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        數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程混合式教學(xué)實(shí)踐與評估

        2019-01-23 03:50:22戴成秋
        計(jì)算機(jī)教育 2019年1期
        關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教師

        戴成秋

        (湖南工學(xué)院 計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)學(xué)院,湖南 衡陽 421002)

        0 引 言

        2015年11月,教育部、國家發(fā)改委、財(cái)政部三部委聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于引導(dǎo)部分地方普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的指導(dǎo)意見》,對地方普通本科高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的主要任務(wù)做出明確規(guī)定,高等教育發(fā)展逐步步入內(nèi)涵式發(fā)展。眾所周知,高等教育發(fā)展依賴于教育教學(xué)質(zhì)量的提升,也最終落足于課堂教學(xué)[1]。

        互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,給教育帶來了全新的挑戰(zhàn)。“互聯(lián)網(wǎng)+教育”實(shí)質(zhì)就是利用以MOOC為代表的教育信息技術(shù),實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)改革[2],混合式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)為教師提供了全新的教學(xué)模式[3-5]。

        1 開展混合式教學(xué)的目標(biāo)

        數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是面向計(jì)算機(jī)、通信、電子等專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。它所討論的知識內(nèi)容和提倡的技術(shù)方法,無論對進(jìn)一步學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的其他課程,還是對從事大型信息工程的開發(fā),都是重要而必備的基礎(chǔ)。

        盡管教師與學(xué)生對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程都比較重視,但在目前的教學(xué)過程中,傳統(tǒng)的“滿堂灌”課堂教學(xué)方法造成了學(xué)生理解知識點(diǎn)不透徹,實(shí)踐能力差的問題。在此背景下,混合線上與線下兩種學(xué)習(xí)方式,融入主動學(xué)習(xí)與問題導(dǎo)向教學(xué)理念,開展數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的混合式教學(xué)改革十分必要。

        為實(shí)施好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)改革,我們提出開展混合式教學(xué)的目標(biāo)與任務(wù)如下:①加強(qiáng)學(xué)生對于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)各重要知識點(diǎn)的理解,提升學(xué)生編程實(shí)踐能力;②促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí),加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性;③加強(qiáng)教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的學(xué)習(xí)互動;④組織好每次見面課前后的學(xué)習(xí)任務(wù)、反饋、案例、考核等。

        2 混合式教學(xué)總體思路

        2.1 課程基本信息

        數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程主要介紹數(shù)據(jù)組織與算法設(shè)計(jì),使學(xué)生在面對具體應(yīng)用問題時(shí),能選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)出較為高效的算法。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程面向計(jì)算機(jī)學(xué)院本科生開設(shè),原計(jì)劃課時(shí)為64學(xué)時(shí)。采取混合式教學(xué)改革后,線上學(xué)習(xí)使用的是浙江大學(xué)陳越老師在中國大學(xué)MOOC上開設(shè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)國家精品在線開放課程,實(shí)踐與作業(yè)結(jié)合“拼題啊” 程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)系統(tǒng)開展,線下翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合藍(lán)墨智能云教學(xué)平臺開展,案例講解與小組討論也采用藍(lán)墨云APP計(jì)分考核。

        2.2 混合模式

        數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)混合式教學(xué)改革采取線上線下結(jié)合方式,線上學(xué)時(shí)24,線下學(xué)時(shí)32,具體分配情況見表1。成績采用全量化的形式開展計(jì)分,其中中國大學(xué)MOOC在線課程平臺成績占比20%,“拼題啊”程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)系統(tǒng)平臺成績占比20%,藍(lán)墨智能云教學(xué)平臺占比20%,期末測驗(yàn)占比40%。

        表1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)混合式教學(xué)課時(shí)分布

        3 在線教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

        數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程混合式學(xué)習(xí)在一個學(xué)期內(nèi)完成,根據(jù)學(xué)習(xí)知識點(diǎn)按時(shí)間進(jìn)行線上線下學(xué)習(xí)任務(wù)分割,要求按小組做好每次任務(wù)的學(xué)習(xí)反饋。同一小組成員可以給出一些約束性條件,比如不同星座、不同性別、不同地域、不同宿舍等,這樣既避免了主動學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生抱團(tuán),又能加強(qiáng)學(xué)生之間的溝通交流。每次線下見面課前,要求各小組組長做好如下工作:①視頻學(xué)習(xí)反饋;②測試反饋,導(dǎo)出MOOC測試成績;③數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法編程反饋,從線上“拼題啊”導(dǎo)出上機(jī)編程成績;④集中討論反饋,論壇統(tǒng)計(jì)發(fā)帖。

