工程認(rèn)證視域下“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”混合式教學(xué)模式探究

于俊洋　王龍葛

摘? 要： 基于工程教育認(rèn)證理念，以“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程為例，探索和實(shí)踐以學(xué)生為中心的線上線下混合式教學(xué)模式，同時(shí)構(gòu)建多元評(píng)價(jià)反饋機(jī)制。實(shí)踐證明，混合式教學(xué)模式融入到專業(yè)課程的教學(xué)中是可行且有效的，對(duì)人才培養(yǎng)有著積極的作用。

關(guān)鍵詞： 人才培養(yǎng); 教學(xué)模式; 課程思政; 評(píng)價(jià)反饋

中圖分類號(hào)：G642? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ?文章編號(hào)：1006-8228（2022）04-63-03

Research on the hybrid teaching mode of data Structure from

the perspective of engineering certification

Yu Junyang Wang Longge

（School of Software Henan University， Kaifeng， Henan 450004， China）

Abstract： Based on the concept of engineering education certification， taking the "Data Structure" course as an example， a student-centered online and offline blended teaching model is explored and practiced， and a multi-evaluation feedback mechanism is built. Practice has proved that it is feasible and effective to integrate the blended teaching mode into the teaching of professional courses， and it has a positive effect on talent training.

Key words： talent training; teaching mode; curriculum ideology; evaluation and feedback

0 引言

我國(guó)從2016年成為工程教育“華盛頓協(xié)議”的成員國(guó)以來，工程教育認(rèn)證工作在全國(guó)各個(gè)高等院校全面開展。我校軟件工程專業(yè)從2007年開展專業(yè)評(píng)估，取得了良好的效果[1]，經(jīng)過多年摸索，很好地實(shí)現(xiàn)了由專業(yè)評(píng)估向工程教育認(rèn)證的過渡。工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心理念是以學(xué)生為中心、以能力產(chǎn)出為導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)。這三大理念經(jīng)過實(shí)踐證明，在提高人才培養(yǎng)質(zhì)量方面成效顯著，已逐漸深入人心[2-3]。

混合式教學(xué)是線下實(shí)體課堂與在線教學(xué)的有機(jī)融合[4] ，從 MOOC被國(guó)內(nèi)接受，到“后慕課”時(shí)代的SPOC的強(qiáng)勢(shì)崛起，尤其是2020受疫情影響，混合式教學(xué)在國(guó)內(nèi)發(fā)展的步伐加速[5]。但在應(yīng)用的過程中也面臨著迅速擴(kuò)張所造成的“水土不服”和“生搬硬套”等問題[6]。如何在引入工程認(rèn)證核心理念后，全面拓展混合式教學(xué)模式的內(nèi)涵，精準(zhǔn)化進(jìn)行混合式教學(xué)的設(shè)計(jì)，已成為高等教育亟需解決的問題[7-8]。

1 “數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是軟件工程專業(yè)的基礎(chǔ)必修課，是學(xué)生進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)和開展高層次研究的基礎(chǔ)，本課程重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，同時(shí)為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)，在工程教育專業(yè)認(rèn)證中的畢業(yè)要求的支撐中占有非常重要的比例，文章將以“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程為例，主要探討基于工程教育認(rèn)證理念的線上線下混合式金課的建設(shè)及實(shí)踐。

1.1 課程目標(biāo)設(shè)計(jì)

在基于工程教育認(rèn)證理念下，對(duì)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”在人才培養(yǎng)中的地位和課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了深度的分析，確立了以“問題分析能力、工程設(shè)計(jì)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和 終身學(xué)習(xí)能力”為導(dǎo)向的四位一體的教學(xué)目標(biāo)，著重培養(yǎng)工程意識(shí)和解決復(fù)雜工程問題的能力[9]。依據(jù)2018版軟件工程專業(yè)培養(yǎng)方案中的12條畢業(yè)要求，特制定如下課程目標(biāo)。

