基于移動端的數據結構教學探索與實踐

劉建粉 王德永

摘 要：為改變傳統課堂教學中學生不愿聽講和不時玩手機現狀，進行了基于移動端的數據結構課程教學探索與實踐。采用線上線下混合教學模式，建設了線上教學資源，設計了線下教學活動，并進行了混合教學模式探索。結果表明，該教學模式調動了學生學習主動性和積極性，方便學生利用智能手機和零碎時間隨時隨地學習，獲得了較好的教學效果。

關鍵詞：數據結構教學 移動端 探索與實踐

中圖分類號：TG4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）12（a）-0-02

隨著4G及WIFI技術的普及，越來越多的人用上了智能手機，特別是90后、00后已步入大學校園的學生們，人手一部。手機給我們提供了很多便利，使我們的生活變得更美好，但是不合理的使用手機也給我們帶來很多不利影響。調查發現，大學生上課使用手機現象很普遍，有高達90%的受訪對象在上課時使用手機且上課使用手機頻率高[1]。上課使用手機的功能不是為了學習或查資料，而是上網聊天、逛淘寶、刷微博微信、打游戲等。造成該現狀的原因有很多，有學生因素，有老師因素，也有社會和家庭因素。如何改變該不良現狀，需要采取一系列的措施，有堵也要疏。從教師的角度出發，應該先從自身找原因，提高自己的綜合素質，保持對學生的吸引力，講究教學藝術，探索教學方法。

近年來，隨著大規模在線開放課程（慕課）實施，以及微課和翻轉課堂的教學探索[2-4]，借助于互聯網的優勢，給學生帶來了全新的學習體驗，提高了學生學習興趣和自主學習能力。如何讓智能手機變成學生學習的利器，這就需要老師改變以往以課堂講授為主的教學模式，而要探索一種線上線下混合的教學模式，充分調動學生學習的主動性和自覺性，從而通過智能手機進行移動學習，充分利用碎片時間，提高學習效率。

本文介紹筆者學校物聯網工程專業的《數據結構》課程從傳統的課堂教學到線上線下混合模式教學的轉變過程，從教學團隊研討，制定實施方案，到分工合作充分做好線上的教學資源整理、微課錄制和線下的課堂教學活動組織，以及如何實施線上線下混合教學，提高學生的學習興趣和監督學生的學習成效，再到實施過程中問題的總結和對策，最后是學習效果的測評。從最終的測評結果看，采用線上線下混合教學模式，學生的學習熱情有很大提高，教學效果也明顯提高。

1 數據結構課程學習困難分析

數據結構是物聯網工程專業的專業基礎必修課，開設于第三學期，每周3+1（即3節理論，1節實驗），其先修課程C語言已于第一和第二學期開設，其后繼課程有嵌入式系統、數據庫系統原理及應用和操作系統等。數據結構課程的教學目的是要求學生掌握數據結構的基本概念、基本原理和基本方法；掌握數據的邏輯結構、存儲結構及基本操作的實現，能夠對算法進行時間復雜度與空間復雜度分析；能夠運用數據結構基本原理和方法進行問題分析與求解。重點在培養和提高學生理論、抽象、設計的能力，強調實踐和創新能力。

雖然數據結構在物聯網工程課程體系中具有舉足輕重的地位，然而由于該課程涉及的算法有些比較抽象，實驗操作又要求學生具備較強的動手能力，學生在學習過程中容易遇到困難和問題，導致學生自信心受挫，學習興趣下降，學習主動性不足，教學效果不理想。究其原因，主要有以下幾個方面：（1）學生的基礎水平和掌握程度差異較大，而傳統的教學模式不能顧及到每一個學生的接受情況，不能及時解決一些學生遇到的問題；（2）先修課程C語言掌握不好，編程和調試不熟練，編譯運行時一旦遇到錯誤，不知道如何排查和修改，慢慢失去信心；（3）對課程的重難點不清楚，不知道如何進行預習和復習，如果一旦聽不懂，就會慢慢失去興趣；（4）某些概念抽象難懂，如時間復雜度、抽象數據類型等；有些算法較難，不容易理解，如關鍵路徑、最短路徑等。

基于以上原因，決定采用線上線下混合教學模式，將相關知識點分散，制作成微課、動畫、習題等各種豐富資源，學生可以根據自身需要隨時通過線上學習，老師提供多種方式與學生互動，及時答疑，從而提高學生學習效果。

2 線上線下混合教學模式探索與實踐

針對當前數據結構課程教學中遇到的各種問題，課程組老師一起進行了多次研討，最后決定采用線上線下混合教學模式，并制定了相應的教學方案。

（1）教學計劃修訂。

鑒于新的教學模式需要學生利用手機和零碎時間進行移動學習，把原來課堂被動接受變為主動汲取，另外要加強實踐操作，故把原來3+1的教學計劃修改為2+2。

（2）線上教學資源建設。

筆者學校現在大力支持網絡課程、慕課、微課、精品課程等建設，校園已全部覆蓋無線網絡，為線上教學資源建設提供了堅實基礎。數據結構原已建設有教學網站，上面已有教學大綱、課件、習題等資源，現在為方便學生充分利用零碎時間，通過移動端進行學習，就重新進行整理。主要是微課、實踐案例、在線習題測試和收集的其他優秀慕課資源等。

