“課前-課上-課后”結(jié)合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)模式探索與實踐

摘? 要：將移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與課程教學(xué)相融合已成為一種新的趨勢。文章以雨課堂教學(xué)環(huán)境為依托，設(shè)計了一種“課前-課上-課后”三者有效結(jié)合的教學(xué)模式，并應(yīng)用于暨南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)和計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)。實踐結(jié)果表明，新的教學(xué)模式能很好調(diào)動學(xué)生的主動性，提升教學(xué)實效，收到很好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：雨課堂;數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);教學(xué)模式

中圖分類號：G642? ? ? ? ?文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）08-0091-04

Abstract： It has become a new trend to integrate mobile internet technology with curriculum teaching. This paper designs a teaching mode that combines "pre-class， in-class and after-class" effectively based on the? teaching environment of Rain Classroom， which is applied to the data structure teaching of cyberspace security and computer science and technology in Jinan University. Practical results show that the new teaching mode can mobilize students' initiative， improve teaching effectiveness and achieve good teaching results.

Keywords： Rain Classroom; data structure; teaching model

一、概述

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)在國內(nèi)外的普及，移動終端設(shè)備已成為了人們交流、學(xué)習(xí)的重要工具。在這樣的環(huán)境下，如何利用移動設(shè)備，開展新的教學(xué)方法;如何將移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與課程教學(xué)相融合。這些問題成為了新的研究課題。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)、軟件工程專業(yè)等及其相關(guān)專業(yè)的核心必修課程，是一門理論性和實踐性都很強的課程。但該課程知識點多，內(nèi)容抽象，且上課學(xué)時有限，從而導(dǎo)致學(xué)生理解起來具有一定的難度，提問和回答問題積極差。針對這些問題，基于文獻[4]，本文以雨課堂教學(xué)環(huán)境為依托，設(shè)計了一種“課前-課上-課后”三者有效結(jié)合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)模式，力爭實現(xiàn)以下目標(biāo)：1. 移動互聯(lián)網(wǎng)背景下，充分發(fā)揮雨課堂數(shù)據(jù)驅(qū)動的優(yōu)勢，實現(xiàn)了簡單的知識點放到課前讓學(xué)生自學(xué)完成，復(fù)雜和重要的知識點放到課堂上進行講授，提升教學(xué)實效。2. 利用雨課堂實時互動的優(yōu)勢，豐富師生交互方式，充分調(diào)動學(xué)生的課堂回答問題的積極性，提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力。3. 利用雨課堂的推送功能，將視頻、習(xí)題、預(yù)習(xí)或算法演示課件推送到學(xué)生移動終端設(shè)備，方便學(xué)生課前預(yù)習(xí)，課后復(fù)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率。4. 利用雨課堂，進行教學(xué)數(shù)據(jù)的采集工作。如學(xué)生出勤情況、課堂練習(xí)情況，課堂考試情況，課堂教學(xué)效果等。根據(jù)這些數(shù)據(jù)的分析，掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，并及時調(diào)整教學(xué)方法和進度，從而更好完成教學(xué)任務(wù)，提高教學(xué)質(zhì)量。

二、雨課堂的簡介

雨課堂是由清華大學(xué)開發(fā)的一個教學(xué)工具。利用微信公眾平臺，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)推送、實時問答、問題反饋、數(shù)據(jù)分析等功能，為師生交流提供了一個很好的互動平臺。雨課堂具有以下主要特點[4]：

（一）使用方便

教師登陸雨課堂的官方網(wǎng)站，下載雨課堂軟件，并安裝該軟件;同時在移動終端設(shè)備上關(guān)注雨課堂公眾號即可使用。

（二）PPT同步

老師可以在PC機上進行教學(xué)PPT的制作和修改，使其能夠適應(yīng)移動手機觀看的格式。上課時，開啟雨課堂，選擇授課班級和課程，生成課程二維碼;學(xué)生掃碼進入課堂; 課中，教師的PPT會實時發(fā)送到學(xué)生移動手機上，實現(xiàn)PPT同步。PPT同步，避免了學(xué)生抄筆記，便于學(xué)生學(xué)習(xí)和閱讀。

（三）學(xué)習(xí)問題的反饋

在傳遞PPT的同時，每頁PPT下方都設(shè)有“不懂”按鈕，學(xué)生可以將聽課中不理解的知識點進行標(biāo)注，并匿名反饋給老師;教師根據(jù)反饋結(jié)果，及時調(diào)整教學(xué)方法和進度，對難點進行詳細講解。

