疫情中“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”網(wǎng)課與疫情后時(shí)代教育思考

李文藻，張 敏，馬文英

（成都信息工程大學(xué) 通信工程學(xué)院，四川 成都 610225）

0 引言

在2020年初突如其來(lái)的新冠疫情，讓教育秩序與教學(xué)計(jì)劃面臨空前巨大的壓力。也對(duì)教育系統(tǒng)的戰(zhàn)斗力進(jìn)行了一次全方位的突擊考驗(yàn)。在教育部的領(lǐng)導(dǎo)下，1 732萬(wàn)名專任教師，勇敢堅(jiān)守了教書育人的陣地，確保了2.8億學(xué)生的“停課不停學(xué)”[1]。在教學(xué)過(guò)程中，面臨了網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)工具學(xué)習(xí)、師生心理健康及教學(xué)考核等諸多挑戰(zhàn)性問(wèn)題。尤其在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”這類實(shí)踐教學(xué)特征明顯的重要基礎(chǔ)課教學(xué)中，該問(wèn)題顯得尤為明顯。在新冠病毒疫情突如其來(lái)的情況下，在線教育實(shí)踐成為保障“停課不停學(xué)”要求的首選方式。在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施與信息技術(shù)高速發(fā)展的背景下，多種實(shí)時(shí)多媒體工具與專屬教學(xué)工具為網(wǎng)課教育方案提供了有力支撐[2]。一方面，網(wǎng)絡(luò)教育的工具多樣化滿足了對(duì)課程設(shè)計(jì)中的諸多環(huán)節(jié)需求，計(jì)算機(jī)信息處理提升了教學(xué)數(shù)據(jù)采樣效率等優(yōu)勢(shì)。另一方面，網(wǎng)絡(luò)教育中的互動(dòng)性、工具熟悉程度差異性與考核公平性存在一定的缺陷。同時(shí)，在實(shí)踐類如“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程中，由于推行工程認(rèn)證教育工作，對(duì)其中的指標(biāo)數(shù)據(jù)的采集有效性需要對(duì)教師的教育方法的設(shè)計(jì)與工具熟悉提出更高的要求[3]。因此，本文重點(diǎn)討論基于成都信息工程大學(xué)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程網(wǎng)課實(shí)踐教學(xué)情況的建設(shè)情況與考核結(jié)果對(duì)比。并且基于網(wǎng)課中的若干問(wèn)題進(jìn)行討論分析，在對(duì)疫情后時(shí)代現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)信息化工具教學(xué)相結(jié)合的教育模式下，對(duì)理論實(shí)踐類課程的多種教學(xué)途徑融合的改革方法提供了依據(jù)。

1 “數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程中的教學(xué)環(huán)節(jié)與網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)工具

在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程中，是基于成果導(dǎo)向（Outcome Based Education,OBE）模型，將最終學(xué)習(xí)成果作為教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)施的目標(biāo)[4]。因此，作者所在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課題組中基于兩個(gè)重點(diǎn)支撐的畢業(yè)需求擬定了以下的教學(xué)目標(biāo)：（1）理解通信系統(tǒng)、操作系統(tǒng)等本專業(yè)密切相關(guān)系統(tǒng)中常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。（2）掌握經(jīng)典數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括線性表、棧、隊(duì)列、二叉樹(shù)、圖的概念、邏輯結(jié)果和各種操作并可以有效應(yīng)用。（3）掌握經(jīng)典算法并能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)語(yǔ)音實(shí)現(xiàn)這些算法。（4）掌握經(jīng)典數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和各種操作的具體算法。（5）至少能夠利用一門課程設(shè)計(jì)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)基本的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和算法。（6）能夠把經(jīng)典數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和基本查找，排序算法作為工具在不同場(chǎng)景下的應(yīng)用?；谝陨辖虒W(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)環(huán)節(jié)中構(gòu)建了基于理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)兩個(gè)環(huán)節(jié)。并且由于課程遞進(jìn)式的邏輯結(jié)構(gòu)，在前期教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，課程組達(dá)成了該門課程教學(xué)中理論與實(shí)踐重疊進(jìn)行教學(xué)最佳的共識(shí)。因此基于該課程的特色，在該課程教學(xué)中需要考慮如下關(guān)鍵問(wèn)題：（1）理論知識(shí)的講解與互動(dòng)。（2）實(shí)踐課程中軟件工具的選擇與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。（3）知識(shí)點(diǎn)掌握反饋與考勤。在往年常規(guī)的課題教學(xué)過(guò)程中，課程中設(shè)置了如下的環(huán)節(jié)，以保障上述關(guān)鍵點(diǎn)與教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成：（1）課堂講授；（2）課堂作業(yè)；（3）課后作業(yè)；（4）課堂討論；（5）實(shí)驗(yàn)實(shí)踐；（6）問(wèn)題回答與答辯；（7）考勤。

從表1可以看到，多樣化的方法完全覆蓋了教學(xué)目標(biāo)與關(guān)鍵問(wèn)題。同時(shí)基于達(dá)成度考核將其中的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行了量化。在持續(xù)改進(jìn)的過(guò)程中，該方法在知識(shí)點(diǎn)的教授量化上基本上達(dá)到一個(gè)較為穩(wěn)定的狀態(tài)。

