摘要:筆者把CSCL應(yīng)用于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)過程，對(duì)實(shí)驗(yàn)班級(jí)采用CSCL教學(xué)方式和形成性評(píng)價(jià)，在學(xué)習(xí)過程中多次循環(huán)，經(jīng)過一個(gè)學(xué)期，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生在考試成績(jī)、反饋信息和學(xué)習(xí)能力方面都比非實(shí)驗(yàn)班有更好的效果。本文闡述了這一過程。

關(guān)鍵詞:CSCL;形成性評(píng)價(jià);數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

80年代中后期，計(jì)算機(jī)支持的協(xié)作學(xué)習(xí)在國(guó)外成為協(xié)作學(xué)習(xí)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一[1]。20世紀(jì)90年代后期，我國(guó)研究者們開始關(guān)注如何應(yīng)用信息技術(shù)促進(jìn)協(xié)作學(xué)習(xí)，華東師范大學(xué)、北京師范大學(xué)等都進(jìn)行了計(jì)算機(jī)支持協(xié)作學(xué)習(xí)的理論和技術(shù)的研究[2]。筆者嘗試將CSCL理論用于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)過程，制定了嚴(yán)密的學(xué)習(xí)步驟并加以實(shí)施，采用形成性評(píng)價(jià)考核學(xué)生成績(jī)，取得了良好的教學(xué)效果。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門核心課程，是設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)編譯原理、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)及其他系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)抽象、算法設(shè)計(jì)、創(chuàng)造思維、協(xié)同工作的能力[3]。

1CSCL和形成性評(píng)價(jià)

計(jì)算機(jī)支持的協(xié)作學(xué)習(xí)(Computer Supported Cooperative Learning，CSCL)是計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作(CSCW)和協(xié)作學(xué)習(xí)(CL)相融合發(fā)展起來的，指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來輔助和支持協(xié)作學(xué)習(xí)的一種新的技術(shù)手段，是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)建立協(xié)作學(xué)習(xí)的環(huán)境，使教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生在討論、協(xié)作與交流的基礎(chǔ)上進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)的一種學(xué)習(xí)方式[4]。

教學(xué)形成性評(píng)價(jià)(formative evaluation)是相對(duì)于終結(jié)性評(píng)價(jià)(summative evaluation)而言的。所謂形成性評(píng)價(jià)，即“對(duì)學(xué)生日常學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)、所取得的成績(jī)以及所反映出的情感、態(tài)度、策略等方面的發(fā)展”做出的評(píng)價(jià)，是基于對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)全過程的持續(xù)觀察、記錄、反思而做出的發(fā)展性評(píng)價(jià)[5]。

2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)CSCL和形成性評(píng)價(jià)實(shí)施步驟

圖1展示了CSCL和形成性評(píng)價(jià)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中的實(shí)施步驟。

圖1展示了CSCL結(jié)合形成性評(píng)價(jià)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中的實(shí)施步驟，包含以下幾個(gè)主要的教學(xué)階段，教師評(píng)價(jià)貫穿于整個(gè)教學(xué)過程。本文將就計(jì)算機(jī)0704班的一次具體學(xué)習(xí)周期，結(jié)合圖示展示此次嘗試的步驟，并總結(jié)教學(xué)效果。

2.1確定學(xué)習(xí)內(nèi)容

小組協(xié)作學(xué)習(xí)的內(nèi)容要有一定難度，有一定探究和討論價(jià)值和一定的開放性。本文選擇了一個(gè)實(shí)際生活中經(jīng)常遇見的問題，即火車車廂重排問題:一列貨運(yùn)列車共有n節(jié)車廂，每節(jié)車廂將停放在不同的車站。假定n個(gè)車站的編號(hào)分別為1～n，即貨運(yùn)列車按照第n站至第1站的次序經(jīng)過這些車站。為了便于從列車上卸掉相應(yīng)的車廂，車廂的編號(hào)應(yīng)與車站(目的地)的編號(hào)相同，使各車廂從前至后按編號(hào)1～n的次序排列，這樣，在每個(gè)車站只需卸掉最后一節(jié)車廂即可。所以，給定任意次序的車廂，必須重新排列它們?？赡芡ㄟ^轉(zhuǎn)軌站完成車廂的重排工作，在轉(zhuǎn)軌站中有一個(gè)入軌、一個(gè)出軌和k個(gè)緩沖軌，緩沖軌位于入軌和出軌之間。開始時(shí)，n節(jié)車廂從入軌進(jìn)入轉(zhuǎn)軌站，轉(zhuǎn)軌結(jié)束時(shí)各車廂按照編號(hào)1～n的次序離開轉(zhuǎn)軌站進(jìn)入出軌。假定緩沖軌按先進(jìn)先出的方式動(dòng)作，因此可將它們視為隊(duì)列，并且禁止將車廂從緩沖軌移至入軌，也禁止從出軌移至緩沖軌。

