《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》混合式教學(xué)探索與實(shí)踐①

任敏

（濱州學(xué)院信息工程學(xué)院 山東濱州 256600）

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容抽象，知識(shí)點(diǎn)繁多，傳統(tǒng)教學(xué)主要以教師填鴨式的講授為主[1]，本科課程一周兩次理論一次實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只是疲于被動(dòng)地接受課堂知識(shí)和應(yīng)付作業(yè)，教師不能有效地對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控，學(xué)生學(xué)習(xí)只是浮于表面，不能進(jìn)行深入的探究學(xué)習(xí)，積極性和主動(dòng)性不高，很多學(xué)生存在平時(shí)不學(xué)習(xí)，期末兩周集中復(fù)習(xí)，“及格萬(wàn)歲”的思想，因此期中考核成績(jī)比較差，期末考核成績(jī)也不能達(dá)到預(yù)期的效果，這也是大部分老師比較頭疼的問題，為加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高教學(xué)質(zhì)量，推動(dòng)課程建設(shè)與課堂教學(xué)改革，結(jié)合本課程的特點(diǎn)，依托優(yōu)學(xué)院教學(xué)平臺(tái)建設(shè)了《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》的在線課程。在教學(xué)中將傳統(tǒng)教學(xué)和在線學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，探索實(shí)踐了線上+線下的混合式教學(xué)模式，以達(dá)到最好的教學(xué)效果[2]。

1 《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》混合式教學(xué)目標(biāo)

圖1 混合式教學(xué)模式

線上學(xué)生在教師的引導(dǎo)下通過觀看視頻，完成在線作業(yè)、章節(jié)測(cè)試、在線討論等多種方式自學(xué)理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一般原理，掌握表、樹、圖等常用基本結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、存儲(chǔ)和運(yùn)算，提高自學(xué)探究和創(chuàng)新的能力，在線下通過教師互動(dòng)式課堂教學(xué)、課堂討論和實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練等多種形式進(jìn)一步理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容及常用經(jīng)典算法，學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)的組織方法和典型基本算法的實(shí)現(xiàn)，能在實(shí)際問題中選取或設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，提高算法設(shè)計(jì)能力，積累優(yōu)秀的程序設(shè)計(jì)思想和方法，提高復(fù)雜問題的解決能力，并學(xué)會(huì)對(duì)算法的評(píng)價(jià)方法，在整個(gè)學(xué)期中有效地監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，從淺到深地引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)，有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)深度，提高整個(gè)學(xué)習(xí)周期的教學(xué)質(zhì)量。

2 混合式教學(xué)模式

混合式教學(xué)是學(xué)與教、線上與線下、課堂內(nèi)和課堂外的協(xié)調(diào)統(tǒng)一[3]，學(xué)生利用手機(jī)端或者電腦端進(jìn)行在線課程的自學(xué)，教師在線下組織互動(dòng)課堂教學(xué)，課堂討論和實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，混合式教學(xué)模式如圖1所示，既提高了以學(xué)生自學(xué)為主的主動(dòng)性、積極性與創(chuàng)造性，又發(fā)揮了教師引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控、激勵(lì)等教學(xué)過程的主導(dǎo)性[4]，達(dá)到了教學(xué)效果的最優(yōu)化。

2.1 教學(xué)設(shè)計(jì)階段

在課程資源開發(fā)之前，根據(jù)每一部分教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)和難易程度重新劃分知識(shí)點(diǎn)，并確定使用線上還是線下的方式進(jìn)行教學(xué)，在每一節(jié)課之前根據(jù)知識(shí)點(diǎn)采用的授課方式進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，確立教學(xué)思想，明確知識(shí)、技能和情感等三個(gè)方面的教學(xué)目標(biāo)、對(duì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)情分析，指出重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，確定合適的教學(xué)方法、策略和教學(xué)過程。

