基于微课的案例教学法在数据结构教学中的应用

陈川　钟晓玲　何强　罗耀耀

摘要：首先分析了《数据结构》课程教学在传统教学模式下所存在的问题，探讨了以微课为技术手段制作案例，并将案例应用于《数据结构》教学的混合式教学模式，详细阐述了案例的实施过程，实践证明能够充分调动学生的主动性，实现良好的师生互动和反馈，有效提高了教学效果。

关键词：微课；案例教学法；数据结构；教学模式；主动性

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）13-0110-02

Abstract： Firstly， this paper analyzes the problems of Data Structure course teaching in traditional teaching mode， discusses the case-making by using micro-lecture as a technical means， and the case is applied to blended teaching and learning model of Data Structure teaching. The practice shows that it can be able to mobilize students' initiative， realize the interaction and feedback between teachers and students better and improve the teaching effect.

Key words： micro-lesson； case teaching method； data structures； teaching model； initiative

1 概述

近年来，基于互联网的信息技术在教育领域得到了广泛应用，其中最主要的形式是微课、翻转课堂和慕课。全国高校相继进行了数字校园建设，推动新教学技术在教学中的应用，促进教学改革和创新，新的教学模式相继得到应用，提高了课堂教学效果[1]。在这样的背景下，微课成为当前教学信息化中备受关注的应用形式之一。

微课是以混合式学习为指导思想，基于学科的核心知识点设计，适用于微型化学习的新型课件设计形式。课件通常以视频形式为主，时间长度一般为5-8分钟，内容精简。特别是近几年，微课等教育技术受到广泛关注，但只有将微课与传统教学模式相结合，才能真正在实际教学中发挥其作用[1]。因此，本文讨论将微课与传统的基于案例教学法的数据结构教学相结合的混合式教学模式。

2 数据结构教学中存在的问题及案例教学法应用

《数据结构》课程是计算机科学中一门综合性的专业基础课，是一门承上启下的课程。它不仅仅是一般程序设计的基础，而且是设计和实现编译原理、操作系统、数据库系统及其他系统程序和大型应用程序的重要基础。

但是，当前数据结构教学中存在以下问题：1）以教师讲授知识和学生被动接受知识的传统教学模式为主，不能以学生为主体，无法调动学生学习的自主性；2）数据结构基本知识和算法逻辑性强，内容抽象，对于学生来说，学习比较枯燥。特别是当前导课程离散数学和C语言程序设计没有很好掌握的情况下，不仅没有学习兴趣，也因无从下手而对学习没有信心，学习效果差，更谈不上达到根据实际问题设计数据结构和算法的学习要求[2]。

针对数据结构教学中存在的问题，许多学者在教学方法上进行改变，将案例教学法应用在《数据结构》教学中[2-3]。

案例教学法起源于1920年代，由美国哈佛商学院所倡导，有助于培养和发展学生主动参与课堂讨论。而国内教育界开始探究案例教学法，则是在上世纪九十年代后[3]。

案例教学法是一种以案例为基础的教学法，案例本质上是提出一种教育的两难情境，没有特定的解决之道，而教师于教学中扮演着设计者和激励者的角色，鼓励学生积极参与讨论，作为一种具有明确目的、以行动为导向的训练方法有助于提高学生综合素质，避免了传统的教学方法中教师始终扮演着传授知识者角色，学生始终扮演知识接受者角色的问题。

案例教学法在数据结构教学中的应用，对提高教学效果起到了积极的促进作用，但是教学模式仍然属于传统教学模式。信息技术的不断发展，推动教学模式不断改变以适应教学需要[4-5]。由于数据结构及其算法的教学难点在于他们的抽象性和动态性。如何变抽象为直观，将知识点与生活场景结合，理论与实践相结合，是作为教学工作者始终要关注和解决的问题。因此，本课题组成员以教改项目为依托，根据本院的教学特点，将以微课为基础的案例教学法应用于数据结构的教学中[6-7]。

3 基于微课的案例选择、设计与制作

3.1案例的选择

应用案例教学法，案例就是教学的核心，教师必须精心选择和准备案例。案例的选择通常遵循以下几点：1）案例的难度适中；2）案例内容具有真实性和典型性；3）案例与专业相关，贴近学生兴趣。

