“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的研究與實(shí)踐

潘建江

摘要：翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式已受到廣泛的關(guān)注，并被應(yīng)用到越來(lái)越多的課程教學(xué)實(shí)踐中。本文對(duì)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程引入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的實(shí)施方案并進(jìn)行了教學(xué)效果分析，結(jié)果表明，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式能較為顯著的提高課程教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；教學(xué)模式；教學(xué)改革

近年來(lái)，翻轉(zhuǎn)課堂作為一種新興的教學(xué)模式，體現(xiàn)了以“學(xué)習(xí)者為中心”的教學(xué)理念，受到廣泛的關(guān)注和認(rèn)可[1-3]?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是計(jì)算機(jī)類相關(guān)專業(yè)、信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程，它對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)能力，訓(xùn)練計(jì)算思維起到非常重要的作用。本文基于我校信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)實(shí)踐，引入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的實(shí)施方案并進(jìn)行了教學(xué)效果分析。

一、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的設(shè)計(jì)

翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)實(shí)踐起源于美國(guó)科羅拉多州洛基山林地公園高中的兩位教師喬納森·伯爾曼和亞倫·薩姆斯[1]，近年來(lái)該教學(xué)模式受到了廣泛的推廣和應(yīng)用，其主要包含課前、課中、課外三個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)[2]及貫穿整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的過(guò)程性考核評(píng)價(jià)體系設(shè)計(jì)。

1. 課前學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)是翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，它主要完成知識(shí)傳授的主要任務(wù)，是執(zhí)行“先學(xué)后教，以學(xué)定教”策略的基礎(chǔ)。在每次課堂教學(xué)活動(dòng)之前，教師可通過(guò)課程教學(xué)平臺(tái)發(fā)布相關(guān)教學(xué)資源，包括學(xué)習(xí)任務(wù)單、教學(xué)視頻、閱讀資料，自學(xué)測(cè)驗(yàn)題目等。教學(xué)視頻需以知識(shí)點(diǎn)為單元的進(jìn)行錄制，同時(shí)，由于學(xué)生課外學(xué)習(xí)容易受到環(huán)境的影響，注意力持續(xù)時(shí)間較短，每段視頻不宜過(guò)長(zhǎng)，時(shí)間控制在5-10分鐘左右。為加強(qiáng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的鞏固并便于發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的困難，設(shè)計(jì)一些有針對(duì)性的課前測(cè)驗(yàn)，難易程度中等以下。同時(shí)，提供網(wǎng)上留言區(qū)方便學(xué)生提出疑問(wèn)。

為了使學(xué)生能進(jìn)一步了解所學(xué)的知識(shí)內(nèi)容，設(shè)定學(xué)習(xí)路線，需為每次課編寫(xiě)課前任務(wù)單，包括學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容，特別是將內(nèi)容以要點(diǎn)形式列出，便于學(xué)生的理解，每次課需要觀看的視頻和閱讀材料及其它學(xué)習(xí)任務(wù)，使學(xué)生有目的有重點(diǎn)的進(jìn)行課前自主學(xué)習(xí)。

2. 課堂教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

在翻轉(zhuǎn)課堂中，最重要的是課堂教學(xué)活動(dòng)的組織[4]，它是促進(jìn)學(xué)生知識(shí)內(nèi)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它主要包含如下幾個(gè)部分：

（1）確定、解決問(wèn)題

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生觀看教學(xué)視頻、課前測(cè)驗(yàn)中存在的問(wèn)題和提出的疑問(wèn)，總結(jié)一些有共性的問(wèn)題進(jìn)行講解。

（2）課堂練習(xí)、應(yīng)用導(dǎo)向型問(wèn)題的討論

翻轉(zhuǎn)課堂是以問(wèn)題為導(dǎo)向的教學(xué)，將學(xué)生置于一個(gè)以問(wèn)題為線索的教學(xué)環(huán)節(jié)中[5]。根據(jù)課程內(nèi)容和學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度，設(shè)計(jì)若干應(yīng)用型問(wèn)題組織學(xué)生討論。討論時(shí)學(xué)生以分組的形式進(jìn)行，一般以3-5人為一組，鼓勵(lì)通過(guò)手機(jī)平板等設(shè)備查找資料現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)。教師是整個(gè)討論的引導(dǎo)者和組織者，同時(shí)可隨機(jī)參與若干組的討論，了解學(xué)生掌握知識(shí)的情況。

（3）反饋評(píng)價(jià)和總結(jié)

