數據結構線上教學實踐后的總結與思考

陳曉梅

摘要：2020年春季學期，受疫情影響，數據結構課程開展了完全線上教學。文章從教學模式的設計與實踐、授課方式的選擇、促進學生主動學習和提高學生線上協作能力等方面進行總結和思考，為今后開展線上教學、線上線下混合教學提供借鑒。

關鍵詞：數據結構;線上教學;主動學習;協作

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）06-0111-02

1 引言

2020年初，受新冠肺炎疫情的影響，教育部在2月4日印發《關于在疫情防控期間做好普通高等學校在線教學組織與管理工作的指導意見》，要求各高校充分利用各種優質在線課程教學資源，依托各級各類在線課程平臺、校內網絡學習空間等，積極開展線上授課和線上學習等在線教學活動，保證疫情防控期間正確有效開展教學活動[1]。

廣東外語外貿大學的數據結構課程，在這個背景下開展線上教學工作。這種全新的教學模式給教師和學生帶來前所未有的挑戰。經歷了一個學期的完整教學，筆者就本學期的線上教學設計和實踐做了一些總結和思考。

2 教學模式的設計與實踐

線上課堂教學部分，采用“SPOC錄播+騰訊課堂直播”（https：//www.icourse163.org/）授課方式。利用浙江大學陳越、何欽銘老師《數據結構》中的部分視頻建立異步SPOC，同時針對本校學生編程基礎較弱的特點自行錄制另一半授課視頻。對于實踐課時，由于無法進行面對面指導，故挑選一些典型的實踐題目，提前錄制“帶你打代碼”的視頻，提供給有需要的同學參考學習。這些視頻的內容包括解題思路分析、代碼框架設計和關鍵代碼實現等。每周上課前，提前在微信群發布本周學習任務清單，在SPOC發布視頻及預習測驗。上課時，按照“課前提問-上次作業（測驗/任務）小結-學生看視頻或直播-關鍵內容梳理-答疑”流程進行。

線上輔助教學部分，采用“SPOC討論+PTA（https：//pintia.cn）練習”形式。對于關鍵知識點，在SPOC的相應章節布置討論題目，指定部分同學提交，其他同學進行點評。每章都會在PTA布置作業題和實踐題，并規定完成時間。除此外，本學期進行了4次分組協作，三人一個小組，限時合作完成指定任務。在每個學習階段，還會進行小測，以獲得階段反饋和對學生保持一定的學習壓力。

3 思考與建議

3.1 授課方式的選擇

一般來說，線上授課方式有直播、錄播，或直播錄播穿插進行。從本門課程的實踐來看，直播效果優于錄播效果。原因有三，其一是能提高學生的專注度。錄播的課程，學生對于不理解的問題可以隨時暫?；蚧胤牛@也讓學生的聽課心態比較放松，導致聽課過程中容易走神。而直播的內容只有在直播結束后才能回放，這讓學生在聽課時相對比較集中精神。而且直播過程中教師還可以采用提問、討論等方式來引吸引學生關注;其二是直播授課可以隨時獲取學生學習效果的數據。教師可以通過直播平臺的應答器功能進行提問并向學生們實時反饋全班答題情況，同時教師根據答題情況對授課內容進行調整，這些都是現場授課和錄播授課所不能比擬的;選擇直播授課的第三個原因是直播有較強的互動性，教師在授課過程中能針對學生在討論區的發言進行現場解答，這樣既能增強課堂的互動性，還能提高學生的專注度和參與感。

在直播授課時，要注意控制節奏。人的注意力時長是有限的。研究表明：對于被動的聆聽，大多數人的注意力只能持續10～18分鐘[2]。教師可以在每個注意力高度集中的時間邊界通過提問或者說一兩句題外話來“刺激”學生，讓學生重新開啟下一輪注意力高度專注區。

3.2 促進學生主動學習

線上學習效果，比線下課堂更依賴于學生的學習主動性。除了設計合理的教學模式和教學流程外，根據本學期的線上教學實踐，還可以從以下方面來提高學生主動學習的積極性。

3.2.1 課后開展討論和評論

SPOC平臺設有討論區功能，教師可以在每個章節發布討論題目，學生可以提交解答和評論其他同學的提交內容。本學期共開展了8次討論與評論活動。在相應章節發布討論題目，微信群公告必須提交的學生名單，同時要求本次無須提交的同學要進行評論，對其他同學的提交內容提出自己的想法或指出錯誤。因為提交的討論內容會被展示出來接受其他同學的“審查”，所以提交的同學必然會深思熟慮。而評論的同學不但要理解展示者的展示內容，還要找出錯漏或者提出自己的想法，這有利于培養他們的批判性思維。這個討論和評論環節，受到了學生們的歡迎，他們認為不但能促進自己深入思考，還能通過瀏覽其他同學的提交和評論，取長補短，開拓思路。圖1是第5章樹與二叉樹中的一道關于二叉樹存儲結構的討論題中，某位同學的討論區的部分截圖。

