“課前-課上-課后”結(jié)合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)模式探索與實(shí)踐

摘? 要：將移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與課程教學(xué)相融合已成為一種新的趨勢(shì)。文章以雨課堂教學(xué)環(huán)境為依托，設(shè)計(jì)了一種“課前-課上-課后”三者有效結(jié)合的教學(xué)模式，并應(yīng)用于暨南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)。實(shí)踐結(jié)果表明，新的教學(xué)模式能很好調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，提升教學(xué)實(shí)效，收到很好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：雨課堂;數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)在國(guó)內(nèi)外的普及，移動(dòng)終端設(shè)備已成為了人們交流、學(xué)習(xí)的重要工具。在這樣的環(huán)境下，如何利用移動(dòng)設(shè)備，開展新的教學(xué)方法;如何將移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與課程教學(xué)相融合。這些問題成為了新的研究課題。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)、軟件工程專業(yè)等及其相關(guān)專業(yè)的核心必修課程，是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程。但該課程知識(shí)點(diǎn)多，內(nèi)容抽象，且上課學(xué)時(shí)有限，從而導(dǎo)致學(xué)生理解起來(lái)具有一定的難度，提問和回答問題積極差。針對(duì)這些問題，基于文獻(xiàn)[4]，本文以雨課堂教學(xué)環(huán)境為依托，設(shè)計(jì)了一種“課前-課上-課后”三者有效結(jié)合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)模式，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：1. 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)背景下，充分發(fā)揮雨課堂數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的知識(shí)點(diǎn)放到課前讓學(xué)生自學(xué)完成，復(fù)雜和重要的知識(shí)點(diǎn)放到課堂上進(jìn)行講授，提升教學(xué)實(shí)效。2. 利用雨課堂實(shí)時(shí)互動(dòng)的優(yōu)勢(shì)，豐富師生交互方式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的課堂回答問題的積極性，提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力。3. 利用雨課堂的推送功能，將視頻、習(xí)題、預(yù)習(xí)或算法演示課件推送到學(xué)生移動(dòng)終端設(shè)備，方便學(xué)生課前預(yù)習(xí)，課后復(fù)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率。4. 利用雨課堂，進(jìn)行教學(xué)數(shù)據(jù)的采集工作。如學(xué)生出勤情況、課堂練習(xí)情況，課堂考試情況，課堂教學(xué)效果等。根據(jù)這些數(shù)據(jù)的分析，掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，并及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法和進(jìn)度，從而更好完成教學(xué)任務(wù)，提高教學(xué)質(zhì)量。

二、雨課堂的簡(jiǎn)介

雨課堂是由清華大學(xué)開發(fā)的一個(gè)教學(xué)工具。利用微信公眾平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)推送、實(shí)時(shí)問答、問題反饋、數(shù)據(jù)分析等功能，為師生交流提供了一個(gè)很好的互動(dòng)平臺(tái)。雨課堂具有以下主要特點(diǎn)[4]：

（一）使用方便

教師登陸雨課堂的官方網(wǎng)站，下載雨課堂軟件，并安裝該軟件;同時(shí)在移動(dòng)終端設(shè)備上關(guān)注雨課堂公眾號(hào)即可使用。

（二）PPT同步

老師可以在PC機(jī)上進(jìn)行教學(xué)PPT的制作和修改，使其能夠適應(yīng)移動(dòng)手機(jī)觀看的格式。上課時(shí)，開啟雨課堂，選擇授課班級(jí)和課程，生成課程二維碼;學(xué)生掃碼進(jìn)入課堂; 課中，教師的PPT會(huì)實(shí)時(shí)發(fā)送到學(xué)生移動(dòng)手機(jī)上，實(shí)現(xiàn)PPT同步。PPT同步，避免了學(xué)生抄筆記，便于學(xué)生學(xué)習(xí)和閱讀。

（三）學(xué)習(xí)問題的反饋

在傳遞PPT的同時(shí)，每頁(yè)P(yáng)PT下方都設(shè)有“不懂”按鈕，學(xué)生可以將聽課中不理解的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注，并匿名反饋給老師;教師根據(jù)反饋結(jié)果，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法和進(jìn)度，對(duì)難點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)講解。

（四）課堂考試

利用雨課堂，可以進(jìn)行課堂考試。通過(guò)向?qū)W生移動(dòng)終端發(fā)送考試試卷進(jìn)行課堂考試; 此外，教師可以在 PPT 中添加測(cè)試問題，進(jìn)行課堂提問和現(xiàn)時(shí)回答。學(xué)生則過(guò)手機(jī)微信回答。在答題過(guò)程中，教師根據(jù)問題難度，設(shè)置提交時(shí)間或回答時(shí)間。教師還可以通過(guò)雨課堂的發(fā)紅包功能給回答問題積極的學(xué)生發(fā)紅包給予獎(jiǎng)勵(lì)。

（五）后臺(tái)實(shí)名，前臺(tái)隱名的彈幕

雨課堂彈幕具有“后臺(tái)實(shí)名，前臺(tái)隱名”的特點(diǎn)，能使學(xué)生以隱名身份發(fā)表自己的觀點(diǎn)，促使學(xué)生積極參加討論。

