李娟 舒暢 周華濤

摘要：“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下，“智慧教學(xué)”理念得到充分發(fā)展。為解決民辦高校數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中教學(xué)模式封閉性、教學(xué)方案片面性、教學(xué)對(duì)象學(xué)習(xí)自覺(jué)性不高等問(wèn)題，構(gòu)建了課程智慧教學(xué)體系。根據(jù)課程教學(xué)需求，充分利用現(xiàn)有軟硬件教學(xué)設(shè)施和資源，整合、改造為智慧教學(xué)平臺(tái)和包含教學(xué)資源、文獻(xiàn)資源和網(wǎng)絡(luò)資源的立體化資源系統(tǒng)。以學(xué)生為中心，進(jìn)行智慧教學(xué)環(huán)節(jié)與活動(dòng)設(shè)計(jì)。線上、線下兩個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的混合，課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、擴(kuò)展實(shí)踐教學(xué)和課外輔導(dǎo)等活動(dòng)的融合，更有效提升學(xué)習(xí)者體驗(yàn)。著眼于有效調(diào)控學(xué)習(xí)過(guò)程，構(gòu)建“診斷性評(píng)價(jià)”“形成性評(píng)價(jià)”與“終結(jié)性評(píng)價(jià)”相結(jié)合的評(píng)價(jià)方法體系。教學(xué)實(shí)踐表明，課程以“計(jì)算思維能力培養(yǎng)”為目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生在計(jì)算環(huán)境下掌握問(wèn)題求解方法，理解計(jì)算機(jī)學(xué)科獨(dú)特的思維方式，為將來(lái)創(chuàng)新性地解決專(zhuān)業(yè)問(wèn)題奠定了基礎(chǔ)。智慧教學(xué)將“新工科”人才培養(yǎng)需求落實(shí)到民辦高校的具體課程，為培養(yǎng)“新工科”人才奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：智慧教學(xué);數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);計(jì)算思維;新工科;民辦高校

中圖分類(lèi)號(hào)：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2022）21-0142-02

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

1? 引 言

民辦高校作為我國(guó)高校的組成部分，在我國(guó)的高等教育中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。武昌工學(xué)院是經(jīng)教育部批準(zhǔn)設(shè)立的全日制普通本科高等學(xué)校，面向區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展設(shè)置專(zhuān)業(yè)，形成了以工學(xué)為主，工學(xué)、管理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、文學(xué)、藝術(shù)學(xué)、教育學(xué)六大學(xué)科門(mén)類(lèi)協(xié)調(diào)發(fā)展的學(xué)科布局?！靶鹿た啤北尘跋耓1-3]，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程等新工科專(zhuān)業(yè)成為學(xué)校重點(diǎn)發(fā)展專(zhuān)業(yè)，良好的計(jì)算思維成為民辦高?！靶鹿た啤比瞬排囵B(yǎng)的重要目標(biāo)之一。

近年來(lái)，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的發(fā)展，催生了“智慧教學(xué)”的概念，并得到快速、充分的發(fā)展[4-6]。作為新工科專(zhuān)業(yè)的核心課程，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程致力于培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)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(jìn)的教學(xué)理念和現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)應(yīng)用于課程教學(xué)之中，構(gòu)建”數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)“智慧教學(xué)體系，可以實(shí)現(xiàn)課程的“智慧教學(xué)”，有效培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力，以滿(mǎn)足“新工科”專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)需求。

2 教學(xué)現(xiàn)狀分析

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程講授計(jì)算機(jī)領(lǐng)域常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及各種查找和排序的算法，在學(xué)校新工科各專(zhuān)業(yè)課程體系中具有重要的作用。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，能夠使學(xué)生準(zhǔn)確理解和掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念和基本理論;熟練地掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)在邏輯關(guān)系及其在計(jì)算機(jī)中的表示方法，以及有關(guān)基本操作的算法實(shí)現(xiàn);能夠根據(jù)求解的問(wèn)題合理選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，應(yīng)用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)和實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)清晰和正確易讀的算法以及評(píng)價(jià)基本算法的能力;掌握計(jì)算機(jī)學(xué)科的科學(xué)思維方法和工程設(shè)計(jì)方法，具有良好的科學(xué)素養(yǎng)和工程意識(shí)。

