翻轉課堂與傳統面授混合教學模式研究

黃璐+于紅+谷軍

摘要：以遼寧省教育廳啟動的跨校修讀學分項目為契機，探討基于翻轉課堂與傳統面授混合的數據結構課程教學模式，闡述混合教學模式改革中的教學模式設計和具體實施過程，最后進行課程教學總結并提出思考。

關鍵詞：數據結構；翻轉課堂；跨校修讀學分

0.引言

數據結構課程是高等院校電氣類專業學生學習編程技術和方法的入門課程，主要講解數據在計算機中的存儲和組織方式，以及基于這些組織方式的相關算法實現。該課程對學生的后續課程學習以及今后的科研、開發等工作有著很強的衍生作用。因此，如何上好這門課，在有限的教學時間內使學生對課程知識點掌握得更好，是值得任課教師思考的問題。

筆者以遼寧省教育廳啟動的跨校修讀學分項目為契機，進行基于翻轉課堂與傳統面授相結合的數據結構課程混合教學模式探索，從課程建設和教學過程管理兩個主要方面，對翻轉課堂教學模式如何有效與傳統面授模式相結合進行教學改革研究。

1.數據結構課程教學現狀分析

近年來，翻轉課堂被應用于數據結構課程教學改革中來。翻轉課堂是由Baker于2000年提出的…，在該模式中，學生對新知識的學習被安排在課下，通過微課及慕課等方式進行自主學習，而教師在課堂上負責組織學生對課下學習的知識進行討論和交流，進一步地進行知識內化。在我國，針對數據結構課程的翻轉課堂教學模式改革，很多高校的電氣類專業都進行了有益嘗試和探索。

以上教學探索均取得了可喜成績，但仍然存在三個問題：第一，在教學資源建設方面，視頻的錄制和擴展學習資料的準備均是由授課教師或其團隊獨立完成，由于時間、經驗以及經費等方面的限制，制作出的教學資源往往質量得不到保證。第二，在課下輔導學生方面，交流方式通常采用QQ群、微信及Email等方式，形式簡單松散，課程中復雜的數據結構，如樹、圖等，無法表達。第三，在教學平臺建設方面，用于翻轉課堂的教學平臺通常由授課教師團隊或者學校自主研發，由于經驗不足，平臺功能大多比較單一，往往只具有播放視頻和簡單的留言板功能，對于教學過程中的作業批改、組織測驗、題庫建設等環節無法實現。

2.混合教學模式研究

跨校修讀學分項目可以很好地彌補上述探索中出現的不足。跨校修讀學分是基于第三方網絡教學管理平臺以及前期精品課程建設基礎上的一種新型教學管理模式。通過跨校修讀學分項目，學生可以依據本校與其他高校之間的協議，選擇修讀外校資源共享課程，在本校審核通過后即可獲得相應學分。遼寧省教育廳于2014年5月下發了《遼寧省教育廳關于開展跨校修讀學分試點工作的通知》（遼教函[2014]224號），正式啟動了遼寧省第一批跨校修讀學分項目。

2.1課程基本情況

根據大連海洋大學電氣類專業培養計劃規定，數據結構課程是為該專業本科學生在第三學期開設的一門專業任選課程。2015-2016學年的第1學期，該門課程是第一次采用跨校修讀學分方式進行授課，選用的課程是東北大學軟件學院數據結構教學團隊建設的精品課程資源。課程一經推出，得到了電氣類專業學生的廣泛關注，申請選修的人數也較往年有很大提升，經過學院和學校的審核，最終確定選修學生為56人。

2.2課程內容教學模式設計

首先針對電氣類專業本科教學培養目標和數據結構課程教學大綱，設計課程各部分內容的教學模式，見表1。

在傳統面授的教學單元中，采用傳統的教學方式進行，即在課堂上以教師講授為主，學生提問或交流為輔；在課下以學生自主復習為主，教師較少參與學生的課下學習活動。在采用翻轉課堂教學模式的教學單元中，將學生的學習活動延展到課前、課中及課后，整個教學過程以學生為主、教師為輔。

2.3翻轉課堂模式實施

主要從課程建設和教學過程管理兩個方面人手，具體實施如圖1所示，其中，課程建設主要對應課前活動，教學過程管理主要對應課中和課后活動。

以第七章圖形結構的講解為例，來說明課程建設和教學過程管理的具體實施。

2.3.1課前工作

①教師根據本節課程教學目標整理出知識點：圖的基本概念和存儲方式，圖的遍歷等基本操作。

②教師根據知識點在課程建設方教師團隊提供的視頻任務點、作業任務點以及教材中選取需要的部分；同時整理出思考題：現實生活中可以用圖形結構描述的實例有哪些？連通分量和強連通分量有什么區別？圖的數組存儲方式和鄰接表存儲方式分別適用于什么形態的圖？將這些任務點和思考題發布給學生，供他們課前自主學習。

③教師根據本節課程的教學目標設計課堂教學活動，包括課堂任務和研討題目：微博、朋友圈等社交媒體在邏輯上屬于哪種數據結構？在社交媒體中確定任意兩個人之間的關系，可以借助圖的哪種基本操作？社交媒體中朋友圈的劃分，借助圖形結構應如何實現？

④學生需要登陸第三方網絡教學平臺通過觀看視頻教學資源，學習本節課程的知識點。對于自學過程中產生的疑問，學生要盡量自主解決；如果解決不了，可以在平臺上發起話題向同學求助，或帶到后續課堂向教師及同學尋求幫助。學生的線上學習表現可由登錄次數、任務點完成比例等網絡數據自動記錄下來，教師在成績評定時據此對學生的線上學習情況給出客觀評價。