圖2給出了一個(gè)轉(zhuǎn)軌站，其中有3個(gè)緩沖軌H1、H2和H3。

要求:設(shè)計(jì)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)表示n個(gè)車廂、k個(gè)緩沖軌以及入軌和出軌;設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)車廂重排。

算法:分析算法的時(shí)間性能。

2.2分析學(xué)習(xí)目標(biāo)

在這個(gè)過程中，要實(shí)現(xiàn)三個(gè)方面的學(xué)習(xí)目標(biāo):

(1) 知識(shí)技能目標(biāo):學(xué)生學(xué)會(huì)分析問題，設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，寫出算法，用學(xué)過的C++語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)算法并分析算法的效率。

(2) 方法策略目標(biāo):鍛煉學(xué)生的發(fā)散思維，用多種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和算法完成此題。

(3) 態(tài)度體驗(yàn)?zāi)繕?biāo):讓學(xué)生提高團(tuán)隊(duì)合作能力，每個(gè)學(xué)生都要思考，充分發(fā)揮每個(gè)人的潛能。

2.3確定小組的基本結(jié)構(gòu)

按照“組間同質(zhì)、組內(nèi)異質(zhì)”的原則，把0704班35名學(xué)生分為5組，確保每組都有一名解決問題能力、主動(dòng)思考能力強(qiáng)的學(xué)生，一名編程能力強(qiáng)的學(xué)生，一名設(shè)計(jì)能力強(qiáng)的學(xué)生，一名語(yǔ)言表達(dá)能力強(qiáng)的學(xué)生，便于向其他同學(xué)講解小組的設(shè)計(jì)思路。分組爭(zhēng)取做到每個(gè)學(xué)生在合作中都有展示自我的機(jī)會(huì)，讓學(xué)習(xí)困難的學(xué)生在互相幫助中不斷提升，讓學(xué)習(xí)優(yōu)良的學(xué)生也能獲得自信。

2.4協(xié)作環(huán)境的創(chuàng)造

Groove的工作原理就是基于P2P技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)上任意兩臺(tái)計(jì)算機(jī)建立的共享虛擬空間中，項(xiàng)目?jī)?nèi)各個(gè)團(tuán)隊(duì)成員利用各種資源工具進(jìn)行協(xié)同工作。本次教學(xué)在計(jì)算機(jī)機(jī)房的每臺(tái)機(jī)器都安裝了Groove，創(chuàng)建了一個(gè)虛擬協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境。

2.5信息資源的設(shè)計(jì)

在整個(gè)虛擬協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境中，資源包括教師提供的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課件和一些必要的學(xué)習(xí)資料，以及學(xué)生自主學(xué)習(xí)過程中累積的習(xí)題、資料、程序或算法。

2.6協(xié)作學(xué)習(xí)活動(dòng)的開展

Groove學(xué)習(xí)空間的屏幕界面主要包括歡迎、文件、瀏覽、日歷、討論及聯(lián)系[6]功能。

歡迎部分是這次協(xié)作學(xué)習(xí)周期內(nèi)容的大體介紹，包括學(xué)習(xí)內(nèi)容、考察重點(diǎn)、解題思路提示、分組情況、小組成員的大致分工等;文件部分包括所有信息資源;瀏覽包括一些網(wǎng)頁(yè)地址;日歷允許教師制定課時(shí)安排與進(jìn)度;討論允許學(xué)生對(duì)某一問題發(fā)表意見。

