基于移动端的数据结构教学探索与实践

刘建粉 王德永

摘 要：为改变传统课堂教学中学生不愿听讲和不时玩手机现状，进行了基于移动端的数据结构课程教学探索与实践。采用线上线下混合教学模式，建设了线上教学资源，设计了线下教学活动，并进行了混合教学模式探索。结果表明，该教学模式调动了学生学习主动性和积极性，方便学生利用智能手机和零碎时间随时随地学习，获得了较好的教学效果。

关键词：数据结构教学 移动端 探索与实践

中图分类号：TG4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）12（a）-0-02

随着4G及WIFI技术的普及，越来越多的人用上了智能手机，特别是90后、00后已步入大学校园的学生们，人手一部。手机给我们提供了很多便利，使我们的生活变得更美好，但是不合理的使用手机也给我们带来很多不利影响。调查发现，大学生上课使用手机现象很普遍，有高达90%的受访对象在上课时使用手机且上课使用手机频率高[1]。上课使用手机的功能不是为了学习或查资料，而是上网聊天、逛淘宝、刷微博微信、打游戏等。造成该现状的原因有很多，有学生因素，有老师因素，也有社会和家庭因素。如何改变该不良现状，需要采取一系列的措施，有堵也要疏。从教师的角度出发，应该先从自身找原因，提高自己的综合素质，保持对学生的吸引力，讲究教学艺术，探索教学方法。

近年来，随着大规模在线开放课程（慕课）实施，以及微课和翻转课堂的教学探索[2-4]，借助于互联网的优势，给学生带来了全新的学习体验，提高了学生学习兴趣和自主学习能力。如何让智能手机变成学生学习的利器，这就需要老师改变以往以课堂讲授为主的教学模式，而要探索一种线上线下混合的教学模式，充分调动学生学习的主动性和自觉性，从而通过智能手机进行移动学习，充分利用碎片时间，提高学习效率。

本文介绍笔者学校物联网工程专业的《数据结构》课程从传统的课堂教学到线上线下混合模式教学的转变过程，从教学团队研讨，制定实施方案，到分工合作充分做好线上的教学资源整理、微课录制和线下的课堂教学活动组织，以及如何实施线上线下混合教学，提高学生的学习兴趣和监督学生的学习成效，再到实施过程中问题的总结和对策，最后是学习效果的测评。从最终的测评结果看，采用线上线下混合教学模式，学生的学习热情有很大提高，教学效果也明显提高。

1 数据结构课程学习困难分析

数据结构是物联网工程专业的专业基础必修课，开设于第三学期，每周3+1（即3节理论，1节实验），其先修课程C语言已于第一和第二学期开设，其后继课程有嵌入式系统、数据库系统原理及应用和操作系统等。数据结构课程的教学目的是要求学生掌握数据结构的基本概念、基本原理和基本方法；掌握数据的逻辑结构、存储结构及基本操作的实现，能够对算法进行时间复杂度与空间复杂度分析；能够运用数据结构基本原理和方法进行问题分析与求解。重点在培养和提高学生理论、抽象、设计的能力，强调实践和创新能力。

虽然数据结构在物联网工程课程体系中具有举足轻重的地位，然而由于该课程涉及的算法有些比较抽象，实验操作又要求学生具备较强的动手能力，学生在学习过程中容易遇到困难和问题，导致学生自信心受挫，学习兴趣下降，学习主动性不足，教学效果不理想。究其原因，主要有以下几个方面：（1）学生的基础水平和掌握程度差异较大，而传统的教学模式不能顾及到每一个学生的接受情况，不能及时解决一些学生遇到的问题；（2）先修课程C语言掌握不好，编程和调试不熟练，编译运行时一旦遇到错误，不知道如何排查和修改，慢慢失去信心；（3）对课程的重难点不清楚，不知道如何进行预习和复习，如果一旦听不懂，就会慢慢失去兴趣；（4）某些概念抽象难懂，如时间复杂度、抽象数据类型等；有些算法较难，不容易理解，如关键路径、最短路径等。

基于以上原因，决定采用线上线下混合教学模式，将相关知识点分散，制作成微课、动画、习题等各种丰富资源，学生可以根据自身需要随时通过线上学习，老师提供多种方式与学生互动，及时答疑，从而提高学生学习效果。

2 线上线下混合教学模式探索与实践

针对当前数据结构课程教学中遇到的各种问题，课程组老师一起进行了多次研讨，最后决定采用线上线下混合教学模式，并制定了相应的教学方案。

（1）教学计划修订。

鉴于新的教学模式需要学生利用手机和零碎时间进行移动学习，把原来课堂被动接受变为主动汲取，另外要加强实践操作，故把原来3+1的教学计划修改为2+2。

（2）线上教学资源建设。

笔者学校现在大力支持网络课程、慕课、微课、精品课程等建设，校园已全部覆盖无线网络，为线上教学资源建设提供了坚实基础。数据结构原已建设有教学网站，上面已有教学大纲、课件、习题等资源，现在为方便学生充分利用零碎时间，通过移动端进行学习，就重新进行整理。主要是微課、实践案例、在线习题测试和收集的其他优秀慕课资源等。

