基于雨課堂的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革與實踐

王達 張坤 蘭義華

摘? 要 介紹雨課堂在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)過程中的具體實施和應(yīng)用。通過雨課堂的課前、課中、課后三段式導(dǎo)學(xué)模式教學(xué)，能夠提高師生互動頻率，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。同時，教師通過雨課堂平臺提供的實時反饋數(shù)據(jù)，可以對課堂中學(xué)生整體掌握情況有明確把握，根據(jù)具體情況及時調(diào)整教學(xué)進度和教學(xué)方法，從而提高課堂效率。

關(guān)鍵詞 雨課堂;數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);師生互動;教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）22-0042-04

Teaching Reform and Practice of Data Structure based on Rain Classroom//WANG Da， ZHANG Kun， LAN Yihua

Abstract This paper introduces the concrete implementation and application of Rain Classroom in the teaching of Data Structure.

Through the three-stage guidance mode of teaching in Rain Class-room， the interaction frequency between teachers and students can be?increased， and the learning initiative of students can be improved.?Meanwhile， the real-time feedback data provided by teachers throughRain Classroom platform can give an overall situation of students in?the class， and timely adjust the teaching progress and teaching me-thods according to the specific situation， thus improving the class-room efficiency.

Key words rain classroom; data structure; interaction between tea-chers and students; teaching reform

1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)現(xiàn)狀

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計算機專業(yè)的核心主干課程之一，是一門理論知識和工程實踐緊密結(jié)合的綜合性課程，在計算機學(xué)科教學(xué)過程中具有十分重要的作用。目前，國內(nèi)很多院校教師依舊選擇“課堂理論教學(xué)+實驗實訓(xùn)”的傳統(tǒng)教學(xué)形式，存在教學(xué)內(nèi)容單一枯燥、學(xué)生參與度不高、師生互動匱乏、教師難以掌控學(xué)習(xí)效果等現(xiàn)象[1]，打破這一僵局，是高校教師一直努力的目標。

隨著大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)與教育持續(xù)融合，針對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程嘗試進行教學(xué)改革。充分利用信息化教學(xué)手段對課程的教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)形式、考評機制進行改革和完善，有效地改善傳統(tǒng)課堂的教學(xué)弊端，從而推進現(xiàn)代教育技術(shù)與傳統(tǒng)課堂的深度融合，提升教師教學(xué)創(chuàng)新能力，實現(xiàn)課堂教學(xué)“以教為中心”向“以學(xué)為中心”轉(zhuǎn)變，不斷提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。

2 雨課堂現(xiàn)狀分析

雨課堂是由清華大學(xué)在線教育辦公室與學(xué)堂在線共同研發(fā)推出的一款智慧教學(xué)工具[2]，作為插件嵌入Microsoft PowerPoint軟件中，結(jié)合微信（WeChat）使用，安裝完成后（以Microsoft PowerPoint為例）的界面如圖1所示，操作簡單方便，為教師和學(xué)生之間的互動建立了一座溝通的橋梁。

到目前為止，很多院校的教師在某些類課程中已經(jīng)采用傳統(tǒng)課堂和雨課堂混合的教學(xué)模式。周霞等在文獻[2]中探索了雨課堂在常微積分方程課程，杜廣祖等在文獻[3]中探討了雨課堂在農(nóng)業(yè)昆蟲學(xué)課程，丁瑩在文獻[4]中探討了雨課堂在財務(wù)會計課程中的教學(xué)改革與實踐，并取得顯著成效。李鵬等在文獻[5]中探討了雨課堂在“課前—課中—課后”三段式導(dǎo)學(xué)中的應(yīng)用效果，發(fā)現(xiàn)明顯提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和自主性，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)成績和教師的教學(xué)質(zhì)量。嘗試在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中采用雨課堂，具體研究“課前—課中—課后”三段式導(dǎo)學(xué)模式，通過豐富的師生互動，提高教學(xué)質(zhì)量。

3 雨課堂在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中的具體實施

課前環(huán)節(jié)? 教師通過微信掃一掃功能，使用微信賬號登錄雨課堂，建立課程和班級。一般提前兩天左右把整理好的課件、視頻、習(xí)題等預(yù)習(xí)資料（2個課時）通過雨課堂對應(yīng)的功能選項（圖2所示）發(fā)放到平臺，規(guī)定學(xué)生限期完成課前預(yù)習(xí)任務(wù)。學(xué)生利用自己的碎片時間，通過手機端的雨課堂平臺就可以進行預(yù)習(xí)，遇到疑難問題可以在平臺上和教師進行互動，由教師在線答疑，也可以把不理解的問題在PPT上進行標注，效果如圖3所示。這些數(shù)據(jù)會同步在教師端進行顯示，教師根據(jù)學(xué)生的掌握情況調(diào)整課堂的教學(xué)方法和教學(xué)進度。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中涉及大量的算法實現(xiàn)，把算法的實現(xiàn)過程做出Flash（如圖4所示），以動畫的形式提前發(fā)送給學(xué)生，從視覺上刺激學(xué)生，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

