线上线下混合教学模式在《数据结构》课程中的应用
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作者:胡章平 罗代忠
摘要：在分析传统教学模式的现状的基础上，提出了新的基于混合式的教学模式，分别介绍了课前、课堂和课后各环节如何实施教学并提出了一些非常关键而适用的建设性意见，给出了过程性评价考核方式的组成比例，最后总结了在2017级学生中实施该教学模式的收获、经验与不足。
关键词：SPOC;混合式;翻转课堂;数据结构
中图分类号：G642 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2020）08-0108-02
1 传统教学现状分析
《数据结构》是所有与计算机相关专业的一门专业基础课。该课程主要研究数据在计算机中的存储和处理方法，培养学生如何编写效率高、结构好的程序的能力，以及培养学生分析问题解决问题的能力。学好《数据结构》，对后续课程如操作系统、编译原理、软件工程等都是十分有益的[1]。《数据结构》是软件工程师的必考科目，也是计算机相关专业考研的主考科目。
《数据结构》的课程内容不仅十分抽象而且晦涩难懂，大多数学生反映在学习过程中十分吃力，理解和掌握过程异常艰辛。在传统的教学模式下，主要存在以下问题：
现有教学模式单一。传统教学靠一种教学模式解决教学的各种问题，教师采用讲授式（或填鸭式）教学，几乎占据全部课堂时间和空间。这种模式严重束缚学生思维，学生远离独立思考、分析、探究、质疑，学习能力、创新思维、实践能力。学生处于被动和消极接受状态和死记硬背的从属地位。其实，教学是非常复杂的活动，需要因不同的具体情境而不断地变化，需要多元化的教学模式才能真正解决问题和全面提升教学质量。
传统课堂低效。传统课堂存在的主要问题：一是教师主导和掌控学生的学习，导致学生的自主性不能发展和发挥，学生的学习潜能受到严重的压制，学习兴趣很弱，学习质量和学习效率低下;二是采取整齐划一的教学，导致学习速度快的学生深受束缚，而学习速度慢的学生跟不上，同时也不能适应学习速度中等的学生，即使同一程度的学生，在学习方式、方法和不同的学习环节上的学习速度也是各不相同的。
信息技术在课堂应用流于形式。近年来，信息技术广泛深入教学，建设了一批网络课程、课件等资源，然而这些资源的利用率极低，有些更是成了项目评估资源，与课程教学没有任何关系;即使应用了信息技术资源，但由于缺乏整体规划和明确的个性化学习观念，缺乏对信息技术背景下个性化学习应当如何进行的相关研究，仍然采取满堂灌的教学方式，仅仅是课堂教学改革被捆绑上了信息技术而已，缺乏实质性的推动。
由此可见，传统的教学方法只能满足基础教学的需要，不能适应新时代培养学生创新需求[2]，不能满足学生人性化、个性化和自主学习的要求，也不利于学生学会学习、乐于探究、勤于动手，形成积极主动的学习态度和正确价值观，因此，构筑新型教学模式势在必行。
2 混合教学模式
SPOC+翻转课堂的线上线下混合式教学模式，就是借助MOOC平台，通过重构课堂教学结构，翻转教学流程，提高教学质量的一种新型教学模式。将优质MOOC资源与课堂面对面教学有机结合起来[3]，SPOC的“小规模性”与“专有性”也是开展翻转课堂教学的有利条件[4]。
相比与传统教学以“教师”为中心，新的教学改革理念是以“学生”为中心，将学习天平以“教”为重心向以“学”为重心傾斜。所以我们的教学理念是以学生为中心，让学生充分利用网络资源进行自主学习，注重对学生平时学习的过程考核，以提升学习效果为主要目标。重构后的教学活动分为课前、课堂和课后三部分：学生在课前通过MOOC平台，完成课程知识的自主学习;而课堂变成了师生之间和学生之间互动的场所，包括讨论.答疑解惑、知识运用等，结合探究性、启发式、讨论式等多种教学方法的灵活应用，从而达到更好的教学效果;课后学生可以通过在线资源复习巩固所学知识。对每个教学环节严格把控，以真正实施好教学改革，达到预期效果。教学改革模式如图1所示。
3 实施过程
为了更好地实施混合式教学模式，需要按照新的教学模式，在每一个教学环节上把握好可能影响实施的因素，才能取得切实的成效。
（1）课前自主学习一提升自主学习能力
根据BLOOM认知理论，把对知识的认知分为六个层次，传统的课堂主要完成低阶认知的记忆、理解和应用，我们现在把这部分的学习放在课前学生自主完成，以提高学生的自主学习能力，课前学习流程如图2所示。
为了提高学生的学习兴趣，保证学习效果，可以采取一些措施。第一，提前给学生下发学习任务单，让学生根据任务单的问题进行视频学习，并完成在线测试，供学生了解对知识的掌握情况。并将学生的视频学习和在线测试成绩作为期末成绩的一部分，以促使学习主动性不够高的部分学生能主动参与学习。第三，对学生在学习过程中遇到的问题，及时在线解答，以帮助学生解决课前视频学习中的疑难问题。
