混合式學習在《數據結構》課程教學中的設計與實踐

汪洋

新疆教育學院數學與信息技術分院 新疆 830043

0 引言

混合式學習(Blended Learning)是教育界出現的新名詞，但是其思想理念已經存在多年，目前大家廣泛接受的觀點是整合傳統教學中的優勢，即“以教師為中心”的教學方式和E-learning(Electronic Learning,數字化學習)的優勢結合起來就是混合式學習。這種學習方式不僅有利于提高學生的知識技能與創新能力，而且對學生情感與價值觀的培養也有好處。無可否認，混合式學習在理論上是一種有效的學習模式，但我們卻很少看到成功的混合式學習案例。要么混合策略過于簡單，不能達到預期的效果；要么混合內容太復雜，不能有效地達到預期教學目的。產生這種現象的原因是很多教師對混合式學習還沒有深入的認識，特別是對它的認識還停留在E-learning與傳統學習混合的單一認識層面，從而很難構建出有效的混合式學習模型。因此，設計相應框架模型顯得尤為必要。

1 混合式學習的相關理論

1.1 混合式學習的形式

混合式學習形式上是學生自主學習與傳統課堂學習的混合，但其更深層次上包括了基于多種不同教學理論的教學模式混合，以教師為主導的活動和學生主體參與活動的混合，課堂教學與網絡虛擬課堂的混合，不同教學媒體和教學資源的混合等。其核心是強調教師的主導作用和學生主體地位有機結合起來。根據教學過程中不同情境、不同問題、不同要求，采用不同的教學方法來解決問題，從而有效地提高學生的學習積極性和學習效率。

1.2 混合式學習的實施手段

混合式學習的實施手段是通過信息技術來建立一種理想的教學和學習環境，這是一種虛擬的學習環境，能實現在適當的時間應用合適的學習技術以期達到最佳學習目標的目的，實現培養具有基本學習技能、信息素養能力、實踐能力的創新人才的最終目標。

2 混合式學習下的《數據結構》課程教學設計

《數據結構》是計算機專業的核心課程之一，在眾多計算機系統軟件和應用軟件中都要用到數據結構。因此，學好《數據結構》可以為日后進行軟件開發和后續專業課程的學習奠定基礎。

2.1 混合式學習課程設計框架

基于混合式學習的相關理論，提出相應課程設計框架如圖1所示。根據這一框架，混合式學習課程設計工作可以大致分為以下三個階段：分析階段、教學設計階段和教學評價設計階段。

圖1 混合式學習課程設計框架

2.1.1 分析階段

在對課程資源和教學活動等進行具體設計之前，必須先分析課程教學的基本情況，以便確定該課程是否適合開展混合式學習。分析階段包括三個方面：(1)學習者特征分析，通過評估學習者的預備知識、學習能力等，掌握學習者的相關特征，為確定學習目標提供依據。本次學習者為 10級計算機教育專科班學生，學生已學過C語言程序設計、計算機組成原理、網絡技術基礎與應用等課程，對計算機基礎課程有一定了解。但是學生大多習慣于教師講授為主，缺乏自我學習的能力。在后續研究和制定學習計劃階段應充分考慮學生的學習能力，盡量將任務細化，提供更多的教學資源，以確保學生完成學習任務。(2)學習對象分析，教學目標應根據教學內容的實際情況來確定。通過對《數據結構》課程知識體系的分解，將該課程按照邏輯結構分成八個教學活動單元，依次是線性表、棧、隊列、稀疏矩陣、廣義表、樹、二叉樹和圖，每個單元都需要掌握其物理結構和主要算法。按照上述三個階段完成混合式學習。(3)混合式學習的環境分析，掌握教學活動的外部環境條件。我校教學樓已實現無線網絡覆蓋，學生宿舍樓也全部能上網。

