“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”翻轉(zhuǎn)式教學(xué)改革研究

周艷聰　黃橡麗　孟巍

摘? 要：“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”作為計(jì)算機(jī)類專業(yè)的核心課，直接影響著后繼課程的學(xué)習(xí)。針對(duì)該課程內(nèi)容抽象、學(xué)習(xí)難度大等特點(diǎn)，提出了利用網(wǎng)絡(luò)資源和自有平臺(tái)相結(jié)合的混合式教學(xué)模式。針對(duì)部分教學(xué)內(nèi)容給出了課堂學(xué)生為主、教師為輔的翻轉(zhuǎn)式課堂教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)，使學(xué)生高度參與到課堂教學(xué)，為學(xué)生提供了不一樣的課堂體驗(yàn)，收到較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);線上線下;教學(xué)案例;翻轉(zhuǎn)課堂

中圖分類號(hào)：TP311.12-4;G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2020）05-0194-03

Research on the “Data Structure” Flipped Teaching Reform

ZHOU Yancong，HUANG Xiangli，MENG Wei

（School of information engineering，Tianjin University of Commerce，Tianjin? 300134，China）

Abstract：As the core course of computer major，“Data Structure” directly affects the learning of the following courses. According to the characteristics of the course，such as abstract content and difficult learning，this paper puts forward a hybrid teaching mode which combines network resources with its own platform. In view of some teaching contents，this paper gives the flipped classroom teaching content design with students as the main part and teachers as the auxiliary part，which enables students to participate in the classroom teaching highly，provides different classroom experience for students，and receives better teaching effect.

Keywords：data structure;online and offline;teaching cases;flipped classroom

0? 引? 言

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程是計(jì)算機(jī)類相關(guān)專業(yè)的核心課程。該課程為數(shù)據(jù)庫(kù)、操作系統(tǒng)等后繼課程提供了重要的基礎(chǔ)知識(shí)，因此，其在專業(yè)課中占據(jù)著舉足輕重的地位。但“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程內(nèi)容較為抽象，算法繁多，學(xué)生學(xué)起來有一定的難度。傳統(tǒng)教學(xué)模式中，課堂上教師以講授為主，學(xué)生被動(dòng)聽課，稍微走神，就會(huì)導(dǎo)致后面內(nèi)容跟不上，因此，上課效果不佳，學(xué)生也容易產(chǎn)生厭學(xué)心理。實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，由于學(xué)時(shí)有限，實(shí)驗(yàn)課上學(xué)生只能完成基礎(chǔ)算法的實(shí)現(xiàn)，實(shí)際中遇到待解決問題，學(xué)生往往無從下手。而且很多學(xué)生不能將課程內(nèi)容與其他課程、自己專業(yè)有效聯(lián)系起來，出現(xiàn)學(xué)習(xí)和應(yīng)用脫節(jié)的現(xiàn)象，從而喪失學(xué)習(xí)的興趣和自信心。因此，有效進(jìn)行課程改革，將課堂活躍起來，讓學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，真正掌握“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的精髓，為學(xué)生提供內(nèi)容形象豐富、有參與感的教學(xué)體驗(yàn)尤為重要。

1? 課程教學(xué)改革方案設(shè)計(jì)

結(jié)合天津商業(yè)大學(xué)復(fù)合型應(yīng)用型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，針對(duì)當(dāng)前課程教學(xué)中存在的若干問題，課程基于自主教學(xué)平臺(tái)和雨課堂平臺(tái)，采用“課前自學(xué)+課堂指導(dǎo)+課下復(fù)習(xí)并實(shí)踐”的混合式翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)模式。課程以核心知識(shí)點(diǎn)為基本單位，將課程內(nèi)容進(jìn)行有效組織，讓學(xué)生課前登錄自主學(xué)習(xí)平臺(tái)自學(xué);課堂上教師將核心內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單串講，然后有針對(duì)性地輔導(dǎo);課后學(xué)生完成個(gè)人知識(shí)檢測(cè)和實(shí)踐，并根據(jù)個(gè)人情況進(jìn)行實(shí)踐拓展。通過該方式優(yōu)化教學(xué)組織形式和學(xué)習(xí)內(nèi)容，提高了課堂學(xué)生參與度和積極主動(dòng)性，提供了差異化、立體化教學(xué)體驗(yàn)。

