基于微助教的数据结构课程教学资源建设与应用

徐 鹤，谭 萍，黄海平，李 鹏

（1.南京邮电大学 计算机学院，江苏 南京 210023；2.南京邮电大学通达学院 计算机工程学院，江苏 扬州 225127；3.南京邮电大学通达学院 商学院，江苏 扬州 225127）

1 背 景

随着计算机、互联网+、物联网等信息技术的快速发展，出现了许多信息技术与教育教学的融合创新应用[1-2]，MOOC[3]、SPOC[4]、微课[5]等教学模式改变了传统的教学模式，信息技术对教育的影响日益深入，以教育信息化全面推动教育现代化已成为我国教育事业改革发展的战略选择[6-7]。当前基于信息技术的雨课堂[8]、微助教[9]、课堂派[10]等教学工具在高校中得到了广泛的应用。其中，雨课堂是将MOOC、微信和PPT 融为一体的智慧教学工具[11]；课堂派最大的特点是支持作业的在线批阅[12]。本次教学实践用到的微助教是一款基于微信平台开发的互联网+教学工具[13]，该工具集成的教学辅助功能有：签到、课件、答题、讨论等。微助教具有无需下载安装、基于现有的微信和浏览器即可使用和支持多平台等优点。图1 是微助教教师网页端具体功能模块，图2 是学生微信端的功能模块。

2 基于微助教的课程教学实践

图1 微助教教师端功能图

图2 学生微信端功能图

数据结构课程是高校计算机相专业必修课程，由于知识点多、逻辑性强、内容抽象等原因，学生普通反映学习难度大，无法仅通过课堂教学就能学习好这门课程，而课下因为学习资源有限，学生自主学习能动性不强等，导致这门课程的学习效果不是太理想。笔者对基于微助教的高校计算机专业课数据结构课程进行了一个学期的教学改革实践，本次教学改革主要使用了微助教的课件、签到、答题、讨论、课程反馈和资源库建设等功能。图3 所示是基于微助教的课程教学设计。

图3 基于微助教的课程教学设计

2.1 课前签到

微助教采用个人微信授权加入课堂的模式，可有效防止他人代签行为。提供的3 种手机快速签到模式如下：普通签到、GPS 定位签到和二维码签到。一键式的手机普通签到功能，可以在30 秒内完成一个班级学生的快速签到，并且由于签到是一个动态的签到数字变化过程，学生可以看到自己的签到排名。通过设定GPS 定位签到，可有效防止不在课堂的学生虚假签到；或者设定二维码签到，由于二维码是动态变化，可有效防止远程签到或者不在课堂的签到行为。在本次教学实践过程中，每节课均在课程上课前签到，特别地，学生签到有顺序，每个同学都很兴奋和期待能抢到前三名的签到序号。此外，课程的出勤率也可以作为辅导员或教学管理部门对学生、教师和班级等评优的一个参考数据来源。本次课程教学实践班级总共进行了17 次签到，基本上每次都会有2～6 人缺勤（请假、旷课等），仅有3次课出勤率为100%。课后，任课教师或辅导员对这些缺勤的同学进行有针对性的课程辅导，并加强纪律教育。

2.2 课中讨论

在微助教环境下，教师通过微助教发布讨论题目后，要求每位同学通过“讨论”模块实时提交相关思考讨论结果，系统可以记录并设置给予参与讨论的同学平时学习分，如果不积极参与将没有平时的讨论得分，使得同学参与课堂讨论的积极性提高。教师在课堂对课程知识点的讲解完成后，通过微助教发布有关该知识点的测试题目，可以随堂检验学生的知识点掌握情况。同时平时的学习情况可以作为学习过程考核成绩的依据，使得过程性考核有迹可循，能促进学生对待平时学习的认真态度提高，并为教学过程化考核提供数据支撑。

2.3 课后作业

通过课后作业可以很好地促进学生对数据结构知识点的学习情况。传统的作业需要人工花费大量的时间批改，且纸质文档不利于保存、携带或即时学习。由于数据结构课程知识点多、散、逻辑性强，需要通过大量的选择题、填空题、判断题等加深对知识点的测试与加强，而这些题型都可以通过微助教自动化完成批改，节省了教师大量的批改作业时间，可以用这些时间来丰富题库和完善考核知识点。针对每题的答题情况，微助教及时给出每题的正确人数和错误人数，教师可以有针对性地对得分率低的知识点进行重点讲解。学生在答题过后，在微助教的学生微信端“复习”模块里面可以对做过的习题进行阅览，非常有助于学生对知识点的回顾和考前的复习。但是在复习模块中学生普遍反映说每次复习由于受到手机阅览题目的限制，都要顺着题号往下看，因此在这里建议微助教可以考虑增加一个“收藏”或称为“错题本”功能，以便于学生能够有针对性的复习和学习。