2.2 教學(xué)實(shí)施階段

2.2.1 課前信息傳遞

教師在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)提前發(fā)布線上學(xué)習(xí)內(nèi)容，一般上一周發(fā)布下一周的線上學(xué)習(xí)視頻3～4個(gè)、課件3～4個(gè)以及相關(guān)基本算法的動(dòng)畫演示，并完成相應(yīng)的彈幕測(cè)試；學(xué)生通過優(yōu)學(xué)院的平臺(tái)公告或短信通知進(jìn)行線上自學(xué)和測(cè)試，并隨時(shí)記錄發(fā)現(xiàn)的問題，發(fā)布話題進(jìn)行在線討論，教師參與在線討論話題。在這一階段學(xué)生可以根據(jù)自己對(duì)知識(shí)的掌握情況，有選擇地進(jìn)行觀看視頻和課件，有必要?jiǎng)t可反復(fù)觀看，學(xué)生在自學(xué)的過程中，構(gòu)建自己的知識(shí)體系，探尋和思考問題、通過查詢資料、參與討論等最終解決問題，鍛煉了其自學(xué)的能力，使學(xué)生獲得自信和成就感，而通過自己努力獲得的知識(shí)會(huì)更加記憶猶新。教師通過統(tǒng)計(jì)功能可時(shí)刻監(jiān)督學(xué)生在線學(xué)習(xí)的情況以及彈幕的錯(cuò)誤次數(shù)，并通過優(yōu)學(xué)院進(jìn)行及時(shí)提醒。

表1 成績(jī)構(gòu)成表

2.2.2 課中知識(shí)內(nèi)化提升

教師根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和發(fā)現(xiàn)的問題，組織引導(dǎo)學(xué)生開展互動(dòng)式課堂教學(xué)，使學(xué)生參與整個(gè)課堂教學(xué)的互動(dòng)過程，包括課堂面授、課堂討論和實(shí)驗(yàn)等三種形式。

（1）針對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容以及學(xué)生發(fā)現(xiàn)的問題有針對(duì)性地進(jìn)行互動(dòng)式課堂面授，這種課堂面授形式有別于傳統(tǒng)的教師灌輸式的課堂教學(xué)，教師精心組織課堂教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，通過案例、故事、任務(wù)等提出問題，引入知識(shí)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生去思考、搶答分析問題，進(jìn)而運(yùn)用知識(shí)解決問題，也可以進(jìn)行答疑解惑、個(gè)別指導(dǎo)。

（2）針對(duì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)的問題定期舉辦各種主題的課堂討論或者小組討論，由教師提前一周公布將討論的主題，讓學(xué)生準(zhǔn)備，然后由教師主持引領(lǐng)學(xué)生圍繞該主題進(jìn)行討論，暢談自己的觀點(diǎn)，學(xué)生表現(xiàn)計(jì)入平時(shí)成績(jī)。鼓勵(lì)學(xué)生自發(fā)地組成學(xué)習(xí)小組，也可以以宿舍為單位，通過分組、討論、協(xié)作等方式[5]，讓學(xué)生之間形成一種互幫互學(xué)，相互督促的學(xué)習(xí)氛圍，從而共同進(jìn)步。

（3）通過互動(dòng)式課堂面授和討論后，可以運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，進(jìn)一步鞏固和加深對(duì)知識(shí)的理解和內(nèi)化，以達(dá)到能力的提升。在實(shí)驗(yàn)中采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，以任務(wù)為主線、學(xué)生為主體，由個(gè)人或者小組的形式來完成。通過任務(wù)分析和分解、設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)算法，從而解決問題，提高算法分析、算法設(shè)計(jì)和編程的能力。

2.2.3 課后評(píng)價(jià)升華

課后學(xué)生需完成相應(yīng)的作業(yè)、調(diào)查問卷以及個(gè)性化知識(shí)的拓展，每一章結(jié)束都要進(jìn)行章節(jié)測(cè)試或者階段性的考試，學(xué)生做完提交后，平臺(tái)自動(dòng)進(jìn)行評(píng)閱，學(xué)生可以看到答案解析，并獲得答題情況的及時(shí)反饋，促使其深入探索相關(guān)知識(shí)并且及時(shí)進(jìn)行查缺補(bǔ)漏。教師還可以通過發(fā)放問卷的形式對(duì)學(xué)生掌握知識(shí)的情況進(jìn)行了解，然后根據(jù)每一個(gè)學(xué)生的總體情況，推薦給其相應(yīng)的文獻(xiàn)進(jìn)行查閱，以拓展其知識(shí)面，促使學(xué)生進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的深入學(xué)習(xí)和個(gè)性化學(xué)習(xí)。