（3）線下教學活動設計。

線下教學活動是為了幫助學生將線上內化的知識進一步鞏固，并通過相應的教學活動培養學生問題求解能力、實踐能力和創新能力。線下教學活動一個是理論課堂上的活動設計，另一個是實驗室內的活動設計。理論課堂上活動組織分3個部分：第一部分是問題討論：這些問題提前在線上發送給學生，需要學生在討論課前做好準備。第二部分是問題解決方案總結以及相關知識點、重點和難點講解、延伸和擴展。第三部分是下一節知識點的提醒和點撥。其中第一部分討論問題的案例設計非常關鍵，它決定討論是否成功和有效。因此一個好的討論案例，應該能和實際應用結合，并能將重要知識點囊括其中。實驗室內的活動設計主要圍繞應用案例，設計它的存儲結構和操作的實現。實驗活動分為兩部分：第一部分是學生自己完成設計、編程、調試和運行，在此階段，老師對程序設計能力較弱的學生進行指導或幫助解決學生遇到的問題。第二部分是對學生實現算法的點評，找出幾個有特色的學生程序進行比較評講，從而開闊學生思路。

（4）線上線下混合教學模式實施。

考慮到培養學生自主學習能力，采用了先線上再線下的混合教學模式[5]。該模式的優點是讓學生真正變成學習的主體，將學習的主動權交給學生。學生可以根據自己需求靈活地掌握線上學習內容、方式、時間和次數，真正地學會自學。考慮到總有學生不愿主動學習，就需要對學生線上學習進行監督和提醒。另外，也想獲得學生學習數據的分析，以便及時調整教學活動。因此學習資源除上傳到本校網絡教學平臺上外，還通過清華大學的“雨課堂”進行有選擇的推送。學校所有的多媒體教室電腦都安裝了“雨課堂”插件，方便老師通過“雨課堂”來組織班級線上線下的教學活動。

每次課前，老師會通過“雨課堂”向班級學生推送該節課的知識列表、課件以及微課，并發送相應的自測試題以及課堂討論案例。自測試題一般以選擇題的形式出現，用于檢查學生掌握知識點的程度。課堂討論案例是為了培養學生分析問題以及解決問題的能力。為便于學生使用零碎時間進行學習，制作短、小、精的微課，時長一般不超過15min。老師會經常查看學生線上學習進度并根據需要發出提醒，并會對表現優秀的學生發出表揚。另外為了能保持學生自學興趣，克服學生自身惰性，以及方便開展討論，將學生分為若干學習小組，并選取小組長。一般以3個或4個人為一個組，通常都是一個宿舍的同學組成，方便大家在平時能集體學習和討論，并起到相互激勵和督促的作用，形成好的學習氛圍。

在線下課堂教學時，老師可以通過“雨課堂”組織討論，每個小組遞交討論結果，最后由老師總結講評。在線下實驗課時，老師也可以通過“雨課堂”共享學生的編碼并進行討論和講評。在線下教學活動結束后，老師根據情況決定是否需要再發送相關習題給學生，以便進一步掌握和鞏固學過的知識點。老師還可以關于學習內容、教學方法等方面發起調查問卷，通過匯總分析后，對教學內容和方法等及時做出調整。

通過線上線下多種方式與學生互動，解答學生疑惑，如微信群、QQ群、“雨課堂”等多種方式，確保學生遇到問題能及時解決，保持學生學習積極性。

（5）課程考核與效果測評。

由于線上線下混合教學模式由線上學習和線下學習構成，而且線上學習占了很大比重，為了能真實反映學習效果，課程考核方案需重新制定。課程考核成績由平時成績和期末筆試成績構成，各占50%，其中平時成績包括考勤（占比10%）、線上學習成績（占比20%）以及實踐成績（占比20%）。線上學習成績的判定主要依據課件、微課是否按時完成，自測題和習題完成數量和正確率，這些成績可以通過“雨課堂”自動生成。通過考核結果看出，實施混合教學模式后，學生成績有很大提升，由原來20%的不及格率下降到10%。

同時通過調查問卷調查學生對該混合教學模式的支持情況，結果顯示85%的學生喜歡該教學模式。另外學生對課程教師的評價分數也明顯提高。

3 結語

線上線下混合教學模式將學習主動權交與學生，方便學生利用智能手機和零碎時間隨時隨地學習，既調動了學生自學的主動性，也提高了學習積極性，并且獲得了較好的教學效果。因此今后應積極進行傳統課堂教學模式改革，進一步推動線上線下混合教學模式實施，并在實施過程中不斷改進和完善。

參考文獻

[1] 閔珍.大學生課堂“手機控”現狀心理學分析及其干預研究[J].才智，2018（8）：106-108.

[2] 趙媛，王杰，周立軍，等.以計算思維為導向的C語言程序設計MOOC建設[J].實驗技術與管理，2018，35（4）：147-150.

[3] 趙海冰，李瑛，邢翠芳，等.計算機程序設計課程教學中的微課程案例設計[J].計算機工程與科學，2016（11）：55-57.

[4] 渠慎明，劉珊，王青博，等.數據結構課程中的翻轉課堂教學模式研究[J].計算機時代，2018（9）：66-68.

[5] 朱正東，張小雨，田靖軒，等.MOOC混合教學模式及其實施中出現的主要問題與對策[J].計算機教育， 2017（9）：94-97.