民辦高校數(shù)據(jù)結構課程智慧教學探索與實踐

李娟 舒暢 周華濤

摘要：“互聯(lián)網+教育”背景下，“智慧教學”理念得到充分發(fā)展。為解決民辦高校數(shù)據(jù)結構課程教學中教學模式封閉性、教學方案片面性、教學對象學習自覺性不高等問題，構建了課程智慧教學體系。根據(jù)課程教學需求，充分利用現(xiàn)有軟硬件教學設施和資源，整合、改造為智慧教學平臺和包含教學資源、文獻資源和網絡資源的立體化資源系統(tǒng)。以學生為中心，進行智慧教學環(huán)節(jié)與活動設計。線上、線下兩個教學環(huán)節(jié)的混合，課堂教學、實踐教學、擴展實踐教學和課外輔導等活動的融合，更有效提升學習者體驗。著眼于有效調控學習過程，構建“診斷性評價”“形成性評價”與“終結性評價”相結合的評價方法體系。教學實踐表明，課程以“計算思維能力培養(yǎng)”為目標，培養(yǎng)學生在計算環(huán)境下掌握問題求解方法，理解計算機學科獨特的思維方式，為將來創(chuàng)新性地解決專業(yè)問題奠定了基礎。智慧教學將“新工科”人才培養(yǎng)需求落實到民辦高校的具體課程，為培養(yǎng)“新工科”人才奠定基礎。

關鍵詞：智慧教學;數(shù)據(jù)結構;計算思維;新工科;民辦高校

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）21-0142-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1? 引 言

民辦高校作為我國高校的組成部分，在我國的高等教育中發(fā)揮著越來越重要的作用。武昌工學院是經教育部批準設立的全日制普通本科高等學校，面向區(qū)域經濟發(fā)展設置專業(yè)，形成了以工學為主，工學、管理學、經濟學、文學、藝術學、教育學六大學科門類協(xié)調發(fā)展的學科布局。“新工科”背景下[1-3]，計算機科學與技術、軟件工程、數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術、物聯(lián)網工程等新工科專業(yè)成為學校重點發(fā)展專業(yè)，良好的計算思維成為民辦高?！靶鹿た啤比瞬排囵B(yǎng)的重要目標之一。

近年來，“互聯(lián)網+教育”的發(fā)展，催生了“智慧教學”的概念，并得到快速、充分的發(fā)展[4-6]。作為新工科專業(yè)的核心課程，“數(shù)據(jù)結構”課程致力于培養(yǎng)學生的計算思維能力[7，8]，在民辦高校工程教育中具有舉足輕重的作用。將先進的教學理念和現(xiàn)代化教學技術應用于課程教學之中，構建”數(shù)據(jù)結構“智慧教學體系，可以實現(xiàn)課程的“智慧教學”，有效培養(yǎng)學生計算思維能力，以滿足“新工科”專業(yè)人才培養(yǎng)需求。

2 教學現(xiàn)狀分析

“數(shù)據(jù)結構”課程講授計算機領域常用的數(shù)據(jù)結構及各種查找和排序的算法，在學校新工科各專業(yè)課程體系中具有重要的作用。通過本課程的學習，能夠使學生準確理解和掌握數(shù)據(jù)結構的基本概念和基本理論;熟練地掌握數(shù)據(jù)結構的內在邏輯關系及其在計算機中的表示方法，以及有關基本操作的算法實現(xiàn);能夠根據(jù)求解的問題合理選擇數(shù)據(jù)結構，應用高級語言編寫和實現(xiàn)結構清晰和正確易讀的算法以及評價基本算法的能力;掌握計算機學科的科學思維方法和工程設計方法，具有良好的科學素養(yǎng)和工程意識。

課程以素質教育、創(chuàng)新教育為指導思想，遵循學生認知規(guī)律和能力發(fā)展規(guī)律，以學生為主體，以教師為主導，以能力培養(yǎng)為核心，在課程框架設計上按照“邏輯結構、物理結構和算法”組織課程知識體系，在內容上按照“概念表述、數(shù)據(jù)模型構建、算法設計”三個層面進行講授，將計算機科學中一些重要的問題求解技術和精彩的經典算法穿插其中。任課教師均掌握計算機領域基本知識與基礎理論，具有較強的軟件開發(fā)能力，并接受過職業(yè)教育教學方法論的培訓。采用試卷方式進行考核，考核內容涵蓋課程大綱90%知識點。

歷經20年的課程建設和教學實踐，武昌工學院“數(shù)據(jù)結構“課程體系日益成熟，具有豐富的課程資源和教學經驗。然而，新工科背景下，面向民辦高校應用型人才培養(yǎng)目標，課程教學仍然存在一定問題，主要包括以下幾個方面：

