基于雨課堂的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革與實(shí)踐

王達(dá) 張坤 蘭義華

摘? 要 介紹雨課堂在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)過(guò)程中的具體實(shí)施和應(yīng)用。通過(guò)雨課堂的課前、課中、課后三段式導(dǎo)學(xué)模式教學(xué)，能夠提高師生互動(dòng)頻率，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。同時(shí)，教師通過(guò)雨課堂平臺(tái)提供的實(shí)時(shí)反饋數(shù)據(jù)，可以對(duì)課堂中學(xué)生整體掌握情況有明確把握，根據(jù)具體情況及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)方法，從而提高課堂效率。

關(guān)鍵詞 雨課堂;數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);師生互動(dòng);教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2020）22-0042-04

Teaching Reform and Practice of Data Structure based on Rain Classroom//WANG Da， ZHANG Kun， LAN Yihua

Abstract This paper introduces the concrete implementation and application of Rain Classroom in the teaching of Data Structure.

Through the three-stage guidance mode of teaching in Rain Class-room， the interaction frequency between teachers and students can be?increased， and the learning initiative of students can be improved.?Meanwhile， the real-time feedback data provided by teachers throughRain Classroom platform can give an overall situation of students in?the class， and timely adjust the teaching progress and teaching me-thods according to the specific situation， thus improving the class-room efficiency.

Key words rain classroom; data structure; interaction between tea-chers and students; teaching reform

1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)現(xiàn)狀

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心主干課程之一，是一門理論知識(shí)和工程實(shí)踐緊密結(jié)合的綜合性課程，在計(jì)算機(jī)學(xué)科教學(xué)過(guò)程中具有十分重要的作用。目前，國(guó)內(nèi)很多院校教師依舊選擇“課堂理論教學(xué)+實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)”的傳統(tǒng)教學(xué)形式，存在教學(xué)內(nèi)容單一枯燥、學(xué)生參與度不高、師生互動(dòng)匱乏、教師難以掌控學(xué)習(xí)效果等現(xiàn)象[1]，打破這一僵局，是高校教師一直努力的目標(biāo)。

隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)與教育持續(xù)融合，針對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程嘗試進(jìn)行教學(xué)改革。充分利用信息化教學(xué)手段對(duì)課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)形式、考評(píng)機(jī)制進(jìn)行改革和完善，有效地改善傳統(tǒng)課堂的教學(xué)弊端，從而推進(jìn)現(xiàn)代教育技術(shù)與傳統(tǒng)課堂的深度融合，提升教師教學(xué)創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)“以教為中心”向“以學(xué)為中心”轉(zhuǎn)變，不斷提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。

2 雨課堂現(xiàn)狀分析

雨課堂是由清華大學(xué)在線教育辦公室與學(xué)堂在線共同研發(fā)推出的一款智慧教學(xué)工具[2]，作為插件嵌入Microsoft PowerPoint軟件中，結(jié)合微信（WeChat）使用，安裝完成后（以Microsoft PowerPoint為例）的界面如圖1所示，操作簡(jiǎn)單方便，為教師和學(xué)生之間的互動(dòng)建立了一座溝通的橋梁。

到目前為止，很多院校的教師在某些類課程中已經(jīng)采用傳統(tǒng)課堂和雨課堂混合的教學(xué)模式。周霞等在文獻(xiàn)[2]中探索了雨課堂在常微積分方程課程，杜廣祖等在文獻(xiàn)[3]中探討了雨課堂在農(nóng)業(yè)昆蟲學(xué)課程，丁瑩在文獻(xiàn)[4]中探討了雨課堂在財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)課程中的教學(xué)改革與實(shí)踐，并取得顯著成效。李鵬等在文獻(xiàn)[5]中探討了雨課堂在“課前—課中—課后”三段式導(dǎo)學(xué)中的應(yīng)用效果，發(fā)現(xiàn)明顯提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和自主性，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)和教師的教學(xué)質(zhì)量。嘗試在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中采用雨課堂，具體研究“課前—課中—課后”三段式導(dǎo)學(xué)模式，通過(guò)豐富的師生互動(dòng)，提高教學(xué)質(zhì)量。