（四）課堂考試

利用雨課堂，可以進行課堂考試。通過向?qū)W生移動終端發(fā)送考試試卷進行課堂考試; 此外，教師可以在 PPT 中添加測試問題，進行課堂提問和現(xiàn)時回答。學(xué)生則過手機微信回答。在答題過程中，教師根據(jù)問題難度，設(shè)置提交時間或回答時間。教師還可以通過雨課堂的發(fā)紅包功能給回答問題積極的學(xué)生發(fā)紅包給予獎勵。

（五）后臺實名，前臺隱名的彈幕

雨課堂彈幕具有“后臺實名，前臺隱名”的特點，能使學(xué)生以隱名身份發(fā)表自己的觀點，促使學(xué)生積極參加討論。

（六）采集數(shù)據(jù)

雨課堂能自動采集學(xué)生在教學(xué)過程中產(chǎn)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)能幫助教師及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，評價教學(xué)效果，進而調(diào)整教師的教學(xué)方法。

三、依托雨課堂教學(xué)環(huán)境，“課前-課上-課后”結(jié)合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)模式設(shè)計

基于文獻[1-3，5]，在分析了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的特點基礎(chǔ)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)和計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容等，結(jié)合雨課堂的功能特點，提出了將“課前-課上-課后”三者有機聯(lián)系起來，發(fā)揮線上線下教學(xué)、構(gòu)建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識學(xué)習(xí)、能力訓(xùn)練、自主學(xué)習(xí)三維一體的教學(xué)模式，提升教學(xué)實效和教學(xué)質(zhì)量。

基于雨課堂的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)智慧教學(xué)模式設(shè)計如圖1所示。

課前：課前教師通過雨課堂推送預(yù)習(xí)材料到學(xué)生微信。包含視頻、習(xí)題和預(yù)先學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生自行學(xué)習(xí)一些相對簡單的知識要點。通過課前的預(yù)習(xí)資料推送，布置數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程學(xué)習(xí)內(nèi)容。學(xué)生可以利用手機提前了解教學(xué)內(nèi)容，并將不懂的問題實時反饋給老師。老師實時掌握學(xué)生的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)情況，督促學(xué)生養(yǎng)成預(yù)習(xí)的習(xí)慣。

課上：通過雨課堂開展課堂教學(xué)。PPT逐頁發(fā)送到學(xué)生微信，使學(xué)生上課不再忙于抄寫、拍照;在課堂講解重要、難理解的知識要點，而簡單的知識點留給學(xué)生自己學(xué)習(xí)，并利用節(jié)省下來的時間，介紹新的知識和技術(shù)，提高課堂時效。利用雨課堂中“不懂”和“彈幕”開展師生互動，討論等，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度和積極性，加強師生之間的了解和互動。發(fā)布課堂試卷和課堂練習(xí)，設(shè)置提交時間，教師及時掌握學(xué)生學(xué)習(xí)效果和教學(xué)目標(biāo)完成的基本情況。根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)效果，改進教學(xué)方法和教學(xué)進度，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

課后：教師課后通過雨課堂向?qū)W生推送作業(yè)題、復(fù)習(xí)總結(jié)資料、擴展資料等，幫助深化知識點的學(xué)習(xí)。同時，利用雨課堂，進行教學(xué)行為數(shù)據(jù)的全面采集工作，分析改進教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量。

四、依托雨課堂教學(xué)環(huán)境，“課前-課上-課后”結(jié)合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)模式實施

（一） 課前預(yù)習(xí)的教改內(nèi)容設(shè)計

教師上課前設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)預(yù)習(xí)教學(xué)內(nèi)容，并編寫預(yù)習(xí)的PPT和講課的PPT。重點分析哪些基礎(chǔ)的知識點能放到課前預(yù)習(xí)的PPT中，讓學(xué)生自學(xué)或預(yù)習(xí);哪些重要、難理解的知識點放到課堂上的PPT，要進行重點講授。同時，結(jié)合學(xué)科的新發(fā)展，那些新技術(shù)需要結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容介紹，學(xué)生課前需要查那些文獻等。此外，為了學(xué)生更好完成課前預(yù)習(xí)，可以在課前預(yù)習(xí)推送的信息中，插入一些語音講解，相關(guān)的視頻和MOOC及各種學(xué)習(xí)資料。

學(xué)生在移動終端的微信中收到課前預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)資料后，學(xué)生可以根據(jù)自己的情況進行課前的預(yù)習(xí)，做好上課前的準(zhǔn)備工作，從而提高課堂學(xué)習(xí)效率。同時，根據(jù)課前的預(yù)習(xí)資料，可以自學(xué)一些簡單的知識點。

