基于微助教的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)資源建設(shè)與應(yīng)用

徐 鶴，譚 萍，黃海平，李 鵬

（1.南京郵電大學(xué) 計算機學(xué)院，江蘇 南京 210023；2.南京郵電大學(xué)通達學(xué)院 計算機工程學(xué)院，江蘇 揚州 225127；3.南京郵電大學(xué)通達學(xué)院 商學(xué)院，江蘇 揚州 225127）

1 背 景

隨著計算機、互聯(lián)網(wǎng)+、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的快速發(fā)展，出現(xiàn)了許多信息技術(shù)與教育教學(xué)的融合創(chuàng)新應(yīng)用[1-2]，MOOC[3]、SPOC[4]、微課[5]等教學(xué)模式改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，信息技術(shù)對教育的影響日益深入，以教育信息化全面推動教育現(xiàn)代化已成為我國教育事業(yè)改革發(fā)展的戰(zhàn)略選擇[6-7]。當(dāng)前基于信息技術(shù)的雨課堂[8]、微助教[9]、課堂派[10]等教學(xué)工具在高校中得到了廣泛的應(yīng)用。其中，雨課堂是將MOOC、微信和PPT 融為一體的智慧教學(xué)工具[11]；課堂派最大的特點是支持作業(yè)的在線批閱[12]。本次教學(xué)實踐用到的微助教是一款基于微信平臺開發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)工具[13]，該工具集成的教學(xué)輔助功能有：簽到、課件、答題、討論等。微助教具有無需下載安裝、基于現(xiàn)有的微信和瀏覽器即可使用和支持多平臺等優(yōu)點。圖1 是微助教教師網(wǎng)頁端具體功能模塊，圖2 是學(xué)生微信端的功能模塊。

2 基于微助教的課程教學(xué)實踐

圖1 微助教教師端功能圖

圖2 學(xué)生微信端功能圖

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是高校計算機相專業(yè)必修課程，由于知識點多、邏輯性強、內(nèi)容抽象等原因，學(xué)生普通反映學(xué)習(xí)難度大，無法僅通過課堂教學(xué)就能學(xué)習(xí)好這門課程，而課下因為學(xué)習(xí)資源有限，學(xué)生自主學(xué)習(xí)能動性不強等，導(dǎo)致這門課程的學(xué)習(xí)效果不是太理想。筆者對基于微助教的高校計算機專業(yè)課數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程進行了一個學(xué)期的教學(xué)改革實踐，本次教學(xué)改革主要使用了微助教的課件、簽到、答題、討論、課程反饋和資源庫建設(shè)等功能。圖3 所示是基于微助教的課程教學(xué)設(shè)計。

圖3 基于微助教的課程教學(xué)設(shè)計

2.1 課前簽到

微助教采用個人微信授權(quán)加入課堂的模式，可有效防止他人代簽行為。提供的3 種手機快速簽到模式如下：普通簽到、GPS 定位簽到和二維碼簽到。一鍵式的手機普通簽到功能，可以在30 秒內(nèi)完成一個班級學(xué)生的快速簽到，并且由于簽到是一個動態(tài)的簽到數(shù)字變化過程，學(xué)生可以看到自己的簽到排名。通過設(shè)定GPS 定位簽到，可有效防止不在課堂的學(xué)生虛假簽到；或者設(shè)定二維碼簽到，由于二維碼是動態(tài)變化，可有效防止遠程簽到或者不在課堂的簽到行為。在本次教學(xué)實踐過程中，每節(jié)課均在課程上課前簽到，特別地，學(xué)生簽到有順序，每個同學(xué)都很興奮和期待能搶到前三名的簽到序號。此外，課程的出勤率也可以作為輔導(dǎo)員或教學(xué)管理部門對學(xué)生、教師和班級等評優(yōu)的一個參考數(shù)據(jù)來源。本次課程教學(xué)實踐班級總共進行了17 次簽到，基本上每次都會有2～6 人缺勤（請假、曠課等），僅有3次課出勤率為100%。課后，任課教師或輔導(dǎo)員對這些缺勤的同學(xué)進行有針對性的課程輔導(dǎo)，并加強紀律教育。