課中環(huán)節(jié)? 教師單擊“開啟雨課堂授課”，選擇授課班級，自動生成二維碼，通過手機掃碼后接收登錄驗證碼，讓學(xué)生通過手機微信掃碼或輸入課堂暗號進入課堂進行學(xué)習(xí)，同時完成簽到任務(wù)。

課程PPT同步到學(xué)生手機端，學(xué)生在教師講解過程中可以通過點擊“不懂”和“收藏”來記錄不理解的和重點、難點問題。教師的手機變成課堂的“遙控器”，可以隨時控制課堂的進度和課堂的形式。教師開啟“彈幕”功能，可以讓學(xué)生通過發(fā)送彈幕信息提出教學(xué)過程中不理解的、質(zhì)疑的或與之相關(guān)的話題。教師可以對重點、難點知識點進行課堂在線測試，推送試題后讓學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)提交，在手機端就會接收到學(xué)生答題實況，包括答對人數(shù)、答錯人數(shù)、各個選項的選擇情況，并且根據(jù)需要設(shè)置投屏顯示，不僅可以在一定程度上控制學(xué)生學(xué)習(xí)的注意力，還可以在線實時反饋學(xué)生對知識的掌握情況。教師根據(jù)反饋數(shù)據(jù)，靈活控制課堂教學(xué)進度和教學(xué)形式。

以雨課堂中講解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中遍歷二叉樹為例，教師先講解先序、中序、后序遍歷，再進入深度挖掘，給出其中兩種遍歷序列要求寫出第三種遍歷序列。教師完成知識點的講授后想要檢測學(xué)生對深度挖掘環(huán)節(jié)的掌握情況，課堂發(fā)布一個測試，給出后序和中序遍歷的結(jié)果，要求學(xué)生寫出先序遍歷的序列。通過在線測試，教師將學(xué)生提交結(jié)果進行課堂投屏顯示，效果如圖5所示。教師在課堂中精準地掌握到教學(xué)效果的反饋數(shù)據(jù)信息，這是以往傳統(tǒng)課堂教學(xué)無法做到的，也是雨課堂教學(xué)中的一個顯著的創(chuàng)新點。

課后環(huán)節(jié)? 課程結(jié)束后，教師的手機端就會接收到一個課堂報告提醒，“在線交流”“實時反饋”“在線測評”“作業(yè)追蹤”等幾大模板以數(shù)據(jù)的形式實時反饋學(xué)生的課堂效果。教師以這些數(shù)據(jù)作為依據(jù)設(shè)置課后作業(yè)，學(xué)生完成后，教師在平臺上進行線上批改，學(xué)生在線實時接收批改情況，這是利用雨課堂教學(xué)的創(chuàng)新點一。批改后根據(jù)每位學(xué)生掌握情況的不同，對典型問題和個別學(xué)生進行有針對性的資料推送，從而強化學(xué)生個性化學(xué)習(xí)，做到因材施教，這是利用雨課堂教學(xué)的創(chuàng)新點二。

反饋數(shù)據(jù)、對教師的評價能夠及時幫助教師完成教學(xué)反思[6]，教師借助技術(shù)手段為學(xué)生建立學(xué)習(xí)模型（課前預(yù)習(xí)、課堂表現(xiàn)、師生互動、測試結(jié)果、作業(yè)），從而整體上調(diào)整、優(yōu)化課程的教學(xué)進度和教學(xué)方案[7]。具體的課前、課中、課后的師生教學(xué)流程如圖6所示。

4 雨課堂教學(xué)效果評價

遍歷二叉樹講解結(jié)束后，針對雨課堂教學(xué)效果對學(xué)生做了一個問卷調(diào)查，學(xué)生普遍認為課堂效果良好。其中83%的學(xué)生認為師生互動交流大大提高了，87%的學(xué)生認為課前推送資料、課后在線批改作業(yè)對自己學(xué)習(xí)幫助比較大，73%的學(xué)生認為PPT課件同步學(xué)生手機端獨特、新穎。通過整理問卷，雨課堂教學(xué)的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