例如：第3課前給學(xué)生發(fā)預(yù)習(xí)任務(wù)單如表1。

（二） 課上設(shè)計及教改內(nèi)容

1. 教學(xué)內(nèi)容重點、難點的講解

依托雨課堂環(huán)境，對比較重要、難理解的知識點進行詳細講解，并結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容，介紹新的技術(shù)和案例。教學(xué)內(nèi)容部分截圖如圖2所示。

2. 問題的反饋

學(xué)生在聽講過程中有不理解的地方，學(xué)生可利用雨課堂的 “收藏”、“不懂”按鈕，把教學(xué)內(nèi)容不理解的內(nèi)容進行標(biāo)記。教師根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)，及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，將大多學(xué)生“不懂”的問題放在后續(xù)課再次重點講解，進而調(diào)整課程節(jié)奏。學(xué)習(xí)效果截圖如圖3所示。

3. 實時問答互動

通過定時開啟的彈幕，進行實時問答，促使學(xué)生提問和參與討論，加強師生之間的了解和互動。同時，根據(jù)具體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容安排，適當(dāng)安排分組討論等。小組討論結(jié)果展示時，可以利用雨課堂彈幕具有“后臺實名，前臺隱名”的特點，讓學(xué)生以隱名身份發(fā)表自己的觀點，促使學(xué)生積極參加討論。

4. 課堂練習(xí)和課堂測試

利用雨課堂的發(fā)布限時課堂習(xí)題和課堂測試，讓學(xué)生通過課堂練習(xí)、課堂測試完成相應(yīng)的操作及應(yīng)用練習(xí)，幫助學(xué)生加深對知識點的理解。通過課堂測驗，教師可以及時了解學(xué)生對堂課知識點的掌握及教育目標(biāo)完成的基本情況，合理安排教學(xué)進度，改進教學(xué)方式。

（三）課后復(fù)習(xí)

課后，向?qū)W生推送課后復(fù)習(xí)資料。包括課堂教學(xué)內(nèi)容的總結(jié)，重點、難點的內(nèi)容、常出現(xiàn)的錯誤和進一步思考的問題;學(xué)習(xí)的理論知識如何解決實際問題等。如果學(xué)生還有疑問，可以通過雨課堂“報告老師”與老師及時溝通和討論，提高學(xué)習(xí)效率。

1. 教師推送課程總結(jié)，幫助學(xué)生復(fù)習(xí)已學(xué)過的知識。復(fù)習(xí)發(fā)送截圖如圖4所示。2. 推送作業(yè)題，收集學(xué)生的答題數(shù)據(jù)。3. 教師推送與課上知識點相關(guān)的資料等，以幫助學(xué)生擴展知識。4. 推送算法演示課件，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)理解算法。

例如：第3課后給學(xué)生發(fā)總結(jié)復(fù)習(xí)任務(wù)單如表2。

五、依托雨課堂教學(xué)環(huán)境，“課前-課上-課后”結(jié)合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)模式實施效果

依托雨課堂教學(xué)環(huán)境，“課前-課上-課后”結(jié)合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)模式應(yīng)用于暨南大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院/網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院計算機專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程后，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)實效，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，加強了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，收到了很好的效果。

我們對其中一個教學(xué)班進行了調(diào)查問卷（74份）。調(diào)查結(jié)果表明大部分學(xué)生對基于“雨課堂”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)智慧教學(xué)模式給予了充分肯定，認為基于雨課堂的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)智慧教學(xué)模式能提高學(xué)習(xí)的主動性，師生互動顯著增加，課堂氣氛活躍。將簡單和概念性內(nèi)容放在課前學(xué)習(xí)，重點、難點放在課上講解，便于提高學(xué)習(xí)效果。約有一半以上的學(xué)生課后給教師留言，反饋自己的學(xué)習(xí)體會或疑惑。實踐證明，基于雨課堂的教學(xué)模式，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了課堂學(xué)習(xí)效率。

調(diào)查部分結(jié)果如圖5，6所示。

六、結(jié)束語

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一門知識點多、內(nèi)容抽象和較難理解的專業(yè)基礎(chǔ)課程。為了幫助學(xué)生提高這門課程的學(xué)習(xí)效果，本文將雨課堂作為教學(xué)平臺，開展了“課前-課上-課后”結(jié)合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)模式探索與實踐，并取得一些研究經(jīng)驗和成果。但還存在一些問題有待于繼續(xù)探索，如課堂互動的時間如何控制，才不會影響課程進度等問題。這些問題有待進一步思考、完善和發(fā)展。今后將繼續(xù)開展移動技術(shù)與教學(xué)深度融合，累積教學(xué)經(jīng)驗，從而不斷改進和完善“課前-課上-課后”結(jié)合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)模式，提高課堂教學(xué)效率，促進教學(xué)效果，達到培養(yǎng)創(chuàng)新人才目的。

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