基于对分课堂模式的数据结构课程教学探索
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摘 要
对分课堂突破了传统教育范式，为实现合作、沟通、创造性和批判性思维的核心素养培养目标提供了切实可行的落地方案。本文利用“对分课堂”教学模式进行数据结构课程教学的研究，设计了对分课堂在数据结构课程教学中的应用模式，阐述了具体的实施方案，对探索理工科专业课教学模式的改革进行了有益的尝试。
关键词
对分课堂;数据结构;内化吸收;讨论
中图分类号： G642;TP311.12-4 文献标识码： A
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 06 . 07
0 引言
国家十三五规划启动的高校“双一流”建设的核心是人才培养，学校教育如何突破以讲授法为核心的传统课堂教学模式，促进学生个性化发展，培养创新能力，是实现培养高质量人才的关键。在众多的教学模式改革中，由美国普林斯顿大学心理学博士、复旦大学博士生导师张学新教授亲自实践的“对分课堂”教学模式引起了教育界的广泛关注。“对分课堂”教学模式是把讲授、内化吸收、讨论有机的融合在一起，其表现形式是课堂讲授和讨论的时间各占一半，实行隔堂讨论机制，在课后阶段实行讲授和讨论之间的内化环节，让学生在充分吸收讲授的内容后参与讨论。以内化吸收过程为纽带，对分课堂教学模式实现了讲授法和讨论法两大教学模式的有效融合，既保证了知识体系的有效传递，也充分发挥了学生的主观主动性[1]。
1 数据结构课程教学存在的问题
1.1 教学现状及问题分析
数据结构是一门用于研究非数值计算程序设计问题中计算机的操作对象以及它们之间的关系和操作的学科。它是计算机科学与技术、信息系统与管理、软件工程、网络工程和计算机应用等专业的核心课程。目前，数据结构的教学主要存在以下问题：
（1）程序设计基础薄弱，编程语言能力不足课题组调查发现，笔者所教授的学生中，有近47%的人代码编写的数量总计小于千行;有近41%的学生能够弄懂基础理论，但编写代码会有困难，只有不到20%的学生能够理解基础理论，并且可以较为熟练的编写代码[2]。
（2）教学内容抽象繁多，知识融合难度较大数据结构课程知识点繁多，理论概念较为抽象。调查发现传统教学方式下学生很难从整体上把各个分散的知识点进行融会贯通，有60%以上的学生更期望针对特定问题展开教学[2]。
（3）过于偏重理论教学，缺乏实际工程能力培养 目前大多数数据结构教材，都是针对各类数据结构的抽象定义、抽象的伪代码实现等进行讲解，并没有一个完整的案例或项目同实际工程应用联系起来[3]。
（4）教学方法比较单一，缺乏师生互动环节目前很多高校教师还采用传统的“板书+PPT”教学方式，调查显示，主动向老师请教问题的学生不超过10%，能够互相之间讨论学习的学生不超过20%，绝大多数同学通过上网和到图书馆查阅资料等其他方式来解决问题[4]。
为了解决以上问题，课程组经过多方比较，选择了对分课堂教学新模式进行数据结构课程的教学改革。
2 基于对分课堂模式的数据结构课程实践
2.1 对分课堂教学过程设计
2.1.1 对分课堂的实施准备
要在教学过程中有效的运用对分课堂模式，首先，教师需学习对分课堂教学模式的基本理论，了解对分课堂实施的基本操作，熟练使用“对分易”等相关的教学平台[6];其次，教师要在备课环节中精心准备，重新设计教学内容，把握每次课的重点和难点，制作适合对分课堂教学的优化PPT课件;第三，在新学期第一次课的第一节课中，教师要介绍对分课堂模式的基本理论和操作流程，使学生了解对分课堂模式，能够把握学习中的关键过程。
2.1.2 对分课堂的教学实施
根据对分课堂的基本操作步骤，课程组设计了如下教学过程：
（1）在开学的第一次讲课中，教师把数据结构课程的相关概念、时间复杂度及空间复杂度做框架讲解，布置课后作业及下一次课需要讨论的问题。
（2）课后，学生要在第二次上课之前，完成自我内化吸收过程。学生要根据老师讲授的内容，利用教师提供的参考资料，通过自我查阅资料，按照课程要求和自己的实际情况，选择适合自己的方式制定个性化学习计划，完成课堂教学内容的内化吸收，最好再有所拓展和创新，为下次上课的讨论做好准备。
（3）隔堂讨论。在第二次上课的第一节课先进行小组讨论;然后，由教师抽签请小组学生代表发言，分享小组讨论的问题答案，提出尚未解决的问题请大家解答;最后对未解决的问题由教师进行解答，差缺补漏，梳理总结讨论结果，结束本次对分课堂的教学过程。
（4）第二节课教师讲授新的知识，布置新的讨论问题。以此类推，将当堂讲授、课后吸收、隔堂讨论总结的过程推进下去直至课程结束。