在開展討論和評論時，要注意題目設置的合理性和可分析性，這樣既能鞏固學生的學習成果，也能引導學生深入理解及運用知識。比如，在第3章棧和隊列里，布置給學生的其中一道討論題是“對于漢諾塔問題，若有5個盤子，則一共需要移動多少次才能完成任務？請給出具體的分析過程”;在第5章樹和二叉樹里，其中一道討論題是“假設二叉樹有五個葉子結點，它們的權值分別是{1，2，3，4，5}。以此權值序列可以構造出多棵形態不同的二叉樹。請畫出其中兩棵并計算其WPL值，再以哈夫曼算法構造第三棵，并驗證其WPL值一定小于等于前兩棵”。類似這些題目，都是從具體問題出發，學生們在不斷提交和互評的過程中深入分析歸納和推理，最終抽象出解決問題的模型。圖2是第3章漢諾塔問題的部分評論區截圖。

3.2.2 及時反饋與有效溝通

在缺乏反饋與教師激勵的線上學習環境中， 學生的學習動機難以持續保持[3]。及時的反饋，能夠讓學生實時了解自己的學習效果，繼而調整學習策略，激發新的學習動機。本課程的輔助教學手段包括課后討論、每章作業/實踐、分組協作完成任務以及階段小測。其中課后討論、分組協作和階段小測穿插進行。每次活動截止時間之后，在微信群上傳本次的活動小結，總結優點，指出問題不足，并對本次活動表現突出或進步的同學提出表揚。

線上教學的其中一個最大特點是無法與學生進行面對面交流。本學期充分利用聊天軟件，創建與不同學生之間個性化的人際關系環境，消除師生之間的距離感。有針對性地與學生溝通，既能讓學生感受到教師對他/她的關注與期望，也能激發學生的學習積極性和自信心。對于進步明顯的同學，提出鼓勵;對于學習效果欠佳的同學，了解原因，共同制定改進策略;對于學習困難的同學，對其進行具體輔導。

一個學期下來，受到表揚的同學越來越多，需要私下溝通的同學逐漸減少，課后線上討論的氛圍越來越活躍，而且評論的內容從剛開始的夸贊，轉變為基于學習問題的各種思考與探討，實現了良性循環。這充分說明，對于線上教學，及時反饋和有效溝通是促進學生主動學習的有效措施。

3.3 提高學生線上協作能力

文獻[4]里談到，協作編程有利于引導學生審視自己的思考和路徑， 與同伴一起審查和討論彼此的想法， 使計算概念更加鞏固。安排線上協作任務，不但能提升學生的計算思維能力，還能打破線上學習的“孤獨感”，培養學生們的線上協作能力。本學期挑選了四個實踐任務，由學生們分組協作完成。學生們分成三人一個小組，在限定時間內編程解決問題。同時鼓勵學生們嘗試不同的線上溝通工具和協作編程工具，以提升線上溝通合作能力。

每次的線上協作任務，都會安排每個小組在截止時間后進行自評和互評。每個小組在閱讀評價其他小組的代碼時，也會檢討和反思本小組的編程思路和合作過程，最終提高自己的實踐水平。圖3是分組協作完成“最深的葉子”任務里，小組互評的部分截圖，也從側面反饋了線上小組協作對提升線上教學質量的有效性。

4 結語

在教育信息化2.0時代，隨著移動通信技術的發展和線上教學平臺的不斷創新和優化，移動學習、混合式學習和遠程學習等非正式學習模式將成為主流[5] 。高質量開展線上教學，是高等教育發展大勢所趨[6]。教育部高等教育司司長吳巖透露，疫情過后，線上教學將從“新鮮感”走向“新常態”，“臨時教改”要變成“質量行動”。作為高校教師，要積極擁抱這個新趨勢，回到校園內上課后，發揮線上教學的優勢，創新教學設計，重構師生關系[7]，大力開展“線上+線下”的混合式教學。

參考文獻：

[1] 教育部應對新型冠狀病毒感染肺炎疫情工作領導小組辦公室關于在疫情防控期間做好普通高等學校在線教學組織與管理工作的指導意見（教高廳[2020]2號）.[2020-2-4].

[2] 陳欣虹.引入課堂應答系統 “喚回”學生注意力[J].中國現代教育裝備，2019（19）：74-75.

[3] 馬秀麟，梁靜，李小文，蘇幼園.群體感知效應促進線上協作學習成效的實證研究[J].電化教育研究，2019，40（5）：81-89.

[4] 蔡榮華，樊蒙蒙.基于協作結對編程的計算思維培養方法探究[J].中國教育技術裝備，2018（14）：75-77.

[5] 喬沛昕，李紅波，魏冬雨.互聯網+智慧校園：教育信息化2.0時代智慧校園新形態[J].教育探索，2019（5）：63-68.

[6] 左惟.趨勢與變革：高校開展線上教學的幾點思考[J].中國高等教育，2020（7）：10-12.

[7] 田蕊，熊梓吟，Normand Romuald.疫情之下全球教與學面臨的挑戰與應對之策——OECD《2020應對COVID-19教育指南》解析與思考[J].遠程教育雜志，2020，38（4）：3-14.

【通聯編輯：王力】