聂晓秋，赵辰光
（哈尔滨师范大学 管理学院，黑龙江 哈尔滨 150025）
摘要：翻转课堂作为一种新型的教学形式，实现了对传统教学模式的革新。构建云计算教学平台是一种有效实施翻转课堂的现代技术手段。文章介绍翻转课堂的概念，提出软件工程专业课程翻转课堂的教学模式，讨论如何构建一个与翻转课堂教学模式相适应的软件工程专业教学平台。
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关键词 ：翻转课堂；云计算；软件工程；教学平台
第一作者简介：聂晓秋，女，硕士研究生，研究方向为公共部门人力资源管理、教育经济与管理，110947225@qq.com。
0 引言
软件工程是一个具有实践性、工程性、实用性等特征的综合型应用学科。软件工程专业的学生要在不断的实践中掌握软件开发的方法和思维方式[1]。目前各高校的软件工程专业课程仍然沿用计算机类课程的教学模式，重理论而轻实践，导致学生学习积极性不高、实践能力较差。业界诸多学者提出面向应用的教学模式和项目驱动式教学法等新型教学方式来强化软件工程专业课程的实践学习，提高学生的动手能力和创新意识。翻转课堂是这些教学理念中较为成功的一种，而借助计算机、网络和多媒体等是翻转课堂成功的关键所在，云计算环境的引入就是翻转课堂得以实现的重要手段。
1 翻转课堂的概念
翻转课堂（flipped classroom），顾名思义就是颠覆课堂教学过程和课下学习活动的一种新型教学模式。美国科罗拉多州的林地公园高中于2007年最早提出了翻转课堂的概念，该校的化学教师乔纳森伯尔曼使用软件录制了一段教学视频并上传到网络中供缺席的学生学习，学生在家观看教学视频，然后在课堂上完成作业和答疑活动。这种教学方式很快得到了学生的认可。翻转课堂在全美迅速推广，各大高校推出的微课视频为翻转课堂教学模式提供了充足的资源支持，促进了翻转课堂的发展[2]。
翻转课堂教学模式颠覆了传统的知识传授和知识内化的过程，让学生在课上通过实践完成知识内化，提高课堂教学的成效性。学生可以在教师的帮助下在于同学的互动中主动学习，避免了传统课堂的单一教学形式对学生积极性的影响。寓教于乐的教学视频也可以提高学生在课下主动学习的积极性，为知识传授提供了新的形式。
2 软件工程专业的翻转课堂教学模式
软件工程专业课程的特点是基础理论较为抽象、对学生的创新能力要求较高。目前各高校的软件工程专业课程都有专门的实践教学环节，但仍离不开理论知识的讲解和思维方式的训练，这些都导致学生积极性不高、教学质量下降。哈尔滨师范大学软件工程专业在研究翻转课堂教学模式和本专业课程特点的基础上，提出了一个适用于软件工程专业课程特点的翻转课堂教学模型，如图1所示。
在软件工程专业的翻转课堂教学模式中，学生课前观看教学视频学习理论知识，通过和教师的即时交流完成知识学习；教师则根据学生的反馈统计课程的开展情况，酌情安排课上时间分配。在课上的教学环节中，教师首先集中讲解学生反馈的疑难知识点，对重点内容进行简要归纳，然后根据课程内容和教学统计结果提出实践学习内容。学生自由分组创建实践团队，按照软件开发过程的要求进行分工和调研，最终在教师的指导下完成一个具有项目特征的实训工作，提交相关的设计文档和研究成果。教师的课上任务就是点评提交的成果，总结学生的表现，解答学生实践过程中的问题等。
3 软件工程翻转课堂云计算教学平台
翻转课堂教学模式需要一定的技术和资源支持，云计算环境无疑是最佳选择。经过不断的探索和研究，哈师大软件学院构建了一个基于云计算环境的翻转课堂教学平台，包括课堂软件开发、课前理论学习、运行管理和教学评价等模块，如图2所示。
3.1 软件开发模块
软件开发模块体现了翻转课堂中实践教学的具体内容，是整个教学平台的核心功能模块。按照软件工程对软件开发生命周期的定义，软件开发模块分为项目规划、需求分析、系统设计、代码实现和系统测试等教学过程。在一个项目目标的规划内，每个教学过程都对应前后关联的任务、文档和成果。实际的教学过程是学生登录云计算平台进行实际的软件项目实训练习，以团队的方式完成项目，编写文档和提交成果报告。教师也要登录云计算平台全程监控和指导。云计算教学平台的教学资源库是通过深化校企合作得来的，所有的案例都来源于真实的软件开发项目，学生甚至可以在企业项目经理的指导下通过教学平台进行真实项目的开发。软件开发模块结合了翻转课堂、任务驱动和校企联合等面向应用的教学模式，体现了“工学结合、顶岗实习”的软件工程专业课程实践教学理念。
3.2 理论学习模块
理论学习模块是体现翻转课堂模式课前学习的功能模块，该模块的主要功能包括教学视频、课前训练和课程统计等。教学视频功能的资源都来自国内知名高校的公开课，并且具有快进、回放、重放、暂停等播放功能，便于学生自定义课前学习。课程教学视频的内容、视觉效果、互动性和长短都要根据学生的学习效果定期调整，不仅要保证教学内容和课前学习的目标吻合，还要突出教学重点和难点，方便教师和学生的课前交流。课前训练功能是在每个教学视频播放前设置一些教学问题，让学生在观看视频时寻找答案，在视频结束后学生要根据提示进行简单的问题解答和知识训练。课程统计模块可以统计学生观看视频和回答问题的情况，有效提高教学的目的性。除了上述3个主要功能外，教学平台还提供了方便教师和学生交流的论坛，所有与课程相关的讨论和问题都可以在论坛上交流和解答。
