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基于线上线下混合式数据结构的教学研究

来源:用户上传      作者:付美艳 王莹莹 徐晓丽

  摘要:结合应用型人才培养要求,针对目前数据结构局限于以课堂理论教学为主,实践实验教学为辅的教学模式,本文结合青岛滨海学院计算机科学与技术、网络工程两个校级优势专业,设计提出了基于项目任务的“验证-应用-综合”三层合一递进式训练模式,构建“学、练、用、研”的教学改革模式,打造“课前自主学习-课内交流学习-课后实践学习”为主线的数据结构课程学习体系,为线上线下混合式教学提出了新的思路。
  关键词:数据结构;训练模式; 教学模式;线上线下混合式
  中图分类号:TP311      文献标识码:A
  文章编号:1009-3044(2020)32-0030-02
  1 引言
  在国家教育发展战略背景下,进行线上线下课程教学成为课程教学改革的发展方向,也为各高校“质量工程建设”“双一流课程建设”提供了重要抓手,对进行应用型人才培养提供了新的思路。目前,数据结构课程大多是以课堂理论教学为主,实践实验教学为辅[1],全面开展线上线下混合式教学模式研究较少。数据结构作为计算机类的核心基础课程,是“描述现实世界实体数学模型(通常为非数值计算)及其之上的运算在计算机中如何表示和实现”的学科,与工程应用领域及创新应用人才的培养有着紧密联系[2]。传统数据结构课程的教学局限于理论知识的积累和验证性实验的练习,对知识的应用、拓展、创新还没有形成体系。主要表现在:第一,抽象难懂,学习较为盲目;第二,教学方法单调,理论实践结合不足;第三,线上和线下学习相对独立,限制教学效果。
  青岛滨海学院的计算机科学与技术、网络工程专业是青岛滨海学院优势特色专业,数据结构作为两个专业的专业核心基础课程,在整个课程体系中处于枢纽的作用。在教育信息化创新形势下,要打破传统教学模式的束缚,解决目前数据结构所存在的实际问题,建立以项目任务方式确立课程知识模块,采用线上线下混合式教学方式,对培养分析能力强、应用能力强、综合实践能力强的高素质计算机应用型人才提供了重要保障;对提升两个校级优势特色专业竞争力发挥了重要作用。
  2 教学思路
  2.1 线上资源
  数据结构的课程教学主要依托于智慧树平台,青岛滨海学院OJ(OnlineJudge)平台以及青岛滨海学院BB(Blackboard在线教学管理)平台3种信息技术与学习支撑平台进行线上教学活动。
  2.2 模块划分
  数据结构课程根据课程目标,将教学内容划分成:基础模块、拓展模块和综合应用模块。基础模块主要包括线性、树型、图型、查找、排序等基础知识;拓展模块是以基础模块为依据,将基础知识与实际应用场景相结合的知识应用;综合应用模块是基础模块和拓展模块的深化,主要用于解决实际问题。
  2.3 教学模式
  根据教学内容所对应的知识模块,将对应的项目任务贯穿到相应模块的教学中,建立线上线下混合式教学体系,构建“学、练、用、研”的教学模式。
  2.4 学习体系
  本着“以学生为本”“授之以渔,不如授之以渔”的教学理念,结合线上线下教学特点,提出“课前自主学习-课内交流学习-课后实践学习”为主线的线上线下混合式数据结构课程学习体系。
  3 教学实施
  3.1 线上线下组织实施
  为更好地进行线上线下混合式教学活动,教师主要依托智慧树平台、青岛滨海学院OJ平台、BB平台,发布学习要求和任务,搭建好线上教学视频、教学课件、单元习题、实训案例、参考资料等学习资源;创建见面课、讨论区、QQ群等,跟学生进行线上交流。学生按照教师发布的学习任务和要求,完成线上视频学习、视频测试题、线上单元内容训练、线上实训案例等学习任务;通过QQ群、智慧树课程问答及时反馈课程学习中的困惑;通过对讨论区问题的理解,阐述自己对问题的见解;通过见面课跟教师进行线上面对面交流。通过线上的学习和互动,学生对课程的基本内容有了初步的了解和掌握。