2.3.2課中工作

①教師介紹本節課程的主要教學內容和教學目標，并對學生在自主學習期間產生的疑問中共性的問題進行解答。實際教學中出現的共性問題：圖的廣度優先遍歷操作中，同一個節點的下一層鄰接節點是否有訪問順序的要求？無向圖的數組存儲結構是否是對稱的？

②對于預先設計的課堂教學活動，按照難易程度或知識點順序逐個拋出課堂任務和研討題目，要求學生進行小組討論，由組長組織協調組員參與問題討論和發言。教師從時間和態勢上把握分組討論活動的整體進程，有針對性地、以靈活多樣形式地為各個小組給出適當的指導意見和建議。

③小組討論結束后，請小組代表總結發言，其他小組辯論和補充，教師適時發問和引導。

④教師對本節課程作出總結。

2.3.3課后部分

①教師針對學生掌握情況不佳的知識點，在平臺上發布話題：在多個城市之間建造公路，希望造價最低，是否可以通過圖形結構實現？如何實現？組織學生參與討論并輔導答疑。

②教師針對本節課程在第三方網絡教學平臺上布置和批改學生作業。

③教師根據網絡數據查看學生在視頻觀看、網絡登錄次數、在線討論及課堂討論等各個教學環節中的表現，以便給出平時成績。

④教師進行本次課程的翻轉課堂教學改革實踐總結，以促進今后教學工作的改進。

本次教學活動取得的成效：設計的課堂研討題目是關于社交媒體展開的，與學生的現實生活接觸緊密，有效調動了學生繼續探索下去的興趣。

本次教學活動出現的主要問題：對課堂時間和進度的把握沒有做到精確，對問題的研討過于深入，導致后面總結部分稍顯倉促。

下一步的工作改進：對學生的課前自主學習進行規范，促進其對基礎知識點的有效自我吸收，避免課堂教學過多講解基礎知識；同時，嚴格規范課堂教學過程管理，做到按計劃進行。

3.課程總結

為期一學期的數據結構混合教學模式改革已經結束，我們通過對學生成績的分析發現，優秀率占28.6%，及格率占89.2%，自動放棄率占5.4%，成績分布基本合理。高分數段學生取得了比較理想的成績，主要是由于他們大多在期末考試和線上學習環節得分較高，而低分數段學生則大多在線上學習環節失分較多。另外，與該課程在前兩輪單純使用傳統教學模式的教學過程和學生考核成績相比，本輪教學中取得優秀成績的學生占比有明顯提高。上述分析表明，將翻轉課堂與傳統面授教學模式相結合、應用于電氣類專業數據結構課程取得了理想的教學效果，能夠達到預期教學目標，可以繼續推行和探索。

另一方面，對選修學生的調查和反饋顯示，大多數學生認為本次課程對提高他們的自主學習能力、團隊協作能力、語言表達能力以及信息檢索能力等有很大幫助，同時這種自主學習方式還能夠在一定程度上激發學習積極性，擴展視野，在一定程度上提高他們的自信心。但也有少數學生認為，自主學習新的知識點難度較大，少部分學生在線上自主學習時遇到困難就會選擇放棄。

4.關于混合教學模式的思考

（1）實施翻轉課堂教學的環節中，學生的課前自主學習效果會直接影響到后續課堂上啟發式教學的實施效果，因此，需要對學生的課前自主學習進行有效督促。教師在網絡教學資源的整理和準備中，需要注意知識的碎片化和趣味化，網絡思考題的提出需要凝練知識點，起到引導學生積極思考的作用。同時，可以考慮在成績分配上進行適當傾斜，從制度上引導和加強學生對課前自主學習活動的重視。

（2）進行混合教學模式改革，重中之重就是有效進行不同于以往的課堂教學過程。在課堂上，教師需要根據實際情況發布課堂任務和研討題目，組織學生進行小組交流和討論并進行小組發言。這一過程是幫助學生進一步知識內化的重要過程，因此，在教學中，尤其需要對課堂活動的流程和時間分配進行精確設計。課堂任務和研討題目的設計需要具有典型性和綜合性，需要利用幾個任務和題目涉及大部分的知識點，并且需要具有可討論性和可發揮性，由此學生可以在教師劃定的一個范圍內進行自由思考。另一方面，在實際的課題研討過程中，尤其需要注意對時間的把握。有別于傳統的課堂教學模式，在翻轉課堂模式中，由于加入了學生的參與環節，課堂時間會顯得不充足，如果不能精確把握時間，很容易在有限學時內完不成教學任務。

（3）在混合教學模式的整個實施階段，應該時刻注意對課程的實施狀況進行總結。這種總結不僅應在課程結束后進行，而且還應在課程的每一個階段，如期初、期中和期末階段進行，甚至是在每一節課以后進行。總結的內容應該包括課堂任務和研討題目的設置是否能夠激發學生的學習興趣、課堂教學過程的實施是否按計劃進行、學生對知識點的掌握情況是否達到預期目標，等等。在進行課程總結分析的時候，可以采用多種手段，可以經常在網絡教學平臺上查看學生的學習情況，通過平臺統計功能查看并分析學生的自主學習活動的進展以及需要引領學生改進的地方。

5.結語

我校以跨校修讀學分項目為契機，借助第三方網絡教學平臺和兄弟院校精品課程資源，進行基于翻轉課堂與傳統面授相結合的數據結構課程混合教學模式探索，取得了一定的成效。今后，我們將繼續探索翻轉課堂教學模式在傳統教學基礎上的合理運用，并向其他課程推廣。