小組成員確定自己的任務(wù)，開始討論問題解題思路，在如何轉(zhuǎn)化成算法的討論中，善于思考的學(xué)生起到關(guān)鍵作用，教師能夠看出組間組內(nèi)的差異，有的學(xué)生可以就問題提出堆棧、隊(duì)列、是否遞歸的方法，可有的學(xué)生只能想到一種方法或根本沒有思路，這時(shí)教師有了一定評(píng)價(jià)，學(xué)生之間也有了對(duì)比。

學(xué)生可以請(qǐng)教師確認(rèn)算法的可行性，教師起指導(dǎo)作用，并不給出建設(shè)性意見，讓學(xué)生在編程與調(diào)試過程中進(jìn)一步改進(jìn)算法。

算法確定后開始編碼，這時(shí)善于編程的學(xué)生發(fā)揮主要作用，編程結(jié)束后討論可行性，在此過程中，學(xué)生都能參與其中并提出想法，還可以改正細(xì)小的編程錯(cuò)誤。

之后，小組成員開始整理解題思路，制作幻燈片，準(zhǔn)備講解給教師和其他小組成員聽，這時(shí)文字表達(dá)能力強(qiáng)的學(xué)生就是主力了。

在整個(gè)過程中，教師穿梭于每個(gè)小組之間，適時(shí)與學(xué)生溝通，幫助學(xué)生糾正出現(xiàn)的問題，觀察每個(gè)學(xué)生的表現(xiàn)并作出評(píng)價(jià)。

實(shí)踐過程結(jié)束后，教師制定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，如圖1中的“評(píng)價(jià)總結(jié)”所示，讓評(píng)價(jià)有據(jù)可依。教師首先總結(jié)自己在整個(gè)過程中的評(píng)價(jià)，學(xué)生除了對(duì)自己的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，還要對(duì)組內(nèi)合作成員進(jìn)行評(píng)價(jià)，最后教師做總結(jié)，為下次學(xué)習(xí)做參考，在下一個(gè)教學(xué)周期中，教師根據(jù)上次的評(píng)價(jià)結(jié)果重新分組。

3學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)

經(jīng)過一學(xué)期的嘗試，我們用調(diào)查問卷方法對(duì)0704班學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)效果的調(diào)查，29名學(xué)生反映自己對(duì)計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)的興趣提高了，80%的學(xué)生反映在程序分析方面的思路拓廣了;上學(xué)期C++程序設(shè)計(jì)課中學(xué)習(xí)困難的同學(xué)一開始覺得自己在協(xié)作學(xué)習(xí)中的作用不大，可是一學(xué)期結(jié)束時(shí)學(xué)到好多東西，到后期也可以完全融入到討論中。

前一學(xué)期C++程序設(shè)計(jì)期終考試中，0704班和同一教師授課的0705班平均成績(jī)?cè)?0分左右，經(jīng)過這次嘗試，在與上學(xué)期C++程序設(shè)計(jì)同樣難度系數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)期終考試中，0704班的平均成績(jī)?yōu)?6.5分，而未參與實(shí)驗(yàn)的0705班平均成績(jī)?yōu)?2分，在高分同學(xué)中，0704班最高分為97分，比0705班的最高分高出5分，證明這次嘗試取得了良好的教學(xué)效果。

4結(jié)語(yǔ)

筆者將CSCL原理用在具體的課程學(xué)習(xí)中，豐富了CSCL理論。在實(shí)踐方面，為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)提供可操作的方法，通過課程評(píng)價(jià)改進(jìn)教師的教和學(xué)生的學(xué)，科學(xué)評(píng)價(jià)學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，提高他們協(xié)作學(xué)習(xí)、算法分析、編程等各方面的能力，促進(jìn)學(xué)生整體進(jìn)步，提高教學(xué)效果。

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Attempt on the CSCL and Formative Assessment in Teaching of Data Structure

YUAN Yue-chun， JIA Guo-jun

(School of Mathematics and Computer Science， Shanxi Normal University， Linfen 041004，China)

Abstract: This Paper used CSCL in the process of data structure teaching， and used formative assessment as the standard to evaluate students’ performance. In the process of teaching to experimental class we used the CSCL and formative evaluation. After a semester of teaching which included several cycles， Experimental class is all superior to non-experimental classes in student test scores， student feedback and capacity-building.

Key words: CSCL; formative evaluation; data structure

(編輯:張玥)