        在中國大學(xué)MOOC平臺和PTA實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)平臺下,課程教學(xué)知識的描述形式多樣化、更生動,學(xué)生學(xué)習(xí)按自己需求開展,可重復(fù)看也可考核之后學(xué)習(xí)等。線上學(xué)習(xí)平臺使得抽象知識生動化、學(xué)習(xí)工作效率化,比如開設(shè)混合式教學(xué)課程的教師在每次見面課授課前,可以在中國大學(xué)MOOC和PTA實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)平臺上導(dǎo)出學(xué)生在線學(xué)習(xí)與編程的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),表2為PTA平臺導(dǎo)出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)線性表編程練習(xí)學(xué)生的得分情況。

        表2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)線性表學(xué)習(xí)情況統(tǒng)計(jì)

        4 線下教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

        4.1 課前任務(wù)單設(shè)計(jì)

        見面課是線下教學(xué)的重要一環(huán),在每次見面課前一周的時(shí)間里,給出學(xué)習(xí)任務(wù)單內(nèi)容,包含章節(jié)名稱、學(xué)習(xí)目標(biāo)、要點(diǎn)等,要求各學(xué)習(xí)小組組長做好學(xué)習(xí)監(jiān)督反饋,任務(wù)單內(nèi)容見表3。

        表3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)線性表學(xué)習(xí)任務(wù)單

        4.2 課上教學(xué)設(shè)計(jì)

        線下教學(xué)開展形式采用SPOC(Small Private Online Course),SPOC是指使用MOOC的技術(shù)平臺和教學(xué)手段進(jìn)行授課的校內(nèi)課程。SPOC通常只允許本校的學(xué)生參加,教師會組織線下教學(xué)活動,從而實(shí)現(xiàn)線上線下混合式教學(xué),發(fā)揮各自優(yōu)勢的效果。

        本項(xiàng)目中線下課程教學(xué)主要結(jié)合藍(lán)墨云智能云教學(xué)平臺開展。平臺擁有簽到、分組、課堂表現(xiàn)、互助答疑、頭腦風(fēng)暴、投票問卷、學(xué)習(xí)效果測試、教學(xué)周報(bào)等功能,能輔助翻轉(zhuǎn)課堂中的分組討論、設(shè)計(jì)問題、實(shí)踐展示等操作。

        5 教學(xué)效果評估與總結(jié)

        5.1 教學(xué)效果評估

        數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程混合式教學(xué)改革實(shí)施結(jié)束后,需要開展歷史成績、平行班成績的比較工作,結(jié)合學(xué)生問卷分析教學(xué)改革的效果。

        圖1所示為往屆同課程教學(xué)班級物聯(lián)1401試卷分析表,圖2所示為實(shí)施數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)混合式教學(xué)改革的軟件1502班的試卷分析表,在試卷難度略有提升的情況下,軟件1502班的及格率高于物聯(lián)1401班,且其班級平均成績79.55分都高于往屆數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)物聯(lián)網(wǎng)1401班72.35分,高分區(qū)(90~100)人數(shù)及比例也明顯高于往屆班級,反映混合式教學(xué)改革對于優(yōu)秀學(xué)生影響更大。

        圖1 傳統(tǒng)教學(xué)物聯(lián)網(wǎng)1401班教學(xué)成績分布

        圖2 混合式教學(xué)軟件1502班教學(xué)成績分布

        為了讓對比更客觀,平行班同課程成績對比采用15級其他教師擔(dān)任課程教學(xué)的班級成績來對比分析,圖3所示為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)混合式教學(xué)班與彭、伍兩位教師擔(dān)任教學(xué)的同屆其他班級期末考試成績及格率的對比。對比結(jié)果也充分說明,開展混合式教學(xué)改革后,學(xué)生的學(xué)習(xí)成績總體好于傳統(tǒng)式教學(xué)。

        圖3 不同教師數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)成績及格率分布

        后續(xù)跟蹤混合式教學(xué)班級學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù),得知該班學(xué)生在學(xué)科競賽和軟件水平資格考試中表現(xiàn)都優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)班級。

        5.2 混合式教學(xué)總結(jié)

        混合式教學(xué)模式的混合不是簡單地從線上線下教學(xué)方式混合,而是多方位的混合。

        其一,視頻和老師講解混合。課程主講采用網(wǎng)絡(luò)集中視頻授課的在線教學(xué)方式。參與課程學(xué)習(xí)的學(xué)生還能獲得本地教師的個性化授課和輔導(dǎo),此外參與該課程的助教團(tuán)隊(duì)會根據(jù)課程內(nèi)容的要求提前錄制好相應(yīng)的視頻上傳到網(wǎng)絡(luò)平臺上供學(xué)生集中學(xué)習(xí)討論。

