基于移動端的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)探索與實踐

劉建粉 王德永

摘 要：為改變傳統(tǒng)課堂教學(xué)中學(xué)生不愿聽講和不時玩手機現(xiàn)狀，進行了基于移動端的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)探索與實踐。采用線上線下混合教學(xué)模式，建設(shè)了線上教學(xué)資源，設(shè)計了線下教學(xué)活動，并進行了混合教學(xué)模式探索。結(jié)果表明，該教學(xué)模式調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和積極性，方便學(xué)生利用智能手機和零碎時間隨時隨地學(xué)習(xí)，獲得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué) 移動端 探索與實踐

中圖分類號：TG4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）12（a）-0-02

隨著4G及WIFI技術(shù)的普及，越來越多的人用上了智能手機，特別是90后、00后已步入大學(xué)校園的學(xué)生們，人手一部。手機給我們提供了很多便利，使我們的生活變得更美好，但是不合理的使用手機也給我們帶來很多不利影響。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大學(xué)生上課使用手機現(xiàn)象很普遍，有高達(dá)90%的受訪對象在上課時使用手機且上課使用手機頻率高[1]。上課使用手機的功能不是為了學(xué)習(xí)或查資料，而是上網(wǎng)聊天、逛淘寶、刷微博微信、打游戲等。造成該現(xiàn)狀的原因有很多，有學(xué)生因素，有老師因素，也有社會和家庭因素。如何改變該不良現(xiàn)狀，需要采取一系列的措施，有堵也要疏。從教師的角度出發(fā)，應(yīng)該先從自身找原因，提高自己的綜合素質(zhì)，保持對學(xué)生的吸引力，講究教學(xué)藝術(shù)，探索教學(xué)方法。

近年來，隨著大規(guī)模在線開放課程（慕課）實施，以及微課和翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)探索[2-4]，借助于互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，給學(xué)生帶來了全新的學(xué)習(xí)體驗，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)能力。如何讓智能手機變成學(xué)生學(xué)習(xí)的利器，這就需要老師改變以往以課堂講授為主的教學(xué)模式，而要探索一種線上線下混合的教學(xué)模式，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和自覺性，從而通過智能手機進行移動學(xué)習(xí)，充分利用碎片時間，提高學(xué)習(xí)效率。

本文介紹筆者學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程從傳統(tǒng)的課堂教學(xué)到線上線下混合模式教學(xué)的轉(zhuǎn)變過程，從教學(xué)團隊研討，制定實施方案，到分工合作充分做好線上的教學(xué)資源整理、微課錄制和線下的課堂教學(xué)活動組織，以及如何實施線上線下混合教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和監(jiān)督學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，再到實施過程中問題的總結(jié)和對策，最后是學(xué)習(xí)效果的測評。從最終的測評結(jié)果看，采用線上線下混合教學(xué)模式，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情有很大提高，教學(xué)效果也明顯提高。

1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程學(xué)習(xí)困難分析

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)必修課，開設(shè)于第三學(xué)期，每周3+1（即3節(jié)理論，1節(jié)實驗），其先修課程C語言已于第一和第二學(xué)期開設(shè)，其后繼課程有嵌入式系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用和操作系統(tǒng)等。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)目的是要求學(xué)生掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念、基本原理和基本方法；掌握數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)及基本操作的實現(xiàn)，能夠?qū)λ惴ㄟM行時間復(fù)雜度與空間復(fù)雜度分析；能夠運用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本原理和方法進行問題分析與求解。重點在培養(yǎng)和提高學(xué)生理論、抽象、設(shè)計的能力，強調(diào)實踐和創(chuàng)新能力。

雖然數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在物聯(lián)網(wǎng)工程課程體系中具有舉足輕重的地位，然而由于該課程涉及的算法有些比較抽象，實驗操作又要求學(xué)生具備較強的動手能力，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易遇到困難和問題，導(dǎo)致學(xué)生自信心受挫，學(xué)習(xí)興趣下降，學(xué)習(xí)主動性不足，教學(xué)效果不理想。究其原因，主要有以下幾個方面：（1）學(xué)生的基礎(chǔ)水平和掌握程度差異較大，而傳統(tǒng)的教學(xué)模式不能顧及到每一個學(xué)生的接受情況，不能及時解決一些學(xué)生遇到的問題；（2）先修課程C語言掌握不好，編程和調(diào)試不熟練，編譯運行時一旦遇到錯誤，不知道如何排查和修改，慢慢失去信心；（3）對課程的重難點不清楚，不知道如何進行預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，如果一旦聽不懂，就會慢慢失去興趣；（4）某些概念抽象難懂，如時間復(fù)雜度、抽象數(shù)據(jù)類型等；有些算法較難，不容易理解，如關(guān)鍵路徑、最短路徑等。