（六）采集數(shù)據(jù)

雨課堂能自動(dòng)采集學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中產(chǎn)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)能幫助教師及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，評(píng)價(jià)教學(xué)效果，進(jìn)而調(diào)整教師的教學(xué)方法。

三、依托雨課堂教學(xué)環(huán)境，“課前-課上-課后”結(jié)合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)模式設(shè)計(jì)

基于文獻(xiàn)[1-3，5]，在分析了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的特點(diǎn)基礎(chǔ)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容等，結(jié)合雨課堂的功能特點(diǎn)，提出了將“課前-課上-課后”三者有機(jī)聯(lián)系起來(lái)，發(fā)揮線上線下教學(xué)、構(gòu)建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識(shí)學(xué)習(xí)、能力訓(xùn)練、自主學(xué)習(xí)三維一體的教學(xué)模式，提升教學(xué)實(shí)效和教學(xué)質(zhì)量。

基于雨課堂的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)智慧教學(xué)模式設(shè)計(jì)如圖1所示。

課前：課前教師通過(guò)雨課堂推送預(yù)習(xí)材料到學(xué)生微信。包含視頻、習(xí)題和預(yù)先學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生自行學(xué)習(xí)一些相對(duì)簡(jiǎn)單的知識(shí)要點(diǎn)。通過(guò)課前的預(yù)習(xí)資料推送，布置數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程學(xué)習(xí)內(nèi)容。學(xué)生可以利用手機(jī)提前了解教學(xué)內(nèi)容，并將不懂的問題實(shí)時(shí)反饋給老師。老師實(shí)時(shí)掌握學(xué)生的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)情況，督促學(xué)生養(yǎng)成預(yù)習(xí)的習(xí)慣。

課上：通過(guò)雨課堂開展課堂教學(xué)。PPT逐頁(yè)發(fā)送到學(xué)生微信，使學(xué)生上課不再忙于抄寫、拍照;在課堂講解重要、難理解的知識(shí)要點(diǎn)，而簡(jiǎn)單的知識(shí)點(diǎn)留給學(xué)生自己學(xué)習(xí)，并利用節(jié)省下來(lái)的時(shí)間，介紹新的知識(shí)和技術(shù)，提高課堂時(shí)效。利用雨課堂中“不懂”和“彈幕”開展師生互動(dòng)，討論等，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度和積極性，加強(qiáng)師生之間的了解和互動(dòng)。發(fā)布課堂試卷和課堂練習(xí)，設(shè)置提交時(shí)間，教師及時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)效果和教學(xué)目標(biāo)完成的基本情況。根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)效果，改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)進(jìn)度，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

課后：教師課后通過(guò)雨課堂向?qū)W生推送作業(yè)題、復(fù)習(xí)總結(jié)資料、擴(kuò)展資料等，幫助深化知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。同時(shí)，利用雨課堂，進(jìn)行教學(xué)行為數(shù)據(jù)的全面采集工作，分析改進(jìn)教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量。

四、依托雨課堂教學(xué)環(huán)境，“課前-課上-課后”結(jié)合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)模式實(shí)施

（一） 課前預(yù)習(xí)的教改內(nèi)容設(shè)計(jì)

教師上課前設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)預(yù)習(xí)教學(xué)內(nèi)容，并編寫預(yù)習(xí)的PPT和講課的PPT。重點(diǎn)分析哪些基礎(chǔ)的知識(shí)點(diǎn)能放到課前預(yù)習(xí)的PPT中，讓學(xué)生自學(xué)或預(yù)習(xí);哪些重要、難理解的知識(shí)點(diǎn)放到課堂上的PPT，要進(jìn)行重點(diǎn)講授。同時(shí)，結(jié)合學(xué)科的新發(fā)展，那些新技術(shù)需要結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容介紹，學(xué)生課前需要查那些文獻(xiàn)等。此外，為了學(xué)生更好完成課前預(yù)習(xí)，可以在課前預(yù)習(xí)推送的信息中，插入一些語(yǔ)音講解，相關(guān)的視頻和MOOC及各種學(xué)習(xí)資料。

學(xué)生在移動(dòng)終端的微信中收到課前預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)資料后，學(xué)生可以根據(jù)自己的情況進(jìn)行課前的預(yù)習(xí)，做好上課前的準(zhǔn)備工作，從而提高課堂學(xué)習(xí)效率。同時(shí)，根據(jù)課前的預(yù)習(xí)資料，可以自學(xué)一些簡(jiǎn)單的知識(shí)點(diǎn)。

例如：第3課前給學(xué)生發(fā)預(yù)習(xí)任務(wù)單如表1。

（二） 課上設(shè)計(jì)及教改內(nèi)容

1. 教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)、難點(diǎn)的講解

依托雨課堂環(huán)境，對(duì)比較重要、難理解的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)講解，并結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容，介紹新的技術(shù)和案例。教學(xué)內(nèi)容部分截圖如圖2所示。

