翻轉(zhuǎn)課堂在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中的應(yīng)用研究

談成訪，劉云東

（宿州學(xué)院信息工程學(xué)院，安徽宿州234000）

翻轉(zhuǎn)課堂在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中的應(yīng)用研究

談成訪，劉云東

（宿州學(xué)院信息工程學(xué)院，安徽宿州234000）

從翻轉(zhuǎn)課堂的內(nèi)涵出發(fā)，通過課前、課中及課后三個(gè)環(huán)節(jié)探索了翻轉(zhuǎn)課堂在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中的應(yīng)用，并對(duì)這種模式下的教學(xué)效果進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，翻轉(zhuǎn)課堂在提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)合作精神等方面具有顯著的作用。

翻轉(zhuǎn)課堂；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；教學(xué)過程

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是高等院校計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的一門必修課，也是學(xué)生深入了解編程方法和學(xué)習(xí)編程技術(shù)的入門課。在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)過程中，教師通常采用以課堂講授為主、課下練習(xí)為輔的教學(xué)模式。這種教學(xué)模式使學(xué)生在教學(xué)過程中處于被動(dòng)地位，不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，進(jìn)而影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

翻轉(zhuǎn)課堂改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，將被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的樂趣。翻轉(zhuǎn)課堂已成為一種新的教學(xué)模式，它的出現(xiàn)為提高數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)水平提供了新思路。

在將翻轉(zhuǎn)課堂用于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)的基礎(chǔ)上，我們從課前、課中和課后三個(gè)環(huán)節(jié)入手，構(gòu)建了翻轉(zhuǎn)課堂在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的教學(xué)流程，并對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)效果進(jìn)行了分析。

1　翻轉(zhuǎn)課堂的內(nèi)涵

翻轉(zhuǎn)課堂也稱作反轉(zhuǎn)課堂或顛倒課堂，是當(dāng)前全球范圍內(nèi)普遍關(guān)注的一種新型教學(xué)模式［1］。2011年加拿大的《環(huán)球郵報(bào)》將其評(píng)為課堂教學(xué)的重大技術(shù)變革［2］。上課前，教師向?qū)W生提供教學(xué)視頻，學(xué)生要觀看這些教學(xué)視頻，并學(xué)習(xí)相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容。課堂上，教師與學(xué)生共同協(xié)作，進(jìn)行探究和交流，完成教學(xué)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)［3］。

翻轉(zhuǎn)課堂的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，顛覆了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)。從表1可以看出，教師和學(xué)生扮演的角色發(fā)生了巨大的變化，翻轉(zhuǎn)課堂強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，注重學(xué)生的自主探究，教師只是學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者和監(jiān)督者。另外，在教學(xué)形式、課堂內(nèi)容、技術(shù)應(yīng)用和評(píng)價(jià)方式上，翻轉(zhuǎn)課堂也有別于傳統(tǒng)的課堂教學(xué)。

表1　傳統(tǒng)課堂與翻轉(zhuǎn)課堂中各要素之比較

2　翻轉(zhuǎn)課堂在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中的應(yīng)用

2.1教學(xué)分析

由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)模式發(fā)生了翻轉(zhuǎn)，與之相關(guān)的教學(xué)環(huán)節(jié)也發(fā)生相應(yīng)的變化。因此，有必要對(duì)這些環(huán)節(jié)進(jìn)行全面深入的探討，以便更好地開展數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)。

2.1.1教學(xué)內(nèi)容分析

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)內(nèi)容主要包括數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)（線性結(jié)構(gòu)、樹型結(jié)構(gòu)和圖形結(jié)構(gòu)）和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)（順序存儲(chǔ)、鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)、散列存儲(chǔ)、索引存儲(chǔ)），還包括兩種解決計(jì)算機(jī)問題時(shí)最常用的技術(shù)，即數(shù)據(jù)的排序和查找。

在開展教學(xué)之前，教師需要根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)內(nèi)容，仔細(xì)分析相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)和典型算法，以保證課堂教學(xué)的順利進(jìn)行。