2.2 課中討論

在微助教環(huán)境下，教師通過微助教發(fā)布討論題目后，要求每位同學(xué)通過“討論”模塊實時提交相關(guān)思考討論結(jié)果，系統(tǒng)可以記錄并設(shè)置給予參與討論的同學(xué)平時學(xué)習(xí)分，如果不積極參與將沒有平時的討論得分，使得同學(xué)參與課堂討論的積極性提高。教師在課堂對課程知識點的講解完成后，通過微助教發(fā)布有關(guān)該知識點的測試題目，可以隨堂檢驗學(xué)生的知識點掌握情況。同時平時的學(xué)習(xí)情況可以作為學(xué)習(xí)過程考核成績的依據(jù)，使得過程性考核有跡可循，能促進學(xué)生對待平時學(xué)習(xí)的認真態(tài)度提高，并為教學(xué)過程化考核提供數(shù)據(jù)支撐。

2.3 課后作業(yè)

通過課后作業(yè)可以很好地促進學(xué)生對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識點的學(xué)習(xí)情況。傳統(tǒng)的作業(yè)需要人工花費大量的時間批改，且紙質(zhì)文檔不利于保存、攜帶或即時學(xué)習(xí)。由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程知識點多、散、邏輯性強，需要通過大量的選擇題、填空題、判斷題等加深對知識點的測試與加強，而這些題型都可以通過微助教自動化完成批改，節(jié)省了教師大量的批改作業(yè)時間，可以用這些時間來豐富題庫和完善考核知識點。針對每題的答題情況，微助教及時給出每題的正確人數(shù)和錯誤人數(shù)，教師可以有針對性地對得分率低的知識點進行重點講解。學(xué)生在答題過后，在微助教的學(xué)生微信端“復(fù)習(xí)”模塊里面可以對做過的習(xí)題進行閱覽，非常有助于學(xué)生對知識點的回顧和考前的復(fù)習(xí)。但是在復(fù)習(xí)模塊中學(xué)生普遍反映說每次復(fù)習(xí)由于受到手機閱覽題目的限制，都要順著題號往下看，因此在這里建議微助教可以考慮增加一個“收藏”或稱為“錯題本”功能，以便于學(xué)生能夠有針對性的復(fù)習(xí)和學(xué)習(xí)。

2.4 課件發(fā)布

傳統(tǒng)的教學(xué)結(jié)束后學(xué)生到教室教師電腦上去拷貝課件電子版，或者讓班長下發(fā)給每位同學(xué)，十分費時費力。在本次教學(xué)改革中，每節(jié)課結(jié)束后，通過微助教的“課件”功能及時發(fā)布授課課件，并勾選“允許學(xué)生下載并發(fā)送通知”，以便于學(xué)生在微信端能夠及時收到消息提醒學(xué)生下載或者查看課程課件。教師通過微助教網(wǎng)頁端能夠看到每個課件學(xué)生閱覽的人數(shù)以及姓名，可以幫助教師判斷學(xué)生課后是否認真復(fù)習(xí)了授課內(nèi)容。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程共分為10 章內(nèi)容，每章均上傳了PPT 課件，每章課程PPT 的閱覽人數(shù)所占班級總?cè)藬?shù)的比例依次為：74%、74%、42%、42%、30%、32%、30%、50%、58%、50%，由此可見學(xué)生課后復(fù)習(xí)PPT 的人數(shù)并不多。大概是因為大部分同學(xué)主要通過看書本知識進行復(fù)習(xí)與答題，授課內(nèi)容教師已經(jīng)在課堂上通過PPT 進行了詳細的講解，答題時學(xué)生要用到手機進行回答；還有部分同學(xué)不使用微助教看PPT，原因是通過拷貝PPT 后直接在電腦上閱讀，所以用手機進行PPT閱覽的人數(shù)比例不太高。微助教是最快最及時發(fā)布課件資源給每位同學(xué)的最便捷的教學(xué)輔助工具，同時微助教也支持在線PPT 播放，可以直接上課使用微助教網(wǎng)頁端的PPT 教學(xué)過程中直接進行教學(xué)點學(xué)習(xí)情況檢測，直接跳轉(zhuǎn)到答題、討論或即時開啟彈幕等與學(xué)生互動的頁面。

