線上線下混合模式的實驗課程改革

摘要：該文以數據結構課程為例，從課程性質和內容進行介紹，利用線上線下混合式教學，對實驗實施改革。以數據分析作為基礎進行方法總結，對實驗課程內容進行全方位的改革和實施。

關鍵詞：數據結構;線上線下;數據分析

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）09-0001-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

The Experimental Course Reform of Online and Offline Mix-Model — With the Course of "Data Structure" as an Example

ZHANG Yuan-yuan

（Software School， University of? Science and Technology Liaoning， Anshan 114001， China）

Abstract： This paper takes the data structure as an example， it introduces the nature and content of the course， uses online and offline hybrid teaching and reforms the experiment. Based on data analysis， the method is summarized. Reform and implement the content of experiment course in an all-round way.

Key words： Data Structure; online and offline; data analysis

1 研究意義及現狀分析

1.1 研究意義

按照教育部“以學生為中心”的教學精神，以在學校轉型的大好形勢下，以培養社會需要的應用型人才以及創新型人才為培養目標，應用最新的教學理念和改革方法，努力提高教學水平和質量，培養學生的創新精神，團隊合作能力以及動手實踐能力[1]。基于以上目的，建設線上線下混合式一流本科課程，主要利用校內SPOC，建立自主的課程相關資源，運用適當的信息化教學工具，結合本校實際對校內課程進行改革[2]。本項目主要以線上線下混合模式為項目立項點，主要依托的課程為數據結構。本門課程是網絡工程專業的專業基礎課，也是培養計劃課程體系中的一門核心課程，同時也是考研課程，旨在培養學生的程序調試能力、算法設計與分析能力、團隊合作能力、自主創新能力以及自學能力。培養學生編寫結構清晰、正確易懂，符合軟件工程規范的程序[3]。

1.2 現狀分析

本課程不僅重視學生對理論知識的理解和掌握。鍛煉學生的抽象思維能力，更加注重學生的動手實踐能力。在相關專業有著承上啟下的重要作用。通過數據結構的學習，讓學生學會分析數據，為項目設計選擇適當的邏輯結構、存儲結構及最合適的算法，并能對算法的時間和空間效率進行分析，讓學生具備良好的編程技能和習慣[4]。這門課程，主要面向網絡工程專業大一學生開設。對于本門課程概念多，算法難，不易懂等特點，學生的學習態度與積極性不一致，出現畏難情緒。而且由于學生剛剛接觸計算機相關專業的課程，獨立分析和完成算法的能力有所欠缺。課程之前的實驗項目都是完全按照傳統的課堂內容進行實驗驗證，缺乏創新性以及行業相關性。對于學生而言，也是只能將課上的內容進行重復的驗證操作，沒有達到分析，創新以及自學的能力。

1.3 項目研究達到的目的

本項目立足線上線下混合模式的最新教學理念，將課程結合，以項目為驅動，做到了“以學生為中心、產出為導向”，學生更多地參與到課程中來。通過本項目的實施，基于學生的學情特點，本門課程的主要教學目標設定為三個方面：

1）知識目標，能夠根據具體問題選擇合適的邏輯結構和存儲結構，能夠說出不同的排序查找算法的思想以及特點，能夠完成重要算法的代碼實現。

2）能力目標，培養學生編寫高質量算法的實踐能力，應用高級語言，編寫和實現結構清晰，正確，易讀的有效算法。

3）素養目標，使學生具有嚴謹的計算機思維，養成良好的編程習慣，適應了培養創新型人才和應用型人才的培養目標，真正達到了學以致用的目的。

2 改革的內容和具體實施辦法

2.1 項目基本內容

數據結構課程在前期利用跨校選課的項目支持，利用現代化手段，在課前對學生的實驗內容進行線上的重點講解，并且結合目前的OJ訓練題庫，進行具體實驗項目的實施。學生可以提前預習實驗內容了解重難點，更加有助于提高學生的實驗課學習效率。如有問題，可做適當調整，最終實現項目的頁面和功能。學生學習由被動變主動，必然會提高學生的實踐能力，自主學習能力和溝通協調能力。

2.2 擬解決的關鍵問題和創新點

關鍵問題：實驗課程的進度和內容安排，把握好學生項目演練環節系統的選取和設計。

創新點：線上線下混合模式結合是本項目的創新之處。使學生能夠將理論與實踐相結合，提高了學生的動手能力，團隊合作能力，就業競爭力。

2.3 項目實施方案和實施計劃

數據結構課程在跨校選課的基礎上，利用高水平的視頻教學，讓學生能夠更加便利的獲取知識。在實驗內容設置上，在OJ系統上對于每個部分設置對應的項目練習題目，并且在實驗前，將重難點通過視頻或者資料下發的形式，讓學生可以提前對內容進行預習和自主學習。這樣可以避免在實驗課堂上，對于大班型的學生指導不夠的弊端，減少學生的疑難問題，提高實驗課堂的效率。這門課程主要采用的教學方法有，任務驅動法，啟發式教學法以及混合式教學等方法。因材施教，運用參與式學習和互動式學習提高學生的學習興趣以及參與度。

