预告三个子项，是学生课前学习目标管理的开始。第二部分学习任务，它是学习任务单的内容主体，需要把体现教学目标的教学重点、教学难点和其他知识点转化为问题。第三部分问题与建议，用于使学生反馈课前学习过程中的疑问及建设性意见。学生在课前获取教学资源后，便可根据学习任务单开展自主学习。为便于师生在课前及课后进行答疑解惑和学习交流，建立了专用于嵌入式操作系统课程教学的qq群。课前一周，教师将教学资源上传至群文件，学生可在群里针对课前学习中的问题进行讨论，也可给教师留言进行问题交流。课程教学的前两天，学生需完成任务单中的学习任务并由课代表收集统一进行反馈，教师针对任务单中的问题进行归纳整理，用于课堂上展开针对性讲解。
课中阶段包括四个环节，环节一是自主学习内容的回顾与梳理;环节二根据学习任务单集中反馈的问题进行答疑释惑;环节三可根据当堂教学内容灵活设置，例如设置探究性题目，令学生分组研讨、促进交流合作。此外也可引入程序实例，令学生上机调试;环节四将占用课堂的最后五分钟，教师布置课后作业，同时令学生进行查漏补缺、巩固加深对于知识的理解。
（三）翻转课堂教学效果
课程组将软件工程专业2016级三个班学生作为实验班，实施了共12周的翻转课堂教学。课程结束后设计了调查问卷，用于获取学生的翻转学习情况数据以及课堂满意度数据。
数据统计得出，实施了翻转课堂的2016级学生的课堂满意度，明显高于未实施翻转课堂的2015级和2014级学生的课堂满意度。此外，“关注学习者的媒体应用体验”[4]是教育技术人本主义流派的观点与主张。以此为指导，调查问卷中同时要求学生填写对于本门课程实施翻转课堂教学的感受和体验[5]。基于问卷中反馈的文本内容，发现学生对于此种教学模式的认同度总体较高，“自主学习”“个性化学习”“促进交流”“参与感强”等词语出现频率均排在前列。除此之外，也有学生提出了诸如“自制力限制”“依赖网络”等问题，这些也将为课程组进一步优化课程教学模式提供一定参考。
另一方面，在翻转课堂教学实践过程中，对于学生自主学习的监管方面，教师并不能及时监控每位同学对于学习任务的实际完成情况。此类问题如何改善，课程组也将在今后的教学工作中进一步探索。
三、结束语
将为学生提供灵活的自主学习环境、建设丰富的课程资源、研究创新的教学理念为目标，课程组在嵌入式操作系统课程中引入了“翻转课堂”教学模式。通过本次教学实践的开展，提高了课程的教学效果，调动了学生学习的积极性和主动性，一定程度上提高了学生的理论水平和工程实践能力。同时，在此过程中也必然存在一系列亟待解决问题，这些都将为本课程及其他相近课程的教学发展提供新的探索思路。
参考文献：
[1]Jonathan Bergmann，Aaron Sams.翻转课堂与混合式教学[M].北京：中国青年出版社，2018.
[2]申悦.翻转课堂教学模式在高校数据库原理与应用课程中的应用[J].智库时代，2019，（7）：213-214.
[3]金陵.翻转课堂与微课程教学法[M].北京：北京师范大学出版社，2015.
[4]汪基德，郝兆杰.关于教育技术应以人为本的论证与思考[J].电化教育研究，2013，（2）：16-22.
[5]郝兆杰.基于问题矩阵的翻转课堂在C程序设计教学中的应用研究[J].计算机时代，2019，（7）：62-65.
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