翻转课堂在数据结构教学中的应用研究

谈成访，刘云东

（宿州学院信息工程学院，安徽宿州234000）

翻转课堂在数据结构教学中的应用研究

谈成访，刘云东

（宿州学院信息工程学院，安徽宿州234000）

从翻转课堂的内涵出发，通过课前、课中及课后三个环节探索了翻转课堂在数据结构教学中的应用，并对这种模式下的教学效果进行了分析。结果表明，翻转课堂在提高学生学习积极性，培养学生自主学习能力和团队合作精神等方面具有显著的作用。

翻转课堂；数据结构；教学过程

数据结构是高等院校计算机及相关专业的一门必修课，也是学生深入了解编程方法和学习编程技术的入门课。在传统的数据结构教学过程中，教师通常采用以课堂讲授为主、课下练习为辅的教学模式。这种教学模式使学生在教学过程中处于被动地位，不利于调动学生的学习积极性，不利于激发学生的学习热情，进而影响了学生的学习效果。

翻转课堂改变了传统的教学模式，将被动学习转变为主动学习，提高了学生学习的乐趣。翻转课堂已成为一种新的教学模式，它的出现为提高数据结构的教学水平提供了新思路。

在将翻转课堂用于数据结构教学的基础上，我们从课前、课中和课后三个环节入手，构建了翻转课堂在数据结构中的教学流程，并对数据结构的教学效果进行了分析。

1　翻转课堂的内涵

翻转课堂也称作反转课堂或颠倒课堂，是当前全球范围内普遍关注的一种新型教学模式［1］。2011年加拿大的《环球邮报》将其评为课堂教学的重大技术变革［2］。上课前，教师向学生提供教学视频，学生要观看这些教学视频，并学习相关的教学内容。课堂上，教师与学生共同协作，进行探究和交流，完成教学任务，实现教学目标［3］。

翻转课堂的出现改变了传统的教学模式，颠覆了传统的课堂教学。从表1可以看出，教师和学生扮演的角色发生了巨大的变化，翻转课堂强调以学生为主体，注重学生的自主探究，教师只是学习的指导者和监督者。另外，在教学形式、课堂内容、技术应用和评价方式上，翻转课堂也有别于传统的课堂教学。

表1　传统课堂与翻转课堂中各要素之比较

2　翻转课堂在数据结构教学中的应用

2.1教学分析

由于数据结构的教学模式发生了翻转，与之相关的教学环节也发生相应的变化。因此，有必要对这些环节进行全面深入的探讨，以便更好地开展数据结构的教学。

2.1.1教学内容分析

数据结构的教学内容主要包括数据的逻辑结构（线性结构、树型结构和图形结构）和存储结构（顺序存储、链式存储、散列存储、索引存储），还包括两种解决计算机问题时最常用的技术，即数据的排序和查找。

在开展教学之前，教师需要根据数据结构的教学内容，仔细分析相应的知识点和典型算法，以保证课堂教学的顺利进行。

2.1.2教学方法分析

在教学过程中，学生通过教师提供的视频资料以自主和协作的方式学习数据结构的基本内容（包括线性表、栈和队列、哈夫曼树、最小生成树、最短路径、拓扑排序等），并结合实际案例进行思考和探究。在学习过程中遇到问题时，学生可以通过班级的QQ群、微信和E-mail等多种形式向教师和同学请教。教师根据学生反映的问题进行集中讲解或重点讲解，组织学生对该知识点进行探讨、分析和交流，强化和巩固学生所学的知识，并对教学内容进行总结，对学生的学习情况做出评价。

2.1.3学习者分析

高等院校的学生具有较强的自主学习能力，但由于受目前不良风气的影响，部分学生的学习积极性和主动性不是很高，这就需要教师加以督促和引导。另外，学生对电脑和网络的知识比较熟悉，并能利用网络工具进行通信和交流，因此，容易接受和适应翻转课堂模式的教学。

2.2教学准备

2.2.1制作教学视频

数据结构的教学内容包括绪论、线性表、栈和队列、串、递归、数组和广义表、树、图、查找、排序共十个章节［4］。为了便于学生学习，教师需要把每个章节的内容进行细化，并将这些内容归纳为若干个知识点，再制作相关的教学视频。由于学生难以长时间地集中自己注意力，因此教学视频的时长在5～8 min比较合适。

教师提供的视频能帮助学生很快掌握和理解教学内容。这些视频也是课堂教学的有效补充，学生可以根据需要观看自己感兴趣的内容，这有利于学生提高自主学习能力。

2.2.2设置课前练习

在每一次上课之前，教师还要根据教学内容，设置若干个课前练习以供学生思考和解答。课前练习的设置能检验学生的学习情况，便于教师发现和解决学生在学习过程中存在的问题。

课前练习的设置应体现针对性、层次性，以满足不同程度学生学习的需求［5］。

2.3教学实施

根据高等院校的教学特点，并结合以往的教学经验，我们提出了数据结构的翻转课堂教学模式，并将一节课划分为课前、课中和课后三个环节，分别设计了相关的教学活动内容（图1）。