課程采用基于核心知識(shí)點(diǎn)的翻轉(zhuǎn)課堂模式進(jìn)行。教學(xué)過程中將課堂教學(xué)與課下實(shí)踐充分融合，課上課下的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段和資源連貫銜接、緊密配合，尤其鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生通過自學(xué)和討論獲取更強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力和對(duì)知識(shí)更深層次的理解，以及更強(qiáng)的分析問題與解決問題的能力、創(chuàng)新實(shí)踐能力。具體教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段設(shè)計(jì)如表1所示。

2? 課程考核方式及評(píng)價(jià)

課程的核心目標(biāo)是通過課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟練地掌握數(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);熟悉它們?cè)谟?jì)算機(jī)科學(xué)中的基本應(yīng)用;培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生根據(jù)求解的問題合理選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，應(yīng)用高級(jí)語言編寫和實(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;培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維、分析問題和解決問題的能力以及實(shí)踐創(chuàng)新能力;培養(yǎng)學(xué)生的規(guī)范意識(shí)、團(tuán)隊(duì)精神、合作精神、探究精神。課程以過程考核和能力考核為重點(diǎn)。由于課程為基礎(chǔ)課程，理論性較強(qiáng)，需進(jìn)行書面知識(shí)考查，故學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)仍采用傳統(tǒng)的平時(shí)成績(jī)與期末成績(jī)按權(quán)重綜合評(píng)定的辦法。學(xué)生平時(shí)成績(jī)由多個(gè)過程考核成績(jī)按權(quán)重疊加形成，增加了學(xué)習(xí)過程的考核?？己说闹攸c(diǎn)從“考知識(shí)”向“考能力”轉(zhuǎn)變，建立以考察綜合能力和素質(zhì)為主體的考核內(nèi)容，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和協(xié)作能力的提高，實(shí)現(xiàn)知識(shí)、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。具體考核方案如表2所示。

教師根據(jù)學(xué)生課前預(yù)習(xí)時(shí)長(zhǎng)、課前自測(cè)、課堂出勤、課程參與度、小組討論、課程展示、課后自測(cè)、課程實(shí)驗(yàn)完成情況給予課堂評(píng)分，作為學(xué)生本次翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)平時(shí)成績(jī)。

3? 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)示例

以嚴(yán)蔚敏、吳偉民編著的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教材第十章內(nèi)部排序?yàn)槔M(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)。本章的內(nèi)部排序主要講解插入排序、交換排序、選擇排序、歸并排序、基數(shù)排序等幾種典型的排序方法。相對(duì)來講，課程內(nèi)容較易理解，相互關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，故本章完全采用翻轉(zhuǎn)課堂的形式完成。

教師提前將本章節(jié)的教學(xué)大綱上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，然后布置講解任務(wù)，以小組為單位，每組準(zhǔn)備講解一個(gè)排序方法。哪個(gè)組講解哪個(gè)排序算法，由系統(tǒng)隨機(jī)指派;課堂中具體由誰來講解，教師隨機(jī)確定。這就要求小組內(nèi)每位同學(xué)都要積極參與，不能存在僥幸心理。翻轉(zhuǎn)式教學(xué)法的應(yīng)用不僅可以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，還可活躍課堂氛圍，提高學(xué)生的語言表達(dá)能力。前期實(shí)踐證明，學(xué)生活躍度非常高，參與度和表現(xiàn)欲都非常強(qiáng)。

3.1? 課前預(yù)習(xí)

課前劃分學(xué)習(xí)小組，發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)。通過自主學(xué)習(xí)平臺(tái)，課前為學(xué)生提供教學(xué)大綱、優(yōu)質(zhì)的電子教案、經(jīng)典教學(xué)視頻、動(dòng)畫演示、自測(cè)習(xí)題等教學(xué)資源，以個(gè)人學(xué)習(xí)與小組討論相結(jié)合，完成課前預(yù)習(xí)工作。其中，通過課前自測(cè)，可以很好地檢測(cè)個(gè)人自學(xué)情況。如果成績(jī)不理想，教師給予必要的輔導(dǎo)。課前一周，以小組為單位隨機(jī)派發(fā)某個(gè)排序算法，作為小組展示內(nèi)容。學(xué)生以小組為單位制作講解課件，準(zhǔn)備課堂展示。課件制作過程中教師可提供答疑服務(wù)。

