《数据结构》混合式教学探索与实践①

任敏

（滨州学院信息工程学院 山东滨州 256600）

数据结构课程内容抽象，知识点繁多，传统教学主要以教师填鸭式的讲授为主[1]，本科课程一周两次理论一次实验，学生只是疲于被动地接受课堂知识和应付作业，教师不能有效地对学生的学习过程进行严格的监控，学生学习只是浮于表面，不能进行深入的探究学习，积极性和主动性不高，很多学生存在平时不学习，期末两周集中复习，“及格万岁”的思想，因此期中考核成绩比较差，期末考核成绩也不能达到预期的效果，这也是大部分老师比较头疼的问题，为加强学生学习的积极性，提高教学质量，推动课程建设与课堂教学改革，结合本课程的特点，依托优学院教学平台建设了《数据结构》的在线课程。在教学中将传统教学和在线学习的优势相结合，以学生为主体，以教师为主导，探索实践了线上+线下的混合式教学模式，以达到最好的教学效果[2]。

1 《数据结构》混合式教学目标

图1 混合式教学模式

线上学生在教师的引导下通过观看视频，完成在线作业、章节测试、在线讨论等多种方式自学理解数据结构的一般原理，掌握表、树、图等常用基本结构的特点、存储和运算，提高自学探究和创新的能力，在线下通过教师互动式课堂教学、课堂讨论和实验训练等多种形式进一步理解数据结构的重点难点内容及常用经典算法，学会数据的组织方法和典型基本算法的实现，能在实际问题中选取或设计合适的数据结构，提高算法设计能力，积累优秀的程序设计思想和方法，提高复杂问题的解决能力，并学会对算法的评价方法，在整个学期中有效地监控学生的学习过程，从浅到深地引导学生实现个性化学习，有效提升学生的学习深度，提高整个学习周期的教学质量。

2 混合式教学模式

混合式教学是学与教、线上与线下、课堂内和课堂外的协调统一[3]，学生利用手机端或者电脑端进行在线课程的自学，教师在线下组织互动课堂教学，课堂讨论和实验训练，混合式教学模式如图1所示，既提高了以学生自学为主的主动性、积极性与创造性，又发挥了教师引导、启发、监控、激励等教学过程的主导性[4]，达到了教学效果的最优化。

2.1 教学设计阶段

在课程资源开发之前，根据每一部分教学内容的特点和难易程度重新划分知识点，并确定使用线上还是线下的方式进行教学，在每一节课之前根据知识点采用的授课方式进行教学设计，确立教学思想，明确知识、技能和情感等三个方面的教学目标、对学生进行学情分析，指出重点和难点内容，确定合适的教学方法、策略和教学过程。

2.2 教学实施阶段

2.2.1 课前信息传递

教师在网络教学平台提前发布线上学习内容，一般上一周发布下一周的线上学习视频3～4个、课件3～4个以及相关基本算法的动画演示，并完成相应的弹幕测试；学生通过优学院的平台公告或短信通知进行线上自学和测试，并随时记录发现的问题，发布话题进行在线讨论，教师参与在线讨论话题。在这一阶段学生可以根据自己对知识的掌握情况，有选择地进行观看视频和课件，有必要则可反复观看，学生在自学的过程中，构建自己的知识体系，探寻和思考问题、通过查询资料、参与讨论等最终解决问题，锻炼了其自学的能力，使学生获得自信和成就感，而通过自己努力获得的知识会更加记忆犹新。教师通过统计功能可时刻监督学生在线学习的情况以及弹幕的错误次数，并通过优学院进行及时提醒。

表1 成绩构成表

2.2.2 课中知识内化提升

教师根据学生的学习情况和发现的问题，组织引导学生开展互动式课堂教学，使学生参与整个课堂教学的互动过程，包括课堂面授、课堂讨论和实验等三种形式。

（1）针对重点和难点内容以及学生发现的问题有针对性地进行互动式课堂面授，这种课堂面授形式有别于传统的教师灌输式的课堂教学，教师精心组织课堂教学的每一个环节，通过案例、故事、任务等提出问题，引入知识点，引导学生去思考、抢答分析问题，进而运用知识解决问题，也可以进行答疑解惑、个别指导。

（2）针对学生发现的问题定期举办各种主题的课堂讨论或者小组讨论，由教师提前一周公布将讨论的主题，让学生准备，然后由教师主持引领学生围绕该主题进行讨论，畅谈自己的观点，学生表现计入平时成绩。鼓励学生自发地组成学习小组，也可以以宿舍为单位，通过分组、讨论、协作等方式[5]，让学生之间形成一种互帮互学，相互督促的学习氛围，从而共同进步。

（3）通过互动式课堂面授和讨论后，可以运用所学知识去完成相应的实验任务，进一步巩固和加深对知识的理解和内化，以达到能力的提升。在实验中采用任务驱动法，以任务为主线、学生为主体，由个人或者小组的形式来完成。通过任务分析和分解、设计合适的数据结构实现算法，从而解决问题，提高算法分析、算法设计和编程的能力。

