基于对分教学法的“数据结构”课程线上教学模式研究

胡必波

（广州工商学院计算机科学与工程系，广东 广州 510850）

1 设计原则

“数据结构”属于编程技能基础类课程，相对于讲授为主的知识传授型课程，更加强调互动的真实性和有效性。针对这一特点，首先，确立线上教学的指导原则；其次，基于这些原则设计出一个完整的教学流程，以促进线上教学师生之间的有效互动，充分发挥学生内在能动性，并获得良好的教学效果。

1.1 指导原则一：对分教学法

“对分教学法”是复旦大学心理学教授张学新［1］提出的最新教学理论，在国内计算机教学中得到普遍认可。对分课堂教学过程分为讲授、内化吸收以及讨论3个部分，创新之处在于在讲授和讨论之间引入一个心理学的内化环节，通过有机整合讲授与讨论，实现“教法”与“学法”的对立统一，使学生由被动学习转变为主动学习，让学生个性化学习、深度学习和创造性学习，提高学习效率。

1.2 指导原则二：翻转课堂

翻转课堂就是把传统教学习惯和教学模式进行翻转，也就是说，把原来学生在课上学习知识、课下练习强化的教学模式颠倒，让学生课下（在家）观看网络视频课程和教学课件，完成相应的学习项目。课上则主要与教师进行互动，或在教师指导下进行学生和学生之间的互动，解决在线或离线时遇到的各种问题。

1.3 指导原则三：掌握学习论

郑建［2］阐述了布鲁姆“掌握学习”理论，该理论认为，认知领域从简单到复杂依次为初级层次的认知：知道（知识）、领会、应用；高级认知：分析、综合、评价6种类型。该理论对学生而言，在提高学习效率、激发学习动机、消除焦虑和压抑心理等方面都有明显的效果；对教师而言，有助于教师面向全体学生教学，有效地因材施教，并对学生充满信心，实现学习成绩的“大面积”提高。

2 教学流程

第一步：老师布置作业任务。让学生了解该单元所要达成的目标、认识到自己离目标的距离，从而让学生产内驱动力。途径：通过超星学习通云平台或者微信课程群发布。

第二步：自学促成阶段。学生通过课程章节板块自学超星学习通数字课程及补充材料，学生通过教学资源版块学习课前发布的阅读材料和教学课件，并完成针对材料的任务，之后完成作业并进行学习效果自测。途径：通过超星学习通云平台。

第三步：教师指导促成阶段。教师根据学生的作业自测情况，了解学生还有哪些方面没有掌握好，并在课堂上对其进行重点释疑或强化。通过课堂中的师生共情互动促成3个方面内容：数据结构、算法和程序。途径：通过超星学习通云平台、Windows画板和QQ群屏幕分享等。

第四步：小组促成阶段。在课堂外，学生通过小组实训活动，讨论针对某个实训任务的解决或改善方案，以深化促成。途径：通过超星学习通云平台或者QQ课程群。

第五步：个人产出阶段。在经过自学促成、教师促成和小组促成等步骤之后，学生基本拥有了完成任务的能力。在该阶段学生完成个人任务，并上传作品。途径：超星学习通云平台。

第六步：评价阶段。教师、助教和学生对作业任务进行合作评价。（途径：超星学习通云平台）

对分教学法的“数据结构”课程教学流程如图1所示。

图1 基于对分教学法的授课流程

3 教学设计

3.1 教学资源整合设计

明确课程目的，为学生学习指明方向。为进一步提高教学水平，激发学生学习知识和技能的兴趣和潜能，选取已纳入广东省学科竞赛统筹范畴的“广东省大学生计算机设计大赛”竞赛部分内容，具体如下：（1）软件应用与开发。（2）微课与教学辅助。（3）物联网应用。（4）大数据。（5）人工智能。（6）信息可视化设计。为课程学习拓展研究领域，并将本科毕业设计、大学生创新训练项目、“互联网+”创新大赛等进行融合，以促进大学生利用计算机分析问题、解决问题的能力培养，提升学生创新创业能力和就业能力为目标。