3.2? 課堂展示

課堂上，教師首先就整章的內(nèi)容進(jìn)行導(dǎo)引，闡述各算法之間的關(guān)系。然后由各小組分別展示。教師隨機(jī)指定小組內(nèi)某個(gè)學(xué)生進(jìn)行內(nèi)容展示（可防止某些同學(xué)積極參與，某些同學(xué)消極怠工的情況）。展示過程中聽眾學(xué)生可提問，講解學(xué)生需給出解答。展示過程中講解學(xué)生可采用任何教學(xué)方式、方法，例如動(dòng)畫展示、提問、小組討論等。講解結(jié)束后需回答聽眾學(xué)生提問，同時(shí)回答教師提問。教師根據(jù)學(xué)生講解情況進(jìn)行本算法的簡(jiǎn)單總結(jié)，同時(shí)對(duì)學(xué)生講解進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，完成教師評(píng)分、學(xué)生評(píng)分環(huán)節(jié)。然后繼續(xù)下一組學(xué)生。當(dāng)演示全部完畢，教師再次梳理課程核心知識(shí)點(diǎn)，起到總結(jié)和復(fù)習(xí)的作用。最后進(jìn)行答疑輔導(dǎo)。

3.3? 課后復(fù)習(xí)與實(shí)踐

課后學(xué)生登錄自主學(xué)習(xí)平臺(tái)，完成章節(jié)或知識(shí)點(diǎn)檢測(cè)，可檢測(cè)個(gè)人課堂知識(shí)掌握情況。自主學(xué)習(xí)平臺(tái)為每個(gè)學(xué)生提供了建議的學(xué)習(xí)方案，整理了錯(cuò)題本和答題情況統(tǒng)計(jì)。學(xué)生可以根據(jù)答題情況進(jìn)一步制定個(gè)人學(xué)習(xí)計(jì)劃。教師登錄平臺(tái)可查看到每個(gè)學(xué)生的完成情況，然后根據(jù)學(xué)生具體情況對(duì)個(gè)別學(xué)生實(shí)施單獨(dú)輔導(dǎo)。

同時(shí)，在課后實(shí)踐環(huán)節(jié)，教師根據(jù)授課內(nèi)容，給出與授課內(nèi)容相關(guān)的實(shí)際問題項(xiàng)目，要求學(xué)生以小組為單位完成項(xiàng)目的分析、設(shè)計(jì)與編程實(shí)現(xiàn)，從而給出可行的項(xiàng)目解決方案，達(dá)到理論與實(shí)踐的真正結(jié)合，為課程設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。

3.4? 教師評(píng)測(cè)

教師根據(jù)學(xué)生課前預(yù)習(xí)時(shí)長(zhǎng)（平臺(tái)有學(xué)習(xí)記錄）、課前自測(cè)、課堂出勤、課程參與度、小組討論、課程展示、課后自測(cè)、課程實(shí)驗(yàn)完成情況給予課堂評(píng)分，作為學(xué)生本次翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的平時(shí)成績(jī)。

4? 結(jié)? 論

文章針對(duì)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程特點(diǎn)和當(dāng)前教學(xué)現(xiàn)狀，對(duì)課程進(jìn)行了線上線下的結(jié)合，部分課程內(nèi)容全部翻轉(zhuǎn)的混合式教學(xué)改革設(shè)計(jì)。以自主研發(fā)的自主學(xué)習(xí)平臺(tái)為基礎(chǔ)，結(jié)合雨課堂教學(xué)平臺(tái)，實(shí)施了“課前自學(xué)+課堂輔導(dǎo)+課下復(fù)習(xí)與實(shí)踐”的混合式翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)模式。經(jīng)過小范圍實(shí)踐，教學(xué)效果良好。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：周艷聰（1978-），女，漢族，河北饒陽人，副教

授，博士研究生，研究方向：智能信息處理;黃橡麗（1963-），女，漢族，河北藁城人，副教授，碩士研究生，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用;孟巍（1978-），女，漢族，河北玉田人，講師，碩士研究生，研究方向：數(shù)據(jù)分析、圖像處理。