數(shù)據(jù)結構課程線上教學設計實踐

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摘要：本文以數(shù)據(jù)結構課程為例，設計和實踐線上教學模式。利用騰訊課堂進行線上直播和討論；依托中國大學MOOC的在線開放課程資源，建立面向校內(nèi)學生的SPOC課程，實現(xiàn)課前預習、課堂學習和課后討論等教學活動；利用實驗輔助教學平臺PTA，實現(xiàn)課后作業(yè)、實踐、小測和分組協(xié)作等環(huán)節(jié)。

關鍵詞：數(shù)據(jù)結構；線上教學；騰訊課堂；SPOC；PTA

1引言

2020年初，病毒肺炎席卷全國。2月4日，教育部印發(fā)《關于在疫情防控期間做好普通高等學校在線教學組織與管理工作的指導意見》，要求各高校充分利用各種優(yōu)質(zhì)在線課程教學資源，依托各級各類在線課程平臺、校內(nèi)網(wǎng)絡學習空間等，積極開展線上授課和線上學習等在線教學活動，保證疫情防控期間正確有效開展教學活動[1]。線上教學活動，包括線上課堂教學活動和線上輔助教學活動。設計者首先要考慮是采用直播方式、錄播方式，還是直播與錄播相結合方式。其次要考慮利用哪些優(yōu)質(zhì)教學資源以及所依托哪些教學平臺。最后具體設計教學流程及準備相應材料。

2線上教學的特點

線上教學，打破了時空限制，教師可以在教學過程中充分利用多媒體資源進行輔助教學。線上學習具有多樣性、即時性、便捷性等特點[2]。學生可以根據(jù)自己的需要，提前觀看或者回放教學視頻，學習方式比傳統(tǒng)的課堂教學靈活。但是，與傳統(tǒng)課堂相比，教師在線授課會感覺比較“孤獨”，不像傳統(tǒng)課堂能直觀地獲得學生們的即時反饋；對于實踐性較強的課程，無法進行現(xiàn)場指導與討論；開展的測驗也不能確定是否學生獨立完成。學生們?nèi)狈ι险n的“儀式感”，容易走神，不能像傳統(tǒng)課堂一樣進行當面交流和討論。由于缺少一些有效的約束手段，部分學生會放松對自己的要求，線上教學質(zhì)量較難得到保證[3]。因此，教師在設計線上教學時，需針對上述線上教學存在的不足，采取相應措施。

3數(shù)據(jù)結構在線教學模式

從兩個角度來設計數(shù)據(jù)結構的在線教學模式：線上課堂教學和線上輔助教學。除了要考慮每個環(huán)節(jié)的具體內(nèi)容外，還要比較測試各個教學平臺。教學平臺的首要要求是穩(wěn)定的網(wǎng)絡傳輸、使用方便、在網(wǎng)頁端和移動端都能使用；其次要滿足相應的教學要求。經(jīng)過試用對比及參考其他老師的經(jīng)驗，結合本課程的教學需求，選擇應用騰訊課堂進行直播授課，同時依托中國大學MOOC和PTA作為輔助教學平臺。騰訊課堂提供簽到、答題卡、討論等功能，可以播放PPT或進行屏幕分享。播放PPT時能夠提供畫板功能，對整個教學過程自動生成回放，用戶體驗較好。中國大學MOOC是網(wǎng)易與高教社攜手推出的在線教育平臺，承接教育部國家精品開放課程任務，向大眾提供中國知名高校的MOOC課程[4]。疫情期間，MOOC課程的選課人數(shù)、選課高校、學習數(shù)據(jù)均有爆發(fā)式增長[5]。在MOOC上相關的教學資源非常多，向開課教師提供三種靈活的SPOC教學模式：本校自建課程（獨立SPOC）、使用他校已結束的課程資源（異步SPOC）和使用他校開課中的課程資源（同步SPOC）。本課程采用異步SPOC模式。PTA是一個程序設計類輔助教學平臺，教師可在該平臺上建立各種類型的題目并分享，建立練習題集或測試題集給學生完成并查看具體完成情況，同時可對題目、題目集、班級、答卷等進行管理。PTA還提供自動判題功能及試卷分析功能，大大減輕了教師工作量。線上課堂教學模式的設計如圖1所示。線上輔助教學模式的設計如圖2所示。

4創(chuàng)建數(shù)據(jù)結構線上課程資源

利用MOOC中浙江大學陳越、何欽銘老師的《數(shù)據(jù)結構》建立了面向任教班級的異步SPOC。課程中大約一半內(nèi)容采用陳老師和何老師的授課視頻，另一半視頻針對本校學生的特點自行錄制。由于實踐課時無法進行當面指導，所以挑選一批典型的實踐題目，錄制多個“帶你打代碼”的視頻，內(nèi)容包括思路分析、代碼框架設計和關鍵代碼實現(xiàn)等，提供給編程基礎較弱的學生參考學習。

5在線教學設計

5.1課前預習設計

每周上課前，通過班級微信群告知本周的課堂學習任務、課后討論內(nèi)容和本周要求完成的作業(yè)等，并明確完成時間及提交方式。提前開放SPOC里相關章節(jié)的視頻，讓學生進行課前預習，視頻里穿插了小測環(huán)節(jié)，以單選題為主，用于提高學生的關注力和檢驗預習效果。