加強師生互動交流? 傳統(tǒng)課堂中一提到師生交流，指的僅僅是課堂中的師生交流，雨課堂則利用技術(shù)手段將師生交流分為課前、課中、課后的師生交流。在雨課堂中通過微信平臺實施在線交流、答疑、測試等一系列師生互動，充分解決問題反饋時間差的現(xiàn)象，學(xué)生在教學(xué)過程中的疑難問題能夠迅速、有效地解決，提高學(xué)習(xí)積極性與主動性，活躍了整個教學(xué)過程的課堂氣氛，從而促進教學(xué)。

延伸課堂教學(xué)過程? 雨課堂利用網(wǎng)絡(luò)和手機終端，將課堂預(yù)習(xí)、課后反饋和鞏固學(xué)習(xí)與課堂教學(xué)緊密連接起來，形式獨特、新穎。學(xué)生可以利用離散、碎片時間學(xué)習(xí)，完成課前、課后的學(xué)習(xí)任務(wù)，課堂不再僅僅是課中的教學(xué)，而是延伸到了課前和課后。

改變教學(xué)理念，發(fā)揮學(xué)生主觀能動性? 在雨課堂教學(xué)過程中，學(xué)生遇到不理解的重點、難點問題可以單擊手機端的PPT下方“不懂”按鈕，這些數(shù)據(jù)會同步在教師端顯示，由教師及時對問題再次進行重點講解;學(xué)生單擊“彈幕”按鈕，表達思想、觀點、感興趣的話題，教師根據(jù)學(xué)生的課堂話題進行講解和點評，不僅師生溝通便捷，還可以活躍課堂氣氛，充分體現(xiàn)出“以學(xué)生為中心”的教學(xué)思想。

轉(zhuǎn)變師生關(guān)系? 傳統(tǒng)課堂中教師是主導(dǎo)者，課堂側(cè)重教師的講授，學(xué)生往往只是被動地學(xué)習(xí)。而采用了雨課堂之后，課堂教學(xué)過程轉(zhuǎn)變成師生有互動、教師有講解、學(xué)生有質(zhì)疑、課堂教學(xué)效果數(shù)據(jù)有反饋，課堂真正轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主、教師為輔的師生關(guān)系。

提高學(xué)生語言組織能力、表達能力? 雨課堂教學(xué)過程中有的時候讓學(xué)生走上講臺進行講課，培養(yǎng)他們的語言組織能力、語言表達能力，自己不僅要明白，還要講清楚、講明白，讓同學(xué)能夠聽明白、真正理解，這是一種難得的能力的培養(yǎng)。

完善教學(xué)評價體系? 傳統(tǒng)課堂學(xué)生的表現(xiàn)往往只能依靠教師在教學(xué)工作中的經(jīng)驗來判別，而雨課堂教學(xué)過程中強大的數(shù)據(jù)分析功能使教師能夠全面地了解每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，可以通過數(shù)據(jù)精準地反饋出學(xué)生在課前、課中、 課后整個教學(xué)過程中的表現(xiàn)，彌補了傳統(tǒng)教學(xué)缺乏數(shù)據(jù)支撐的缺點。

5 課堂存在不足

在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中引用雨課堂教學(xué)，的確提高了教學(xué)質(zhì)量，但也存在一些問題需要完善和解決。雨課堂教學(xué)過程中需要網(wǎng)絡(luò)支撐，雖然目前學(xué)校已經(jīng)實現(xiàn)校園網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，但有時網(wǎng)絡(luò)的性能不穩(wěn)定，課程教學(xué)過程中出現(xiàn)卡頓、延遲，更有甚者出現(xiàn)斷網(wǎng)等現(xiàn)象，這時教師和學(xué)生就只能通過自己的手機流量來開展課堂教學(xué)，給教學(xué)效果帶來比較大影響。

另外，教師不好監(jiān)控到每位學(xué)生的手機使用情況，在講解過程中有個別學(xué)生通過手機做一些與課堂教學(xué)無關(guān)的事情，這樣勢必影響教學(xué)效果。這就對教師提出更高的要求，一定要做好教學(xué)設(shè)計，充分掌握學(xué)生學(xué)習(xí)的動態(tài)，提高師生互動頻率，增加課堂趣味性，將學(xué)生的注意力吸引到教師的課堂教學(xué)活動中。

6 結(jié)論

總之，教學(xué)實踐表明，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中引用雨課堂教學(xué)方法，可以促進學(xué)生積極參與課堂的各種教學(xué)活動，推動學(xué)生主動思考、勇于創(chuàng)新，拓寬學(xué)生視野，更加全方位地學(xué)習(xí)，真正做到以學(xué)生為主、教師為輔，課堂效率得到明顯提高。■

參考文獻

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