（2）课堂翻转——提升解决问题能力
学生课前通过线上完成了知识的初级认识学习，在课堂上主要来完成“知识内化”，视频上没涉及的重难点以及拓展、知识应用、分析、创新等高级认知都可以在线下课堂来完成。
首先，在课堂上利用5到8分钟完成对课前学习的在线检测，对了解学生对本次课知识的掌握情况，对得分率较低的知识点，课堂上花费多一点的时间来共同解决。课堂大部分的时间则用来解决知识的拓展、应用及创新。在教学方法上，可以根据教学内容，采用案例驱动的方式，结合探究式、启发式等教学方法，以学生展示为主，教师做好引导，起到一名主持人的作用，以培养学生的思考质疑能力和解决问题能力。最后教师根据学生的课堂展示情况，结合课堂内容作简短的讲解与评价，进行归纳和总结，起到画龙点睛的作用。以讲解直接插入排序这个知识点为例，图3详细列出了各个环节的教学设计。
为了激发学生的参与热情，课堂在线检测成绩和在课堂上的发言及展示都将作为课堂成绩计入期末总成绩。另外，课堂上要讨论的问题及学生要展示的内容，可以在课前布置给学生，让学生在课前做好相关资料的充分准备，不然可能学生无法参与课堂上相关的活动，也就达不到相应的教学目标了。 （3）课后复习巩固—提升归纳总结能力
为了巩固知识，学生需要完成网上的在线作业，还可以根据需要去观看视频进行复习。另外，为了让学生对课堂知识进行归纳总结，可以要求对所学知识在课后形成思维导图并以作业的形式提交。这种方式不但可以让学生对知识掌握更熟练，还能提高学生的归纳总结能力。
4 过程性评价一考核评价方式改革
除了要注重课堂活动的三个阶段的实施，还要改革课程评价方式，由传统的理论考核为主转变为过程性考核方式。为了提高学生自主学习的兴趣和参与课堂的热情，需要提高过程考核成绩的比例，因此综合成绩的计算比例可以设置为：课堂表现20%+线上成绩20%+项目实践成绩20%+期末成绩40%。其中课堂表现为学生在课堂话动的参与及展示情况的成绩，包括上课回答问题情况、参与讨论的情况以及课堂展示环节的表现情况的成绩等;线上成绩组成为：SPOC视频学习（40%）+课后线上作业（30%）+课堂自主学习在线测试成绩（30%）;项目实践成绩为学生完成项目的成绩;期末成绩为期末理论考试成绩。注重线下课堂表现成绩和线上成绩，才能与混合教学模式相适应，以促进新的教学模式的应用并取得更好的教学效果。
5 总结
通过在2017级信息工程班《数据结构》教学中应用该模式实施教学，取得了较好的教学效果。翻转课堂模式大大提高了学生的学习热情，通过问卷了解到，学生非常喜欢这种上课模式，因为参与性增强同时也增加了学生与教师的交流，增强了学生的自信。更好的培养了学生的自主学习能力、语言表达能力，思考质疑能力等综合能力，与同级普通班的成绩做对比，平均分提高13分。学生自主学习的参与度逐步增加，使得学习效果得到了较好提升。在教学过程中也遇到一些问题和以后需要改进的地方：一是对学生课前学习情况的了解应更及时，对没有及时学习的学生加强督促，并且与学生加强在线交流，及时参与线上互动，回答学生在自主学习中的疑问。二是学生参与课堂情况不够广泛，应采用多种方式激发学生课堂上的参与热情。三是课堂要讨论的问题，提前发放给学生，让学生有时间准备以便更好地参与课堂。
参考文献：
[1]渠慎明，刘珊，王青博，等.数据结构课程中的翻转课堂教学模式研究[J].计算机时代，2018（9）：66-68.
[2]杨雄.微课视域下“算法与数据结构”课程教学改革[J].宜春学院学报，2018（9）：119-122.
[3]张春英，刘盈，赵艳君.基于“MOOC+SPOC”的“大学计算机基础”翻转课堂教学模式研究[Jl.工业和信息化教育，2016（3）：63-69.
[4]郑萌，廖雪花，冯朝胜，等.基于“MOOC+SPOC”的翻转课堂教学模式研究[Jl.计算机教育，2017（9）：114-119.
[5]王朋娇，段婷婷，蔡宇南.基于SPOC的翻转课堂教学设计模式在开放大学中的应用研究[J].中国电化教育，2015（12）：79-86.
[6]朱正东，张小雨，田靖轩，等.MOOC混合教学模式及其实施中出现的主要问题与对策[J].计算机教育，2017（9）：94-97.
【通联编辑：王力】
基金项目：重庆市教委高等教育教学改革重点项目资助（编号：192037）;重慶文理学院教改项目（编号：140338）;重庆文理学院科研项目（编号：22018RJ08）
作者简介：胡章平（1974-），女，硕士，主要研究方向为深度学习与图像处理;罗代忠（1972-），男，教授，硕士，主要研究方向为软件工程、软件产品线、数据库技术。
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