3.3 运行管理模块
运行管理模块是部署在软件工程翻转课堂云计算教学平台云端应用服务层中，将各种即时通讯、视频播放和在线论坛等应用集中封装的服务层次。具体的功能包括项目管理、学生管理、资源管理和师生沟通等。
1）项目管理子模块。
项目管理模块用来保存学生的实训成果和相关报告。该模块具有文档在线编辑和软件展示功能，可以根据课程类别和章节提供在线的实训环境和展示服务。学生在课程进行中提出的问题也可以发布在项目管理模块，由任课教师或企业专家在线解答。在实践教学中，教师可以通过项目管理模块掌握所有学生团队的项目进展情况，并通过在线成果交流来提高实践教学的教学质量。学生在项目管理模块中能够即时了解本队同学和其他团队学生的开发进度，这不仅有助于提高团队内部的沟通和协作，还可以通过比较和竞争提高团队凝聚力。
2）学生管理子模块。
学生管理模块用来监控学生的课前视频观看和课中实训练习状态。学生课前的视频教学是独自进行的，有效的教学监控是保证出勤率和质量的重要因素。学生管理功能不仅能监控学生是否观看了视频，还能知道他们观看了哪些视频，哪段视频的播发次数最多、时间最久。这些监控数据对教师掌握学生课前学习状态有至关重要的作用，教师可以通过在线统计获取课前学习数据，也可以在线设置各项参数自动获取指定人员和章节的统计数据。对于课中的实践教学，学生管理模块也可以获取学生团队的练习资料，比如项目进展情况、资料是否齐全等，这些数据可以为课后评估和项目管理等模块提供有效数据支持。在课程结束后，学生成绩也通过学生管理模块统计和查询。
3）资源管理子模块。
资源管理模块用来存储和维护云计算教学环境中教学资源。教学资源包括理论学习视频、课堂项目资料、软件开发资源和企业开发知识库等。这些资源的质量决定了教学的质量和效果，比如理论学习视频是否寓教于乐直接影响学生的学习积极性，课堂项目资料是否具有针对性直接影响教学的应用价值，企业开发库的资源是否有效直接影响学生的实际工作能力等。资源管理模块不同于传统的软件资源库，它具有在线文档编辑、视频制作、网络资源搜集等高级功能，可以实现对已有资源的改进和创新，也可以实现网络资源的汇总和摘选。另外，通过和一些国内知名云供应商的合作，我们还构建了包括软件开发云环境、企业软件项目库和软件开发技术资料库、软件开发文档模板库等在内的高级应用型软件开发资源平台。
3.4 学生评价模块
学生评价模块对学生学习过程和教师教学过程的评估打分。其中学习过程根据翻转课堂教学模式的要求分为课前理论学习和软件开发实训两部分：课前理论学习主要包括视频观看、作业完成、课堂交流表现等方面的评估；软件开发实训则是通过对项目成果和研发报告的评估来获得分数。这两部分分数按照一定比例折算成学生专业课程的课程分数，和期末考试笔试成绩一起考核。对教师教学的评估则通过课程中的表现定性评价，评价的指标包括在线时间、操作频率、交流次数和学生打分等。
4 实施效果
基于云计算环境的软件工程专业翻转课堂教学经过4个月的试运行，取得了显著的教学成果。使用云计算平台的学生在知识认知和技能实践等方面的能力比往届学生有较大提升。学生可以通过线上交流和团队合作完成开发任务，教师可以通过在线审核完成教学任务，基本达到了云计算平台的设计目标。
为了进一步掌握云计算平台的翻转课堂教学模式的实践效果，通过校内走访和问卷调查等方式深入了解学生的学习积极性、动手能力和计算思维意识。结果显示学生对这种寓教于乐的教学方式普遍认同，对自身知识掌握和动手能力的提升感到满意，教师则对系统带来的丰富教学资源和低成本办学模式感到满意。
5 结语
云计算环境为软件工程专业课程的翻转课堂教学提供了技术条件和资源条件，在摆脱了课堂的束缚后，学生的在线学习更有针对性，更贴近真实，教师的在线教学资源更丰富，教学组织更有效，学生和教师在线一对一或一对多的交流更顺畅。这些都是传统课堂教育和实验室教学无法达到的。另外，所有的教学资源都在云端实现，学校对教学固定资产的投入和运行成本也较低，最大限度地降低了学校和学生的负担，可谓一举多得。
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参考文献：
[1] 夏东锋.“翻转课堂课下教学模型”与对应云教学系统的构建[J]. 江苏开放大学学报， 2014（5）： 27-31.
[2] 钟晓流， 宋述强， 焦丽珍. 信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究[J]. 开放教育研究， 2013（1）： 58-64.
（编辑：孙怡铭）