課程以素質(zhì)教育、創(chuàng)新教育為指導(dǎo)思想，遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律和能力發(fā)展規(guī)律，以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，以能力培養(yǎng)為核心，在課程框架設(shè)計(jì)上按照“邏輯結(jié)構(gòu)、物理結(jié)構(gòu)和算法”組織課程知識(shí)體系，在內(nèi)容上按照“概念表述、數(shù)據(jù)模型構(gòu)建、算法設(shè)計(jì)”三個(gè)層面進(jìn)行講授，將計(jì)算機(jī)科學(xué)中一些重要的問(wèn)題求解技術(shù)和精彩的經(jīng)典算法穿插其中。任課教師均掌握計(jì)算機(jī)領(lǐng)域基本知識(shí)與基礎(chǔ)理論，具有較強(qiáng)的軟件開(kāi)發(fā)能力，并接受過(guò)職業(yè)教育教學(xué)方法論的培訓(xùn)。采用試卷方式進(jìn)行考核，考核內(nèi)容涵蓋課程大綱90%知識(shí)點(diǎn)。

歷經(jīng)20年的課程建設(shè)和教學(xué)實(shí)踐，武昌工學(xué)院“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)“課程體系日益成熟，具有豐富的課程資源和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。然而，新工科背景下，面向民辦高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，課程教學(xué)仍然存在一定問(wèn)題，主要包括以下幾個(gè)方面：

傳統(tǒng)的教學(xué)模式不適應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的學(xué)習(xí)需求。目前，課程主要采用“理論課堂講授+實(shí)驗(yàn)上機(jī)編程”的封閉式教學(xué)模式，這種模式不符合當(dāng)今時(shí)代開(kāi)放式教學(xué)需求，學(xué)生很難在課內(nèi)完全掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容，也不方便在課外獲得更多的教學(xué)資源和教學(xué)輔導(dǎo)。

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

傳統(tǒng)的教學(xué)方法不適合民辦高校學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣。民辦高校學(xué)生雖然學(xué)習(xí)興趣廣泛、易于接受新事物，但學(xué)習(xí)存在一定惰性，自我管理能力有待進(jìn)一步加強(qiáng)，以講授、作業(yè)為主的教學(xué)方法很難發(fā)揮應(yīng)有的作用，從而無(wú)法達(dá)到教學(xué)目的。

3 智慧教學(xué)體系構(gòu)建

3.1 智慧教學(xué)平臺(tái)及資源建設(shè)

課程基于超星泛雅平臺(tái)[9-11]進(jìn)行線上線下混合教學(xué)，校園環(huán)境具備良好的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，學(xué)生自備學(xué)習(xí)終端（智能手機(jī)或電腦）;在多媒體教室開(kāi)展課堂教學(xué)與研討。課程實(shí)驗(yàn)應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，提供Windows操作系統(tǒng)和編程環(huán)境。除基本實(shí)驗(yàn)環(huán)境外，還提供相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，構(gòu)成實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟環(huán)境，包括：實(shí)驗(yàn)任務(wù)、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)案例、實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)寫(xiě)規(guī)范等。

課程主要資源如下：

教學(xué)資源：包括教師提供的教案、課件、題庫(kù)，錄制的視頻等。這些資源是在線開(kāi)放課程的基本資源，是課程存在的基礎(chǔ)，也是學(xué)生學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)材料，要求學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)、充分利用。

文獻(xiàn)資源：本課程選用教材為：劉暢，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》，上海交通大學(xué)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(jì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)“十三五”規(guī)劃教材。符合我校教學(xué)定位與需求。該教材以“應(yīng)用”為導(dǎo)向，進(jìn)行內(nèi)容的組織與編排，每章的主要算法構(gòu)成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)，可用于指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。

網(wǎng)絡(luò)資源：課程網(wǎng)站，網(wǎng)上教學(xué)資源豐富，網(wǎng)站更新及時(shí)。超星網(wǎng)提供的知識(shí)鏈接，包含論著、論文、網(wǎng)絡(luò)文章等。另外還有若干電子書(shū)籍。教學(xué)中，應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生搜索網(wǎng)絡(luò)資源，以拓展知識(shí)面，或開(kāi)展深入研究。