2.3 教學(xué)評(píng)價(jià)與反思

2.3.1 課程考核方案

學(xué)生的成績(jī)由過程考核和期末考核成績(jī)組成，各占一半，與往年相比更加注重過程考核，達(dá)到了課程標(biāo)準(zhǔn)過程考核分值要求的上限。過程考核由線上自主學(xué)習(xí)成績(jī)、課堂表現(xiàn)、期中考試成績(jī)組成，具體分值如表1所示。其中在線成績(jī)是學(xué)習(xí)平臺(tái)按照預(yù)先設(shè)定的分值范圍自動(dòng)記錄的分?jǐn)?shù)，包括視頻學(xué)習(xí)、在線作業(yè)、話題討論、章節(jié)測(cè)試、考試和簽到等。課堂成績(jī)包括搶答、討論、小組協(xié)作及實(shí)驗(yàn)成績(jī)等。

2.3.2 教學(xué)反思

每一次課結(jié)束后，教師根據(jù)學(xué)生線上學(xué)習(xí)情況、互動(dòng)課堂表現(xiàn)、課后測(cè)評(píng)及調(diào)查問卷情況進(jìn)行學(xué)習(xí)效果的反思，包括是否達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)？教學(xué)方法是否合適？教學(xué)重點(diǎn)是否突出？教學(xué)難點(diǎn)是否突破[6]？對(duì)于課堂上意外的突發(fā)事件處理是否及時(shí)恰當(dāng)?shù)龋槍?duì)發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行反思并及時(shí)調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)，優(yōu)化教學(xué)資源，改進(jìn)教學(xué)方法，以達(dá)到后繼課程教學(xué)效果的最優(yōu)化。

3 教學(xué)效果分析

3.1 混合式教學(xué)成果顯著

在混合式教學(xué)中，教師能夠很好地進(jìn)行學(xué)生學(xué)習(xí)過程的跟蹤、監(jiān)督和考核，避免了學(xué)生期末兩周集中復(fù)習(xí)的淺層學(xué)習(xí)現(xiàn)象的發(fā)生，在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生提前完成線上的學(xué)習(xí)內(nèi)容，積極查閱各種資料，完成相關(guān)話題的討論和練習(xí)，課中積極參與課堂互動(dòng)，參與小組討論，課后主動(dòng)完成作業(yè)，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性得到了大大的提高，不僅提高了自學(xué)和共同協(xié)作的能力，而且鍛煉了探究與創(chuàng)新思維，更有利于學(xué)生成績(jī)和綜合素質(zhì)的提高。同時(shí)教學(xué)平臺(tái)對(duì)學(xué)生的過程性評(píng)價(jià)也有了明確的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)支撐，對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)是一個(gè)很大的進(jìn)步。

3.2 促進(jìn)教師的發(fā)展

“線上+線下”的混合式教學(xué)模式轉(zhuǎn)變了教師的角色，教師由原來的課堂講授為主，轉(zhuǎn)變?yōu)橐越處煘橹鲗?dǎo)的教學(xué)活動(dòng)，其是課程的設(shè)計(jì)者、討論的引導(dǎo)者、課堂的組織者，強(qiáng)調(diào)了教師的引導(dǎo)、帶領(lǐng)和監(jiān)督作用，突出了教師和學(xué)生的互動(dòng)和交流，使學(xué)生在教師的指導(dǎo)、幫助下積極主動(dòng)地探究學(xué)習(xí)；學(xué)生可自定步調(diào)地學(xué)習(xí)或練習(xí)，教師被解放出來，可以有更多的時(shí)間關(guān)注指導(dǎo)幫助學(xué)生。這也在專業(yè)能力、混合式教學(xué)的先進(jìn)教育理論以及課程網(wǎng)站建設(shè)等方面對(duì)老師提出了更高的要求。