基于以上原因，決定采用線上線下混合教學(xué)模式，將相關(guān)知識點分散，制作成微課、動畫、習(xí)題等各種豐富資源，學(xué)生可以根據(jù)自身需要隨時通過線上學(xué)習(xí)，老師提供多種方式與學(xué)生互動，及時答疑，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

2 線上線下混合教學(xué)模式探索與實踐

針對當(dāng)前數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中遇到的各種問題，課程組老師一起進行了多次研討，最后決定采用線上線下混合教學(xué)模式，并制定了相應(yīng)的教學(xué)方案。

（1）教學(xué)計劃修訂。

鑒于新的教學(xué)模式需要學(xué)生利用手機和零碎時間進行移動學(xué)習(xí)，把原來課堂被動接受變?yōu)橹鲃蛹橙?，另外要加強實踐操作，故把原來3+1的教學(xué)計劃修改為2+2。

（2）線上教學(xué)資源建設(shè)。

筆者學(xué)?，F(xiàn)在大力支持網(wǎng)絡(luò)課程、慕課、微課、精品課程等建設(shè)，校園已全部覆蓋無線網(wǎng)絡(luò)，為線上教學(xué)資源建設(shè)提供了堅實基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)原已建設(shè)有教學(xué)網(wǎng)站，上面已有教學(xué)大綱、課件、習(xí)題等資源，現(xiàn)在為方便學(xué)生充分利用零碎時間，通過移動端進行學(xué)習(xí)，就重新進行整理。主要是微課、實踐案例、在線習(xí)題測試和收集的其他優(yōu)秀慕課資源等。

（3）線下教學(xué)活動設(shè)計。

線下教學(xué)活動是為了幫助學(xué)生將線上內(nèi)化的知識進一步鞏固，并通過相應(yīng)的教學(xué)活動培養(yǎng)學(xué)生問題求解能力、實踐能力和創(chuàng)新能力。線下教學(xué)活動一個是理論課堂上的活動設(shè)計，另一個是實驗室內(nèi)的活動設(shè)計。理論課堂上活動組織分3個部分：第一部分是問題討論：這些問題提前在線上發(fā)送給學(xué)生，需要學(xué)生在討論課前做好準(zhǔn)備。第二部分是問題解決方案總結(jié)以及相關(guān)知識點、重點和難點講解、延伸和擴展。第三部分是下一節(jié)知識點的提醒和點撥。其中第一部分討論問題的案例設(shè)計非常關(guān)鍵，它決定討論是否成功和有效。因此一個好的討論案例，應(yīng)該能和實際應(yīng)用結(jié)合，并能將重要知識點囊括其中。實驗室內(nèi)的活動設(shè)計主要圍繞應(yīng)用案例，設(shè)計它的存儲結(jié)構(gòu)和操作的實現(xiàn)。實驗活動分為兩部分：第一部分是學(xué)生自己完成設(shè)計、編程、調(diào)試和運行，在此階段，老師對程序設(shè)計能力較弱的學(xué)生進行指導(dǎo)或幫助解決學(xué)生遇到的問題。第二部分是對學(xué)生實現(xiàn)算法的點評，找出幾個有特色的學(xué)生程序進行比較評講，從而開闊學(xué)生思路。