3 方案實施

數據結構課程在跨校選課的基礎上，利用高水平的視頻教學，讓學生能夠更加便利的獲取知識。在實驗內容設置上，在OJ系統上對于每個部分設置對應的項目練習題目，并且在實驗前，將重難點通過視頻或者資料下發的形式，讓學生可以提前對內容進行預習和自主學習。這樣可以避免在實驗課堂上，對于大班型的學生指導不夠的弊端，減少學生的疑難問題，提高實驗課堂的效率。可以讓學生在大一的時候，對于算法有深層次的理解，為后續課程提供優質的前期編程準備，提高學生的編程思維和算法設計能力，培養學生的實踐動手能力，具體問題的分析能力，提高了就業等方面的競爭力，更加適合在現代軟件企業中發展。根據BOPPPS的教學理念，在課程中主要采用SPOC+翻轉課堂的手段，利用混合式教學模式結合在線測評系統，全方位的有效組織課堂教學。利用順序和鏈式兩大存儲結構具體實現線性，樹和圖三種重要的數據結構，并在各種常用的數據結構上實現排序和查找算法。

3.1 教學模式：兩門課程的實驗內容，都已經錄好視頻，發布在學習通的資料，供學生進行自主學習，

在實驗課上老師的主要任務是有針對性地進行答疑和講解。數據結構課程的所有實驗內容都是在OJ系統上完成，將每次的實驗，都做成了競賽形式，可以直接地看到學生完成情況。

3.2 教學內容：

1）講：所有的課上內容和實驗內容，都已經由任課老師錄制好視頻講解的形式，用于學生進行自主學習。所有的視頻內容都是根據學生的具體情況和學情進行整理和調整的，在跨校選課資源的整理下，結合本校學生的實際情況進行綜合，將符合同學學習習慣的授課內容和實驗內容進行視頻講解的錄制，能夠做到有的放矢。

2）練：數據結構課程直接將每節課的內容編輯在OJ系統中，開放每節課的競賽，及時了解學生的完成情況。錄制的實驗講解視頻，主要針對的是課上重點算法的整體實現過程，因為課時有限，在課堂上重點是進行算法的理解與重點代碼的實現講解，但是在教學過程中卻發現，很多學生沒有整體思想，對于整個算法的實現是有困難的，因此利用視頻講解，將整個算法的實現過程以視頻的形式發放給學生，在課下進行學習和臨摹是非常有效的解決方法。在實驗課上，對基礎算法進行考核和升級，考察一些重點的代碼實現以及應用類的題目，讓學生學以致用。利用OJ系統可以讓老師和同學最直觀地了解實驗內容的完成情況。

3）考核內容和方式：

考核方式中的平時成績主要是以學習通的學生數據作為平時的成績認定標準，在學習通中發放大量的課堂活動以及課后的作業以及測試。

4 存在的問題

1）個別學生作業完成情況較差，有雷同情況。

2）作業量較大，批改花費大量時間和精力。

數據結構課程采用的跨校選課+線上線下翻轉的模式，得到了同學的歡迎，但是通過問卷的形式，同學們更加傾向于自己的任課老師進行視頻授課，將數據結構課程嘗試做成校內SPOC課，吸取兩周期的跨校選課的成功經驗，繼續將課程改革進行下去。

參考文獻：

[1] 張美娜，張玉軍. 基于CDIO和兩課結合的教學方法改革研究[J].教育現代化，2019，6（57）：71-72，82.

[2] 李敏之，王陽萍，李海軍.新工科建設指引下的西部高校一流本科課程建設——以大學計算機基礎課程為例[J].計算機教育，2020（11）：89-93.

[3] 張媛媛，馬云吉，宮璽.《數據結構》課程跨校選課模式教學的實踐與研究[J].電腦知識與技術，2019，15（34）：118-119.

[3] 張媛媛，馬云吉，宮璽.《數據結構》課程跨校選課模式教學的實踐與研究[J].電腦知識與技術，2019，15（34）：118-119.

[4] 任雪萍，王立波，趙葆華.融入PIC-CDIO理念的“數據結構”課程教學改革[J].計算機教育，2012（12）：29-32.

[5] 陳紀銘，劉君，陳利平，等.基于智慧型課程教學模式培養和提高高校學生創新能力應用研究[J].科教文匯，2019（9）：52-53.

【通聯編輯：謝媛媛】