表1 常規(guī)課堂教學(xué)中環(huán)節(jié)同教學(xué)關(guān)鍵點(diǎn)涵蓋分析

但是由于疫情的突然爆發(fā)，為了響應(yīng)教育部“停課不停學(xué)”與疫情防御的要求，教學(xué)形式需要依托于網(wǎng)絡(luò)授課的方式進(jìn)行。這對(duì)以上的教學(xué)方法形成了巨大的挑戰(zhàn)。但是由于國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與信息化的發(fā)展迅速，這為網(wǎng)絡(luò)授課提供了較為成熟的條件。其中云服務(wù)提供商如阿里云，騰訊云等，為網(wǎng)絡(luò)授課中的教學(xué)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量大，并發(fā)數(shù)多，延遲低等特征的服務(wù)器提供了較好的支持[5]。在采取網(wǎng)絡(luò)授課初期，大量的網(wǎng)絡(luò)課程軟件和工具上線，為教師提供了較多的選擇。

表2列舉了疫情期間較為流行的網(wǎng)絡(luò)課堂替代工具，從列表可以看到，不同軟件的功能與使用方法等具有較大區(qū)別。雖然由于疫情的發(fā)生較為突然，導(dǎo)致各個(gè)在線教育工具在不斷完善與更新。但是在教育活動(dòng)中，不同工具對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求、授課實(shí)時(shí)性與服務(wù)器穩(wěn)定性表現(xiàn)具有一定的差異性。由于阿里巴巴集團(tuán)與騰訊集團(tuán)本身較為優(yōu)異的云服務(wù)能力，在實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)對(duì)大規(guī)模的線上音視頻教學(xué)表現(xiàn)較好。例如，在二月初，釘釘技術(shù)人員就在阿里云上緊急擴(kuò)容網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算能力，基于彈性計(jì)算資源編排服務(wù)，在2小時(shí)內(nèi)就新增加了1萬(wàn)臺(tái)云服務(wù)器，為網(wǎng)絡(luò)教育的低延遲、低數(shù)據(jù)丟失在最短的時(shí)間內(nèi)得到了緩解。

表2 常見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)工具對(duì)比

2 “數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程疫情間教學(xué)與未來(lái)線上線下課程結(jié)合方法

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程是計(jì)算機(jī)類學(xué)科中極為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，其主要特征集中在基于C語(yǔ)言前序課程的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)踐與理論講授都較為重要。而針對(duì)課程的特征結(jié)合疫情期間的教學(xué)活動(dòng)，對(duì)在線網(wǎng)絡(luò)教授“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的缺點(diǎn)進(jìn)行了如下的總結(jié)。（1）教學(xué)平臺(tái)繁多且功能使用上較為復(fù)雜，對(duì)教師要求較高。（2）實(shí)踐類課程中需要為學(xué)生提供過(guò)程的監(jiān)督與針對(duì)性指導(dǎo)，該項(xiàng)功能對(duì)實(shí)踐性實(shí)踐課程支持較弱，特別需要試驗(yàn)耗材與硬件工具的課程無(wú)法滿足。（3）由于“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的特征，課程中作業(yè)、課程后作業(yè)的抄襲現(xiàn)象較多，且工具無(wú)法分別。（4）無(wú)法觀察在授課過(guò)程中學(xué)生的專注程度。在明確以上存在的缺點(diǎn)情況下，課程組在疫情期間采取了騰訊課堂與PTA（Programming Teaching Assistant）程序設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)平臺(tái)結(jié)合方式，以最大化弱化與彌補(bǔ)上述存在的弱點(diǎn)。并且，基于教學(xué)工具多樣化的背景下，降低學(xué)生與教師對(duì)軟件學(xué)習(xí)的負(fù)擔(dān)，傾向性選擇大眾化工具，也是其中選擇的考量。在最終的考核中，采取騰訊會(huì)議視頻與PTA在線考試功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)課程的考核工作。從課程開(kāi)始到結(jié)束，將工具限制在兩種的最小數(shù)量。

基于網(wǎng)課經(jīng)驗(yàn)作者團(tuán)隊(duì)認(rèn)為在后續(xù)的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程中，充分利用在線作業(yè)收集批閱、考勤、在線答疑與練習(xí)題集加線下集中授課互動(dòng)的線上線下結(jié)合的方式，將對(duì)拓展學(xué)生時(shí)間邊界、合理部署理論實(shí)踐內(nèi)容交疊，與釋放教師部分考核批閱負(fù)擔(dān)等方面，具有重要的作用。

3 結(jié)語(yǔ)

本文基于2020年初疫情中線上“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程實(shí)施情況，針對(duì)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程傳統(tǒng)授課與疫情期間授課的進(jìn)行了梳理。在論述了本門課程的教學(xué)與考核基礎(chǔ)上，對(duì)線上教學(xué)的缺陷與疫情后時(shí)代的線上線下融合教學(xué)方式進(jìn)行初步的探討。信息化潮流勢(shì)在必行的背景下，更多線上線下融合方案、線上資源豐富對(duì)后續(xù)的軟件實(shí)踐類課程具有重要的現(xiàn)實(shí)討論意義。