2.1.2 教學設計階段

教學設計階段的工作由以下三個部分組成。(1)整體設計。此環節中教師應當在明確課程整體學習目標的基礎上，對相應教學活動的順序做出部署。整體設計應將課程設計的主要思路充分地體現出來，為教學活動設計階段和資源構建階段工作確定思路。在此階段中對課程目標和學習過程的設計也為課程評價奠定基礎。(2)教學活動設計。在教學活動設計階段教師要規劃整個教學活動，這是教學準備工作的重要組成部分，是開展教學活動之前的準備工作，對整個教學活動的計劃和安排。教學活動設計是在分析學習者的特點、教學目標、學習內容以及學習條件的基礎上統籌全局，提出具體的教學方案，包括教學中所涉及到的教學方式、教學方法、活動形式、知識來源等。(3)資源構建。豐富的教學資源和合理的教學設計可以有效的激發學習者的求知欲。因此，在資源構建中提供了以下教學資源：(1)課件資源，教學課件是混合式學習過程中必不可少的教學資源，便于學生學習或復習。當前已有完整的制作精良的課件9個，全部按章節內容呈現。(2)試題庫資源，為了調動學生學習興趣，給學生提供一個在線學習和在線測驗的環境是十分必要的，而實現這一功能的基礎是試題庫。在資源構建過程中，通過各種渠道搜集了大量《數據結構》課程相關試題并按章節知識點整理歸類，建立起了按知識點劃分的較完整的試題庫，并提供詳細完善的解答。(3)教學素材資源，除了上述資源以外，還為學習者提供了一些教學素材資源，包括書后習題答案、教學參考大綱、配套實驗指導、配套課程實踐及部分參考書中類C算法的CPP源文件等。

2.1.3 教學評價設計

教學評價設計是課程設計的第三個階段，包括師生評價、學生互評和學生自評三部分。這些評價通過學習過程的評價、課程知識的測試(如在線測試)和組織學習活動情況評定等方式對學生學習情況進行評價。

2.2 基于《數據結構》課程的混合式學習具體設計

我們可以從混合式學習課程設計框架中看出，教師和學生在混合式學習過程中應分別承擔相應的工作和任務，才能完成混合式學習的教學過程。也就是說，教師的課堂教學和學生根據學習資源自主完成學習任務的活動組成了完整的教學活動。其中教師的課堂應包括“知識點導入”、“制定學習方案”、“實施計劃”和“總結與評價”四個環節。

“知識點導入”是起始環節，先由教師向學生展示相關學習資源并布置學習任務，明確學習目標，使學生充分了解通過學習最終要完成的任務和目標。本案例以線性表為例，教師首先通過準備好的教學資源向學生講解什么是線性表，它的物理結構有哪些，通過對學生學習能力的分析，有選擇的著重講解部分算法(如插入元素、合并和查找算法)，然后讓學生完成剩余算法的學習，最終讓學生掌握線性表的物理結構及相關算法。

“制定學習方案”是混合式學習的第二個階段，主要是引導學生運用自己掌握的知識，分解學習任務，制定相應學習計劃。教師將任務分成幾個部分，要求學生是獨立或分組完成。這個過程由學生自主完成。如果是以小組的形式完成，則要求小組成員獨立完成計劃以及解決方案。

第三個環節是“實施計劃”，是由學生或小組按學習計劃逐步完成任務。在這個環節，學生通過已學習到的知識獨立完成自己所承擔的工作。如果在學習過程中遇到問題，學生可以通過教師提供的學習資源進行查找，教師可以通過虛擬學習環境與學生交流溝通，最終協助學生完成學習任務。本案例中，學生通過教師對順序表的插入操作的講解結合學習資源和收集的信息資源可以較容易的完成刪除操作的學習。

在第四個環節中，學生通過“總結與評價”來補充知識的學習。學生和教師共享學習成果，以獲得未掌握的知識。學生可以通過做報告的形式展示其學習成果，大家共同討論，使知識得到鞏固。最后，教師給予反饋評價，可以有效的激勵學生學習。學生通過與他人的學習成果對比，作出自我評價。學生通過展示成果，接受他人意見，總結經驗，形成學生互評。

3 結束語

混合式學習就是將各種學習理論、學習方法、學習媒體、學習內容、學習模式、學習資源以及學習環境合理的混合。在學習理念上改變了學習者的認知方式，教師的教學模式、教學策略、角色地位也都發生改變。通過初步的教學實踐證明，在應用性強的課程中實踐混合式學習，既可以保證教師的主導作用，又可以激發學習者的學習興趣，提高學習積極性，拓展知識面。對培養學習者的創新精神、自我設計能力和自主學習意識有積極的推動作用。

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