（4）線上線下混合教學(xué)模式實施。

考慮到培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，采用了先線上再線下的混合教學(xué)模式[5]。該模式的優(yōu)點是讓學(xué)生真正變成學(xué)習(xí)的主體，將學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)生。學(xué)生可以根據(jù)自己需求靈活地掌握線上學(xué)習(xí)內(nèi)容、方式、時間和次數(shù)，真正地學(xué)會自學(xué)?？紤]到總有學(xué)生不愿主動學(xué)習(xí)，就需要對學(xué)生線上學(xué)習(xí)進行監(jiān)督和提醒。另外，也想獲得學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的分析，以便及時調(diào)整教學(xué)活動。因此學(xué)習(xí)資源除上傳到本校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上外，還通過清華大學(xué)的“雨課堂”進行有選擇的推送。學(xué)校所有的多媒體教室電腦都安裝了“雨課堂”插件，方便老師通過“雨課堂”來組織班級線上線下的教學(xué)活動。

每次課前，老師會通過“雨課堂”向班級學(xué)生推送該節(jié)課的知識列表、課件以及微課，并發(fā)送相應(yīng)的自測試題以及課堂討論案例。自測試題一般以選擇題的形式出現(xiàn)，用于檢查學(xué)生掌握知識點的程度。課堂討論案例是為了培養(yǎng)學(xué)生分析問題以及解決問題的能力。為便于學(xué)生使用零碎時間進行學(xué)習(xí)，制作短、小、精的微課，時長一般不超過15min。老師會經(jīng)常查看學(xué)生線上學(xué)習(xí)進度并根據(jù)需要發(fā)出提醒，并會對表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生發(fā)出表揚。另外為了能保持學(xué)生自學(xué)興趣，克服學(xué)生自身惰性，以及方便開展討論，將學(xué)生分為若干學(xué)習(xí)小組，并選取小組長。一般以3個或4個人為一個組，通常都是一個宿舍的同學(xué)組成，方便大家在平時能集體學(xué)習(xí)和討論，并起到相互激勵和督促的作用，形成好的學(xué)習(xí)氛圍。

在線下課堂教學(xué)時，老師可以通過“雨課堂”組織討論，每個小組遞交討論結(jié)果，最后由老師總結(jié)講評。在線下實驗課時，老師也可以通過“雨課堂”共享學(xué)生的編碼并進行討論和講評。在線下教學(xué)活動結(jié)束后，老師根據(jù)情況決定是否需要再發(fā)送相關(guān)習(xí)題給學(xué)生，以便進一步掌握和鞏固學(xué)過的知識點。老師還可以關(guān)于學(xué)習(xí)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面發(fā)起調(diào)查問卷，通過匯總分析后，對教學(xué)內(nèi)容和方法等及時做出調(diào)整。

通過線上線下多種方式與學(xué)生互動，解答學(xué)生疑惑，如微信群、QQ群、“雨課堂”等多種方式，確保學(xué)生遇到問題能及時解決，保持學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

（5）課程考核與效果測評。

由于線上線下混合教學(xué)模式由線上學(xué)習(xí)和線下學(xué)習(xí)構(gòu)成，而且線上學(xué)習(xí)占了很大比重，為了能真實反映學(xué)習(xí)效果，課程考核方案需重新制定。課程考核成績由平時成績和期末筆試成績構(gòu)成，各占50%，其中平時成績包括考勤（占比10%）、線上學(xué)習(xí)成績（占比20%）以及實踐成績（占比20%）。線上學(xué)習(xí)成績的判定主要依據(jù)課件、微課是否按時完成，自測題和習(xí)題完成數(shù)量和正確率，這些成績可以通過“雨課堂”自動生成。通過考核結(jié)果看出，實施混合教學(xué)模式后，學(xué)生成績有很大提升，由原來20%的不及格率下降到10%。

同時通過調(diào)查問卷調(diào)查學(xué)生對該混合教學(xué)模式的支持情況，結(jié)果顯示85%的學(xué)生喜歡該教學(xué)模式。另外學(xué)生對課程教師的評價分?jǐn)?shù)也明顯提高。

3 結(jié)語

線上線下混合教學(xué)模式將學(xué)習(xí)主動權(quán)交與學(xué)生，方便學(xué)生利用智能手機和零碎時間隨時隨地學(xué)習(xí)，既調(diào)動了學(xué)生自學(xué)的主動性，也提高了學(xué)習(xí)積極性，并且獲得了較好的教學(xué)效果。因此今后應(yīng)積極進行傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式改革，進一步推動線上線下混合教學(xué)模式實施，并在實施過程中不斷改進和完善。

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