3.2 智慧教學(xué)環(huán)節(jié)與活動(dòng)設(shè)計(jì)

課程利用超星學(xué)習(xí)通等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，展開(kāi)線上線下混合式教學(xué)模式。充分應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，為學(xué)生營(yíng)造開(kāi)放式思維訓(xùn)練環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域現(xiàn)實(shí)問(wèn)題進(jìn)行自主探究，激發(fā)求知欲望和學(xué)習(xí)潛能，建構(gòu)知識(shí)體系的同時(shí)，促成信息素養(yǎng)與專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)的協(xié)同提升;對(duì)原有網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)進(jìn)行功能擴(kuò)展，構(gòu)建基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的微資源子平臺(tái)，使學(xué)生充分利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)環(huán)境的優(yōu)勢(shì)，不斷提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和參與度，促進(jìn)學(xué)生的自我發(fā)展。

課程教學(xué)主要包括線上、線下兩個(gè)環(huán)節(jié)。學(xué)生學(xué)習(xí)線上教學(xué)視頻，完成線上測(cè)試。線上學(xué)習(xí)內(nèi)容注重解決問(wèn)題的方法和思維的引導(dǎo)，加強(qiáng)學(xué)生進(jìn)一步掌握知、提高技能。線下授課采用“理論-實(shí)驗(yàn)”融合方式，教師不斷圍繞案例進(jìn)行提問(wèn)、解答，然后設(shè)計(jì)新的問(wèn)題，引出新的解答途徑并演練、驗(yàn)證。通過(guò)計(jì)算機(jī)現(xiàn)場(chǎng)編程，層層遞進(jìn)剖析，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。線上線下混合教學(xué)，更有效提升學(xué)習(xí)者體驗(yàn)。

課程主要教學(xué)活動(dòng)包括：課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、擴(kuò)展實(shí)踐教學(xué)和課外輔導(dǎo)等方式。課堂教學(xué)，提倡啟發(fā)式教學(xué)方法，由淺入深、循序漸進(jìn)講清基本概念、基本理論、基本方法，抓住重點(diǎn)，突破難點(diǎn)。實(shí)踐教學(xué)，采用講-學(xué)-練結(jié)合的方式，在機(jī)房授課。采取“教師講操作、學(xué)生跟著學(xué)、學(xué)生自己練”的方式展示。擴(kuò)展實(shí)踐教學(xué)，通過(guò)綜合訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生分析具體問(wèn)題、建立數(shù)據(jù)模型并解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和提高動(dòng)手實(shí)踐的能力;課外輔導(dǎo)：采取答疑方式，針對(duì)普遍性問(wèn)題則在理論課堂教學(xué)、習(xí)題課課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中及時(shí)予以解決。

3.3 智慧教學(xué)考核與評(píng)價(jià)機(jī)制

依據(jù)課程的總體教學(xué)目標(biāo)和階段目標(biāo)，構(gòu)建指標(biāo)明確、量化合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系;著眼于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，幫助其有效調(diào)控自己的學(xué)習(xí)過(guò)程，構(gòu)建“診斷性評(píng)價(jià)”“形成性評(píng)價(jià)”與“終結(jié)性評(píng)價(jià)”相結(jié)合的評(píng)價(jià)方法體系。具體實(shí)施過(guò)程：期末考核成績(jī)由“活躍度+項(xiàng)目得分+期末考試”三部分組成，活躍度作為“診斷性評(píng)價(jià)”的具體形式占30%，項(xiàng)目作為“形成性評(píng)價(jià)”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(gòu)成，在平時(shí)的教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)設(shè)置討論，投票，知識(shí)點(diǎn)測(cè)試，單元測(cè)試，學(xué)生完成可得相應(yīng)積分。課程在實(shí)施過(guò)程中，將形成性考核組織、設(shè)計(jì)為8個(gè)項(xiàng)目26個(gè)任務(wù)，以項(xiàng)目為載體，按照“由淺入深、環(huán)環(huán)相扣、步步推進(jìn)”的思路，將考核貫穿于教學(xué)全過(guò)程，通過(guò)項(xiàng)目的完成情況，對(duì)學(xué)生的知識(shí)掌握程度、程序設(shè)計(jì)水平、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。終結(jié)性考核側(cè)重于考核學(xué)生知識(shí)的掌握程度和實(shí)際應(yīng)用能力，本課程的終結(jié)性考核是通過(guò)期末考試（閉卷）的方式進(jìn)行。