2.1.2教學(xué)方法分析

在教學(xué)過程中，學(xué)生通過教師提供的視頻資料以自主和協(xié)作的方式學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本內(nèi)容（包括線性表、棧和隊(duì)列、哈夫曼樹、最小生成樹、最短路徑、拓?fù)渑判虻龋?，并結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行思考和探究。在學(xué)習(xí)過程中遇到問題時(shí)，學(xué)生可以通過班級(jí)的QQ群、微信和E-mail等多種形式向教師和同學(xué)請(qǐng)教。教師根據(jù)學(xué)生反映的問題進(jìn)行集中講解或重點(diǎn)講解，組織學(xué)生對(duì)該知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行探討、分析和交流，強(qiáng)化和鞏固學(xué)生所學(xué)的知識(shí)，并對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況做出評(píng)價(jià)。

2.1.3學(xué)習(xí)者分析

高等院校的學(xué)生具有較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)能力，但由于受目前不良風(fēng)氣的影響，部分學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性不是很高，這就需要教師加以督促和引導(dǎo)。另外，學(xué)生對(duì)電腦和網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)比較熟悉，并能利用網(wǎng)絡(luò)工具進(jìn)行通信和交流，因此，容易接受和適應(yīng)翻轉(zhuǎn)課堂模式的教學(xué)。

2.2教學(xué)準(zhǔn)備

2.2.1制作教學(xué)視頻

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)內(nèi)容包括緒論、線性表、棧和隊(duì)列、串、遞歸、數(shù)組和廣義表、樹、圖、查找、排序共十個(gè)章節(jié)［4］。為了便于學(xué)生學(xué)習(xí)，教師需要把每個(gè)章節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化，并將這些內(nèi)容歸納為若干個(gè)知識(shí)點(diǎn)，再制作相關(guān)的教學(xué)視頻。由于學(xué)生難以長時(shí)間地集中自己注意力，因此教學(xué)視頻的時(shí)長在5～8 min比較合適。

教師提供的視頻能幫助學(xué)生很快掌握和理解教學(xué)內(nèi)容。這些視頻也是課堂教學(xué)的有效補(bǔ)充，學(xué)生可以根據(jù)需要觀看自己感興趣的內(nèi)容，這有利于學(xué)生提高自主學(xué)習(xí)能力。

2.2.2設(shè)置課前練習(xí)

在每一次上課之前，教師還要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，設(shè)置若干個(gè)課前練習(xí)以供學(xué)生思考和解答。課前練習(xí)的設(shè)置能檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，便于教師發(fā)現(xiàn)和解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中存在的問題。

課前練習(xí)的設(shè)置應(yīng)體現(xiàn)針對(duì)性、層次性，以滿足不同程度學(xué)生學(xué)習(xí)的需求［5］。

2.3教學(xué)實(shí)施

根據(jù)高等院校的教學(xué)特點(diǎn)，并結(jié)合以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，我們提出了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，并將一節(jié)課劃分為課前、課中和課后三個(gè)環(huán)節(jié)，分別設(shè)計(jì)了相關(guān)的教學(xué)活動(dòng)內(nèi)容（圖1）。

圖1　翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)流程

2.3.1課前的教學(xué)活動(dòng)

課前學(xué)習(xí)是翻轉(zhuǎn)課堂不可缺少的環(huán)節(jié)。上課之前，教師將制作好的教學(xué)視頻和準(zhǔn)備好的課前練習(xí)及時(shí)向?qū)W生發(fā)布。學(xué)生則借助教學(xué)視頻進(jìn)行自主式學(xué)習(xí)，并完成相關(guān)的練習(xí)。如果在學(xué)習(xí)中遇到疑難問題，學(xué)生可以通過班級(jí)的QQ群或其他交流平臺(tái)向同學(xué)或教師求助，也可以在課堂教學(xué)中討論。

2.3.2課中的教學(xué)活動(dòng)

經(jīng)過課前學(xué)習(xí)，學(xué)生雖然對(duì)教學(xué)內(nèi)容有了一定的理解，但還不夠深刻。因此，在課堂教學(xué)過程中，教師還應(yīng)根據(jù)學(xué)生課前的學(xué)習(xí)情況做進(jìn)一步的講解，對(duì)學(xué)生在課前學(xué)習(xí)中遇到的問題進(jìn)行答疑。完成這些工作之后，教師組織學(xué)生學(xué)習(xí)新內(nèi)容。在這一過程中，學(xué)生可以成立學(xué)習(xí)小組，并開展相關(guān)的學(xué)習(xí)活動(dòng)。這些活動(dòng)包括學(xué)習(xí)新的教學(xué)內(nèi)容，提出學(xué)習(xí)中遇到的疑難問題，介紹自己的學(xué)習(xí)情況。