2. 問題的反饋

學(xué)生在聽講過(guò)程中有不理解的地方，學(xué)生可利用雨課堂的 “收藏”、“不懂”按鈕，把教學(xué)內(nèi)容不理解的內(nèi)容進(jìn)行標(biāo)記。教師根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)，及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，將大多學(xué)生“不懂”的問題放在后續(xù)課再次重點(diǎn)講解，進(jìn)而調(diào)整課程節(jié)奏。學(xué)習(xí)效果截圖如圖3所示。

3. 實(shí)時(shí)問答互動(dòng)

通過(guò)定時(shí)開啟的彈幕，進(jìn)行實(shí)時(shí)問答，促使學(xué)生提問和參與討論，加強(qiáng)師生之間的了解和互動(dòng)。同時(shí)，根據(jù)具體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容安排，適當(dāng)安排分組討論等。小組討論結(jié)果展示時(shí)，可以利用雨課堂彈幕具有“后臺(tái)實(shí)名，前臺(tái)隱名”的特點(diǎn)，讓學(xué)生以隱名身份發(fā)表自己的觀點(diǎn)，促使學(xué)生積極參加討論。

4. 課堂練習(xí)和課堂測(cè)試

利用雨課堂的發(fā)布限時(shí)課堂習(xí)題和課堂測(cè)試，讓學(xué)生通過(guò)課堂練習(xí)、課堂測(cè)試完成相應(yīng)的操作及應(yīng)用練習(xí)，幫助學(xué)生加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。通過(guò)課堂測(cè)驗(yàn)，教師可以及時(shí)了解學(xué)生對(duì)堂課知識(shí)點(diǎn)的掌握及教育目標(biāo)完成的基本情況，合理安排教學(xué)進(jìn)度，改進(jìn)教學(xué)方式。

（三）課后復(fù)習(xí)

課后，向?qū)W生推送課后復(fù)習(xí)資料。包括課堂教學(xué)內(nèi)容的總結(jié)，重點(diǎn)、難點(diǎn)的內(nèi)容、常出現(xiàn)的錯(cuò)誤和進(jìn)一步思考的問題;學(xué)習(xí)的理論知識(shí)如何解決實(shí)際問題等。如果學(xué)生還有疑問，可以通過(guò)雨課堂“報(bào)告老師”與老師及時(shí)溝通和討論，提高學(xué)習(xí)效率。

1. 教師推送課程總結(jié)，幫助學(xué)生復(fù)習(xí)已學(xué)過(guò)的知識(shí)。復(fù)習(xí)發(fā)送截圖如圖4所示。2. 推送作業(yè)題，收集學(xué)生的答題數(shù)據(jù)。3. 教師推送與課上知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的資料等，以幫助學(xué)生擴(kuò)展知識(shí)。4. 推送算法演示課件，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)理解算法。

例如：第3課后給學(xué)生發(fā)總結(jié)復(fù)習(xí)任務(wù)單如表2。

五、依托雨課堂教學(xué)環(huán)境，“課前-課上-課后”結(jié)合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)模式實(shí)施效果

依托雨課堂教學(xué)環(huán)境，“課前-課上-課后”結(jié)合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)模式應(yīng)用于暨南大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院/網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院計(jì)算機(jī)專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程后，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)效，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，加強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，收到了很好的效果。

我們對(duì)其中一個(gè)教學(xué)班進(jìn)行了調(diào)查問卷（74份）。調(diào)查結(jié)果表明大部分學(xué)生對(duì)基于“雨課堂”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)智慧教學(xué)模式給予了充分肯定，認(rèn)為基于雨課堂的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)智慧教學(xué)模式能提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，師生互動(dòng)顯著增加，課堂氣氛活躍。將簡(jiǎn)單和概念性內(nèi)容放在課前學(xué)習(xí)，重點(diǎn)、難點(diǎn)放在課上講解，便于提高學(xué)習(xí)效果。約有一半以上的學(xué)生課后給教師留言，反饋?zhàn)约旱膶W(xué)習(xí)體會(huì)或疑惑。實(shí)踐證明，基于雨課堂的教學(xué)模式，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了課堂學(xué)習(xí)效率。

調(diào)查部分結(jié)果如圖5，6所示。

六、結(jié)束語(yǔ)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一門知識(shí)點(diǎn)多、內(nèi)容抽象和較難理解的專業(yè)基礎(chǔ)課程。為了幫助學(xué)生提高這門課程的學(xué)習(xí)效果，本文將雨課堂作為教學(xué)平臺(tái)，開展了“課前-課上-課后”結(jié)合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)模式探索與實(shí)踐，并取得一些研究經(jīng)驗(yàn)和成果。但還存在一些問題有待于繼續(xù)探索，如課堂互動(dòng)的時(shí)間如何控制，才不會(huì)影響課程進(jìn)度等問題。這些問題有待進(jìn)一步思考、完善和發(fā)展。今后將繼續(xù)開展移動(dòng)技術(shù)與教學(xué)深度融合，累積教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從而不斷改進(jìn)和完善“課前-課上-課后”結(jié)合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)模式，提高課堂教學(xué)效率，促進(jìn)教學(xué)效果，達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新人才目的。

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