“課前-課上-課后”結合的數據結構教學模式探索與實踐

摘? 要：將移動互聯網技術與課程教學相融合已成為一種新的趨勢。文章以雨課堂教學環境為依托，設計了一種“課前-課上-課后”三者有效結合的教學模式，并應用于暨南大學網絡空間安全專業和計算機科學與技術專業的數據結構課程教學。實踐結果表明，新的教學模式能很好調動學生的主動性，提升教學實效，收到很好的教學效果。

關鍵詞：雨課堂;數據結構;教學模式

中圖分類號：G642? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）08-0091-04

Abstract： It has become a new trend to integrate mobile internet technology with curriculum teaching. This paper designs a teaching mode that combines "pre-class， in-class and after-class" effectively based on the? teaching environment of Rain Classroom， which is applied to the data structure teaching of cyberspace security and computer science and technology in Jinan University. Practical results show that the new teaching mode can mobilize students' initiative， improve teaching effectiveness and achieve good teaching results.

Keywords： Rain Classroom; data structure; teaching model

一、概述

隨著移動互聯網在國內外的普及，移動終端設備已成為了人們交流、學習的重要工具。在這樣的環境下，如何利用移動設備，開展新的教學方法;如何將移動互聯網技術與課程教學相融合。這些問題成為了新的研究課題。

數據結構課程是計算機科學與技術專業、網絡空間安全專業、軟件工程專業等及其相關專業的核心必修課程，是一門理論性和實踐性都很強的課程。但該課程知識點多，內容抽象，且上課學時有限，從而導致學生理解起來具有一定的難度，提問和回答問題積極差。針對這些問題，基于文獻[4]，本文以雨課堂教學環境為依托，設計了一種“課前-課上-課后”三者有效結合的數據結構教學模式，力爭實現以下目標：1. 移動互聯網背景下，充分發揮雨課堂數據驅動的優勢，實現了簡單的知識點放到課前讓學生自學完成，復雜和重要的知識點放到課堂上進行講授，提升教學實效。2. 利用雨課堂實時互動的優勢，豐富師生交互方式，充分調動學生的課堂回答問題的積極性，提升學生的自主學習的能力。3. 利用雨課堂的推送功能，將視頻、習題、預習或算法演示課件推送到學生移動終端設備，方便學生課前預習，課后復習，提高學習效率。4. 利用雨課堂，進行教學數據的采集工作。如學生出勤情況、課堂練習情況，課堂考試情況，課堂教學效果等。根據這些數據的分析，掌握學生的學習效果，并及時調整教學方法和進度，從而更好完成教學任務，提高教學質量。

二、雨課堂的簡介

雨課堂是由清華大學開發的一個教學工具。利用微信公眾平臺，實現了數據推送、實時問答、問題反饋、數據分析等功能，為師生交流提供了一個很好的互動平臺。雨課堂具有以下主要特點[4]：

（一）使用方便

教師登陸雨課堂的官方網站，下載雨課堂軟件，并安裝該軟件;同時在移動終端設備上關注雨課堂公眾號即可使用。

（二）PPT同步

老師可以在PC機上進行教學PPT的制作和修改，使其能夠適應移動手機觀看的格式。上課時，開啟雨課堂，選擇授課班級和課程，生成課程二維碼;學生掃碼進入課堂; 課中，教師的PPT會實時發送到學生移動手機上，實現PPT同步。PPT同步，避免了學生抄筆記，便于學生學習和閱讀。

（三）學習問題的反饋

在傳遞PPT的同時，每頁PPT下方都設有“不懂”按鈕，學生可以將聽課中不理解的知識點進行標注，并匿名反饋給老師;教師根據反饋結果，及時調整教學方法和進度，對難點進行詳細講解。

（四）課堂考試

利用雨課堂，可以進行課堂考試。通過向學生移動終端發送考試試卷進行課堂考試; 此外，教師可以在 PPT 中添加測試問題，進行課堂提問和現時回答。學生則過手機微信回答。在答題過程中，教師根據問題難度，設置提交時間或回答時間。教師還可以通過雨課堂的發紅包功能給回答問題積極的學生發紅包給予獎勵。

（五）后臺實名，前臺隱名的彈幕

雨課堂彈幕具有“后臺實名，前臺隱名”的特點，能使學生以隱名身份發表自己的觀點，促使學生積極參加討論。

（六）采集數據

雨課堂能自動采集學生在教學過程中產生的學習數據。這些數據能幫助教師及時掌握學生的學習效果，評價教學效果，進而調整教師的教學方法。

三、依托雨課堂教學環境，“課前-課上-課后”結合的數據結構教學模式設計

基于文獻[1-3，5]，在分析了數據結構課程的特點基礎，根據網絡空間安全專業和計算機科學與技術專業的數據結構教學目標和教學內容等，結合雨課堂的功能特點，提出了將“課前-課上-課后”三者有機聯系起來，發揮線上線下教學、構建數據結構知識學習、能力訓練、自主學習三維一體的教學模式，提升教學實效和教學質量。

基于雨課堂的數據結構智慧教學模式設計如圖1所示。

課前：課前教師通過雨課堂推送預習材料到學生微信。包含視頻、習題和預先學習任務，讓學生自行學習一些相對簡單的知識要點。通過課前的預習資料推送，布置數據結構課程學習內容。學生可以利用手機提前了解教學內容，并將不懂的問題實時反饋給老師。老師實時掌握學生的預習和復習情況，督促學生養成預習的習慣。

