《數據結構》混合式教學探索與實踐①

任敏

（濱州學院信息工程學院 山東濱州 256600）

數據結構課程內容抽象，知識點繁多，傳統教學主要以教師填鴨式的講授為主[1]，本科課程一周兩次理論一次實驗，學生只是疲于被動地接受課堂知識和應付作業，教師不能有效地對學生的學習過程進行嚴格的監控，學生學習只是浮于表面，不能進行深入的探究學習，積極性和主動性不高，很多學生存在平時不學習，期末兩周集中復習，“及格萬歲”的思想，因此期中考核成績比較差，期末考核成績也不能達到預期的效果，這也是大部分老師比較頭疼的問題，為加強學生學習的積極性，提高教學質量，推動課程建設與課堂教學改革，結合本課程的特點，依托優學院教學平臺建設了《數據結構》的在線課程。在教學中將傳統教學和在線學習的優勢相結合，以學生為主體，以教師為主導，探索實踐了線上+線下的混合式教學模式，以達到最好的教學效果[2]。

1 《數據結構》混合式教學目標

圖1 混合式教學模式

線上學生在教師的引導下通過觀看視頻，完成在線作業、章節測試、在線討論等多種方式自學理解數據結構的一般原理，掌握表、樹、圖等常用基本結構的特點、存儲和運算，提高自學探究和創新的能力，在線下通過教師互動式課堂教學、課堂討論和實驗訓練等多種形式進一步理解數據結構的重點難點內容及常用經典算法，學會數據的組織方法和典型基本算法的實現，能在實際問題中選取或設計合適的數據結構，提高算法設計能力，積累優秀的程序設計思想和方法，提高復雜問題的解決能力，并學會對算法的評價方法，在整個學期中有效地監控學生的學習過程，從淺到深地引導學生實現個性化學習，有效提升學生的學習深度，提高整個學習周期的教學質量。

2 混合式教學模式

混合式教學是學與教、線上與線下、課堂內和課堂外的協調統一[3]，學生利用手機端或者電腦端進行在線課程的自學，教師在線下組織互動課堂教學，課堂討論和實驗訓練，混合式教學模式如圖1所示，既提高了以學生自學為主的主動性、積極性與創造性，又發揮了教師引導、啟發、監控、激勵等教學過程的主導性[4]，達到了教學效果的最優化。

2.1 教學設計階段

在課程資源開發之前，根據每一部分教學內容的特點和難易程度重新劃分知識點，并確定使用線上還是線下的方式進行教學，在每一節課之前根據知識點采用的授課方式進行教學設計，確立教學思想，明確知識、技能和情感等三個方面的教學目標、對學生進行學情分析，指出重點和難點內容，確定合適的教學方法、策略和教學過程。

2.2 教學實施階段

2.2.1 課前信息傳遞

教師在網絡教學平臺提前發布線上學習內容，一般上一周發布下一周的線上學習視頻3～4個、課件3～4個以及相關基本算法的動畫演示，并完成相應的彈幕測試；學生通過優學院的平臺公告或短信通知進行線上自學和測試，并隨時記錄發現的問題，發布話題進行在線討論，教師參與在線討論話題。在這一階段學生可以根據自己對知識的掌握情況，有選擇地進行觀看視頻和課件，有必要則可反復觀看，學生在自學的過程中，構建自己的知識體系，探尋和思考問題、通過查詢資料、參與討論等最終解決問題，鍛煉了其自學的能力，使學生獲得自信和成就感，而通過自己努力獲得的知識會更加記憶猶新。教師通過統計功能可時刻監督學生在線學習的情況以及彈幕的錯誤次數，并通過優學院進行及時提醒。

表1 成績構成表

2.2.2 課中知識內化提升

教師根據學生的學習情況和發現的問題，組織引導學生開展互動式課堂教學，使學生參與整個課堂教學的互動過程，包括課堂面授、課堂討論和實驗等三種形式。

（1）針對重點和難點內容以及學生發現的問題有針對性地進行互動式課堂面授，這種課堂面授形式有別于傳統的教師灌輸式的課堂教學，教師精心組織課堂教學的每一個環節，通過案例、故事、任務等提出問題，引入知識點，引導學生去思考、搶答分析問題，進而運用知識解決問題，也可以進行答疑解惑、個別指導。

（2）針對學生發現的問題定期舉辦各種主題的課堂討論或者小組討論，由教師提前一周公布將討論的主題，讓學生準備，然后由教師主持引領學生圍繞該主題進行討論，暢談自己的觀點，學生表現計入平時成績。鼓勵學生自發地組成學習小組，也可以以宿舍為單位，通過分組、討論、協作等方式[5]，讓學生之間形成一種互幫互學，相互督促的學習氛圍，從而共同進步。

（3）通過互動式課堂面授和討論后，可以運用所學知識去完成相應的實驗任務，進一步鞏固和加深對知識的理解和內化，以達到能力的提升。在實驗中采用任務驅動法，以任務為主線、學生為主體，由個人或者小組的形式來完成。通過任務分析和分解、設計合適的數據結構實現算法，從而解決問題，提高算法分析、算法設計和編程的能力。

