数据结构线上线下课程设计探索

王祖俪

成都信息工程大学 网络空间安全学院 四川 成都610225

一、课程背景

混合式教学,是在线教学和传统教学的优势结合起来的一种“线上”+“线下”的教学方式。它将传统线下面授学习与线上网络化学习相融合,重塑传统意义上的教与学的关系。在这种混合式教学模式中,学生不再是被动的知识接受者,而是积极的学习者;老师也不再是简单的知识传授者,而是引导、调动、组织学生自主、自律学习的人。在网络资源和网络建设蓬勃发展的今天,混合式教学模式是教育领域发展的趋势,它能够让教师根据学生的不同层次、实际教学安排,分阶梯式下达学习任务,满足了不用水平学生的学习要求,也有效精简了线下的教学时间和内容。

《数据结构》课程是计算机、信息安全等相关专业的一门专业基础必修课程,学生通过学习掌握数据的结构以及常见的操作和经典算法,可以将其与之前的程序设计基础课程(一般是C语言或者JAVA)结合在一起综合运用,从而培养学生利用计算机解决综合问题的能力。但数据结构课程在实际教学过程中普遍存在着以下问题:

1)数据结构课程内容理论知识较多,概念抽象,算法繁多且较难理解,部分学生学起来难度较大,特别是对先修课程(程序设计基础、离散数学)基础知识掌握不牢固的学生,学起来难度更大。但由于课时的限制,教学内容安排得比较紧凑,任课教师在课堂上往往因为进度原因无法大量引入实例或演示,深入全面地对知识点进行阐述,导致了有些知识点学生在课堂上难以消化。

2)数据结构课程中部分基础内容与前驱程序设计课程有重合,(例如:查找排序中的顺序查找,折半查找、排序中的简单排序的操作和实现),教师如若将这部分内容的课时适当压缩,补充到其他新的,难的知识点中,更有利于学生对于整体知识的掌握。但不同学生对于前驱知识的掌握程度是不一样的,某种程度上来说,前驱程序设计课程掌握的好坏直接影响到对后续数据结构课程的理解和掌握(例如C语言中指针、结构体的学习与数据结构中链式结构的实现有紧密的关系),这也就对课堂之外的教学任务布置以及落实提出了考验。

3)数据结构课程旨在基础程序设计课程的基础上进一步增强学生实际的动手能力和解决问题的综合能力。仅仅靠课堂的时间是远远不够,对于课后布置的作业或者任务,如何进行有效的监督和考评也是数据结构课程教学效果好坏的一个影响条件。

数据结构课程是一门专业理论课程,知识点相对固定,目前,网络中有大量教学资源可供参考,这为数据结构课程进行线上线下教学提供了前提。基于以上原因,我们尝试结合数据结构课程特色和教学现状,提出了线上线下的教学设计。

二、课程线上线下教学设计方案

1.教学设计思想。《数据结构》课程组以新工科背景下,工程认证的思想为培养目标,基于现有师资和教学资源、教学辅助平台开展线上线下混合式教学模式。围绕课程核心知识点,将课前自学、课上讲授与指导、课后实践与学生自主学习充分融合起来,形成“课前自学+课堂指导+课下复习并实践”的线上线下教学模式,优化教学组织形式和自主学习内容,制定学生课前学习方案,指导学生自主学习、教师课堂教授重点知识、学生课后完成作业和进行实践巩固的线上线下学习方案,提高学习的有效性和学生的自主学习能力,形成差异化、立体化教学方式。

2.教学内容的调整。在线上线下教学方案中,《数据结构》课程组与《C语言程序设计》课程组成立了课程群,统一确定了两门课程的教学内容,特别是C语言程序最后几章涉及指针、结构体、链表等复杂操作的内容及讲解程度。数据结构课程组以此为基础,重新梳理课程的知识点和各部分讲解的深度,将课堂讲解内容按难易程度分为易于掌握的(包括C语言中已经学过的)和需要讲授的内容。其中,易于掌握的内容可以作为学生线上学习的内容,需要讲授的内容则作为线下课堂中教师重点教授的内容。由于减少了相对简单内容的讲授时间,使得原有重点、难点内容有更多的时间进行透彻的讲解。

对于实践部分,根据前期和C语言程序设计课程的沟通,结合线上线下课程的特点,将原有C语言课程中讲过的静态结构简单操作的实现,例如线性表中顺序表的基本操作,排序中的简单排序等作为线上内容或课前巩固的内容由学生自主完成,同时将原有课程实践环节中的验证性实验按难易程度分配到学生线上预习和课后作为作业完成。

3.课程资源调整。由于大纲中部分内容是由学生在线上自主完成,虽然这部分内容是前驱课程学习过或者相对简单,但为了保证学生的学习质量,仍然需要尽可能精地给学生提供这部分内容的课程资源。课程的教学资源包括课程组制定的线上学习对应课时的学习方案,课程内容PPT、动画演示、代码演示范例和根据不同知识点内容选取的慕课、微课的内容。这些教学资源可以帮助学生进一步了解每个线上学习知识点的重点和难点。学生在自主学习了线上指定内容后可以提出不清楚的地方,并通过在线测试检测预习和线上内容的学习情况。

4.线上教学平台。数据结构课程目前有两个教学平台,一个是用于作业发布、答疑、教学资料发布的教学平台,另一个是用于实践的过程化考核平台。在新的线上线下混合教学模式中,教学平台用于发布所有课程资源,学生在完成线上课程资源的学习后可以将有疑问的地方在教学平台上通过留言的形式反馈给任课老师,老师在线下课堂教学前查看学生反馈的意见,查漏补缺,进行解答;同时,在学生完成了线上学习后,需要在过程化平台中完成对应知识点的测试,作为线上内容的考核。教师可以通过查看学生测试结果,获取学生学习的情况。过程化平台还提供题库供学生课后基础、代码的练习,以及进行实践部分的过程化考核。

三、结论

数据结构课程的线上线下教学的探索符合培养应用型高级人才的目标,通过这种方式将课上、课下,线上、线下自然融合在一起,理论与实践相结合,充分发挥学生的学习自主性,全面提升学生的学习积极性和学习效果。当然,在具体实施过程中还需要解决线上线下的衔接问题,不同差异的学生的适应性、线上线下考核评估改进等多个问题。