課上：通過雨課堂開展課堂教學。PPT逐頁發送到學生微信，使學生上課不再忙于抄寫、拍照;在課堂講解重要、難理解的知識要點，而簡單的知識點留給學生自己學習，并利用節省下來的時間，介紹新的知識和技術，提高課堂時效。利用雨課堂中“不懂”和“彈幕”開展師生互動，討論等，以提高學生學習的參與度和積極性，加強師生之間的了解和互動。發布課堂試卷和課堂練習，設置提交時間，教師及時掌握學生學習效果和教學目標完成的基本情況。根據學生學習效果，改進教學方法和教學進度，從而提高教學質量。

課后：教師課后通過雨課堂向學生推送作業題、復習總結資料、擴展資料等，幫助深化知識點的學習。同時，利用雨課堂，進行教學行為數據的全面采集工作，分析改進教學，提高教學質量。

四、依托雨課堂教學環境，“課前-課上-課后”結合的數據結構教學模式實施

（一） 課前預習的教改內容設計

教師上課前設計數據結構預習教學內容，并編寫預習的PPT和講課的PPT。重點分析哪些基礎的知識點能放到課前預習的PPT中，讓學生自學或預習;哪些重要、難理解的知識點放到課堂上的PPT，要進行重點講授。同時，結合學科的新發展，那些新技術需要結合課堂教學內容介紹，學生課前需要查那些文獻等。此外，為了學生更好完成課前預習，可以在課前預習推送的信息中，插入一些語音講解，相關的視頻和MOOC及各種學習資料。

學生在移動終端的微信中收到課前預習學習資料后，學生可以根據自己的情況進行課前的預習，做好上課前的準備工作，從而提高課堂學習效率。同時，根據課前的預習資料，可以自學一些簡單的知識點。

例如：第3課前給學生發預習任務單如表1。

（二） 課上設計及教改內容

1. 教學內容重點、難點的講解

依托雨課堂環境，對比較重要、難理解的知識點進行詳細講解，并結合課堂教學內容，介紹新的技術和案例。教學內容部分截圖如圖2所示。

2. 問題的反饋

學生在聽講過程中有不理解的地方，學生可利用雨課堂的 “收藏”、“不懂”按鈕，把教學內容不理解的內容進行標記。教師根據反饋的數據，及時掌握學生的學習效果，將大多學生“不懂”的問題放在后續課再次重點講解，進而調整課程節奏。學習效果截圖如圖3所示。

3. 實時問答互動

通過定時開啟的彈幕，進行實時問答，促使學生提問和參與討論，加強師生之間的了解和互動。同時，根據具體的數據結構教學內容安排，適當安排分組討論等。小組討論結果展示時，可以利用雨課堂彈幕具有“后臺實名，前臺隱名”的特點，讓學生以隱名身份發表自己的觀點，促使學生積極參加討論。

4. 課堂練習和課堂測試

利用雨課堂的發布限時課堂習題和課堂測試，讓學生通過課堂練習、課堂測試完成相應的操作及應用練習，幫助學生加深對知識點的理解。通過課堂測驗，教師可以及時了解學生對堂課知識點的掌握及教育目標完成的基本情況，合理安排教學進度，改進教學方式。

（三）課后復習

課后，向學生推送課后復習資料。包括課堂教學內容的總結，重點、難點的內容、常出現的錯誤和進一步思考的問題;學習的理論知識如何解決實際問題等。如果學生還有疑問，可以通過雨課堂“報告老師”與老師及時溝通和討論，提高學習效率。

1. 教師推送課程總結，幫助學生復習已學過的知識。復習發送截圖如圖4所示。2. 推送作業題，收集學生的答題數據。3. 教師推送與課上知識點相關的資料等，以幫助學生擴展知識。4. 推送算法演示課件，幫助學生學習理解算法。

例如：第3課后給學生發總結復習任務單如表2。

五、依托雨課堂教學環境，“課前-課上-課后”結合的數據結構教學模式實施效果

依托雨課堂教學環境，“課前-課上-課后”結合的數據結構教學模式應用于暨南大學信息科學技術學院/網絡空間安全學院計算機專業的數據結構課程后，提升學生的學習實效，引導學生自主學習，加強了學生的學習主動性，收到了很好的效果。

我們對其中一個教學班進行了調查問卷（74份）。調查結果表明大部分學生對基于“雨課堂”的數據結構智慧教學模式給予了充分肯定，認為基于雨課堂的數據結構智慧教學模式能提高學習的主動性，師生互動顯著增加，課堂氣氛活躍。將簡單和概念性內容放在課前學習，重點、難點放在課上講解，便于提高學習效果。約有一半以上的學生課后給教師留言，反饋自己的學習體會或疑惑。實踐證明，基于雨課堂的教學模式，激發了學生的學習興趣，提高了課堂學習效率。

調查部分結果如圖5，6所示。

六、結束語

數據結構是一門知識點多、內容抽象和較難理解的專業基礎課程。為了幫助學生提高這門課程的學習效果，本文將雨課堂作為教學平臺，開展了“課前-課上-課后”結合的數據結構教學模式探索與實踐，并取得一些研究經驗和成果。但還存在一些問題有待于繼續探索，如課堂互動的時間如何控制，才不會影響課程進度等問題。這些問題有待進一步思考、完善和發展。今后將繼續開展移動技術與教學深度融合，累積教學經驗，從而不斷改進和完善“課前-課上-課后”結合的數據結構教學模式，提高課堂教學效率，促進教學效果，達到培養創新人才目的。

參考文獻：

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