計算機科學教育設計模式/翻轉課堂

翻轉課堂教學方法有兩個主要組成部分：在課堂之外（通常是線上）提供教學內容，並將主動學習轉移到課堂上。這兩個組成部分打開了四個教學設計挑戰：如何構建學生的準備工作；如何課外提供教學內容；如何設計課堂上使用的主動學習活動以構建學習、識別錯誤觀念並讓學生練習關鍵技能；最後，如何構建學生互動以充分利用社會學習和同伴教學。在採用翻轉課堂方法時，針對這四個教學設計組成部分的策略多種多樣且靈活。

課外提供教學內容

為翻轉課堂開發教學內容是一項具有挑戰性的任務，不同的講師採用了不同的方法。一些機構和講師已經為線上課程錄製了講座，這使得這些講師能夠輕鬆地利用這些資源在他們的翻轉課堂上 [4, 5, 16]。然而，這往往會產生非常長的影片。錄製好的講座並不被所有學生喜歡，因為許多學生反映，有時講座太長，不適合難懂的課程材料 [4]。大多數學生建議最佳影片講座長度應為 15-30 分鐘 [5, 16]。

提供影片教學的三種策略是建立影片、整理影片和使用現有的 MOOC 影片。

建立影片。大多數人嘗試的第一種策略是自己建立影片，雖然這最耗時。有幾種方法可以減少建立影片的時間：在過渡到翻轉課堂教學時，在現場講座中錄製影片；錄製影片以回答學生論壇問題；錄製有關較小主題的簡短影片內容。

整理影片。網上有大量免費向公眾開放的教學影片。收集和整理線上影片有很多優點。一個課程主題可以透過為每個涵蓋的主題整理多個線上影片來提供。這可以為額外的資源或更高階的學生提供可選影片。整理影片成為學生學習體驗的一部分。學生可以被要求提供他們觀看的影片的評論。學生的評論可以洞悉他們理解、喜歡和不喜歡影片教學的哪些方面。透過評論，學生闡明瞭他們對影片教學作用的理解以及它如何有助於他們的學習。當評論每週由學生提交，而不是在學期結束時提交，它就成為他們學習體驗的一部分。

包裝 MOOC。選擇現有的 MOOC 課程是建立新影片的另一種選擇。經許可，現有 MOOC 中的線上講座可以作為校園課堂教育的基礎。這被稱為包裝 MOOC，因為校園活動圍繞著透過 MOOC 傳播的知識展開。

除了建立或收集線上影片外，翻轉課堂教學的另一個主要挑戰是建立透過主動學習教授課程概念和技能的課堂活動。對於我們的程式設計課程，實驗室是主動學習的關鍵組成部分。但是，真正的挑戰是找到主動學習活動來取代傳統上用於講座的時間。我們開發了兩種主要的課堂活動型別：小組解決問題和靈活的測驗活動。

小組解決問題活動

對於非程式設計課程以及基於程式設計課程的非實驗室日，解決問題的活動是一項高度結構化的活動，並且有時間限制。通常，學生以小組形式合作，以鼓勵對話和同伴教學。在 HCI 和快速原型設計課程中，這些活動通常涉及學生練習設計和評估技能。例如，在 HCI 課程中，在教授需求發現時，小組中的一到兩名學生被要求開發一個角色，並扮演典型使用者的角色，而小組中的其他人則準備面試問題並進行面試。在快速原型設計中，學生小組利用不同的技術以不同的保真度建立原型。在 Web 應用程式中，活動包括找到現有的網頁來展示每週主題、繪製概念圖和編寫虛擬碼。在媒體計算中，學生經常透過編寫虛擬碼或進行其他紙上解決問題活動來解決問題。在所有課程中，我們都強調協作和批評。然後，這些活動將在學生完成作業時進行擴充套件，作業測試他們對所學技能的應用，而無需教師監督。在 HCI 和快速原型設計課程中，學生可以將一些課堂活動作為作業的一部分進行重複使用和擴充套件。

靈活的測驗活動

在翻轉課堂中，講師經常使用測驗來激勵學生觀看影片並做好課堂準備。我們還將測驗用作學習活動，尤其是在程式設計課程中。這個想法基於這樣的發現，即從記憶中檢索資訊可以提高長期記憶 [13]。測驗通常包括關於教科書和影片內容或關於程式碼片段的多項選擇題。與解決問題活動相比，測驗測試和強化概念知識，而解決問題則為程式設計技能或設計方法提供支架。我們開發了幾種關於測驗的學生互動策略

1. 學生完成僅用他們的 ID 號標記的測驗。測驗被重新分配給其他人進行同伴評分。講師透過討論每個問題的特定答案為何正確或錯誤來指導同伴評分。

2. 學生獨立完成測驗，然後被要求與坐在他們附近的學生比較和討論他們的答案，直到所有坐在彼此附近的學生都擁有相同的答案。每個學生的測驗單獨評分。

3. 學生組成小組，每個小組完成一份測驗，同樣，確保答案是小組的共識。小組中的所有學生都獲得相同的成績。

4. 學生使用點選器完成測驗，並在回答之前可以互相交談。答案在房間前面的螢幕上彙總，講師根據需要重新進行投票。各種遊戲式方法被用來營造競爭氛圍。

5. 學生小組根據他們註釋的影片建立測驗。每個小組都會參加另一個小組的測驗，建立測驗的小組會對答案進行評分。這樣，每個小組都會建立測驗、參加測驗和評分測驗。

在測驗管理方式的所有變體中，測驗都為同伴學習和發現錯誤觀念提供了重點。當發現錯誤觀念時，講師會進行即興的小型講座。因此，測驗活動通常會佔用課堂的很大一部分時間。

參考資料