3 雨課堂在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中的具體實(shí)施

課前環(huán)節(jié)? 教師通過(guò)微信掃一掃功能，使用微信賬號(hào)登錄雨課堂，建立課程和班級(jí)。一般提前兩天左右把整理好的課件、視頻、習(xí)題等預(yù)習(xí)資料（2個(gè)課時(shí)）通過(guò)雨課堂對(duì)應(yīng)的功能選項(xiàng)（圖2所示）發(fā)放到平臺(tái)，規(guī)定學(xué)生限期完成課前預(yù)習(xí)任務(wù)。學(xué)生利用自己的碎片時(shí)間，通過(guò)手機(jī)端的雨課堂平臺(tái)就可以進(jìn)行預(yù)習(xí)，遇到疑難問(wèn)題可以在平臺(tái)上和教師進(jìn)行互動(dòng)，由教師在線答疑，也可以把不理解的問(wèn)題在PPT上進(jìn)行標(biāo)注，效果如圖3所示。這些數(shù)據(jù)會(huì)同步在教師端進(jìn)行顯示，教師根據(jù)學(xué)生的掌握情況調(diào)整課堂的教學(xué)方法和教學(xué)進(jìn)度。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中涉及大量的算法實(shí)現(xiàn)，把算法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程做出Flash（如圖4所示），以動(dòng)畫的形式提前發(fā)送給學(xué)生，從視覺上刺激學(xué)生，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

課中環(huán)節(jié)? 教師單擊“開啟雨課堂授課”，選擇授課班級(jí)，自動(dòng)生成二維碼，通過(guò)手機(jī)掃碼后接收登錄驗(yàn)證碼，讓學(xué)生通過(guò)手機(jī)微信掃碼或輸入課堂暗號(hào)進(jìn)入課堂進(jìn)行學(xué)習(xí)，同時(shí)完成簽到任務(wù)。

課程PPT同步到學(xué)生手機(jī)端，學(xué)生在教師講解過(guò)程中可以通過(guò)點(diǎn)擊“不懂”和“收藏”來(lái)記錄不理解的和重點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題。教師的手機(jī)變成課堂的“遙控器”，可以隨時(shí)控制課堂的進(jìn)度和課堂的形式。教師開啟“彈幕”功能，可以讓學(xué)生通過(guò)發(fā)送彈幕信息提出教學(xué)過(guò)程中不理解的、質(zhì)疑的或與之相關(guān)的話題。教師可以對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行課堂在線測(cè)試，推送試題后讓學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)提交，在手機(jī)端就會(huì)接收到學(xué)生答題實(shí)況，包括答對(duì)人數(shù)、答錯(cuò)人數(shù)、各個(gè)選項(xiàng)的選擇情況，并且根據(jù)需要設(shè)置投屏顯示，不僅可以在一定程度上控制學(xué)生學(xué)習(xí)的注意力，還可以在線實(shí)時(shí)反饋學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。教師根據(jù)反饋數(shù)據(jù)，靈活控制課堂教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)形式。

以雨課堂中講解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中遍歷二叉樹為例，教師先講解先序、中序、后序遍歷，再進(jìn)入深度挖掘，給出其中兩種遍歷序列要求寫出第三種遍歷序列。教師完成知識(shí)點(diǎn)的講授后想要檢測(cè)學(xué)生對(duì)深度挖掘環(huán)節(jié)的掌握情況，課堂發(fā)布一個(gè)測(cè)試，給出后序和中序遍歷的結(jié)果，要求學(xué)生寫出先序遍歷的序列。通過(guò)在線測(cè)試，教師將學(xué)生提交結(jié)果進(jìn)行課堂投屏顯示，效果如圖5所示。教師在課堂中精準(zhǔn)地掌握到教學(xué)效果的反饋數(shù)據(jù)信息，這是以往傳統(tǒng)課堂教學(xué)無(wú)法做到的，也是雨課堂教學(xué)中的一個(gè)顯著的創(chuàng)新點(diǎn)。