2.4 课件发布

传统的教学结束后学生到教室教师电脑上去拷贝课件电子版，或者让班长下发给每位同学，十分费时费力。在本次教学改革中，每节课结束后，通过微助教的“课件”功能及时发布授课课件，并勾选“允许学生下载并发送通知”，以便于学生在微信端能够及时收到消息提醒学生下载或者查看课程课件。教师通过微助教网页端能够看到每个课件学生阅览的人数以及姓名，可以帮助教师判断学生课后是否认真复习了授课内容。数据结构课程共分为10 章内容，每章均上传了PPT 课件，每章课程PPT 的阅览人数所占班级总人数的比例依次为：74%、74%、42%、42%、30%、32%、30%、50%、58%、50%，由此可见学生课后复习PPT 的人数并不多。大概是因为大部分同学主要通过看书本知识进行复习与答题，授课内容教师已经在课堂上通过PPT 进行了详细的讲解，答题时学生要用到手机进行回答；还有部分同学不使用微助教看PPT，原因是通过拷贝PPT 后直接在电脑上阅读，所以用手机进行PPT阅览的人数比例不太高。微助教是最快最及时发布课件资源给每位同学的最便捷的教学辅助工具，同时微助教也支持在线PPT 播放，可以直接上课使用微助教网页端的PPT 教学过程中直接进行教学点学习情况检测，直接跳转到答题、讨论或即时开启弹幕等与学生互动的页面。

2.5 课程测试

本次在日常的课堂教学中，当需要检测某个知识点的教学结果和学生掌握情况，则通过在PPT 中设计好题目，并使用微助教编辑完成在线题库录入。在课堂讲授到相关知识点后在PPT 中先播放题目让学生进行课中计算完成答案在草稿纸上，然后教师在微助教网页端的PPT 页面直接跳转到答题模块选择设计好的题目，进行限制在线答题时间，本次教学实践通常设为1 分钟，让所有学生尽快通过微信提交完成。教师可以在网页端及时查阅本题知识点学生答题情况。通过查阅结果，教师可以及时了解本知识点学生的学习情况，及时调整教学进度。

另外，针对学生阶段性的学习，可以通过微助教提供的组卷功能很方便地建立试卷库，设置指定的开启时间和关闭时间，检测学生这一段时间的学习情况。这些在线测试都是通过课外时间让学生完成，充分利用了学生的课外时间和节约了课程日常教学与课堂练习时间，通过课程测试可以掌握学生的整体学习情况，并及时地发现课堂教学学生没有掌握好的知识点以及学习成绩不太理想的学生，进行及时教学补救或学习帮扶。

2.6 课程评价

最新版的微助教提供了课堂反馈功能，支持每个课堂每天可给学生发送一次课堂反馈，以便于学生及时反馈对教师本节课堂授课内容的评价。由于本门课程教学实践开始时微助教并没有推出课堂反馈功能，所以笔者没有针对此功能进行每节课的课堂反馈教学实践。但是笔者通过此功能设计了如表1 所示的课程反馈评价量表，向结束授课并给出了课程成绩后的全班同学在线发送了课程反馈评价，最终收到反馈结果如图4 所示：课堂评分为4.74 分，共38 名学生提交了反馈，其中教师态度评分4.92 分，学生学习效果4.61 分，课程学习资源4.72 分。结果表明课程学习资源和学生学习效果均达到了优秀的效果。表1 为本次课程设置的课堂反馈评价量表。