在此環(huán)節(jié)中，根據(jù)時(shí)間進(jìn)度，可由若干小組根據(jù)前期的討論進(jìn)行全班交流，教師進(jìn)行及時(shí)點(diǎn)評(píng)，并引導(dǎo)學(xué)生共同思考解決方案的優(yōu)缺點(diǎn)、結(jié)果是否可以推廣擴(kuò)展等，幫助學(xué)生加深理解所學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生良好的思維習(xí)慣。

3. 課外社區(qū)化學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，打破了學(xué)生學(xué)習(xí)空間和時(shí)間的局限，通過(guò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)社區(qū)，有益于群策群力，有效匯總不同成員提供的知識(shí)，將其整理固化，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，變傳授為分享。通過(guò)在線討論，在線答疑等形式，在師生、生生間彼此的互動(dòng)、互助和多向溝通中完成知識(shí)的固化，教師在此環(huán)節(jié)中是組織者，管理者。

4. 考核評(píng)價(jià)體系設(shè)計(jì)

為了檢驗(yàn)本課程實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)效果，以便于與以往教學(xué)效果進(jìn)行比較，課程成績(jī)考核的框架基本保持不變，仍采用平時(shí)成績(jī)、期中考試成績(jī)和期末考試成績(jī)的加權(quán)計(jì)算。但是，由于在實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生的在線學(xué)習(xí)情況，課堂表現(xiàn)情況及參與學(xué)習(xí)社區(qū)討論學(xué)習(xí)的情況均有記錄，因此在確定平時(shí)成績(jī)時(shí)，以學(xué)生在學(xué)習(xí)的各個(gè)主要環(huán)節(jié)綜合評(píng)定，形成學(xué)習(xí)過(guò)程性的評(píng)價(jià)成績(jī)，同時(shí)，平時(shí)成績(jī)的比例可適當(dāng)加大，在本文作者的教學(xué)實(shí)踐中，平時(shí)成績(jī)占比為50%（觀看視頻及課程資料 5%；每講課前測(cè)驗(yàn)成績(jī)10%；課堂作業(yè)，主動(dòng)上臺(tái)講解 10%，課堂討論15%，論壇交流10%，根據(jù)各學(xué)員平時(shí)論壇發(fā)帖的數(shù)量，質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分），期中考試成績(jī)10%，期末考試成績(jī)40%。

二、教學(xué)效果分析

為檢驗(yàn)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)施效果，在實(shí)驗(yàn)班完成該課程教學(xué)后對(duì)學(xué)生進(jìn)行了匿名問(wèn)卷調(diào)查，內(nèi)容涉及各教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)感受及翻轉(zhuǎn)課堂是否能學(xué)到更多的知識(shí)、更能有針對(duì)性的解決問(wèn)題，是否有利于學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)和提高等。

在課前自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)：主要涉及課前學(xué)習(xí)安排的任務(wù)量，課前學(xué)習(xí)難度，教學(xué)資源是否豐富等方面。對(duì)于課前學(xué)習(xí)安排的任務(wù)量和難度，有56%的學(xué)生認(rèn)為任務(wù)量合適，65%的學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)難度合適，其余同學(xué)認(rèn)為任務(wù)量和難度較大，沒(méi)有學(xué)生認(rèn)為任務(wù)量和難度太大。從這組數(shù)據(jù)可以看出，一半左右的學(xué)生基本能接受目前的任務(wù)量和難度，但是還有相當(dāng)一部分同學(xué)課前自學(xué)有一定難度，這有兩方面的原因：一方面是學(xué)生習(xí)慣于目前普通的教學(xué)模式，沒(méi)有養(yǎng)成預(yù)習(xí)自學(xué)的習(xí)慣，自學(xué)能力較弱；另一方面是錄制的視頻、準(zhǔn)備的教學(xué)資源對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)還不夠簡(jiǎn)潔明了，這對(duì)于以后的教學(xué)實(shí)踐具有較好的參考意義。對(duì)于課前教學(xué)資源方面，60%的學(xué)生認(rèn)為目前提供的教學(xué)資源合適，同時(shí)各有20%左右的學(xué)生認(rèn)為較少或較多，這說(shuō)明同一班級(jí)學(xué)生的學(xué)習(xí)程度和需求具有較大的不均衡性；對(duì)于希望增加的教學(xué)資源，有69%和78%的學(xué)生（多選）認(rèn)為需要增加操作視頻和作品案例，說(shuō)明從學(xué)生角度來(lái)看，實(shí)踐部分的教學(xué)資源對(duì)于學(xué)習(xí)有很大的幫助，這兩個(gè)問(wèn)題的調(diào)查結(jié)果對(duì)以后的教學(xué)過(guò)程帶來(lái)一定的啟發(fā)：在提供最基本的教學(xué)資源的同時(shí)，再增加一些選學(xué)的教學(xué)資源，特別是實(shí)踐部分教學(xué)資源，如視頻，閱讀資料等，以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。endprint