本文作者在教学中使用的教材是严蔚敏教授主编的《数据结构（C语言版）》[8]，根据书中的章节和内容，选择设计合适的案例。如第二章线性表选择的案例是图书馆书目检索系统。第三章栈和队列，选择停车场管理系统和银行叫号排队系统作为案例。

3.2 案例的设计与制作

案例的设计是实施案例教学的基础和前提。将微课作为技术手段进行案例的设计和制作，是以微课为基础的案例教学法在数据结构中应用的核心和关键。以线性表这一章为例，案例选择图书馆书目检索与借阅系统。

利用微课相关技术易于录制视频多媒体的特点，首先录制和制作关于图书馆借书、学生期末成绩公布、职工工资分配三个场景，然后加入动画和卡通形象制作提出疑问，它们涉及的数据的共同特点是什么？解决问题的思路如何？由此引入线性表的逻辑结构的讲解，然后把图书馆书目查询系统作为具体案例进行内容设计。在微课中展示了学生经常使用的本校图书馆书目检索和借阅系统。从而引入线性表的操作及其实现。在微课设计中，演示了线性表数据结构的瞬间动态特性，不同存储结构下查找、插入和删除等算法的作用过程，使知识直观化。

4基于微课的案例教学法的具体实施

在实施案例过程中，结合目前本人所在学院基于E-learning的云课堂，采取如下三个步骤进行教学的组织。

4.1案例的导入

在课前两天将制作的微课内容上传至学院云课堂，要求学生进行学习，分析思考，同时完成对知识点的预习。

4.2案例的讨论

在课堂上，注意将“图书馆书目检索和借阅系统”教学案例贯穿整个教学过程，将案例内容作为知识点的依托，对知识点进行讲解，然后组织学生以小组为单位，讨论案例相关的基本知识和解决问题的方案，同时教师加以恰当引导，通过师生的互动，发挥学生的主动性。

4.3案例的总结

方案的实现则在实践环节完成，实验课程通常安排在理论课程当天下午或第二天，以任务驱动的方式下达实验要求，使学生通过完成任务实现对知识的理解、掌握和运用，同时实验课上加强对学生的具体辅导，最后作案例的总结。从而真正实现了在教师的指导下，以学生为中心的“自主学习”，提高了学生分析和解决问题的能力，提高了教学效率。

5 结论

数据结构课程的教学要求之一是训练学生进行复杂程序设计的技能和培养良好程序设计的习惯，其重要程度绝不亚于知识传授。因此，在数据结构的整个教学过程中，学生主动参与学习、认真完成习题作业和上机实习是保证学习质量的重要环节。将以微课为基础的案例教学法应用于数据结构，能实现上述环节的兼顾，教学符合从感性认识到理性认识的认知规律，从而帮助学生完成知识的学习和能力的提升，改善了教学质量，切实提高了学生分析问题和解决问题的能力。实践证明学生学习兴趣明显提高，教学效果良好。

参考文献：

[1] 赵国栋. 微课、翻转课堂与慕课实操教程[M].北京：北京大学出版社，2015：15-40.

[2] 宗瑜，金萍. 案例教学法与数据结构教学改革[J]. 皖西学院学报，2009，25（2）：30-31.

[3] 杨业娟. 案例教学法在高职数据结构课程中的应用研究[J].电脑知识与技术， 2012， 8（27）：6553-6554.

[4] 张瑞霞，文益民，周娅等. 数据结构课程微课设计与应用研究[J]. 计算机教育， 2015（16）：59-62.

[5] 唐翠芳，张仁津. 用案例教学法指导数据结构与算法教学[J]. 计算机教育， 2011（8）：91-95.

[6] 王静婷，王艳丽，张敏.微课教学模式在Oracle数据库课程中的应用[J].电脑知识与技术， 2016， 12（1）：21-24.

[7] 黄兴荣. 基于Android的《数据结构》移动微课设计与实现[J]. 电脑知识与技术， 2015， 11（21）：100-101.

[8] 严蔚敏，吴伟民.数据结构（C语言版）[M]. 北京：清华大学出版社， 2012：1-40.