翻轉(zhuǎn)課堂在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中的教學(xué)應(yīng)用與實(shí)踐

魏菊霞

摘要：近幾年翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式對我國教育領(lǐng)域產(chǎn)生了重要的影響。本文以《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程為載體，從分析該課程的現(xiàn)狀和翻轉(zhuǎn)課堂的概念入手，提出了適應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的翻轉(zhuǎn)課程教學(xué)模式，并明確了教學(xué)過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的具體實(shí)施方案。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；教學(xué)設(shè)計(jì)；教學(xué)模式

中圖分類號：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）48-0196-02

一、背景

傳統(tǒng)的教學(xué)模式是，教師在課堂講解知識，布置作業(yè)，學(xué)生回家完成作業(yè)。而翻轉(zhuǎn)課堂是一種新型的教學(xué)模式，其核心思想是“先學(xué)后教、以學(xué)定教”，打破了傳統(tǒng)教學(xué)模式的禁錮，重新調(diào)整課堂內(nèi)外時(shí)間，將學(xué)習(xí)的決定權(quán)由教師移交給學(xué)生。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相反，它將信息傳遞過程放在課堂之外，借助視頻和音頻資料，由學(xué)生自主完成，課堂變成學(xué)生與教師互動(dòng)的場所。課堂教學(xué)內(nèi)容主要包括答疑解惑、案例項(xiàng)目運(yùn)用、重點(diǎn)知識鞏固，從而擴(kuò)大課堂的教學(xué)效果。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的一門主干課程，更是軟件工程專業(yè)的基礎(chǔ)核心課程。它探討的是各種經(jīng)典數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特性以及算法，對培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力、計(jì)算機(jī)思維能力起著至關(guān)重要的作用。學(xué)生掌握的程度關(guān)系到其后續(xù)課程的學(xué)習(xí)以及軟件開發(fā)能力。在國內(nèi)，絕大多數(shù)高校開設(shè)了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)課程，但教學(xué)模式多以教師講授為主，教學(xué)效果不顯著。

本人從事《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)多年，通過對課程、學(xué)生學(xué)情特點(diǎn)的長期探索，在本學(xué)院以2016級計(jì)算機(jī)軟件工程專業(yè)的學(xué)生為試點(diǎn)，對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》這一課程進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)踐教學(xué)?，F(xiàn)對該實(shí)施方案進(jìn)行闡述與分析。

二、教學(xué)現(xiàn)狀分析

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》課程是我院軟件工程專業(yè)和網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)第二學(xué)期開設(shè)的一門核心課程。由于該課程概念多，具有很強(qiáng)的抽象性，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性不足，導(dǎo)致該課程的教學(xué)效果并不理想。究其原因，主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。

1.先修課程知識掌握不牢。《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》課程的先修課是程序設(shè)計(jì)語言，我院不同專業(yè)所講授的程序設(shè)計(jì)語言不同，有C語言、C++語言、Java語言、C#語言，但不管是哪一種語言，學(xué)生的理論基礎(chǔ)和編程能力參差不齊，尤其是C語言中的指針、Java語言（C#語言）中面向?qū)ο蟮乃季S，近一半的學(xué)生對這些知識的掌握不夠牢固，導(dǎo)致在實(shí)現(xiàn)算法時(shí)感到力不從心。

2.內(nèi)容偏多，課后學(xué)習(xí)時(shí)間不足?！稊?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的特點(diǎn)是概念多、邏輯性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)，對剛接觸該課程的學(xué)生來說，大部分人不知道該如何學(xué)習(xí)這門課程，部分學(xué)生還處在被動(dòng)接受知識的階段，課后很少有學(xué)生花超過3小時(shí)的時(shí)間去鞏固課堂知識或預(yù)習(xí)新知識。

3.理論與實(shí)踐脫節(jié)?！稊?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的知識多數(shù)建立在抽象的數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)上，理論性較強(qiáng)，內(nèi)容相對枯燥無味、抽象難懂，學(xué)生很難將理論與實(shí)踐結(jié)合起來，缺少一定的實(shí)踐鍛煉。

三、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的應(yīng)用與實(shí)踐

翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，主要分為“教學(xué)準(zhǔn)備→課前知識傳授→課堂知識內(nèi)化→課后反饋總結(jié)”四個(gè)階段。

1.教學(xué)準(zhǔn)備。教學(xué)準(zhǔn)備的執(zhí)行者為教師，主要包括錄制視頻（或收集與課程匹配的網(wǎng)絡(luò)資源視頻）、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的搭建、任務(wù)布置、教學(xué)材料的準(zhǔn)備等。這些教學(xué)材料必須明確告知學(xué)生要學(xué)習(xí)什么、如何學(xué)習(xí)、需要完成什么案例等。目前我院課程組教師正在積極準(zhǔn)備錄制視頻，視頻內(nèi)容主要針對某一個(gè)算法或某一個(gè)知識，視頻長度應(yīng)短小精悍，以10分鐘左右為宜，能較大程度地控制學(xué)生的集中注意力，便于接受。同時(shí)，中國大學(xué)MOOCs（慕課）網(wǎng)上的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（C語言）》（陳越、何欽銘）也被作為該課程的輔助視頻教學(xué)資源。另外，教師還需要搭建能與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)交流的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。我院主要采用PTA（程序設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)平臺(tái)）和學(xué)院自主建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)視頻的上傳與學(xué)習(xí)任務(wù)的布置。通過這些教學(xué)平臺(tái)，教師和學(xué)生可隨時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交流。