图1　翻转课堂的教学流程

2.3.1课前的教学活动

课前学习是翻转课堂不可缺少的环节。上课之前，教师将制作好的教学视频和准备好的课前练习及时向学生发布。学生则借助教学视频进行自主式学习，并完成相关的练习。如果在学习中遇到疑难问题，学生可以通过班级的QQ群或其他交流平台向同学或教师求助，也可以在课堂教学中讨论。

2.3.2课中的教学活动

经过课前学习，学生虽然对教学内容有了一定的理解，但还不够深刻。因此，在课堂教学过程中，教师还应根据学生课前的学习情况做进一步的讲解，对学生在课前学习中遇到的问题进行答疑。完成这些工作之后，教师组织学生学习新内容。在这一过程中，学生可以成立学习小组，并开展相关的学习活动。这些活动包括学习新的教学内容，提出学习中遇到的疑难问题，介绍自己的学习情况。

在课堂教学结束之前，学生还可以对教学内容进行讨论，教师对讨论结果进行点评，并根据讨论情况对教学内容做补充讲解，以帮助学生巩固所学知识。

2.3.3课后的教学活动

下课以后，教师要对学生的学习情况进行总结，并利用交流平台与学生互动，解答学生的疑难问题，学生则将整理后的学习成果上传到交流平台，实现全班同学共享。

由于学生的学习能力存在差异，一些学生不能完全理解已学过的教学内容，课后阶段正是这些学生进行补救的重要环节。教师和学生上传到交流平台的内容为他们理解课堂所学内容提供了极好的素材。

3　翻转课堂的效果分析

为了弄清翻转课堂模式的教学效果，我们通过问卷调查和学生访谈，了解学生对翻转课堂的真实感受。

调查结果表明：学生对翻转课堂的认同度高达97.5%，对教学效果的满意度高达96.8%，这说明绝大部分学生都认可并支持这种新的教学模式；学生对小组开展合作的满意度为94.6%，这说明学生愿意进行合作式学习。

访谈结果表明，经过翻转课堂模式的教学，学生的学习积极性有了很大提高，能主动参与课堂教学活动，认真探索教师布置的问题，努力寻求解决问题的方法。小组合作的学习方式能激励学生努力发挥自己的作用，增强了学生的团队意识，培养了学生的团队精神。

4　结束语

翻转课堂颠覆了传统意义上的课堂教学，为当前的数据结构教学带来了新的教育理念［6］。我们将翻转课堂用于数据结构教学，并进行了相关的教学改革。教学实践表明，翻转课堂在提高学生学习兴趣、调动学生学习积极性、培养学生自主学习能力和团队合作精神等方面能发挥重要作用，学生非常认可并支持这种新型的教学模式。当然，在运用翻转课堂开展教学的过程中，还存在一些问题和不足，这将在今后的教学中得到改进和完善。

［1］王彩霞，刘光然.翻转课堂优化中职课堂教学探析［J］.中职教育，2013（6）：41-44.

［2］秦炜炜.翻转学习：课堂教学改革的新范式［J］.电化教育研究，2013（8）：84-90.

［3］张新明，何文涛，李振云.基于QQ群+Tablet PC的翻转课堂［J］.电化教育研究，2013（8）：68-72.

［4］李春葆.数据结构教程［M］.4版.北京：清华大学出版社，2013：1-371.

［5］TALBERT R.Inverting the Linear Algebra Classroom［EB/0L］.（2011-07-01）［2015-01-21］.http：//prezi.com/ dz0rbkpy6tam/inverting-the-linearalgebra-classroom.

［6］张金磊，王颖，张宝辉.翻转课堂教学模式研究［J］.远程教育杂志，2012（4）：46-50.

【责任编辑王云鹏】

The Implication of Flipped Classroom in Data Structure Teaching

TAN Chengfang，LIU Yundong
（School of Information Engineering，Suzhou University，Suzhou 234000，China）

Starting from the connotation of flipped classroom，this paper applied it to data structure teaching through three links of before class，in class and after class，and analyzed teaching effect under the model of flipped classroom.The results showed that the flipped classroom had a significant role in improving students’learning motivation，autonomous learning ability，team spirit and so on.

flipped classroom；data structure；teaching process

G642

A

2095-7726（2015）09-0066-03

2015-03-06

安徽省高等学校质量工程重点项目（2014jyxm378）

谈成访（1981-），女，安徽舒城人，讲师，硕士，研究方向：信息化教育。