2.5 課程測試

本次在日常的課堂教學(xué)中，當(dāng)需要檢測某個知識點的教學(xué)結(jié)果和學(xué)生掌握情況，則通過在PPT 中設(shè)計好題目，并使用微助教編輯完成在線題庫錄入。在課堂講授到相關(guān)知識點后在PPT 中先播放題目讓學(xué)生進行課中計算完成答案在草稿紙上，然后教師在微助教網(wǎng)頁端的PPT 頁面直接跳轉(zhuǎn)到答題模塊選擇設(shè)計好的題目，進行限制在線答題時間，本次教學(xué)實踐通常設(shè)為1 分鐘，讓所有學(xué)生盡快通過微信提交完成。教師可以在網(wǎng)頁端及時查閱本題知識點學(xué)生答題情況。通過查閱結(jié)果，教師可以及時了解本知識點學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時調(diào)整教學(xué)進度。

另外，針對學(xué)生階段性的學(xué)習(xí)，可以通過微助教提供的組卷功能很方便地建立試卷庫，設(shè)置指定的開啟時間和關(guān)閉時間，檢測學(xué)生這一段時間的學(xué)習(xí)情況。這些在線測試都是通過課外時間讓學(xué)生完成，充分利用了學(xué)生的課外時間和節(jié)約了課程日常教學(xué)與課堂練習(xí)時間，通過課程測試可以掌握學(xué)生的整體學(xué)習(xí)情況，并及時地發(fā)現(xiàn)課堂教學(xué)學(xué)生沒有掌握好的知識點以及學(xué)習(xí)成績不太理想的學(xué)生，進行及時教學(xué)補救或?qū)W習(xí)幫扶。

2.6 課程評價

最新版的微助教提供了課堂反饋功能，支持每個課堂每天可給學(xué)生發(fā)送一次課堂反饋，以便于學(xué)生及時反饋對教師本節(jié)課堂授課內(nèi)容的評價。由于本門課程教學(xué)實踐開始時微助教并沒有推出課堂反饋功能，所以筆者沒有針對此功能進行每節(jié)課的課堂反饋教學(xué)實踐。但是筆者通過此功能設(shè)計了如表1 所示的課程反饋評價量表，向結(jié)束授課并給出了課程成績后的全班同學(xué)在線發(fā)送了課程反饋評價，最終收到反饋結(jié)果如圖4 所示：課堂評分為4.74 分，共38 名學(xué)生提交了反饋，其中教師態(tài)度評分4.92 分，學(xué)生學(xué)習(xí)效果4.61 分，課程學(xué)習(xí)資源4.72 分。結(jié)果表明課程學(xué)習(xí)資源和學(xué)生學(xué)習(xí)效果均達到了優(yōu)秀的效果。表1 為本次課程設(shè)置的課堂反饋評價量表。

表1 課堂反饋評價量表

圖4 課程評價反饋結(jié)果

3 微助教與雨課堂的比較

“微助教”顧名思義就是輔助教師的助教，微助教的特點是“助教”，主要用于課堂簽到和課后作業(yè)的發(fā)布、學(xué)習(xí)過程化考核記錄等。由于微助教是基于微信和網(wǎng)頁開發(fā)的微服務(wù)工具，可以跨平臺在MAC、IOS、Android 等系統(tǒng)上使用，其使用范圍廣泛，并且通常在課堂上使用只是一小部分的時間，絕大部分時間還是傳統(tǒng)的課堂PPT 教學(xué)。雨課堂的特點是在“課堂”教學(xué)，基本上需要整堂都要使用手機，這對高校學(xué)生來說可能會出現(xiàn)過度使用手機、手機電力不足影響上課效果等問題。另外，當(dāng)前版本的雨課堂需要教師在Windows 平臺安裝插件嵌入在PPT 軟件上才能使用，因此其使用范圍受到一定限制，并且需要教師更新PPT 資源以配合使用雨課堂工具進行教學(xué)，但是其無法支持用MAC 系統(tǒng)的教學(xué)工作人員使用。表2 為微助教與雨課堂的一些對比分析。通過表2 可以看出，相比于雨課堂來說微助教具有支持的平臺范圍廣、易于使用、支持簽到定位等優(yōu)點，并且充分發(fā)揮教師在課堂教學(xué)的主導(dǎo)作用，微助教僅是來輔助教師教學(xué)之用，還能將學(xué)生課后的時間更好地利用起來以促進學(xué)生的課后學(xué)習(xí)。表2 為微助教與雨課堂的對比分析。