4 教學(xué)實(shí)踐與效果

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程于2020年秋季在武昌工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、物聯(lián)網(wǎng)工程等專(zhuān)業(yè)中展開(kāi)智慧教學(xué)的探索與實(shí)踐，改革和創(chuàng)新”數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)“課程教學(xué)，任課教師的教學(xué)能力與教學(xué)水平將得到有效提高，學(xué)生對(duì)課程知識(shí)和相關(guān)技能的掌握將更加熟練和深入;同時(shí)，對(duì)計(jì)算機(jī)其他課程將起到示范作用，對(duì)我校計(jì)算機(jī)教學(xué)，計(jì)算機(jī)教學(xué)師資，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)，起到有效的促進(jìn)作用。

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的智慧教學(xué)改革與實(shí)踐，以“計(jì)算思維能力培養(yǎng)”為目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維理念、計(jì)算思維方法和計(jì)算思維能力;培養(yǎng)學(xué)生在計(jì)算環(huán)境下掌握問(wèn)題求解方法，理解計(jì)算機(jī)學(xué)科獨(dú)特的思維方式，為將來(lái)創(chuàng)新性地解決專(zhuān)業(yè)問(wèn)題奠定了基礎(chǔ)。智慧教學(xué)將“新工科”人才培養(yǎng)需求落實(shí)到具體課程，為培養(yǎng)“新工科”人才奠定基礎(chǔ)。

5 結(jié)論

民辦高?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程智慧教學(xué)探索與實(shí)踐，立足我校計(jì)算機(jī)教學(xué)需求，以計(jì)算思維為核心，進(jìn)行“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)體系的規(guī)劃與重構(gòu);探索我校計(jì)算機(jī)教學(xué)改革之路，并付諸“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程建設(shè)和教學(xué)實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)“智慧教育”。通過(guò)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的“智慧教學(xué)”，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力，力求為他們提供在各學(xué)科研究創(chuàng)新的計(jì)算新手段、新方法和應(yīng)用計(jì)算手段進(jìn)行各學(xué)科研究創(chuàng)新的新能力。

構(gòu)建以智慧教學(xué)為核心的民辦高校計(jì)算機(jī)教育模式，是民辦高校計(jì)算機(jī)課程教學(xué)目標(biāo)的新思考。從傳統(tǒng)的“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)與技能培養(yǎng)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤八季S與能力”的培養(yǎng)，更符合“新工科”應(yīng)用型人才培養(yǎng)需求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周玲，樊麗霞，范惠明，等.新工科背景下課程建設(shè)現(xiàn)狀研究——基于核心素養(yǎng)的實(shí)證調(diào)查[J].中國(guó)人民大學(xué)教育學(xué)刊，2021（3）：52-77.

[2] 楊書(shū)新，蘭紅，蔡虔.新工科背景下的計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)探索與實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)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(shí)踐——以計(jì)算機(jī)學(xué)科為案例[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2021，17（24）：217-218.

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

[5] 李美蓉，吳寧.融合思政教育的應(yīng)用型本科工科類(lèi)課程線上智慧教學(xué)[J].計(jì)算機(jī)教育，2021（7）：47-50.

[6] 夏小娜，戚萬(wàn)學(xué).智慧教學(xué)管理的決策架構(gòu)方案——基于“數(shù)據(jù)管理——業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)——平臺(tái)架構(gòu)”的決策維度分析[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2021，31（2）：88-94.

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

[8] 李娟.基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程建設(shè)[J].軟件導(dǎo)刊，2020，19（2）：168-171.

[9] 陳潮.超星泛雅平臺(tái)與雨課堂相結(jié)合的混合式教學(xué)模式實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)時(shí)代，2021（7）：109-113.

[10] 郭亮，鄭華林，李本杰，等.基于超星學(xué)習(xí)通的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].教育教學(xué)論壇，2021（25）：80-83.

[11] 杜伯陽(yáng).基于超星平臺(tái)的計(jì)算機(jī)線上課程創(chuàng)新教學(xué)體系探究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2020，16（35）：96-97.

【通聯(lián)編輯：王力】