周朝萱 劉小英

（攀枝花學(xué)院，四川 攀枝花 617000）

1 引言

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的一門(mén)重要核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是很多計(jì)算機(jī)類(lèi)專業(yè)碩士研究生入學(xué)考試的必選課程。該課程具有理論性和實(shí)踐性強(qiáng)、內(nèi)容抽象、知識(shí)點(diǎn)多等特點(diǎn)，學(xué)生普遍反映理解困難、學(xué)習(xí)興趣不大，尤其是采用C語(yǔ)言描述算法時(shí)，涉及結(jié)構(gòu)體、指針、遞歸函數(shù)等，更是讓學(xué)生感到理解和算法編寫(xiě)困難。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教師投入足夠的精力備課和講授，學(xué)生也認(rèn)真聽(tīng)課，但這種教學(xué)模式不重視學(xué)生的主觀意愿，往往教師講什么，學(xué)生就學(xué)什么，學(xué)生常常反映課堂上聽(tīng)懂了，但完成作業(yè)或進(jìn)行算法設(shè)計(jì)時(shí)卻很迷茫，不會(huì)應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題，教學(xué)效果較差。

為了提高教學(xué)效果，有必要對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程進(jìn)行教學(xué)改革。混合式教學(xué)模式是借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，進(jìn)行學(xué)生的在線自主學(xué)習(xí)和教師的課堂教學(xué)相結(jié)合的一種教學(xué)模式。清華大學(xué)在線教學(xué)指導(dǎo)專家組組長(zhǎng)于歆杰認(rèn)為混合式教學(xué)會(huì)成為大勢(shì)所趨。

2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)混合教學(xué)在線課程資源建設(shè)

2.1 混合式教學(xué)中線上線下教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

在混合式教學(xué)中，一方面學(xué)生借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源自主學(xué)習(xí)知識(shí)，另一方面以教師講授等方式開(kāi)展課堂教學(xué)，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用。合理設(shè)計(jì)自主學(xué)習(xí)和課堂教學(xué)內(nèi)容，才能將學(xué)生的自主學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)有機(jī)結(jié)合，提高教學(xué)效果。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的混合式教學(xué)中，教師首先將知識(shí)點(diǎn)分為了解、記憶、理解與應(yīng)用等不同層次，分別進(jìn)行線上和線下教學(xué)。

（1）線上教學(xué)內(nèi)容。學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)自主學(xué)習(xí)了解和記憶層次的基礎(chǔ)知識(shí)，在課堂教學(xué)后，完成單元測(cè)試和在線作業(yè)，以檢驗(yàn)單元知識(shí)是否達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

（2）在課堂教學(xué)中，以教師為主導(dǎo)，是通過(guò)講授等教學(xué)方式，學(xué)習(xí)理解和應(yīng)用層次的知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)進(jìn)行算法分析、設(shè)計(jì)和實(shí)踐，應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。

2.2 基于“超星”平臺(tái)的混合教學(xué)在線課程資源建設(shè)

豐富的教學(xué)資源和友好的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的在線資源依托于“超星”平臺(tái)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)根據(jù)課程以及在線學(xué)習(xí)課程的特點(diǎn)，建設(shè)的教學(xué)網(wǎng)站主要包括課程介紹、教學(xué)大綱、考核辦法、課程章節(jié)等模塊，其中，課程章節(jié)是本平臺(tái)的重點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容，主要包含教學(xué)視頻、課件、章節(jié)測(cè)試、線上作業(yè)、討論等。課程平臺(tái)首頁(yè)如圖1所示。

圖1 《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》在線教學(xué)平臺(tái)首頁(yè)

平臺(tái)中的學(xué)生在線學(xué)習(xí)的資源主要分為教案、章節(jié)、資料、通知、討論、作業(yè)、考試、題庫(kù)等板塊，重點(diǎn)建設(shè)的是“章節(jié)”內(nèi)容。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)內(nèi)容包括線性結(jié)構(gòu)、樹(shù)形結(jié)構(gòu)、圖形結(jié)構(gòu)、查找算法與排序算法4大模塊。我院常選用嚴(yán)蔚敏的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(C語(yǔ)言版)》教材，該教材中，將知識(shí)共分為9個(gè)章節(jié)。在進(jìn)行教學(xué)資源建設(shè)時(shí)，按章節(jié)劃分知識(shí)，每一個(gè)章節(jié)一個(gè)單元，共建設(shè)了9個(gè)單元，每個(gè)單元分為多個(gè)教學(xué)專題，為每個(gè)單元精心制作了微課視頻和PPT課件，設(shè)計(jì)了討論問(wèn)題和單元測(cè)試的試題庫(kù)等。以“樹(shù)和二叉樹(shù)”單元為例，其資源按根目錄逐級(jí)向下細(xì)分結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)資源建設(shè)目錄級(jí)劃分