        其二,學(xué)習(xí)環(huán)境的混合。將課堂教學(xué)環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)活動環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)施教環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)討論環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)互評環(huán)境有機(jī)結(jié)合。老師在教學(xué)過程中,可發(fā)布話題、問卷調(diào)查、專題等活動,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性和主動性。學(xué)生可寫學(xué)習(xí)感受、心得,而且學(xué)生的整個學(xué)習(xí)活動都被存儲在系統(tǒng)中,學(xué)生隨時(shí)可查看,這便于學(xué)生復(fù)習(xí)、總結(jié)。

        其三,學(xué)習(xí)方式的混合。充分利用3個平臺的內(nèi)容與特色,將網(wǎng)絡(luò)互助、自主學(xué)習(xí)同教師面授有機(jī)混合,小組內(nèi)部協(xié)作學(xué)習(xí)、進(jìn)行討論,共同為完成一個目標(biāo)而學(xué)習(xí)。同時(shí)小組之間也可以討論,請教問題。

        其四,學(xué)習(xí)過程中采用了游戲化教學(xué)設(shè)計(jì),游戲化學(xué)習(xí)將轉(zhuǎn)變“以教師為中心”的傳統(tǒng)思路,讓學(xué)習(xí)者在教學(xué)活動中主動地建構(gòu)自己的知識體系,并且能形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

        6 存在的問題與建議

        俗語稱教學(xué)相長,一輪混合式教學(xué)改革后,需開展教學(xué)反思與總結(jié),數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程混合式教學(xué)反思如下。

        1)加強(qiáng)過程監(jiān)控,多做教學(xué)反思。

        混合式教學(xué)改革最大的提升就是更加注重教學(xué)過程,讓學(xué)生重視學(xué)習(xí)過程,循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí),花更多的心思和精力去學(xué)習(xí),而不是考前突擊,更注重于培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力,但在本次混合式教學(xué)過程中,難以避免地出現(xiàn)了刷題、代做等異常情況。下一步要思考相應(yīng)的對策,促進(jìn)學(xué)生加強(qiáng)學(xué)習(xí),提升程序設(shè)計(jì)能力。

        2)調(diào)整或自建網(wǎng)絡(luò)課程。

        網(wǎng)上學(xué)習(xí)的浙江大學(xué)陳越教授主講的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程難度層次偏高,學(xué)生反映學(xué)習(xí)起來較為困難,如何調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容,或者利用平臺自建,是值得探討的方法。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一門專業(yè)基礎(chǔ)課,又是學(xué)生考研課程,要求深度學(xué)習(xí),所以課程的見面課課時(shí)并未大幅度減少,相比以往只是額外增加了課外學(xué)習(xí)和豐富了教學(xué)方式與手段,所以才能提升教學(xué)效果。

        3)加強(qiáng)課程資源與案例建設(shè)。

        混合式教學(xué)改革的重心依然是課程建設(shè),而課程建設(shè)離不開師資和教學(xué)資源建設(shè),在立項(xiàng)建立混合式教學(xué)的時(shí)候,應(yīng)優(yōu)先考慮已經(jīng)初步建設(shè)成形的教學(xué)團(tuán)隊(duì),先行建設(shè)幾門優(yōu)秀在線課程。

        4)激發(fā)學(xué)生的潛能,持續(xù)給學(xué)生布置任務(wù)。

        混合式教學(xué)關(guān)鍵在于培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,在學(xué)習(xí)過程中,在保持一定張力的同時(shí),要持續(xù)不斷地給學(xué)生布置任務(wù)及要求,重心在加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

        5)主持混合式教學(xué)的教師要對自己和學(xué)生有信心。

        混合式教學(xué)過程中,有一部分為翻轉(zhuǎn)課堂,要發(fā)揮學(xué)生的主導(dǎo)作用,要對自己有信心,課前做好充分準(zhǔn)備,對學(xué)生提出的問題不至于措手不及;要對學(xué)生有信心,相信學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課堂翻轉(zhuǎn)PPT、綜合問題求解等都可以很好解決。

        6)教改是求變,不能閉門造車,要多出去學(xué)習(xí)交流。

        多去同類型學(xué)校交流研討,多參加主題鮮明的教學(xué)研討會,對教師理念更新和教學(xué)水平提升都大有益處。

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