计算机科学教育设计模式/翻转课堂

翻转课堂教学方法有两个主要组成部分：在课堂之外（通常是在线）提供教学内容，并将主动学习转移到课堂上。这两个组成部分打开了四个教学设计挑战：如何构建学生的准备工作；如何课外提供教学内容；如何设计课堂上使用的主动学习活动以构建学习、识别错误观念并让学生练习关键技能；最后，如何构建学生互动以充分利用社会学习和同伴教学。在采用翻转课堂方法时，针对这四个教学设计组成部分的策略多种多样且灵活。

课外提供教学内容

为翻转课堂开发教学内容是一项具有挑战性的任务，不同的讲师采用了不同的方法。一些机构和讲师已经为在线课程录制了讲座，这使得这些讲师能够轻松地利用这些资源在他们的翻转课堂上 [4, 5, 16]。然而，这往往会产生非常长的视频。录制好的讲座并不被所有学生喜欢，因为许多学生反映，有时讲座太长，不适合难懂的课程材料 [4]。大多数学生建议最佳视频讲座长度应为 15-30 分钟 [5, 16]。

提供视频教学的三种策略是创建视频、整理视频和使用现有的 MOOC 视频。

创建视频。大多数人尝试的第一种策略是自己创建视频，虽然这最耗时。有几种方法可以减少创建视频的时间：在过渡到翻转课堂教学时，在现场讲座中录制视频；录制视频以回答学生论坛问题；录制有关较小主题的简短视频内容。

整理视频。网上有大量免费向公众开放的教学视频。收集和整理在线视频有很多优点。一个课程主题可以通过为每个涵盖的主题整理多个在线视频来提供。这可以为额外的资源或更高级的学生提供可选视频。整理视频成为学生学习体验的一部分。学生可以被要求提供他们观看的视频的评论。学生的评论可以洞悉他们理解、喜欢和不喜欢视频教学的哪些方面。通过评论，学生阐明了他们对视频教学作用的理解以及它如何有助于他们的学习。当评论每周由学生提交，而不是在学期结束时提交，它就成为他们学习体验的一部分。

包装 MOOC。选择现有的 MOOC 课程是创建新视频的另一种选择。经许可，现有 MOOC 中的在线讲座可以作为校园课堂教育的基础。这被称为包装 MOOC，因为校园活动围绕着通过 MOOC 传播的知识展开。

除了创建或收集在线视频外，翻转课堂教学的另一个主要挑战是创建通过主动学习教授课程概念和技能的课堂活动。对于我们的编程课程，实验室是主动学习的关键组成部分。但是，真正的挑战是找到主动学习活动来取代传统上用于讲座的时间。我们开发了两种主要的课堂活动类型：小组解决问题和灵活的测验活动。

小组解决问题活动

对于非编程课程以及基于编程课程的非实验室日，解决问题的活动是一项高度结构化的活动，并且有时间限制。通常，学生以小组形式合作，以鼓励对话和同伴教学。在 HCI 和快速原型设计课程中，这些活动通常涉及学生练习设计和评估技能。例如，在 HCI 课程中，在教授需求发现时，小组中的一到两名学生被要求开发一个角色，并扮演典型用户的角色，而小组中的其他人则准备面试问题并进行面试。在快速原型设计中，学生小组利用不同的技术以不同的保真度创建原型。在 Web 应用程序中，活动包括找到现有的网页来展示每周主题、绘制概念图和编写伪代码。在媒体计算中，学生经常通过编写伪代码或进行其他纸上解决问题活动来解决问题。在所有课程中，我们都强调协作和批评。然后，这些活动将在学生完成作业时进行扩展，作业测试他们对所学技能的应用，而无需教师监督。在 HCI 和快速原型设计课程中，学生可以将一些课堂活动作为作业的一部分进行重复使用和扩展。

灵活的测验活动

在翻转课堂中，讲师经常使用测验来激励学生观看视频并做好课堂准备。我们还将测验用作学习活动，尤其是在编程课程中。这个想法基于这样的发现，即从记忆中检索信息可以提高长期记忆 [13]。测验通常包括关于教科书和视频内容或关于代码片段的多项选择题。与解决问题活动相比，测验测试和强化概念知识，而解决问题则为编程技能或设计方法提供支架。我们开发了几种关于测验的学生互动策略

1. 学生完成仅用他们的 ID 号标记的测验。测验被重新分配给其他人进行同伴评分。讲师通过讨论每个问题的特定答案为何正确或错误来指导同伴评分。

2. 学生独立完成测验，然后被要求与坐在他们附近的学生比较和讨论他们的答案，直到所有坐在彼此附近的学生都拥有相同的答案。每个学生的测验单独评分。

3. 学生组成小组，每个小组完成一份测验，同样，确保答案是小组的共识。小组中的所有学生都获得相同的成绩。

4. 学生使用点击器完成测验，并在回答之前可以互相交谈。答案在房间前面的屏幕上汇总，讲师根据需要重新进行投票。各种游戏式方法被用来营造竞争氛围。

5. 学生小组根据他们注释的视频创建测验。每个小组都会参加另一个小组的测验，创建测验的小组会对答案进行评分。这样，每个小组都会创建测验、参加测验和评分测验。

在测验管理方式的所有变体中，测验都为同伴学习和发现错误观念提供了重点。当发现错误观念时，讲师会进行即兴的小型讲座。因此，测验活动通常会占用课堂的很大一部分时间。

参考资料