（3）线下教学活动设计。

线下教学活动是为了帮助学生将线上内化的知识进一步巩固，并通过相应的教学活动培养学生问题求解能力、实践能力和创新能力。线下教学活动一个是理论课堂上的活动设计，另一个是实验室内的活动设计。理论课堂上活动组织分3个部分：第一部分是问题讨论：这些问题提前在线上发送给学生，需要学生在讨论课前做好准备。第二部分是问题解决方案总结以及相关知识点、重点和难点讲解、延伸和扩展。第三部分是下一节知识点的提醒和点拨。其中第一部分讨论问题的案例设计非常关键，它决定讨论是否成功和有效。因此一个好的讨论案例，应该能和实际应用结合，并能将重要知识点囊括其中。实验室内的活动设计主要围绕应用案例，设计它的存储结构和操作的实现。实验活动分为两部分：第一部分是学生自己完成设计、编程、调试和运行，在此阶段，老师对程序设计能力较弱的学生进行指导或帮助解决学生遇到的问题。第二部分是对学生实现算法的点评，找出几个有特色的学生程序进行比较评讲，从而开阔学生思路。

（4）线上线下混合教学模式实施。

考虑到培养学生自主学习能力，采用了先线上再线下的混合教学模式[5]。该模式的优点是让学生真正变成学习的主体，将学习的主动权交给学生。学生可以根据自己需求灵活地掌握线上学习内容、方式、时间和次数，真正地学会自学。考虑到总有学生不愿主动学习，就需要对学生线上学习进行监督和提醒。另外，也想获得学生学习数据的分析，以便及时调整教学活动。因此学习资源除上传到本校网络教学平台上外，还通过清华大学的“雨课堂”进行有选择的推送。学校所有的多媒体教室电脑都安装了“雨课堂”插件，方便老师通过“雨课堂”来组织班级线上线下的教学活动。

每次课前，老师会通过“雨课堂”向班级学生推送该节课的知识列表、课件以及微课，并发送相应的自测试题以及课堂讨论案例。自测试题一般以选择题的形式出现，用于检查学生掌握知识点的程度。课堂讨论案例是为了培养学生分析问题以及解决问题的能力。为便于学生使用零碎时间进行学习，制作短、小、精的微课，时长一般不超过15min。老师会经常查看学生线上学习进度并根据需要发出提醒，并会对表现优秀的学生发出表扬。另外为了能保持学生自学兴趣，克服学生自身惰性，以及方便开展讨论，将学生分为若干学习小组，并选取小组长。一般以3个或4个人为一个组，通常都是一个宿舍的同学组成，方便大家在平时能集体学习和讨论，并起到相互激励和督促的作用，形成好的学习氛围。

在线下课堂教学时，老师可以通过“雨课堂”组织讨论，每个小组递交讨论结果，最后由老师总结讲评。在线下实验课时，老师也可以通过“雨课堂”共享学生的编码并进行讨论和讲评。在线下教学活动结束后，老师根据情况决定是否需要再发送相关习题给学生，以便进一步掌握和巩固学过的知识点。老师还可以关于学习内容、教学方法等方面发起调查问卷，通过汇总分析后，对教学内容和方法等及时做出调整。

通过线上线下多种方式与学生互动，解答学生疑惑，如微信群、QQ群、“雨课堂”等多种方式，确保学生遇到问题能及时解决，保持学生学习积极性。

（5）课程考核与效果测评。

由于线上线下混合教学模式由线上学习和线下学习构成，而且线上学习占了很大比重，为了能真实反映学习效果，课程考核方案需重新制定。课程考核成绩由平时成绩和期末笔试成绩构成，各占50%，其中平时成绩包括考勤（占比10%）、线上学习成绩（占比20%）以及实践成绩（占比20%）。线上学习成绩的判定主要依据课件、微课是否按时完成，自测题和习题完成数量和正确率，这些成绩可以通过“雨课堂”自动生成。通过考核结果看出，实施混合教学模式后，学生成绩有很大提升，由原来20%的不及格率下降到10%。

同時通过调查问卷调查学生对该混合教学模式的支持情况，结果显示85%的学生喜欢该教学模式。另外学生对课程教师的评价分数也明显提高。

3 结语

线上线下混合教学模式将学习主动权交与学生，方便学生利用智能手机和零碎时间随时随地学习，既调动了学生自学的主动性，也提高了学习积极性，并且获得了较好的教学效果。因此今后应积极进行传统课堂教学模式改革，进一步推动线上线下混合教学模式实施，并在实施过程中不断改进和完善。

参考文献

[1] 闵珍.大学生课堂“手机控”现状心理学分析及其干预研究[J].才智，2018（8）：106-108.

[2] 赵媛，王杰，周立军，等.以计算思维为导向的C语言程序设计MOOC建设[J].实验技术与管理，2018，35（4）：147-150.

[3] 赵海冰，李瑛，邢翠芳，等.计算机程序设计课程教学中的微课程案例设计[J].计算机工程与科学，2016（11）：55-57.

[4] 渠慎明，刘珊，王青博，等.数据结构课程中的翻转课堂教学模式研究[J].计算机时代，2018（9）：66-68.

[5] 朱正东，张小雨，田靖轩，等.MOOC混合教学模式及其实施中出现的主要问题与对策[J].计算机教育， 2017（9）：94-97.