2.2.3 课后评价升华

课后学生需完成相应的作业、调查问卷以及个性化知识的拓展，每一章结束都要进行章节测试或者阶段性的考试，学生做完提交后，平台自动进行评阅，学生可以看到答案解析，并获得答题情况的及时反馈，促使其深入探索相关知识并且及时进行查缺补漏。教师还可以通过发放问卷的形式对学生掌握知识的情况进行了解，然后根据每一个学生的总体情况，推荐给其相应的文献进行查阅，以拓展其知识面，促使学生进行相关知识的深入学习和个性化学习。

2.3 教学评价与反思

2.3.1 课程考核方案

学生的成绩由过程考核和期末考核成绩组成，各占一半，与往年相比更加注重过程考核，达到了课程标准过程考核分值要求的上限。过程考核由线上自主学习成绩、课堂表现、期中考试成绩组成，具体分值如表1所示。其中在线成绩是学习平台按照预先设定的分值范围自动记录的分数，包括视频学习、在线作业、话题讨论、章节测试、考试和签到等。课堂成绩包括抢答、讨论、小组协作及实验成绩等。

2.3.2 教学反思

每一次课结束后，教师根据学生线上学习情况、互动课堂表现、课后测评及调查问卷情况进行学习效果的反思，包括是否达到了预期的教学目标？教学方法是否合适？教学重点是否突出？教学难点是否突破[6]？对于课堂上意外的突发事件处理是否及时恰当等，针对发现的问题进行反思并及时调整教学设计，优化教学资源，改进教学方法，以达到后继课程教学效果的最优化。

3 教学效果分析

3.1 混合式教学成果显著

在混合式教学中，教师能够很好地进行学生学习过程的跟踪、监督和考核，避免了学生期末两周集中复习的浅层学习现象的发生，在整个学习过程中，学生提前完成线上的学习内容，积极查阅各种资料，完成相关话题的讨论和练习，课中积极参与课堂互动，参与小组讨论，课后主动完成作业，学生的学习主动性和积极性得到了大大的提高，不仅提高了自学和共同协作的能力，而且锻炼了探究与创新思维，更有利于学生成绩和综合素质的提高。同时教学平台对学生的过程性评价也有了明确的评价标准和数据支撑，对于传统教学是一个很大的进步。

3.2 促进教师的发展

“线上+线下”的混合式教学模式转变了教师的角色，教师由原来的课堂讲授为主，转变为以教师为主导的教学活动，其是课程的设计者、讨论的引导者、课堂的组织者，强调了教师的引导、带领和监督作用，突出了教师和学生的互动和交流，使学生在教师的指导、帮助下积极主动地探究学习；学生可自定步调地学习或练习，教师被解放出来，可以有更多的时间关注指导帮助学生。这也在专业能力、混合式教学的先进教育理论以及课程网站建设等方面对老师提出了更高的要求。

3.3 促进个性化学习的发展

混合式教学实践表明：学生的学习积极性和主动性得到了提高，班级学习风气好转，学生能够根据自己的实际情况自主选择学习策略，自定步调地开展学习，构建新知识体系，积极参与交流与讨论，并不断对自身的学习进行反思，改进学习策略，教师可以根据每一位同学的学习轨迹和存在的问题，有针对性地进行个别指导，真正实现了因材施教，促进了学生个性化学习的发展。

3.4 推动深度学习的开展

传统满堂灌的课堂教学使学生被动地接受知识，束缚了其创新思维，学生的学习只停留在记住概念、知道原理等浅层学习层面上，知其然不知其所以然。而混合式教学方式在教师的引导下通过知识分享、话题讨论、小组协作、深入思考、案例研究等方式使学生主动地去探究深层次的问题，促使学生构建自己的新知识体系，推动学生高层次的思考与深度学习的开展。

4 混合式教学的总结

从本质上来说，在线开放课程并不会真正取代传统面授教学方式，通过混合式教学实践证明，线上自学+线下互动课堂的混合式教学模式是切实可行的，不仅使学生可以有选择地进行个性化的在线学习和深度学习，又能以教师为主导，组织开展互动式教学，提高了学生的学习成绩和综合素养，培养了其创新能力，提高了数据结构课程的整体教学质量，但是混合式教学还应注意以下几点：

（1）线上自学不是传统的网络直播教学，线下教学也不是照搬的传统课堂教学活动[7]，“线上”自学与“线下”的互动式教学是同等重要的教学活动，因此教师应提前充分备课，分析学生的学情，针对学生的具体情况，进行教学设计，充分调动学生的学习积极性，通过学生观看视频、线上作业、参与话题讨论、文献阅读、奖励等多种方式保证学生线上学习的完成度和质量。

（2）“线下”互动式课堂教学不同于传统教学，而是针对适合线下教学的知识点，包括重点难点、学生发现的问题等，以教师为主导组织的互动式课堂教学、讨论和实验环节，整个过程学生以主体参与其中。

（3）在混合式教学中，教师作为整个学习过程的总舵手，应尽快改变角色，充分调动学生的积极性，尊重个体差异，促进个性化发展和深度学习的开展，使混合式教学效果达到最优化。

基于自建的《数据结构》在线课程，结合传统教学的优点，构建了“线上自学+线下互动课堂教学”的混合式教学模式，既能体现以学为主的网络教学模式的优势，又可以很好地发挥以教为主的传统教学模式的优点，同时突出了教师的主导作用和学生的主体地位，激发了学生的自主学习兴趣，显著提高了数据结构课程的教学效果。