优化教学内容，学科交叉渗透融合双创教育。越来越多的技术创新和科研项目鼓励跨学科、跨专业合作，越来越多的企业希望拥有复合型人才。双创教育本身就是一门交叉学科，本团队在保持专业知识内容不变的基础上，有意识插入管理学、社会学、经济学等学科知识作为支撑。例如在讲解单链表知识时，引入数学建模的思想；在讲解数组时，引入了人工智能降维算法原理；在讲解树的时候，引入了麦肯锡逻辑树、决策树分析、WBS分解等管理学常用工具和技术；在讲解图的时候，又引入了关键路径、最短工期等项目管理基本概念。对学生的全面培养提供了可行的途径，为学科优化和融合发展提供借鉴和参考。

3.2 自主学习环境设计

依托移动互联网、大数据等网络信息技术开发的超星学习通云平台让对分课堂新型教学理念和模式的在数据结构课程得以实现。例如，运用平台的大数据和学习分析技术，可以使对分教学从质性走向量化阶段，可以记录和精密追踪学生的学习行为和动态、分析学生的学习习惯、辨别高危学生、可视化学习规律和学习问题，甚至可以呈现学生学习过程中的隐性偏好和能力等，为教学提供参考和决策依据。

该平台中网络学习监控功能的学习动态一览表可以呈现出所有学习同伴（包括高手）的学习路径和学习结果，帮助学生准确定位求助对象，提高学习效率，实现学习进度公开化，起到了表扬、激励优秀学生和督促、提醒暂时落后学生的作用。

3.3 学生内化吸收：直播与板书

以“数据结构”课程中的栈和队列章节授课内容为例，对分教学设计如表1所示。

表1 栈和队列章节对分课堂教学设计过程

约提前15～20 min组织签到活动，期间，建议播放《五进之歌》《我爱你中国》等热身歌曲。（1）测试检查直播网络环境畅通，有问题及时解决。（2）对大学生进行意识形态引导，不断提高学生的思想水平、政治觉悟、道德品质和文化素养，使社会主义主流意识形态、进课堂、进学生头脑。

精心挑选一定数量的测试题，设定好合适的预定截止时间，提前一周发给学生课前预习。学生可通过PC端或手机端随时随地完成练习，一方面，便于学生熟悉预定授课内容，自我评测掌握程度；另一方面，便于教师课前进行教学分析，了解学生的参与程度、知识薄弱处。

抢答活动环节构建课程知识体系，教师可借助Windwos自带的画图工具，结合QQ群分享屏幕直播功能，阐述、讲解并板书数据结构知识地图，保留线下传统“粉笔+黑板”模式的优势，能使课堂教学（板书）图文并茂、动静结合，形象直观，生动活泼［3］。

3.4 师生共情互动：提问与讨论

通过抢答课前预留的隔周讨论问题，目的是吸引学生注意，把学生聚焦、带入到熟悉的情景或内容，建立安全感，并激发学习动机。第一阶段，提问抢答：引导学生，回顾旧知。第二阶段，提问抢答：由旧知过渡到新知，通过将前面已经学习过章节知识内容进行整合，形成较为完整的课程知识体系。

在设计对分课堂教学隔周讨论问题环节，应遵循布鲁姆“掌握学习”理论，线上课堂教学不能仅局限于初级认知的问题，在适当的时机，高级认知问题更能够激发学生的创新思维，从而培养学生的思维能力、观念和自我评价体系。“知道（知识）、领会与应用”初级层次类认知问题适合以作业形式通过平台发布，供学生课前预习。教师通过平台反馈的学习绩效信息，可提前锁定学生学习痛点，有针对性地讲解重点、难点知识。

“分析”较高级层次类认知问题适合以案例分析讨论通过平台发布，供学生课后探索。教师可以辅助答疑形式引导学生积极思考、深度学习，如图2所示。至于“评价与创造”更高级层次类认知问题，通过“广东省大学生计算机设计大赛”竞赛部分内容，以本科毕业设计、大学生创新训练项目、“互联网+”创新大赛等作品形式呈现出来。

图2 超星学习通云平台数据结构课程融入双创教育

4 结语

在统一教学目标、教学内容、教学平台的基础上，本文在对分教学线上教学具体教学方法和教学设计上都进行了有益的探索。教师们普遍反映，通过改变教学思路，调整教学模式，和同学的交流更为密切，对每位学生个体的水平了解更清楚，取得了比较理想的教学效果。