表1 课堂反馈评价量表

图4 课程评价反馈结果

3 微助教与雨课堂的比较

“微助教”顾名思义就是辅助教师的助教，微助教的特点是“助教”，主要用于课堂签到和课后作业的发布、学习过程化考核记录等。由于微助教是基于微信和网页开发的微服务工具，可以跨平台在MAC、IOS、Android 等系统上使用，其使用范围广泛，并且通常在课堂上使用只是一小部分的时间，绝大部分时间还是传统的课堂PPT 教学。雨课堂的特点是在“课堂”教学，基本上需要整堂都要使用手机，这对高校学生来说可能会出现过度使用手机、手机电力不足影响上课效果等问题。另外，当前版本的雨课堂需要教师在Windows 平台安装插件嵌入在PPT 软件上才能使用，因此其使用范围受到一定限制，并且需要教师更新PPT 资源以配合使用雨课堂工具进行教学，但是其无法支持用MAC 系统的教学工作人员使用。表2 为微助教与雨课堂的一些对比分析。通过表2 可以看出，相比于雨课堂来说微助教具有支持的平台范围广、易于使用、支持签到定位等优点，并且充分发挥教师在课堂教学的主导作用，微助教仅是来辅助教师教学之用，还能将学生课后的时间更好地利用起来以促进学生的课后学习。表2 为微助教与雨课堂的对比分析。

4 基于微助教的平时成绩计算

微助教支持将学生每次参与（如讨论、答题、签到等）教学中的行为赋予一定的分值，这样一门课程从开始到最终的结课，每个学生都有一个总的分数。本次教学课程中微助教系统中最高分为524.2 分，最低分为277.5 分，平均分为469.9 分。在最后的平时成绩中，以微助教的总分进行归一化，归一化公式为

其中，ymin=60，ymax=100，xmin=277.5，xmax=524.2，x为微助教系统中每位学生的得分。最后将归一化后得到的y∈[60，100]作为平时成绩给予每位同学，图5 为基于微助教的数据结构课程平时成绩统计结果。可以看出，有5 名同学的平时成绩为小于等于74，剩下69名同学的平时成绩均大于81 分，这里充分体现出学生学习的过程化考核的要求，能看出大多数同学通过使用微助教进行课程学习，并取得了良好和优秀的平时成绩。

表2 微助教与雨课堂的对比分析

图5 基于微助教的数据结构课程平时成绩统计结果

5 课程教学改革情况调查

传统的高校教学过程往往在教学与考试结束之后，教师与学生之间很难再联系，也很难获得考试之后学生的真实学习情况最终反馈，虽然学校教务部门提供了教学测评，但是往往在课程教学过程中进行，学生难免有些顾虑。本次采用微助教教学实践结束后，在给出期末成绩后利用微助教的答题功能设计了一个问答题，并通过微助教的“通知”功能发给未回复答题的学生，以进行本门课程教学情况全面的调查，问答题设计如下：“本次数据结构课程采用了微助教辅助教学系统：进行课程资源发布、作业提交、课堂点名、信息通知等。请你对本课程教学给出一些建议或意见，以便于更好地进行下一次的教学改进。谢谢同学们的支持！”班级共有74 名学生，最终回答此问题的学生是50 名，回复率达到67.6%。大部分学生对课程改革给予了积极评价，例如，通过微助教在课下复习以及看课件都特别方便；课堂点名能够有效地节约上课时间，课堂课后的作业发布提交既能让任课教师直观地看到答题情况又能方便同学做题，课程资源和信息的通知也比较方便及时。同时，给出了一些教学改革建议：该平台体验较好，希望加入电脑网页版学生平台，便于下载老师发布的课件内容。

6 结语

借助于微助教系统，本次教学改革实践了“互联网+教学”改革模式，教师从日常的点名、繁忙的教学作业批改、实验评分等繁杂的教学工作中解放出来了更多的时间可以进行课程内容的教学设计与深入教学，学生通过这个系统可以进行深度学习数据结构课程知识点。微助教系统可以提供基本知识点的全方位考核，让学生能够牢固掌握课程的基本概念，并在教学过程中通过信息化技术记录了学生学习课程的全过程参与情况，给出了每位学生公平的学习过程考核的平时成绩。实践教学结果表明该工具能提供教学效果，是教师教学的有益助手。未来的工作将不断完善在线资源，进行微助教互评教学实践，并尝试邀请课程组老师加入微助教平台，共同建设微助教平台的在线资源库，不断提高试题库试题的数量和质量；还将研究基于轻慕课[14]的在线教学MOOC 资源建设，不断丰富数据结构课程微助教教学资源，更好地为建设国家一流本科高校课程教学提供信息化教学改革服务。