目標(biāo)1：理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念、常見數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的兩種結(jié)構(gòu)異同以及各種操作的實(shí)現(xiàn)。針對(duì)具體的問題，能利用軟件工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)對(duì)問題進(jìn)行描述，為畢業(yè)要求1.2的達(dá)成提供支持。

目標(biāo)2：掌握常見的各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識(shí)及操作，針對(duì)具體問題能選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并建模求解，為畢業(yè)要求1.3的達(dá)成提供支持。

目標(biāo)3：能夠針對(duì)實(shí)際問題選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和方法設(shè)計(jì)較優(yōu)的算法，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。為畢業(yè)要求2.1的達(dá)成提供支持。

目標(biāo)4：能夠綜合運(yùn)用所學(xué)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識(shí)、算法分析與設(shè)計(jì)知識(shí)，為解決復(fù)雜軟件工程問題奠定良好基礎(chǔ)并培養(yǎng)學(xué)生終生學(xué)習(xí)能力。為畢業(yè)要求3.2的達(dá)成提供支持。

基于上述課程目標(biāo)，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的設(shè)計(jì)思路如下。

1.2 教學(xué)過程設(shè)計(jì)

基于工程認(rèn)證理念的混合式教學(xué)，實(shí)質(zhì)就是將線上、線下兩種教學(xué)方式相互融合、相互借鑒，借助互連的課程資源，開展新型教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生的活動(dòng)貫穿整個(gè)教學(xué)活動(dòng)， 這種教學(xué)模式的實(shí)施可以按照 “課前準(zhǔn)備→課堂講授→課后引導(dǎo)→雙重考評(píng)→改進(jìn)優(yōu)化”這條主線開展的[10]，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的線上部分依托“雨課堂”V4.0實(shí)現(xiàn)，將整個(gè)教學(xué)過程分為課前、課中和課后三個(gè)階段進(jìn)行。課前，線上發(fā)布學(xué)習(xí)目標(biāo)、任務(wù)以及課前自測(cè)，讓學(xué)生在課前迅速掌握本次課的知識(shí)體系;課中，根據(jù)課前自測(cè)的數(shù)據(jù)反饋進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，利用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，采用情境教學(xué)法、動(dòng)畫演示法、講述法、問題探究法等多種教學(xué)方法，通過生生互動(dòng)、師生互動(dòng)針對(duì)性的學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)過程中，知識(shí)檢測(cè)貫穿始終，實(shí)時(shí)把握學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài);課后，在問答和交流中心布置作業(yè)和拓展訓(xùn)練，并全程在線答疑和指導(dǎo)，督促學(xué)生及時(shí)完成，提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，線上線下混合教學(xué)思路設(shè)計(jì)如圖1所示。

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程內(nèi)容的建設(shè)要符合高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度等標(biāo)準(zhǔn)，才能培養(yǎng)符合新工科背景下市場(chǎng)需要的人才，根據(jù)這一需求，在充分利用現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化重構(gòu)。為了擴(kuò)展學(xué)生的視野，積極吸取國(guó)內(nèi)外一些優(yōu)秀的算法案例資源和一些企業(yè)在解決實(shí)際工程問題中所用的算法，教學(xué)采用利用算法解決工業(yè)領(lǐng)域中問題的典型案例，例如故障巡檢時(shí)的最短路徑，快遞投送時(shí)優(yōu)先遍歷方法等，將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的前沿知識(shí)和應(yīng)用充分帶入到課堂中，充分利用線上已有的資源和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，將它們應(yīng)用于實(shí)踐，在原有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上又設(shè)計(jì)了三個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，并讓學(xué)生在課外分組實(shí)現(xiàn)，在這個(gè)過程中，既能培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)能力和專業(yè)素質(zhì)，更能培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的綜合能力和高級(jí)思維。

在資源的構(gòu)建過程中，融入課程思政，把培育踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀融入教書育人的全過程，將學(xué)科資源、學(xué)術(shù)資源轉(zhuǎn)化為育人資源，真正實(shí)現(xiàn)“知識(shí)傳授”、“能力培養(yǎng)”和“價(jià)值引領(lǐng)”的“三位一體”的人才培養(yǎng)。這些優(yōu)質(zhì)的資源結(jié)合教學(xué)平臺(tái)的討論區(qū)功能，極大的促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、積極性和主動(dòng)性。

