基于元知識點的《數據結構》課程素材庫的構建

王祖儷

成都信息工程大學 網絡空間安全學院 四川 成都 610225

一、引言

《數據結構》課程是計算機及相關專業的一門核心必修課程,該課程理論較多,內容較抽象,有一定的實踐要求,各個學校、專業對于該門課程的要求也不相同。隨著多媒體技術和互聯網+技術的發展,除了線下教學外,網絡課程、微課、慕課等多種教學形式的出現,也使得學生能通過各個渠道學習、練習該門課程。而對于這些多種形式的教學和考核方式手段,有些問題也隨之顯現：

1.由于微課時間短,而數據結構課程每章節內容較多,在錄制微課、慕課時,大多采用以章或者小節作為內容素材,在教學中顯得時間比較緊,無法較好地表達章節的內容。加之沒有一個統一的內容素材標準,使得各個錄制的微課容易出現重復或缺失的情況,針對同一內容講解的難易程度也不同。另外,隨著教材和新技術的出現,也容易使得原有微課或者慕課中的部分內容過時,使得整個微課或者慕課內容不能繼續使用。

2.在在線考核中,大多選用按章節進行考核的方式,由于各章節內容較多,所以大多數情況下一次考核的時間較長,不太適合隨堂考試等段時間的測驗。

3.《數據結構》課程的在線學習中,通常要求學生按照章節順序學習,從一定程度上剝奪了學習者的“選擇剩余權”,也剝奪了學習主體的學習效率和和興趣。

因此構建一個通用的課程素材庫,并以此根據不同的教學方式組織素材就顯得尤為重要了。在絕大多數課程中,知識點是最能反映學習者掌握所學內容及學習程度的衡量標準,也能反映學習者在學習過程中存在的問題。知識點的定義可大可小,大到整章,一小節,一課時教學的內容,小到一個具體問題的解答。我們可以把知識點分為元知識點和復合知識點。對于不能再分割的知識點稱為元知識點,以元知識點作為教學的基本內容,有助于微課、隨堂測驗等時間較短的教學形式組織教學內容,同時多個元知識點可以比較自由的合成一個一個的知識模塊。滿足慕課,在線教學,單元測驗,期末考試等常規網絡教學和考核的教學方式。

二、基于元知識點的課程素材組織

1.元知識點的分割。在課程素材庫中,結合不同教學方式的實際特點,不以線下教學課程安排或者章節作為知識點。而是細化原有知識點,將其分割為不能再分割的元知識點。微課、隨堂測驗、知識點測驗等可以利用元知識點作為內容素材。多個元知識點組成一個知識模塊,既可以以元知識點作為課程素材的提取單位也可以以多元知識點形成“模塊”構建更大的素材。

2.確定元知識點的難易程度。不同學校、不同專業,不同學習目對于同一個知識點的要求可能不同,例如在我院本科教學中,由于課時安排“平衡二叉樹的調整”不作為講解過程,但該內容屬于考研大綱的內容。因此需要對元知識點設置其難易程度,在學生學習或者教師、在線測驗時根據實際情況組成不同難易程度的教學內容或者試卷。

3.確定元知識點的關聯性。在數據結構的學習中,有的知識點之間存在明顯的前后關聯,即一個知識點是另一個知識點的前置知識,而有的知識點則相對獨立。在學生自主學習的過程中,為了充分調動學生的學習興趣,基于元知識點的課程內容素材組織可以根據學生的學習時間,組織合適的內容,以元知識點為基礎,建立知識點之間的關聯性,在關聯性允許的情況下,學生可以自主選擇需要學習的模塊,也就是“跳著學”。在具體實施過程中,可以在建立元知識點時表示出當前知識點的學習所需要的前置知識點等內容。由于知識點在結構上具有天然的層次關系,形成的層次圖能全面衡量學生對知識的掌握情況,提高學生的學習效率。

數據結構各章節按最小內容的標準劃分元知識點,每個知識點標注了難易程度和所屬一、二級知識點。選擇該素材庫的教師或學生可根據實際需求選擇合適難度的知識點進行考核或者教學;每個元知識點標注了其需要掌握的前置知識,可以作為學生選擇學習內容的輔助標準。例如有能力的學生可以直接進行圖的概念的學習,然后進入圖的鄰接矩陣的學習,而不一定需要按書上章節,學完樹后再學習圖。對于不同的教學方式,可以選擇不同粒度的內容素材組織,在微課結束后,可以根據該1-2個元知識點按難易程度生成知識點測驗,幫助學生鞏固所學內容。若某個元知識點知識進行了更新,對于由多個元知識點知識構建的“模塊”,只需要修改其中的某個元知識點的內容即可。

三、小結

基于元知識點的課程素材構建以元知識點作為基本構建單位,使得不同教學方式在素材選擇上更加符合教學方式的特點,同時也有效地提高了學習者的興趣和學習效率,是以“學習者為中心”的教學模式的回歸,同時也有利于課程的共建和共享。