課后環(huán)節(jié)? 課程結(jié)束后，教師的手機(jī)端就會(huì)接收到一個(gè)課堂報(bào)告提醒，“在線交流”“實(shí)時(shí)反饋”“在線測(cè)評(píng)”“作業(yè)追蹤”等幾大模板以數(shù)據(jù)的形式實(shí)時(shí)反饋學(xué)生的課堂效果。教師以這些數(shù)據(jù)作為依據(jù)設(shè)置課后作業(yè)，學(xué)生完成后，教師在平臺(tái)上進(jìn)行線上批改，學(xué)生在線實(shí)時(shí)接收批改情況，這是利用雨課堂教學(xué)的創(chuàng)新點(diǎn)一。批改后根據(jù)每位學(xué)生掌握情況的不同，對(duì)典型問(wèn)題和個(gè)別學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的資料推送，從而強(qiáng)化學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)，做到因材施教，這是利用雨課堂教學(xué)的創(chuàng)新點(diǎn)二。

反饋數(shù)據(jù)、對(duì)教師的評(píng)價(jià)能夠及時(shí)幫助教師完成教學(xué)反思[6]，教師借助技術(shù)手段為學(xué)生建立學(xué)習(xí)模型（課前預(yù)習(xí)、課堂表現(xiàn)、師生互動(dòng)、測(cè)試結(jié)果、作業(yè)），從而整體上調(diào)整、優(yōu)化課程的教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)方案[7]。具體的課前、課中、課后的師生教學(xué)流程如圖6所示。

4 雨課堂教學(xué)效果評(píng)價(jià)

遍歷二叉樹講解結(jié)束后，針對(duì)雨課堂教學(xué)效果對(duì)學(xué)生做了一個(gè)問(wèn)卷調(diào)查，學(xué)生普遍認(rèn)為課堂效果良好。其中83%的學(xué)生認(rèn)為師生互動(dòng)交流大大提高了，87%的學(xué)生認(rèn)為課前推送資料、課后在線批改作業(yè)對(duì)自己學(xué)習(xí)幫助比較大，73%的學(xué)生認(rèn)為PPT課件同步學(xué)生手機(jī)端獨(dú)特、新穎。通過(guò)整理問(wèn)卷，雨課堂教學(xué)的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

加強(qiáng)師生互動(dòng)交流? 傳統(tǒng)課堂中一提到師生交流，指的僅僅是課堂中的師生交流，雨課堂則利用技術(shù)手段將師生交流分為課前、課中、課后的師生交流。在雨課堂中通過(guò)微信平臺(tái)實(shí)施在線交流、答疑、測(cè)試等一系列師生互動(dòng)，充分解決問(wèn)題反饋時(shí)間差的現(xiàn)象，學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中的疑難問(wèn)題能夠迅速、有效地解決，提高學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性，活躍了整個(gè)教學(xué)過(guò)程的課堂氣氛，從而促進(jìn)教學(xué)。

延伸課堂教學(xué)過(guò)程? 雨課堂利用網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)終端，將課堂預(yù)習(xí)、課后反饋和鞏固學(xué)習(xí)與課堂教學(xué)緊密連接起來(lái)，形式獨(dú)特、新穎。學(xué)生可以利用離散、碎片時(shí)間學(xué)習(xí)，完成課前、課后的學(xué)習(xí)任務(wù)，課堂不再僅僅是課中的教學(xué)，而是延伸到了課前和課后。