3.3 促進(jìn)個(gè)性化學(xué)習(xí)的發(fā)展

混合式教學(xué)實(shí)踐表明：學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性得到了提高，班級(jí)學(xué)習(xí)風(fēng)氣好轉(zhuǎn)，學(xué)生能夠根據(jù)自己的實(shí)際情況自主選擇學(xué)習(xí)策略，自定步調(diào)地開展學(xué)習(xí)，構(gòu)建新知識(shí)體系，積極參與交流與討論，并不斷對(duì)自身的學(xué)習(xí)進(jìn)行反思，改進(jìn)學(xué)習(xí)策略，教師可以根據(jù)每一位同學(xué)的學(xué)習(xí)軌跡和存在的問題，有針對(duì)性地進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)，真正實(shí)現(xiàn)了因材施教，促進(jìn)了學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的發(fā)展。

3.4 推動(dòng)深度學(xué)習(xí)的開展

傳統(tǒng)滿堂灌的課堂教學(xué)使學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)，束縛了其創(chuàng)新思維，學(xué)生的學(xué)習(xí)只停留在記住概念、知道原理等淺層學(xué)習(xí)層面上，知其然不知其所以然。而混合式教學(xué)方式在教師的引導(dǎo)下通過知識(shí)分享、話題討論、小組協(xié)作、深入思考、案例研究等方式使學(xué)生主動(dòng)地去探究深層次的問題，促使學(xué)生構(gòu)建自己的新知識(shí)體系，推動(dòng)學(xué)生高層次的思考與深度學(xué)習(xí)的開展。

4 混合式教學(xué)的總結(jié)

從本質(zhì)上來說，在線開放課程并不會(huì)真正取代傳統(tǒng)面授教學(xué)方式，通過混合式教學(xué)實(shí)踐證明，線上自學(xué)+線下互動(dòng)課堂的混合式教學(xué)模式是切實(shí)可行的，不僅使學(xué)生可以有選擇地進(jìn)行個(gè)性化的在線學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)，又能以教師為主導(dǎo)，組織開展互動(dòng)式教學(xué)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)和綜合素養(yǎng)，培養(yǎng)了其創(chuàng)新能力，提高了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的整體教學(xué)質(zhì)量，但是混合式教學(xué)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）線上自學(xué)不是傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué)，線下教學(xué)也不是照搬的傳統(tǒng)課堂教學(xué)活動(dòng)[7]，“線上”自學(xué)與“線下”的互動(dòng)式教學(xué)是同等重要的教學(xué)活動(dòng)，因此教師應(yīng)提前充分備課，分析學(xué)生的學(xué)情，針對(duì)學(xué)生的具體情況，進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，通過學(xué)生觀看視頻、線上作業(yè)、參與話題討論、文獻(xiàn)閱讀、獎(jiǎng)勵(lì)等多種方式保證學(xué)生線上學(xué)習(xí)的完成度和質(zhì)量。

（2）“線下”互動(dòng)式課堂教學(xué)不同于傳統(tǒng)教學(xué)，而是針對(duì)適合線下教學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，包括重點(diǎn)難點(diǎn)、學(xué)生發(fā)現(xiàn)的問題等，以教師為主導(dǎo)組織的互動(dòng)式課堂教學(xué)、討論和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，整個(gè)過程學(xué)生以主體參與其中。

（3）在混合式教學(xué)中，教師作為整個(gè)學(xué)習(xí)過程的總舵手，應(yīng)盡快改變角色，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，尊重個(gè)體差異，促進(jìn)個(gè)性化發(fā)展和深度學(xué)習(xí)的開展，使混合式教學(xué)效果達(dá)到最優(yōu)化。

基于自建的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》在線課程，結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)建了“線上自學(xué)+線下互動(dòng)課堂教學(xué)”的混合式教學(xué)模式，既能體現(xiàn)以學(xué)為主的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)，又可以很好地發(fā)揮以教為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)突出了教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體地位，激發(fā)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣，顯著提高了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)效果。