5.2在線課堂教學設計

在線課堂教學，每次80分鐘，一般先安排10分鐘用于提問，提問內(nèi)容是上次課堂或本次課堂的相關內(nèi)容，以促進學生堅持課前預習和課后回顧。然后安排15分鐘小結上次課堂布置的作業(yè)、討論或者小測內(nèi)容。接下來安排40分鐘讓學生自行觀看SPOC指定視頻。最后使用15分鐘對本次學習內(nèi)容進行歸納梳理，同時還會進行答疑或討論，以掌握學生的學習效果。每個時間段的時長會根據(jù)當次課程的實際內(nèi)容進行微調(diào)。在線學習，有些學生反饋缺乏交流，不了解其他學生學得怎樣，學習動力不足。針對這種情況，對一些關鍵知識點，在SPOC布置了課后討論，公告必須提交的學生名單，同時要求本次無需提交的學生至少要在三位提交學生下面進行評論，指出其中存在的錯誤、提出疑問或者自己的想法。在截止時間之后，評出本次討論的最佳提交者和最佳評論者，在下次上課時進行表揚及小結。這個討論及互評環(huán)節(jié)，受到了學生們的歡迎。據(jù)學生反饋不但能促進自己進行深入思考，還能通過觀看其他學生的提交和評論來開拓思路，啟發(fā)自己從不同角度來分析和解決問題?！稊?shù)據(jù)結構》是一門實踐性較強的課程，要通過實踐才能學以致用。所以在每個章節(jié)學習結束后安排一次課進行限時分組協(xié)作完成任務。學生們分為3人一小組，每個小組充分利用線上溝通工具和編程協(xié)作工具合作完成編程任務。截止時間后小組之間進行互評，根據(jù)預先制定的評分標準進行打分，同時要求每個小組提交分組協(xié)作小結，陳述本次合作使用的溝通工具和協(xié)作工具、每位成員的具體貢獻、收獲和體會等。通過這個環(huán)節(jié)，教師可以充分了解學生們的學習效果和存在問題，有針對性地與不同學生進行溝通，起到個性化教學的作用。

5.3課后練習設計

本學期全部作業(yè)和實踐都布置在PTA平臺，每章布置一個作業(yè)題集和一個實踐題集。前者包括判斷題、選擇題、程序填空題、編程題、主觀題等題目類型，用于全面檢查學生對本章節(jié)的理論知識是否掌握到位。后者一般只有編程題，其難度大于作業(yè)里的編程題，用于檢驗學生的知識運用能力。在PTA布置的每個題目集，都會在題目標題處顯示提交的截止時間，以督促學生按時完成任務。截止時間后，PTA平臺進行自動判題并顯示得分，學生們根據(jù)判題結果進行查漏補缺。教師根據(jù)題集完成情況，有針對性地進行講解。為了照顧編程能力較弱的學生，讓他們不至于產(chǎn)生畏難情緒，提前錄制了一系列“帶你打代碼”視頻并上傳到SPOC課程平臺，針對一些典型的作業(yè)題目或?qū)嵺`題目，一邊敲代碼一邊講解。

6在線學習效果反饋

在線教學開展第4周，對學生了電子問卷調(diào)查，全部學生都參與了匿名調(diào)查。問卷里設置6道調(diào)查題目，調(diào)查結果顯示，有79.52%的學生選擇同意或非常同意“我學到了許多新知識”；有84.34%的學生選擇同意或非常同意“我感覺時間的投入是值得的”；有83.13%的學生同意或非常同意“討論和作業(yè)有挑戰(zhàn)性，經(jīng)過努力能夠完成”；有90.36%的學生同意或非常同意“老師在MOOC上面安排的視頻，對我的學習有幫助”。最后，有81.93%的學生同學接受這種線上學習方式（與完全直播相比）。調(diào)查表明，學生們接受本課程的在線教學模式及教師安排的學習方案，愿意投入時間和精力進行學習并完成教師布置的任務。

7結語

經(jīng)過一段時間的準備和實踐，本課程初步形成一套完整的在線教學模式，學生們對該模式的認可度較高，并逐步適應這種新的教學模式。根據(jù)對學生的提問、討論以及小測情況來看，學生能跟得上教學進度，學習效果良好。本輪線上教學模式，還存在著很多需要改進和完善的地方，也面臨著許多挑戰(zhàn)，比如如何保持學生對線上學習的積極性、如何更好地識別學生的學習狀態(tài)并得到及時反饋、如何開展小測和考試等[6]。隨著在線教育的普遍開展，可以將其中的優(yōu)勢融入到面授課堂中，形成線上線下混合教學模式，以更好地開展教學改革，提高教學質(zhì)量和提升學生的自主學習能力。

參考文獻

[1]教育部應對病毒感染肺炎疫情工作領導小組辦公室關于在疫情防控期間做好普通高等學校在線教學組織與管理工作的指導意見(教高廳[2020]2號),2020,2,4

[2]趙亮,陳韻,余博.智慧教育視域下普通高校線上教學模式研究.電腦知識與技術,2019,15(30):158-159

[3]房林.淺談高校“線上教學”的現(xiàn)狀、問題及嵌入路徑.市場研究,2018(12):15-17

[4]關于我們_中國大學MOOC(慕課).

[5]楊海軍,張惠萍,程鵬.肺炎疫情期間高校在線教學探析.中國多媒體與網(wǎng)絡教學學報(上旬刊),2020(04):194-196

[6]葉崇涼.疫情下線上教學面臨的挑戰(zhàn)與對策.計算機教育,2020(05):22-24

作者：陳曉梅 單位：廣東外語外貿(mào)大學信息科學與技術學院