翻转课堂与传统面授混合教学模式研究

黄璐+于红+谷军

摘要：以辽宁省教育厅启动的跨校修读学分项目为契机，探讨基于翻转课堂与传统面授混合的数据结构课程教学模式，阐述混合教学模式改革中的教学模式设计和具体实施过程，最后进行课程教学总结并提出思考。

关键词：数据结构；翻转课堂；跨校修读学分

0.引言

数据结构课程是高等院校电气类专业学生学习编程技术和方法的入门课程，主要讲解数据在计算机中的存储和组织方式，以及基于这些组织方式的相关算法实现。该课程对学生的后续课程学习以及今后的科研、开发等工作有着很强的衍生作用。因此，如何上好这门课，在有限的教学时间内使学生对课程知识点掌握得更好，是值得任课教师思考的问题。

笔者以辽宁省教育厅启动的跨校修读学分项目为契机，进行基于翻转课堂与传统面授相结合的数据结构课程混合教学模式探索，从课程建设和教学过程管理两个主要方面，对翻转课堂教学模式如何有效与传统面授模式相结合进行教学改革研究。

1.数据结构课程教学现状分析

近年来，翻转课堂被应用于数据结构课程教学改革中来。翻转课堂是由Baker于2000年提出的…，在该模式中，学生对新知识的学习被安排在课下，通过微课及慕课等方式进行自主学习，而教师在课堂上负责组织学生对课下学习的知识进行讨论和交流，进一步地进行知识内化。在我国，针对数据结构课程的翻转课堂教学模式改革，很多高校的电气类专业都进行了有益尝试和探索。

以上教学探索均取得了可喜成绩，但仍然存在三个问题：第一，在教学资源建设方面，视频的录制和扩展学习资料的准备均是由授课教师或其团队独立完成，由于时间、经验以及经费等方面的限制，制作出的教学资源往往质量得不到保证。第二，在课下辅导学生方面，交流方式通常采用QQ群、微信及Email等方式，形式简单松散，课程中复杂的数据结构，如树、图等，无法表达。第三，在教学平台建设方面，用于翻转课堂的教学平台通常由授课教师团队或者学校自主研发，由于经验不足，平台功能大多比较单一，往往只具有播放视频和简单的留言板功能，对于教学过程中的作业批改、组织测验、题库建设等环节无法实现。

2.混合教学模式研究

跨校修读学分项目可以很好地弥补上述探索中出现的不足。跨校修读学分是基于第三方网络教学管理平台以及前期精品课程建设基础上的一种新型教学管理模式。通过跨校修读学分项目，学生可以依据本校与其他高校之间的协议，选择修读外校资源共享课程，在本校审核通过后即可获得相应学分。辽宁省教育厅于2014年5月下发了《辽宁省教育厅关于开展跨校修读学分试点工作的通知》（辽教函[2014]224号），正式启动了辽宁省第一批跨校修读学分项目。

2.1课程基本情况

根据大连海洋大学电气类专业培养计划规定，数据结构课程是为该专业本科学生在第三学期开设的一门专业任选课程。2015-2016学年的第1学期，该门课程是第一次采用跨校修读学分方式进行授课，选用的课程是东北大学软件学院数据结构教学团队建设的精品课程资源。课程一经推出，得到了电气类专业学生的广泛关注，申请选修的人数也较往年有很大提升，经过学院和学校的审核，最终确定选修学生为56人。

2.2课程内容教学模式设计

首先针对电气类专业本科教学培养目标和数据结构课程教学大纲，设计课程各部分内容的教学模式，见表1。

在传统面授的教学单元中，采用传统的教学方式进行，即在课堂上以教师讲授为主，学生提问或交流为辅；在课下以学生自主复习为主，教师较少参与学生的课下学习活动。在采用翻转课堂教学模式的教学单元中，将学生的学习活动延展到课前、课中及课后，整个教学过程以学生为主、教师为辅。

2.3翻转课堂模式实施

主要从课程建设和教学过程管理两个方面人手，具体实施如图1所示，其中，课程建设主要对应课前活动，教学过程管理主要对应课中和课后活动。

以第七章图形结构的讲解为例，来说明课程建设和教学过程管理的具体实施。

2.3.1课前工作

①教师根据本节课程教学目标整理出知识点：图的基本概念和存储方式，图的遍历等基本操作。

②教师根据知识点在课程建设方教师团队提供的视频任务点、作业任务点以及教材中选取需要的部分；同时整理出思考题：现实生活中可以用图形结构描述的实例有哪些？连通分量和强连通分量有什么区别？图的数组存储方式和邻接表存储方式分别适用于什么形态的图？将这些任务点和思考题发布给学生，供他们课前自主学习。

③教师根据本节课程的教学目标设计课堂教学活动，包括课堂任务和研讨题目：微博、朋友圈等社交媒体在逻辑上属于哪种数据结构？在社交媒体中确定任意两个人之间的关系，可以借助图的哪种基本操作？社交媒体中朋友圈的划分，借助图形结构应如何实现？

④学生需要登陆第三方网络教学平台通过观看视频教学资源，学习本节课程的知识点。对于自学过程中产生的疑问，学生要尽量自主解决；如果解决不了，可以在平台上发起话题向同学求助，或带到后续课堂向教师及同学寻求帮助。学生的线上学习表现可由登录次数、任务点完成比例等网络数据自动记录下来，教师在成绩评定时据此对学生的线上学习情况给出客观评价。