改變教學(xué)理念，發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性? 在雨課堂教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生遇到不理解的重點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題可以單擊手機(jī)端的PPT下方“不懂”按鈕，這些數(shù)據(jù)會(huì)同步在教師端顯示，由教師及時(shí)對(duì)問(wèn)題再次進(jìn)行重點(diǎn)講解;學(xué)生單擊“彈幕”按鈕，表達(dá)思想、觀點(diǎn)、感興趣的話題，教師根據(jù)學(xué)生的課堂話題進(jìn)行講解和點(diǎn)評(píng)，不僅師生溝通便捷，還可以活躍課堂氣氛，充分體現(xiàn)出“以學(xué)生為中心”的教學(xué)思想。

轉(zhuǎn)變師生關(guān)系? 傳統(tǒng)課堂中教師是主導(dǎo)者，課堂側(cè)重教師的講授，學(xué)生往往只是被動(dòng)地學(xué)習(xí)。而采用了雨課堂之后，課堂教學(xué)過(guò)程轉(zhuǎn)變成師生有互動(dòng)、教師有講解、學(xué)生有質(zhì)疑、課堂教學(xué)效果數(shù)據(jù)有反饋，課堂真正轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主、教師為輔的師生關(guān)系。

提高學(xué)生語(yǔ)言組織能力、表達(dá)能力? 雨課堂教學(xué)過(guò)程中有的時(shí)候讓學(xué)生走上講臺(tái)進(jìn)行講課，培養(yǎng)他們的語(yǔ)言組織能力、語(yǔ)言表達(dá)能力，自己不僅要明白，還要講清楚、講明白，讓同學(xué)能夠聽明白、真正理解，這是一種難得的能力的培養(yǎng)。

完善教學(xué)評(píng)價(jià)體系? 傳統(tǒng)課堂學(xué)生的表現(xiàn)往往只能依靠教師在教學(xué)工作中的經(jīng)驗(yàn)來(lái)判別，而雨課堂教學(xué)過(guò)程中強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析功能使教師能夠全面地了解每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，可以通過(guò)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)地反饋出學(xué)生在課前、課中、 課后整個(gè)教學(xué)過(guò)程中的表現(xiàn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)缺乏數(shù)據(jù)支撐的缺點(diǎn)。

5 課堂存在不足

在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中引用雨課堂教學(xué)，的確提高了教學(xué)質(zhì)量，但也存在一些問(wèn)題需要完善和解決。雨課堂教學(xué)過(guò)程中需要網(wǎng)絡(luò)支撐，雖然目前學(xué)校已經(jīng)實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，但有時(shí)網(wǎng)絡(luò)的性能不穩(wěn)定，課程教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)卡頓、延遲，更有甚者出現(xiàn)斷網(wǎng)等現(xiàn)象，這時(shí)教師和學(xué)生就只能通過(guò)自己的手機(jī)流量來(lái)開展課堂教學(xué)，給教學(xué)效果帶來(lái)比較大影響。

另外，教師不好監(jiān)控到每位學(xué)生的手機(jī)使用情況，在講解過(guò)程中有個(gè)別學(xué)生通過(guò)手機(jī)做一些與課堂教學(xué)無(wú)關(guān)的事情，這樣勢(shì)必影響教學(xué)效果。這就對(duì)教師提出更高的要求，一定要做好教學(xué)設(shè)計(jì)，充分掌握學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)態(tài)，提高師生互動(dòng)頻率，增加課堂趣味性，將學(xué)生的注意力吸引到教師的課堂教學(xué)活動(dòng)中。

6 結(jié)論

總之，教學(xué)實(shí)踐表明，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中引用雨課堂教學(xué)方法，可以促進(jìn)學(xué)生積極參與課堂的各種教學(xué)活動(dòng)，推動(dòng)學(xué)生主動(dòng)思考、勇于創(chuàng)新，拓寬學(xué)生視野，更加全方位地學(xué)習(xí)，真正做到以學(xué)生為主、教師為輔，課堂效率得到明顯提高。■

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