在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)：主要涉及課堂上師生、生生交流程度，課堂任務(wù)完成情況等方面的問(wèn)題。有78%的學(xué)生認(rèn)為課堂上生生交流合適或較多，82%的同學(xué)認(rèn)為課堂上師生交流合適或較多，這說(shuō)明目前課堂安排的討論相對(duì)較為充分，接下來(lái)的目標(biāo)是盡可能使學(xué)生全員參與交流討論，雖然學(xué)生由于學(xué)習(xí)程度、性格等方面的原因會(huì)對(duì)主動(dòng)交流討論帶來(lái)一定的障礙，但是通過(guò)同伴互助學(xué)習(xí)，師生鼓勵(lì)等方式，在小班的前提下還是能實(shí)現(xiàn)的。有91%的同學(xué)認(rèn)為課堂活動(dòng)內(nèi)容恰當(dāng)合理，內(nèi)容針對(duì)性強(qiáng)，有50%的學(xué)生認(rèn)為課堂任務(wù)完成的很好或較好，其余學(xué)生認(rèn)為完成情況一般或較差，說(shuō)明目前課堂安排的內(nèi)容還是比較有針對(duì)性，學(xué)生比較感興趣，但是課堂任務(wù)偏難，接下來(lái)需要根據(jù)學(xué)生情況適當(dāng)調(diào)整難度。對(duì)于課堂上教師是否能解決課前學(xué)習(xí)階段的疑惑這個(gè)問(wèn)題，61%的學(xué)生認(rèn)為很符合或較符合，39%的學(xué)生認(rèn)為一般，說(shuō)明課堂答疑這一環(huán)節(jié)還有待改進(jìn)，一方面課前測(cè)驗(yàn)的題目需要改進(jìn)，使其更能反映學(xué)生課前學(xué)習(xí)情況，從而課上有針對(duì)性的進(jìn)行解答，另一方面需要增加課堂答疑時(shí)間，在較為充分的解決課前疑惑的前提下再開(kāi)始后續(xù)教學(xué)環(huán)節(jié)。

在整體學(xué)習(xí)感受上，91.3%的學(xué)生認(rèn)為與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，翻轉(zhuǎn)課堂有利于學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)和提高；73.9%的學(xué)生認(rèn)為翻轉(zhuǎn)課堂能有針對(duì)性的解決問(wèn)題和學(xué)到更多的知識(shí)；73.9%的學(xué)生認(rèn)可或很認(rèn)可翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。

同時(shí)，為了比較翻轉(zhuǎn)課堂模式對(duì)學(xué)生成績(jī)的影響，設(shè)置兩個(gè)教學(xué)班：翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)班和普通教學(xué)班，由學(xué)生自主選擇，同時(shí)設(shè)定了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)班規(guī)模為不多于25人，最終選課結(jié)果如下：翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)班23人，普通教學(xué)班26人。為了便于對(duì)比，期末試卷采用同一份，批改時(shí)采用同一標(biāo)準(zhǔn)，卷面成績(jī)顯示，實(shí)驗(yàn)班的平均成績(jī)高出10.24分，優(yōu)良率高出15個(gè)百分點(diǎn)。

三、結(jié)束語(yǔ)

教師的最高境界，不是教會(huì)了學(xué)生多少知識(shí)，而是激發(fā)學(xué)生的求知欲和好奇心[6]。現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展為翻轉(zhuǎn)課堂的有效實(shí)施提供了技術(shù)基礎(chǔ)，同時(shí)翻轉(zhuǎn)課堂減少了課堂內(nèi)知識(shí)傳授的時(shí)間，從而有更多的課堂時(shí)間進(jìn)行知識(shí)內(nèi)化，將灌輸知識(shí)的課堂轉(zhuǎn)變?yōu)閭€(gè)性化互動(dòng)的課堂。在今后的教學(xué)實(shí)踐中，對(duì)于如何設(shè)計(jì)課堂討論的問(wèn)題，例如難度適中的綜合應(yīng)用性問(wèn)題，如何更好的綜合評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，需要進(jìn)一步的研究和實(shí)踐。

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基金項(xiàng)目：本文系杭州電子科技大學(xué)基于MOOCs的“翻轉(zhuǎn)課堂”課程改革項(xiàng)目-數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（A0713040）的階段性研究成果。endprint