2.2.3 課后評價升華

課后學生需完成相應的作業、調查問卷以及個性化知識的拓展，每一章結束都要進行章節測試或者階段性的考試，學生做完提交后，平臺自動進行評閱，學生可以看到答案解析，并獲得答題情況的及時反饋，促使其深入探索相關知識并且及時進行查缺補漏。教師還可以通過發放問卷的形式對學生掌握知識的情況進行了解，然后根據每一個學生的總體情況，推薦給其相應的文獻進行查閱，以拓展其知識面，促使學生進行相關知識的深入學習和個性化學習。

2.3 教學評價與反思

2.3.1 課程考核方案

學生的成績由過程考核和期末考核成績組成，各占一半，與往年相比更加注重過程考核，達到了課程標準過程考核分值要求的上限。過程考核由線上自主學習成績、課堂表現、期中考試成績組成，具體分值如表1所示。其中在線成績是學習平臺按照預先設定的分值范圍自動記錄的分數，包括視頻學習、在線作業、話題討論、章節測試、考試和簽到等。課堂成績包括搶答、討論、小組協作及實驗成績等。

2.3.2 教學反思

每一次課結束后，教師根據學生線上學習情況、互動課堂表現、課后測評及調查問卷情況進行學習效果的反思，包括是否達到了預期的教學目標？教學方法是否合適？教學重點是否突出？教學難點是否突破[6]？對于課堂上意外的突發事件處理是否及時恰當等，針對發現的問題進行反思并及時調整教學設計，優化教學資源，改進教學方法，以達到后繼課程教學效果的最優化。

3 教學效果分析

3.1 混合式教學成果顯著

在混合式教學中，教師能夠很好地進行學生學習過程的跟蹤、監督和考核，避免了學生期末兩周集中復習的淺層學習現象的發生，在整個學習過程中，學生提前完成線上的學習內容，積極查閱各種資料，完成相關話題的討論和練習，課中積極參與課堂互動，參與小組討論，課后主動完成作業，學生的學習主動性和積極性得到了大大的提高，不僅提高了自學和共同協作的能力，而且鍛煉了探究與創新思維，更有利于學生成績和綜合素質的提高。同時教學平臺對學生的過程性評價也有了明確的評價標準和數據支撐，對于傳統教學是一個很大的進步。

3.2 促進教師的發展

“線上+線下”的混合式教學模式轉變了教師的角色，教師由原來的課堂講授為主，轉變為以教師為主導的教學活動，其是課程的設計者、討論的引導者、課堂的組織者，強調了教師的引導、帶領和監督作用，突出了教師和學生的互動和交流，使學生在教師的指導、幫助下積極主動地探究學習；學生可自定步調地學習或練習，教師被解放出來，可以有更多的時間關注指導幫助學生。這也在專業能力、混合式教學的先進教育理論以及課程網站建設等方面對老師提出了更高的要求。

3.3 促進個性化學習的發展

混合式教學實踐表明：學生的學習積極性和主動性得到了提高，班級學習風氣好轉，學生能夠根據自己的實際情況自主選擇學習策略，自定步調地開展學習，構建新知識體系，積極參與交流與討論，并不斷對自身的學習進行反思，改進學習策略，教師可以根據每一位同學的學習軌跡和存在的問題，有針對性地進行個別指導，真正實現了因材施教，促進了學生個性化學習的發展。

3.4 推動深度學習的開展

傳統滿堂灌的課堂教學使學生被動地接受知識，束縛了其創新思維，學生的學習只停留在記住概念、知道原理等淺層學習層面上，知其然不知其所以然。而混合式教學方式在教師的引導下通過知識分享、話題討論、小組協作、深入思考、案例研究等方式使學生主動地去探究深層次的問題，促使學生構建自己的新知識體系，推動學生高層次的思考與深度學習的開展。

4 混合式教學的總結

從本質上來說，在線開放課程并不會真正取代傳統面授教學方式，通過混合式教學實踐證明，線上自學+線下互動課堂的混合式教學模式是切實可行的，不僅使學生可以有選擇地進行個性化的在線學習和深度學習，又能以教師為主導，組織開展互動式教學，提高了學生的學習成績和綜合素養，培養了其創新能力，提高了數據結構課程的整體教學質量，但是混合式教學還應注意以下幾點：

（1）線上自學不是傳統的網絡直播教學，線下教學也不是照搬的傳統課堂教學活動[7]，“線上”自學與“線下”的互動式教學是同等重要的教學活動，因此教師應提前充分備課，分析學生的學情，針對學生的具體情況，進行教學設計，充分調動學生的學習積極性，通過學生觀看視頻、線上作業、參與話題討論、文獻閱讀、獎勵等多種方式保證學生線上學習的完成度和質量。

（2）“線下”互動式課堂教學不同于傳統教學，而是針對適合線下教學的知識點，包括重點難點、學生發現的問題等，以教師為主導組織的互動式課堂教學、討論和實驗環節，整個過程學生以主體參與其中。

（3）在混合式教學中，教師作為整個學習過程的總舵手，應盡快改變角色，充分調動學生的積極性，尊重個體差異，促進個性化發展和深度學習的開展，使混合式教學效果達到最優化。

基于自建的《數據結構》在線課程，結合傳統教學的優點，構建了“線上自學+線下互動課堂教學”的混合式教學模式，既能體現以學為主的網絡教學模式的優勢，又可以很好地發揮以教為主的傳統教學模式的優點，同時突出了教師的主導作用和學生的主體地位，激發了學生的自主學習興趣，顯著提高了數據結構課程的教學效果。