（1）單元建設(shè)。在單元建設(shè)中，主要包含單元導(dǎo)學(xué)案和專題設(shè)計(jì)。

①單元導(dǎo)學(xué)案。在單元導(dǎo)學(xué)案中，列出了本單元的主要知識(shí)點(diǎn)、學(xué)習(xí)目標(biāo)、時(shí)間安排、視頻、典型例題和練習(xí)題、推薦學(xué)習(xí)網(wǎng)站等，學(xué)生在進(jìn)入本單元學(xué)習(xí)之前能根據(jù)單元導(dǎo)學(xué)案制定學(xué)習(xí)計(jì)劃，在學(xué)習(xí)完成后，通過(guò)典型例題和練習(xí)題鞏固知識(shí)。

②專題設(shè)計(jì)。為了細(xì)化知識(shí)點(diǎn)，每個(gè)單元都分為多個(gè)專題，例如，在“樹(shù)和二叉樹(shù)”這一單元中，共設(shè)計(jì)了5個(gè)專題，每一個(gè)專題設(shè)計(jì)了相應(yīng)的專題導(dǎo)學(xué)案和專題講稿，錄制了一到多個(gè)專題視頻，每個(gè)視頻時(shí)間盡量控制在20分鐘以內(nèi)，主要講授本專題的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)，以“樹(shù)和二叉樹(shù)”單元為例，該單元的專題、視頻數(shù)量及時(shí)間如表1所示。

表1 樹(shù)形結(jié)構(gòu)單元的專題、視頻數(shù)量及時(shí)間

（2）在線測(cè)試。在資源建設(shè)過(guò)程中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)搜集了大量的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程相關(guān)試題，并按單元知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整理歸類(lèi)，建設(shè)了按單元知識(shí)點(diǎn)劃分的較全面的試題庫(kù)，包含選擇、填空、判斷、問(wèn)答和算法設(shè)計(jì)等多種題型。

（3）在線討論。在線平臺(tái)中開(kāi)辟了討論區(qū)，方便師生之間互相討論、答疑，教師在每個(gè)單元中都事先設(shè)計(jì)了多個(gè)在線討論問(wèn)題，學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和在線討論，學(xué)生在自主學(xué)習(xí)時(shí)遇到了問(wèn)題或難點(diǎn)，可以將問(wèn)題發(fā)布到平臺(tái)進(jìn)行討論。

（4）在平臺(tái)中還提供了課件PPT、在線作業(yè)、教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、實(shí)驗(yàn)教學(xué)資料、課程設(shè)計(jì)資料及學(xué)生的優(yōu)秀編程作品和設(shè)計(jì)報(bào)告等，供學(xué)生自主學(xué)習(xí)過(guò)程中使用和參考。其中，課件資源是混合式教學(xué)中不可缺少的資源，本課程目前已根據(jù)教材章節(jié)安排制訂了9個(gè)單元的完整課件。

3 混合式教學(xué)實(shí)施方案

在2020年和2021年中，本院采用了混合式教學(xué)模式對(duì)2018級(jí)、2019級(jí)計(jì)算機(jī)類(lèi)專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程進(jìn)行教學(xué)。課程教學(xué)中，采用課前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)和課后鞏固三個(gè)階段和多個(gè)步驟、多種教學(xué)方法實(shí)施方案。

（1）課前預(yù)習(xí)

①線上教學(xué)資源準(zhǔn)備。任課教師課前在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中準(zhǔn)備好視頻、導(dǎo)學(xué)案、PPT課件、試題庫(kù)、在線作業(yè)、討論問(wèn)題等學(xué)習(xí)資源。在導(dǎo)學(xué)案中布置好學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)要求、目標(biāo)、相關(guān)的學(xué)習(xí)資源列表、時(shí)間計(jì)劃等。

②學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)。學(xué)生觀看網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上的視頻、參與線上討論，在線答疑，完成單元和專題導(dǎo)學(xué)案中的課前練習(xí)題等。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生可以自由組合，分成小組進(jìn)行，也可以獨(dú)立完成，有時(shí)還會(huì)運(yùn)用釘釘?shù)绕脚_(tái)，進(jìn)行答疑、課程直播等，提升學(xué)習(xí)積極性。

（2）課堂教學(xué)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)混合式教學(xué)的課堂教學(xué)流程如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)過(guò)程