  经过线上的学习和交流,教师能够及时地掌握学生的学习状况,根据学生的反馈问题和学习情况及时调整线下课堂内容,重点解读难点、重点,重点梳理知识点的衔接和应用,重点讲解分析问题的思路和方法。课堂授课时,主要采用翻转课堂、项目驱动等教学方式进行课程讲授,将主动权交给学生,根据学生的交流和分享,教师进行现场指导和方法引导,达到“授之以渔”的效果。通过线上课程的学习和教学任务的安排,学生根据学习内容和實训项目,提前准备好问题,在课堂中,通过教师讲授、分组讨论、实训项目练习和演示完成知识点的学习和巩固;在课后,进行课程反思,完成课后训练和学习笔记,更好地巩固课程内容。
  通过线上和线下的组织实施,为学生建立了“课前自主学习-课内交流学习-课后实践学习”的学习体系,促进了学生自主学习的主观能动性。
  3.2 训练模式实施
  根据线上线下教学模块的划分,教学内容分成了基础模块、拓展模块和综合应用模块。在基础模块教学环节中,主要完成验证性实训项目训练,强化了学生对基础知识的理解和掌握;在拓展模块教学环节,主要完成应用性实训项目训练,强化了学生知识转化能力;在综合应用模块教学环节,主要完成综合性实训项目训练,强化了学生综合应用知识的能力。 学生通过“验证-应用-综合”三层合一递进式的训练实施,算法的实现、设计与应用能力有了显著的提升。
  3.3 教学模式实施
  数据结构课程线上线下混合式教学,融入了项目任务,构建了“学、练、用、研”的教学模式,实施情况如下:
  “学”:学生线上自主学习,教师线上、线下指导学习,巩固基础知识;
  “练”:学生线上、线下实训项目练习,强化算法分析、实现能力;
  “用”: 学生结合实际应用场景,进行分析、设计、实现,提高应用能力;   “研”:学生线上OJ平台强化训练,线下参加各类程序设计类设计竞赛。
  学生通过课程学习,达到“学、练、用”基本要求,通过“学、练、用、研”提升算法应用能力,充分挖掘了学生自主学习的能力,激发了学生学习动力。
  3.4 课程考核
  结合青岛滨海学院课程考核要求,数据结构课程考核成绩分过程性考核和期末考核两部分组成:过程性考核占60%,期末考核占40%。为更好地反映学生课程学习的效果,考核成绩分布如下:
  过程性考核:
  1)课堂表现:线上(视频完成、见面课到课、讨论区参与情况)占5%,线下(到课、回答问题参与、正确情况)占5%;2)作业:线上(测试、训练)占15%,线下(纸质作业),占5%;3)单元测验:线上(单元、期末测试)占10%,线下(纸质测试),占10%;4)学习笔记:线下提交的四次学习笔记,占10%。
  期末考核:以试卷的方式考核,占40%。
  4 教学效果
  数据结构线上、线下混合式教学改革实施以后,学生参与学院算法协会的积极性比传统教学学习的学生积极性高,人数多;教师指导学生参加全国、省、校级程序设计类大赛获得一等奖、二等奖学生人数较多,成绩较好;同样学情的情况下,平行班级学生期末考核成绩也有一定的差异,平均分和优秀良好率都要高于传统教学班,如图1和图2所示。
  5 总结
  数据结构线上线下混合式教学,借助线上资源和线上平台,学生掌握课程基本内容;通过线下师生、生生交流分享,学生巩固课程内容;将项目任务融入课程,通过“验证-应用-综合” 三层合一递进式训练模式,着力培养学生数据结构算法分析、应用能力;通过构建线上线下的“学、练、用、研”教学改革模式,充分调动学生学习的积极主动性;通过建立“课前自主学习-课内交流学习-课后实践学习”为主线的线上线下混合式数据结构课程学习体系,将学习的主动性交给学生,体现“以学生为主体,以教师为主导”的教育思想。
  参考文献:
  [1] Zhang Lei,Hua Qiqin,Rong Jing.数据结构课程教学方法的探索[J].计算机时代,2019(2):72-75.
  [2] 何国良,汪紫煌,辛欣.新工科背景下数据结构课程的教学研究[J].科教导刊,2019(24):118-121.
  [3] 馮姣媚.线上线下混合式“金课”建设——以《女装结构设计与实训》课程为例[J].轻纺工业与技术,2020,49(1):161-162,170.
  [4] 陈玲霞,廖喜凤.基于学习通的线上线下混合式教学[J].西部素质教育,2019,5(17):99-100.
  【通联编辑:李雅琪】
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