1.3 多元化評(píng)價(jià)反饋體系構(gòu)建

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是一門理論兼實(shí)踐的課程，學(xué)生不僅要具有選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行算法設(shè)計(jì)的能力，也要具備主動(dòng)學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、系統(tǒng)思維、團(tuán)隊(duì)合作等綜合素質(zhì)。因此本課程采用過程性評(píng)價(jià)+終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合的考核機(jī)制，不以期末考試成績(jī)作為唯一的考核標(biāo)準(zhǔn)。課程考核方式包括期末試卷考核、線上學(xué)習(xí)考核、實(shí)驗(yàn)考核和作業(yè)考核。其中，期末試卷考核占60%，實(shí)驗(yàn)考核占15%，線上學(xué)習(xí)考核15%，平時(shí)作業(yè)考核占10%。課程考核方式及依據(jù)如表1所示。

除了以上考核評(píng)價(jià)方式，還利用雨課堂的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能、教務(wù)處的教務(wù)管理系統(tǒng)和學(xué)院教務(wù)辦的教學(xué)反饋評(píng)價(jià)機(jī)制對(duì)整個(gè)教學(xué)過程進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過第三方評(píng)價(jià)、師生互評(píng)相結(jié)合，過程性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，課堂評(píng)價(jià)反饋和階段評(píng)價(jià)反饋相結(jié)合，突破課堂盲點(diǎn)，并對(duì)教學(xué)中的不足之處進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。

2 教學(xué)效果分析

為了驗(yàn)證文章提出的線上線下混合教學(xué)的效果，筆者對(duì)兩個(gè)學(xué)期的課程教學(xué)情況進(jìn)行了分析，參與的學(xué)生是普通本科一本軟件工程專業(yè)的2018級(jí)和2019級(jí)的大約400名學(xué)生，采用的培養(yǎng)方案均為2018年春指定的2018版的培養(yǎng)方案，其中，兩份試卷的題型相同，考核內(nèi)容遵從2018版培養(yǎng)方案的大綱，經(jīng)課程負(fù)責(zé)人、系主任及主管教學(xué)院長(zhǎng)審核，兩份試卷的難度系數(shù)基本相同。采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式和采用線上線下混合教學(xué)模式的期末考核情況如圖2所示。由圖中數(shù)據(jù)可以明顯看出，采用新的教學(xué)模式后，90-100分，80-90分這兩個(gè)區(qū)間的人數(shù)有了較大幅度的增長(zhǎng)，不及格的人數(shù)有了大幅度的下降，由此可見，引入工程專業(yè)認(rèn)證理念，采用的混合教學(xué)模式教學(xué)效果明顯提升。

為了更好的掌握學(xué)生對(duì)混合式教學(xué)模式的接受情況，特在這兩屆學(xué)生中進(jìn)行了問卷調(diào)查，調(diào)查結(jié)果顯示，92%以上的學(xué)生贊同使用混合式教學(xué)模式，他們表示采用這種模式可以充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，在課堂中的學(xué)習(xí)就更具有針對(duì)性，課后教學(xué)平臺(tái)上的答疑大大增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，有5%的學(xué)生表示采用哪種方式都行，從調(diào)查結(jié)果來看，線上線下的混合式教學(xué)深得學(xué)生之認(rèn)可，收到了良好效果。

3 結(jié)束語

本文在工程教育專業(yè)認(rèn)證理念下，依托雨課堂智慧教學(xué)平臺(tái)，探討了“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”金課的建設(shè)。實(shí)驗(yàn)證明，采用混合式教學(xué)模式能真正實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的因材施教，提升學(xué)生的專業(yè)能力，更好的培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，最終提升人才培養(yǎng)的質(zhì)量。但是有關(guān)混合式教學(xué)模式在實(shí)踐類課程中的應(yīng)用還不夠深入，仍然需要進(jìn)一步研究與實(shí)踐。

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