①通過(guò)預(yù)習(xí)提問(wèn)，或者學(xué)生以小組為單位匯報(bào)學(xué)習(xí)情況，檢查學(xué)生自主學(xué)習(xí)效果。

②在本課程的教學(xué)中，一些如“串”等掌握程度要求不高的知識(shí)，完全由學(xué)生自學(xué)，鑒于本人所在學(xué)校是二本院校，學(xué)生整體的自學(xué)能力不夠強(qiáng)，課堂教學(xué)中教師還須詳細(xì)講授重、難點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)，常采用啟發(fā)式教學(xué)、案例教學(xué)、投稿展示、分組討論等方法開(kāi)展課堂教學(xué)。教師首先提出問(wèn)題或給出案例，然后引導(dǎo)學(xué)生分析案例、開(kāi)展小組討論、學(xué)生闡述解決方案、教師歸納總結(jié)等，引導(dǎo)學(xué)生逐層深入理解和掌握知識(shí)，應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題，提高學(xué)生參與度，活躍課堂氣氛。

③借助雨課堂等平臺(tái)進(jìn)行隨堂測(cè)試與練習(xí)，了解學(xué)生的知識(shí)吸收程度和課堂學(xué)習(xí)效果，最后，教師對(duì)本次課內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)并布置課后練習(xí)題。

（3）課后鞏固

在課堂教學(xué)后，學(xué)生通過(guò)完成線下作業(yè)、借助平臺(tái)上的資源自主復(fù)習(xí)，鞏固知識(shí)，在每一單元教學(xué)結(jié)束后的兩周內(nèi)，學(xué)生進(jìn)行本單元的在線測(cè)試，檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果。教師跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，及時(shí)督促學(xué)生完成課后學(xué)習(xí)任務(wù)，總結(jié)教學(xué)效果，適時(shí)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)方式。

4 考核方式與教學(xué)效果

4.1 考核方式設(shè)計(jì)

為了跟蹤和評(píng)價(jià)教學(xué)效果，本課程考核成績(jī)主要由三部分組成，總評(píng)成績(jī)?cè)u(píng)定方法為：在線學(xué)習(xí)成績(jī)占20%，課堂表現(xiàn)成績(jī)占20%，期末考試成績(jī)占60%。其中：在線學(xué)習(xí)成績(jī)包括學(xué)生在線視頻學(xué)習(xí)次數(shù)與時(shí)長(zhǎng)、在線作業(yè)成績(jī)、在線測(cè)試成績(jī)、課程討論區(qū)互動(dòng)參與度等。課堂表現(xiàn)成績(jī)包括課堂教學(xué)時(shí)學(xué)生的課堂討論參與情況、回答問(wèn)題正確情況、課后作業(yè)完成情況等。期末考試成績(jī)是對(duì)整個(gè)課程知識(shí)掌握情況的檢測(cè)。

4.2 教學(xué)效果

我們分析了2020年和2021年的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)混合式教學(xué)成績(jī)，并將學(xué)生的考試成績(jī)與2020以前的該門(mén)課程的傳統(tǒng)教學(xué)成績(jī)進(jìn)行了對(duì)比。圖4是同一專業(yè)的不同年級(jí)成績(jī)比結(jié)果。

從圖4的對(duì)比結(jié)果可以看出，采用混合式教學(xué)后，全班的期末成績(jī)中，不及格的人數(shù)減少了，80分以上的人數(shù)大大增加，說(shuō)明，采用混合教學(xué)法后，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)效果有了明顯的改善。

圖4 傳統(tǒng)教學(xué)與混合式教學(xué)成績(jī)對(duì)比

4.3 評(píng)價(jià)反饋

為更好開(kāi)展相關(guān)的教學(xué)改革，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)不記名形式的網(wǎng)上調(diào)查問(wèn)卷，了解學(xué)生對(duì)教學(xué)模式的看法。統(tǒng)計(jì)問(wèn)題調(diào)查結(jié)果，80%左右的學(xué)生表示滿意，認(rèn)可這種教學(xué)模式，表2是問(wèn)卷調(diào)查的部分結(jié)果。

表2 問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果

5 結(jié)語(yǔ)

在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中，通過(guò)混合式教學(xué)改，把傳統(tǒng)教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)和學(xué)生網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)緊密結(jié)合起來(lái)，既發(fā)揮了教師在教學(xué)過(guò)程中的引導(dǎo)、啟發(fā)和監(jiān)控等主導(dǎo)作用，也充分發(fā)揮了學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中自主學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，同時(shí)，也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，增強(qiáng)了學(xué)生的自信心。實(shí)踐證明，采用混合式教學(xué)模式進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)取得了較好的教學(xué)效果。