傳統(tǒng)的教學模式不適應“互聯(lián)網+”時代的學習需求。目前，課程主要采用“理論課堂講授+實驗上機編程”的封閉式教學模式，這種模式不符合當今時代開放式教學需求，學生很難在課內完全掌握學習內容，也不方便在課外獲得更多的教學資源和教學輔導。

傳統(tǒng)的教學方案不能充分發(fā)揮豐富教學資源的優(yōu)勢。目前，課程教學及教改方案均以教師教學為主導，注重于教師個人能力、教學水平的發(fā)揮與提高，這種方式雖然積累了豐富的教學資源，但這些教學資源的獲取方式單一、訪問量較低，不能得到有效利用。

傳統(tǒng)的教學方法不適合民辦高校學生學習習慣。民辦高校學生雖然學習興趣廣泛、易于接受新事物，但學習存在一定惰性，自我管理能力有待進一步加強，以講授、作業(yè)為主的教學方法很難發(fā)揮應有的作用，從而無法達到教學目的。

3 智慧教學體系構建

3.1 智慧教學平臺及資源建設

課程基于超星泛雅平臺[9-11]進行線上線下混合教學，校園環(huán)境具備良好的網絡信號，學生自備學習終端（智能手機或電腦）;在多媒體教室開展課堂教學與研討。課程實驗應在實驗室進行，提供Windows操作系統(tǒng)和編程環(huán)境。除基本實驗環(huán)境外，還提供相關實驗教學資源，構成實驗教學軟環(huán)境，包括：實驗任務、實驗說明、實驗指導、實驗案例、實驗報告書寫規(guī)范等。

課程主要資源如下：

教學資源：包括教師提供的教案、課件、題庫，錄制的視頻等。這些資源是在線開放課程的基本資源，是課程存在的基礎，也是學生學習的基礎材料，要求學生認真學習、充分利用。

文獻資源：本課程選用教材為：劉暢，《數(shù)據(jù)結構》，上海交通大學出版社。該教材為校企合作優(yōu)秀教材、精品課程配套教材、21世紀應用型人才培養(yǎng)“十三五”規(guī)劃教材。符合我校教學定位與需求。該教材以“應用”為導向，進行內容的組織與編排，每章的主要算法構成一個相對獨立的子系統(tǒng)，可用于指導實驗。

網絡資源：課程網站，網上教學資源豐富，網站更新及時。超星網提供的知識鏈接，包含論著、論文、網絡文章等。另外還有若干電子書籍。教學中，應該引導學生搜索網絡資源，以拓展知識面，或開展深入研究。

3.2 智慧教學環(huán)節(jié)與活動設計

課程利用超星學習通等網絡教學平臺，展開線上線下混合式教學模式。充分應用現(xiàn)代信息技術，為學生營造開放式思維訓練環(huán)境，引導學生對專業(yè)領域現(xiàn)實問題進行自主探究，激發(fā)求知欲望和學習潛能，建構知識體系的同時，促成信息素養(yǎng)與專業(yè)素養(yǎng)的協(xié)同提升;對原有網絡學習平臺進行功能擴展，構建基于移動網絡的微資源子平臺，使學生充分利用移動互聯(lián)網學習環(huán)境的優(yōu)勢，不斷提高學習的主動性和參與度，促進學生的自我發(fā)展。

課程教學主要包括線上、線下兩個環(huán)節(jié)。學生學習線上教學視頻，完成線上測試。線上學習內容注重解決問題的方法和思維的引導，加強學生進一步掌握知、提高技能。線下授課采用“理論-實驗”融合方式，教師不斷圍繞案例進行提問、解答，然后設計新的問題，引出新的解答途徑并演練、驗證。通過計算機現(xiàn)場編程，層層遞進剖析，引導學生學習。線上線下混合教學，更有效提升學習者體驗。

課程主要教學活動包括：課堂教學、實踐教學、擴展實踐教學和課外輔導等方式。課堂教學，提倡啟發(fā)式教學方法，由淺入深、循序漸進講清基本概念、基本理論、基本方法，抓住重點，突破難點。實踐教學，采用講-學-練結合的方式，在機房授課。采取“教師講操作、學生跟著學、學生自己練”的方式展示。擴展實踐教學，通過綜合訓練培養(yǎng)學生分析具體問題、建立數(shù)據(jù)模型并解決實際問題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和提高動手實踐的能力;課外輔導：采取答疑方式，針對普遍性問題則在理論課堂教學、習題課課堂教學和實驗課堂教學中及時予以解決。

3.3 智慧教學考核與評價機制

依據(jù)課程的總體教學目標和階段目標，構建指標明確、量化合理的評價指標體系;著眼于激發(fā)學生的學習熱情，幫助其有效調控自己的學習過程，構建“診斷性評價”“形成性評價”與“終結性評價”相結合的評價方法體系。具體實施過程：期末考核成績由“活躍度+項目得分+期末考試”三部分組成，活躍度作為“診斷性評價”的具體形式占30%，項目作為“形成性評價”的具體形式占30%，期末考試占40%。

