基于元知识点的《数据结构》课程素材库的构建

2019-01-28王祖俪

探索科学(学术版) 2019年8期

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、引言

《数据结构》课程是计算机及相关专业的一门核心必修课程,该课程理论较多,内容较抽象,有一定的实践要求,各个学校、专业对于该门课程的要求也不相同。随着多媒体技术和互联网+技术的发展,除了线下教学外,网络课程、微课、慕课等多种教学形式的出现,也使得学生能通过各个渠道学习、练习该门课程。而对于这些多种形式的教学和考核方式手段,有些问题也随之显现：

1.由于微课时间短,而数据结构课程每章节内容较多,在录制微课、慕课时,大多采用以章或者小节作为内容素材,在教学中显得时间比较紧,无法较好地表达章节的内容。加之没有一个统一的内容素材标准,使得各个录制的微课容易出现重复或缺失的情况,针对同一内容讲解的难易程度也不同。另外,随着教材和新技术的出现,也容易使得原有微课或者慕课中的部分内容过时,使得整个微课或者慕课内容不能继续使用。

2.在在线考核中,大多选用按章节进行考核的方式,由于各章节内容较多,所以大多数情况下一次考核的时间较长,不太适合随堂考试等段时间的测验。

3.《数据结构》课程的在线学习中,通常要求学生按照章节顺序学习,从一定程度上剥夺了学习者的“选择剩余权”,也剥夺了学习主体的学习效率和和兴趣。

因此构建一个通用的课程素材库,并以此根据不同的教学方式组织素材就显得尤为重要了。在绝大多数课程中,知识点是最能反映学习者掌握所学内容及学习程度的衡量标准,也能反映学习者在学习过程中存在的问题。知识点的定义可大可小,大到整章,一小节,一课时教学的内容,小到一个具体问题的解答。我们可以把知识点分为元知识点和复合知识点。对于不能再分割的知识点称为元知识点,以元知识点作为教学的基本内容,有助于微课、随堂测验等时间较短的教学形式组织教学内容,同时多个元知识点可以比较自由的合成一个一个的知识模块。满足慕课,在线教学,单元测验,期末考试等常规网络教学和考核的教学方式。

二、基于元知识点的课程素材组织

1.元知识点的分割。在课程素材库中,结合不同教学方式的实际特点,不以线下教学课程安排或者章节作为知识点。而是细化原有知识点,将其分割为不能再分割的元知识点。微课、随堂测验、知识点测验等可以利用元知识点作为内容素材。多个元知识点组成一个知识模块,既可以以元知识点作为课程素材的提取单位也可以以多元知识点形成“模块”构建更大的素材。

2.确定元知识点的难易程度。不同学校、不同专业,不同学习目对于同一个知识点的要求可能不同,例如在我院本科教学中,由于课时安排“平衡二叉树的调整”不作为讲解过程,但该内容属于考研大纲的内容。因此需要对元知识点设置其难易程度,在学生学习或者教师、在线测验时根据实际情况组成不同难易程度的教学内容或者试卷。

3.确定元知识点的关联性。在数据结构的学习中,有的知识点之间存在明显的前后关联,即一个知识点是另一个知识点的前置知识,而有的知识点则相对独立。在学生自主学习的过程中,为了充分调动学生的学习兴趣,基于元知识点的课程内容素材组织可以根据学生的学习时间,组织合适的内容,以元知识点为基础,建立知识点之间的关联性,在关联性允许的情况下,学生可以自主选择需要学习的模块,也就是“跳着学”。在具体实施过程中,可以在建立元知识点时表示出当前知识点的学习所需要的前置知识点等内容。由于知识点在结构上具有天然的层次关系,形成的层次图能全面衡量学生对知识的掌握情况,提高学生的学习效率。

数据结构各章节按最小内容的标准划分元知识点,每个知识点标注了难易程度和所属一、二级知识点。选择该素材库的教师或学生可根据实际需求选择合适难度的知识点进行考核或者教学;每个元知识点标注了其需要掌握的前置知识,可以作为学生选择学习内容的辅助标准。例如有能力的学生可以直接进行图的概念的学习,然后进入图的邻接矩阵的学习,而不一定需要按书上章节,学完树后再学习图。对于不同的教学方式,可以选择不同粒度的内容素材组织,在微课结束后,可以根据该1-2个元知识点按难易程度生成知识点测验,帮助学生巩固所学内容。若某个元知识点知识进行了更新,对于由多个元知识点知识构建的“模块”,只需要修改其中的某个元知识点的内容即可。