2.3.2课中工作

①教师介绍本节课程的主要教学内容和教学目标，并对学生在自主学习期间产生的疑问中共性的问题进行解答。实际教学中出现的共性问题：图的广度优先遍历操作中，同一个节点的下一层邻接节点是否有访问顺序的要求？无向图的数组存储结构是否是对称的？

②对于预先设计的课堂教学活动，按照难易程度或知识点顺序逐个抛出课堂任务和研讨题目，要求学生进行小组讨论，由组长组织协调组员参与问题讨论和发言。教师从时间和态势上把握分组讨论活动的整体进程，有针对性地、以灵活多样形式地为各个小组给出适当的指导意见和建议。

③小组讨论结束后，请小组代表总结发言，其他小组辩论和补充，教师适时发问和引导。

④教师对本节课程作出总结。

2.3.3课后部分

①教师针对学生掌握情况不佳的知识点，在平台上发布话题：在多个城市之间建造公路，希望造价最低，是否可以通过图形结构实现？如何实现？组织学生参与讨论并辅导答疑。

②教师针对本节课程在第三方网络教学平台上布置和批改学生作业。

③教师根据网络数据查看学生在视频观看、网络登录次数、在线讨论及课堂讨论等各个教学环节中的表现，以便给出平时成绩。

④教师进行本次课程的翻转课堂教学改革实践总结，以促进今后教学工作的改进。

本次教学活动取得的成效：设计的课堂研讨题目是关于社交媒体展开的，与学生的现实生活接触紧密，有效调动了学生继续探索下去的兴趣。

本次教学活动出现的主要问题：对课堂时间和进度的把握没有做到精确，对问题的研讨过于深入，导致后面总结部分稍显仓促。

下一步的工作改进：对学生的课前自主学习进行规范，促进其对基础知识点的有效自我吸收，避免课堂教学过多讲解基础知识；同时，严格规范课堂教学过程管理，做到按计划进行。

3.课程总结

为期一学期的数据结构混合教学模式改革已经结束，我们通过对学生成绩的分析发现，优秀率占28.6%，及格率占89.2%，自动放弃率占5.4%，成绩分布基本合理。高分数段学生取得了比较理想的成绩，主要是由于他们大多在期末考试和线上学习环节得分较高，而低分数段学生则大多在线上学习环节失分较多。另外，与该课程在前两轮单纯使用传统教学模式的教学过程和学生考核成绩相比，本轮教学中取得优秀成绩的学生占比有明显提高。上述分析表明，将翻转课堂与传统面授教学模式相结合、应用于电气类专业数据结构课程取得了理想的教学效果，能够达到预期教学目标，可以继续推行和探索。

另一方面，对选修学生的调查和反馈显示，大多数学生认为本次课程对提高他们的自主学习能力、团队协作能力、语言表达能力以及信息检索能力等有很大帮助，同时这种自主学习方式还能够在一定程度上激发学习积极性，扩展视野，在一定程度上提高他们的自信心。但也有少数学生认为，自主学习新的知识点难度较大，少部分学生在线上自主学习时遇到困难就会选择放弃。

4.关于混合教学模式的思考

（1）实施翻转课堂教学的环节中，学生的课前自主学习效果会直接影响到后续课堂上启发式教学的实施效果，因此，需要对学生的课前自主学习进行有效督促。教师在网络教学资源的整理和准备中，需要注意知识的碎片化和趣味化，网络思考题的提出需要凝练知识点，起到引导学生积极思考的作用。同时，可以考虑在成绩分配上进行适当倾斜，从制度上引导和加强学生对课前自主学习活动的重视。

（2）进行混合教学模式改革，重中之重就是有效进行不同于以往的课堂教学过程。在课堂上，教师需要根据实际情况发布课堂任务和研讨题目，组织学生进行小组交流和讨论并进行小组发言。这一过程是帮助学生进一步知识内化的重要过程，因此，在教学中，尤其需要对课堂活动的流程和时间分配进行精确设计。课堂任务和研讨题目的设计需要具有典型性和综合性，需要利用几个任务和题目涉及大部分的知识点，并且需要具有可讨论性和可发挥性，由此学生可以在教师划定的一个范围内进行自由思考。另一方面，在实际的课题研讨过程中，尤其需要注意对时间的把握。有别于传统的课堂教学模式，在翻转课堂模式中，由于加入了学生的参与环节，课堂时间会显得不充足，如果不能精确把握时间，很容易在有限学时内完不成教学任务。

（3）在混合教学模式的整个实施阶段，应该时刻注意对课程的实施状况进行总结。这种总结不仅应在课程结束后进行，而且还应在课程的每一个阶段，如期初、期中和期末阶段进行，甚至是在每一节课以后进行。总结的内容应该包括课堂任务和研讨题目的设置是否能够激发学生的学习兴趣、课堂教学过程的实施是否按计划进行、学生对知识点的掌握情况是否达到预期目标，等等。在进行课程总结分析的时候，可以采用多种手段，可以经常在网络教学平台上查看学生的学习情况，通过平台统计功能查看并分析学生的自主学习活动的进展以及需要引领学生改进的地方。

5.结语

我校以跨校修读学分项目为契机，借助第三方网络教学平台和兄弟院校精品课程资源，进行基于翻转课堂与传统面授相结合的数据结构课程混合教学模式探索，取得了一定的成效。今后，我们将继续探索翻转课堂教学模式在传统教学基础上的合理运用，并向其他课程推广。