在課堂教學(xué)結(jié)束之前，學(xué)生還可以對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行討論，教師對(duì)討論結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，并根據(jù)討論情況對(duì)教學(xué)內(nèi)容做補(bǔ)充講解，以幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)。

2.3.3課后的教學(xué)活動(dòng)

下課以后，教師要對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行總結(jié)，并利用交流平臺(tái)與學(xué)生互動(dòng)，解答學(xué)生的疑難問題，學(xué)生則將整理后的學(xué)習(xí)成果上傳到交流平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全班同學(xué)共享。

由于學(xué)生的學(xué)習(xí)能力存在差異，一些學(xué)生不能完全理解已學(xué)過的教學(xué)內(nèi)容，課后階段正是這些學(xué)生進(jìn)行補(bǔ)救的重要環(huán)節(jié)。教師和學(xué)生上傳到交流平臺(tái)的內(nèi)容為他們理解課堂所學(xué)內(nèi)容提供了極好的素材。

3　翻轉(zhuǎn)課堂的效果分析

為了弄清翻轉(zhuǎn)課堂模式的教學(xué)效果，我們通過問卷調(diào)查和學(xué)生訪談，了解學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂的真實(shí)感受。

調(diào)查結(jié)果表明：學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂的認(rèn)同度高達(dá)97.5%，對(duì)教學(xué)效果的滿意度高達(dá)96.8%，這說明絕大部分學(xué)生都認(rèn)可并支持這種新的教學(xué)模式；學(xué)生對(duì)小組開展合作的滿意度為94.6%，這說明學(xué)生愿意進(jìn)行合作式學(xué)習(xí)。

訪談結(jié)果表明，經(jīng)過翻轉(zhuǎn)課堂模式的教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性有了很大提高，能主動(dòng)參與課堂教學(xué)活動(dòng)，認(rèn)真探索教師布置的問題，努力尋求解決問題的方法。小組合作的學(xué)習(xí)方式能激勵(lì)學(xué)生努力發(fā)揮自己的作用，增強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神。

4　結(jié)束語

翻轉(zhuǎn)課堂顛覆了傳統(tǒng)意義上的課堂教學(xué)，為當(dāng)前的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)帶來了新的教育理念［6］。我們將翻轉(zhuǎn)課堂用于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)，并進(jìn)行了相關(guān)的教學(xué)改革。教學(xué)實(shí)踐表明，翻轉(zhuǎn)課堂在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)合作精神等方面能發(fā)揮重要作用，學(xué)生非常認(rèn)可并支持這種新型的教學(xué)模式。當(dāng)然，在運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂開展教學(xué)的過程中，還存在一些問題和不足，這將在今后的教學(xué)中得到改進(jìn)和完善。

［1］王彩霞，劉光然.翻轉(zhuǎn)課堂優(yōu)化中職課堂教學(xué)探析［J］.中職教育，2013（6）：41-44.

［2］秦?zé)槦?翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)：課堂教學(xué)改革的新范式［J］.電化教育研究，2013（8）：84-90.

［3］張新明，何文濤，李振云.基于QQ群+Tablet PC的翻轉(zhuǎn)課堂［J］.電化教育研究，2013（8）：68-72.

［4］李春葆.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教程［M］.4版.北京：清華大學(xué)出版社，2013：1-371.

［5］TALBERT R.Inverting the Linear Algebra Classroom［EB/0L］.（2011-07-01）［2015-01-21］.http：//prezi.com/ dz0rbkpy6tam/inverting-the-linearalgebra-classroom.

［6］張金磊，王穎，張寶輝.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究［J］.遠(yuǎn)程教育雜志，2012（4）：46-50.

【責(zé)任編輯王云鵬】

The Implication of Flipped Classroom in Data Structure Teaching

TAN Chengfang，LIU Yundong
（School of Information Engineering，Suzhou University，Suzhou 234000，China）

Starting from the connotation of flipped classroom，this paper applied it to data structure teaching through three links of before class，in class and after class，and analyzed teaching effect under the model of flipped classroom.The results showed that the flipped classroom had a significant role in improving students’learning motivation，autonomous learning ability，team spirit and so on.

flipped classroom；data structure；teaching process

G642

A

2095-7726（2015）09-0066-03

2015-03-06

安徽省高等學(xué)校質(zhì)量工程重點(diǎn)項(xiàng)目（2014jyxm378）

談成訪（1981-），女，安徽舒城人，講師，碩士，研究方向：信息化教育。