課程活躍度則完全由課堂積分構成，在平時的教學過程中，通過超星學習通平臺設置討論，投票，知識點測試，單元測試，學生完成可得相應積分。課程在實施過程中，將形成性考核組織、設計為8個項目26個任務，以項目為載體，按照“由淺入深、環(huán)環(huán)相扣、步步推進”的思路，將考核貫穿于教學全過程，通過項目的完成情況，對學生的知識掌握程度、程序設計水平、項目開發(fā)能力進行評價。終結性考核側重于考核學生知識的掌握程度和實際應用能力，本課程的終結性考核是通過期末考試（閉卷）的方式進行。

4 教學實踐與效果

“數(shù)據(jù)結構”課程于2020年秋季在武昌工學院計算機科學與技術、軟件工程、物聯(lián)網工程等專業(yè)中展開智慧教學的探索與實踐，改革和創(chuàng)新”數(shù)據(jù)結構“課程教學，任課教師的教學能力與教學水平將得到有效提高，學生對課程知識和相關技能的掌握將更加熟練和深入;同時，對計算機其他課程將起到示范作用，對我校計算機教學，計算機教學師資，計算機專業(yè)人才培養(yǎng)，起到有效的促進作用。

“數(shù)據(jù)結構”課程的智慧教學改革與實踐，以“計算思維能力培養(yǎng)”為目標，培養(yǎng)學生的計算思維理念、計算思維方法和計算思維能力;培養(yǎng)學生在計算環(huán)境下掌握問題求解方法，理解計算機學科獨特的思維方式，為將來創(chuàng)新性地解決專業(yè)問題奠定了基礎。智慧教學將“新工科”人才培養(yǎng)需求落實到具體課程，為培養(yǎng)“新工科”人才奠定基礎。

5 結論

民辦高?！皵?shù)據(jù)結構”課程智慧教學探索與實踐，立足我校計算機教學需求，以計算思維為核心，進行“數(shù)據(jù)結構”課程教學體系的規(guī)劃與重構;探索我校計算機教學改革之路，并付諸“數(shù)據(jù)結構”課程建設和教學實踐，實現(xiàn)“智慧教育”。通過“數(shù)據(jù)結構”課程的“智慧教學”，培養(yǎng)學生計算思維能力，力求為他們提供在各學科研究創(chuàng)新的計算新手段、新方法和應用計算手段進行各學科研究創(chuàng)新的新能力。

構建以智慧教學為核心的民辦高校計算機教育模式，是民辦高校計算機課程教學目標的新思考。從傳統(tǒng)的“計算機基礎知識與技能培養(yǎng)”轉變?yōu)椤八季S與能力”的培養(yǎng)，更符合“新工科”應用型人才培養(yǎng)需求。

參考文獻：

[1] 周玲，樊麗霞，范惠明，等.新工科背景下課程建設現(xiàn)狀研究——基于核心素養(yǎng)的實證調查[J].中國人民大學教育學刊，2021（3）：52-77.

[2] 楊書新，蘭紅，蔡虔.新工科背景下的計算機類專業(yè)人才培養(yǎng)探索與實踐[J].計算機教育，2021（6）：47-51.

[3] 王春梅.新工科背景下研究生“四位一體”育人體系探索與實踐——以計算機學科為案例[J].電腦知識與技術，2021，17（24）：217-218.

[4] 涂頻.“互聯(lián)網+”時代高職院校融創(chuàng)式智慧教學模式改革[J].電腦知識與技術，2020，16（30）：89-91.

[5] 李美蓉，吳寧.融合思政教育的應用型本科工科類課程線上智慧教學[J].計算機教育，2021（7）：47-50.

[6] 夏小娜，戚萬學.智慧教學管理的決策架構方案——基于“數(shù)據(jù)管理——業(yè)務設計——平臺架構”的決策維度分析[J].現(xiàn)代教育技術，2021，31（2）：88-94.

[7] 楊雷，馬安香，張曉紅，等.新工科建設的背景下基于PBL的《數(shù)據(jù)結構》課程教學模式研究[J].高教學刊，2021（8）：105-108.

[8] 李娟.基于應用型人才培養(yǎng)的數(shù)據(jù)結構課程建設[J].軟件導刊，2020，19（2）：168-171.

[9] 陳潮.超星泛雅平臺與雨課堂相結合的混合式教學模式實踐[J].計算機時代，2021（7）：109-113.

[10] 郭亮，鄭華林，李本杰，等.基于超星學習通的翻轉課堂教學設計與實踐[J].教育教學論壇，2021（25）：80-83.

[11] 杜伯陽.基于超星平臺的計算機線上課程創(chuàng)新教學體系探究[J].電腦知識與技術，2020，16（35）：96-97.

【通聯(lián)編輯：王力】