2.課前知識傳授。與傳統(tǒng)教學(xué)不同，知識傳授環(huán)節(jié)體現(xiàn)在課堂教學(xué)活動(dòng)之前。教師提前一周通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)布置學(xué)習(xí)任務(wù)和上傳教學(xué)視頻，制定教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生在課下任意時(shí)間通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的教學(xué)資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，規(guī)劃學(xué)習(xí)內(nèi)容。在此過程中，教師須準(zhǔn)備學(xué)習(xí)素材和導(dǎo)學(xué)導(dǎo)讀內(nèi)容，包括微視頻、教學(xué)PPT、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、課堂練習(xí)與作業(yè)、知識點(diǎn)檢測、項(xiàng)目介紹等材料，以供不同層次的學(xué)生選用。這一環(huán)節(jié)中，學(xué)生通過觀看視頻了解教學(xué)內(nèi)容，并完成每節(jié)視頻后的知識題，對自己的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行檢測。如果回答不正確，還可以重新觀看視頻，思考在哪個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，大大激發(fā)其求知欲望，引導(dǎo)學(xué)生投入觀看教學(xué)視頻中去，完成一系列的上機(jī)實(shí)驗(yàn)。

3課堂知識的吸收內(nèi)化。知識的吸收內(nèi)化體現(xiàn)在課堂教學(xué)活動(dòng)中，其目標(biāo)旨在通過課前自主學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)知識內(nèi)化的最大化。知識內(nèi)化的最大化主要體現(xiàn)在，提高學(xué)生對知識的接受能力和加強(qiáng)學(xué)生對知識的遷移能力。因此，此階段需要學(xué)生和教師共同協(xié)作完成。課堂活動(dòng)的主要環(huán)節(jié)是交流，教師的主要任務(wù)是根據(jù)教學(xué)目標(biāo)對學(xué)生提出的普遍問題進(jìn)行詳細(xì)講解，并根據(jù)日常生活中出現(xiàn)的一些實(shí)際項(xiàng)目設(shè)計(jì)多個(gè)任務(wù)，如銀行叫號系統(tǒng)、排隊(duì)現(xiàn)象、火車進(jìn)出站現(xiàn)象、學(xué)生成績管理系統(tǒng)等，拋出設(shè)計(jì)課題，并提供一些指導(dǎo)。而學(xué)生以分組的形式，交流課前學(xué)習(xí)過程中存在的疑問，向全班尋求解決問題的方法，同時(shí)根據(jù)自己的興趣選擇不同的課題進(jìn)行討論，設(shè)計(jì)出解決方案，完善實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并在最后由組長向全班匯報(bào)成果。

4課后反饋總結(jié)。在此環(huán)節(jié)中，學(xué)生主要通過階段考試來檢測自己所學(xué)的知識，重點(diǎn)考查數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的三大知識點(diǎn)：線性結(jié)構(gòu)、樹形結(jié)構(gòu)、圖形結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識和實(shí)際運(yùn)用，在課后也可通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)重新觀看教學(xué)視頻，加深對知識的鞏固。

教師批改作業(yè)，對未掌握的知識點(diǎn)進(jìn)行匯總分析，同時(shí)對課堂教學(xué)過程中采取的教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)反思，以優(yōu)化教學(xué)方案和教學(xué)資源，進(jìn)一步提高自己的教學(xué)水平。

四、結(jié)束語

從開學(xué)至今，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的運(yùn)用已接近尾聲。最初，這種教學(xué)模式不被大多數(shù)學(xué)生所接受，他們認(rèn)為課堂教學(xué)中教師就應(yīng)該是主導(dǎo)者，習(xí)慣了“教師講、學(xué)生聽”的模式，部分學(xué)生不適應(yīng)提前學(xué)習(xí)的過程，并出現(xiàn)一些不配合的現(xiàn)象，導(dǎo)致剛開始的教學(xué)過程進(jìn)展緩慢。在經(jīng)過一段時(shí)間的實(shí)踐后，學(xué)生慢慢嘗到了甜頭，開始主動(dòng)觀看視頻，參與討論，班級的主動(dòng)性、學(xué)習(xí)氛圍也在逐漸提高，平臺(tái)資源的利用率也明顯有所改善。如何改善課堂教學(xué)模式，是個(gè)任重道遠(yuǎn)的過程。以后我們將多角度、多方式地對課堂教學(xué)進(jìn)行改革和完善，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，以此推動(dòng)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實(shí)施。

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