4 基于微助教的平時成績計算

微助教支持將學(xué)生每次參與（如討論、答題、簽到等）教學(xué)中的行為賦予一定的分值，這樣一門課程從開始到最終的結(jié)課，每個學(xué)生都有一個總的分數(shù)。本次教學(xué)課程中微助教系統(tǒng)中最高分為524.2 分，最低分為277.5 分，平均分為469.9 分。在最后的平時成績中，以微助教的總分進行歸一化，歸一化公式為

其中，ymin=60，ymax=100，xmin=277.5，xmax=524.2，x為微助教系統(tǒng)中每位學(xué)生的得分。最后將歸一化后得到的y∈[60，100]作為平時成績給予每位同學(xué)，圖5 為基于微助教的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程平時成績統(tǒng)計結(jié)果?？梢钥闯觯? 名同學(xué)的平時成績?yōu)樾∮诘扔?4，剩下69名同學(xué)的平時成績均大于81 分，這里充分體現(xiàn)出學(xué)生學(xué)習(xí)的過程化考核的要求，能看出大多數(shù)同學(xué)通過使用微助教進行課程學(xué)習(xí)，并取得了良好和優(yōu)秀的平時成績。

表2 微助教與雨課堂的對比分析

圖5 基于微助教的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程平時成績統(tǒng)計結(jié)果

5 課程教學(xué)改革情況調(diào)查

傳統(tǒng)的高校教學(xué)過程往往在教學(xué)與考試結(jié)束之后，教師與學(xué)生之間很難再聯(lián)系，也很難獲得考試之后學(xué)生的真實學(xué)習(xí)情況最終反饋，雖然學(xué)校教務(wù)部門提供了教學(xué)測評，但是往往在課程教學(xué)過程中進行，學(xué)生難免有些顧慮。本次采用微助教教學(xué)實踐結(jié)束后，在給出期末成績后利用微助教的答題功能設(shè)計了一個問答題，并通過微助教的“通知”功能發(fā)給未回復(fù)答題的學(xué)生，以進行本門課程教學(xué)情況全面的調(diào)查，問答題設(shè)計如下：“本次數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程采用了微助教輔助教學(xué)系統(tǒng)：進行課程資源發(fā)布、作業(yè)提交、課堂點名、信息通知等。請你對本課程教學(xué)給出一些建議或意見，以便于更好地進行下一次的教學(xué)改進。謝謝同學(xué)們的支持！”班級共有74 名學(xué)生，最終回答此問題的學(xué)生是50 名，回復(fù)率達到67.6%。大部分學(xué)生對課程改革給予了積極評價，例如，通過微助教在課下復(fù)習(xí)以及看課件都特別方便；課堂點名能夠有效地節(jié)約上課時間，課堂課后的作業(yè)發(fā)布提交既能讓任課教師直觀地看到答題情況又能方便同學(xué)做題，課程資源和信息的通知也比較方便及時。同時，給出了一些教學(xué)改革建議：該平臺體驗較好，希望加入電腦網(wǎng)頁版學(xué)生平臺，便于下載老師發(fā)布的課件內(nèi)容。

6 結(jié)語

借助于微助教系統(tǒng)，本次教學(xué)改革實踐了“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”改革模式，教師從日常的點名、繁忙的教學(xué)作業(yè)批改、實驗評分等繁雜的教學(xué)工作中解放出來了更多的時間可以進行課程內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計與深入教學(xué)，學(xué)生通過這個系統(tǒng)可以進行深度學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程知識點。微助教系統(tǒng)可以提供基本知識點的全方位考核，讓學(xué)生能夠牢固掌握課程的基本概念，并在教學(xué)過程中通過信息化技術(shù)記錄了學(xué)生學(xué)習(xí)課程的全過程參與情況，給出了每位學(xué)生公平的學(xué)習(xí)過程考核的平時成績。實踐教學(xué)結(jié)果表明該工具能提供教學(xué)效果，是教師教學(xué)的有益助手。未來的工作將不斷完善在線資源，進行微助教互評教學(xué)實踐，并嘗試邀請課程組老師加入微助教平臺，共同建設(shè)微助教平臺的在線資源庫，不斷提高試題庫試題的數(shù)量和質(zhì)量；還將研究基于輕慕課[14]的在線教學(xué)MOOC 資源建設(shè)，不斷豐富數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程微助教教學(xué)資源，更好地為建設(shè)國家一流本科高校課程教學(xué)提供信息化教學(xué)改革服務(wù)。