在具体实施时，根据教学内容的不同，可以按照具体需要对课堂时间做适当的调整，不是必须平分，甚至可以设置隔堂对分、当堂对分等等灵活的组合方式。
2.1.3 对分课堂的课后督促
在整个对分课堂教学实施的过程中，课后复习的内化吸收阶段是很重要的一个环节，课程组设计了课后学习打卡制度，在“对易分”平台当天晚上上交课后作业，督促学生及时进行第一次内化吸收过程;自己制定第二次复习的时间，并在复习完成后上传复习照片。通过这种形式完成对学生自主学习习惯的培养。
2.2 对分课堂教学效果分析
通过三个学期对“数据结构”这门课实施对分课堂的教学效果的满意度跟踪调查发现：使用对分课堂模式教学班级的期末成绩相比于用传统讲授式的教学班级期末成绩有明显上升，60分以下的学生人数减少了50%—70%。课程结束后，笔者向学习这门专业课的学生发放了满意度调查问卷，数据分析显示对分课堂教学模式得到了学生的喜爱。例如，经过数据分析，学生在（a）通过对分课堂分组讨论，使學生互帮互助，对章节内容的深入理解更有利;（b）通过对分课堂中教师提纲挈领的讲授，帮助学生梳理了章节内容，细致学习了重点和难点，为课后自主学习奠定基础;（c）通过对分课堂的课后复习监督环节，促进学生认真学习，为组内讨论和分组讨论做好充分准备;（d）通过课后学习打卡制度，帮助学生形成良好的自主学习习惯;（e）通过对分课堂中对特色作业和优秀作业的分享环节，使学生互相学习，共同进步[6]这五个方面的满意度分别为4.3、4.7、4.2、4.5和4.8，即均介于“满意”（4分）和“非常满意”（5分）之间。 2.3 对分课堂教学实施中的问题
笔者课程组在初次尝试使用对分课堂教学模式中遇到了一些未能预见的问题，现就带有普遍性的问题总结如下：
（1）数据结构作为计算机专业的核心课程，其内容和重难点都较多，实施对分课堂后，教师在课堂上的讲授时间被大大压缩了，这就要求授课教师及时做出应对，力求授课内容精益求精，注重突出知识的难点的讲解，优化课后作业的设计和课程讨论内容的设计。
（2）课堂讨论环节是对分课堂模式中提升学习质量的重要环节。刚开始实施对分课堂模式时，有少数学生讨论不积极。这就要求授课教师要密切关注每位学生的讨论状态，对于游离在讨论之外的学生，要及时提醒或抽查提问。经过几次尝试之后，基本没有学生脱离讨论了[6]。
3 对分课堂的实践优势
3.1 改变了“一言堂”的教学模式
对分课堂很好地将讲授和讨论融为一体，通过内化吸收环节使学生主动参与教学活动与知识创新的积极性大大增强，改变了传统的“一言堂”教学模式，提高了教育教学质量。
3.2 优化了教师的教学准备时间
在对分课堂模式下，教师只需要讲解知识脉络和要点，指导学生学习重点和难点。课堂上，教师的授课时间缩短了，指导份额提高了，从而精简了教师的备课内容，缩短了备课时间;借助“对分易”教学平台，作业批改方式改成分级和反馈，大大减少教学过程中的机械性成分，优化了教师的工作时间[5]。
3.3 凸显了以生为本的教育理念
对分课堂模式，使教师与学生成了共同学习的伙伴，学生拥有了更多的自主探索的机会。特别是针对知识接受能力不同的学生，可以在课后进行个性化学习，有更多的时间完成作业和自我提升;通过课堂讨论使教师与学生有了更多的交流机会，增强了学习的主人翁观念。
4 结论
合作（Collaboration）、沟通（Communication）、创造性（Creativity）和批判性思维（Critical thinking）（简称“4C”）是国际教育界提出的核心素养的目标。而对分课堂，使教师与学生成为共同事业的合作者，让学生在独立学习和独立思考中形成自己的观点，在讨论中培养思维的逻辑性、客观性、理据性;在探索过程中提升创新欲望，在密切的合作学习中，学会理解、尊重他人。对分课堂为实现4C的培养目标提供了切实可行的落地方案，其突破了传统教育范式，有望为全面发展的后工业化时代提供一个全新的教育范式[5]。
参考文献
[1]张学新.对分课堂：大学课堂教学改革的新探索[J].复旦教育论坛，2014（5）：5-10.
[2]接标，汪小寒，左开中.软件工程专业《数据结构实践》课程教学探讨[J].电脑知识与技术，2016.04：75-76
[3]逯鹏，张赞.数据结构课程教学方法的研究和实践[J].教育教学论坛，2015（18）：121-123.
[4程波，熊江.面向应用型本科院校的数据结构教学方法改进[J].教育教学论坛，2014（9）：18-20.
[5]張春琴，李俊华，田大增.对分课堂在代数学课程教学中的研究与应用[J].大学教育，2019（3）：93-95.
[6]袁涛.“对分课堂”在大学理工科专业课程中的应用[J].教育教学论坛，2019（3）：5-8.
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