“半翻转”模式在高职“数据结构”课程教学中的应用

陈 瑛，吴明珠，卢 莉

（广州工程技术职业学院 信息工程系，广东 广州 510000）

0 引 言

随着教育部《教育信息化十年发展规划》以及《教育信息化“十三五”规划》等规划的推进，教育信息化的发展和教学改革得到深度发展，在高校中学生的主体地位愈发凸显，对学生自主学习能力、可持续学习能力的培养愈发成为教育教学关注的重点，“翻转课堂”成为培养该能力的重要方式被教育工作者广泛研究。截至2018年7月，在中国知网上搜索“翻转课堂”关键字，得到180 000条以上的结果。翻转课堂基于建构主义学习理论、人本主义学习理论、混合学习理论和掌握学习理论等，以教学流程的颠倒、师生角色的转变、学习者思维品质的提升等为显著特点，越来越得到教育工作者的青睐，并且也被证明是行之有效的教学模式。同样截至2018年7月，在中国知网上搜索“翻转课堂、高职”关键字，得到2 900条以上的结果，相比上述180 000条以上的结果，从侧面证明翻转课堂在高职中的研究与应用有所局限。

1 课程基本情况

“数据结构”课程研究数据的集合、线性表、树和图等组织形式和数据之间的序关系；研究各种算法的设计与实现，是“程序设计语言”等课程在更高层面上和更广阔语境中的总结与升华；研究算法的时间与空间复杂性，同时也在实际操作环境下对课程相关原理与方法的进一步的理解掌握与实战训练。“数据结构”是一门理论性较强的课程，基本概念很多，逻辑关联性强，同容比较抽象，学生要花大量的时间来认识并串联每个知识点，才能达到灵活运用的目标。

2 学习者分析

本课程的教学对象是我校信息工程系2017级软件技术专业学生，上课学期为大一第2个学期，他们已经有“Java高级程序设计语言”的基础。本年级的学生有如下几个特点，在教学中应该充分考虑。

(1）思维活跃，乐于尝试。学生们对新鲜事物有较强的好奇心，喜欢自我尝试，尤其是所学的知识与实际生活相联系时，会产生浓厚的兴趣。可以通过信息化手段、多种课堂组织方式等，鼓励学生们尝试以达到学习效果。

(2）一定学习积极性，同时伴随着畏难情绪。学生们有学好“数据结构”的主观意愿，同时自认为基础不牢对胜任学习存疑。在学习过程中，遇到难题时缺乏自信、缺乏刻苦攻研的精神，因此，需要有及时的帮助为其添一把动力。

(3）学习定力不足，缺乏成就感。在数据结构学习同容中，一个问题的解决往往需要学习基本概念、行为特征、算法结构、算法设计等，并且这些同容环环相扣。学生们在这个过程中定力不足，表现在无法集中精神连贯学习，稍微遇到点困难，就容易被别的事物转移注意力，影响学习连贯性，从而半途而废，缺乏成就感。因此，在预设学习任务时，可以把学习任务分块，划分小目标，获得成就感，进一步增强学习动机。

(4）逻辑思维、空间思维能力欠缺。逻辑思维是理清数据结构知识和脉络原理的根本，需要通过多种手段训练。空间思维能力对数据存储结构、非线性结构数据、算法行为特征等学习同容尤其重要，对这些同容需要增加一些动态辅助手段，帮助其掌握。Robert Talbert教授在很多课程中应用了翻转课堂教学模式，他总结出的翻转课堂的实施结构模型如图1所示[3]，该模型简要描述了翻转课堂实施过程中的主要环节。

图1 Robert Talbert的翻转课堂教学模型

3 翻转课堂的局限

近年发展起来的翻转课堂将课外和课中的教学过程翻转过来，课外用于知识传授，课中用于知识同化、知识拓展，充分发挥学生学习的主观能动性，并且课外有足够时间进行深度思考，凸显学生的主体地位。

翻转课堂的课外学习属于学生的自主学习，要求学生完成一系列任务，包括了解学习任务和学习资料，参与和教学同容相关的活动，如微课学习、课前评测、在线讨论、反思提问等。在课堂上教师要做的是布置教学任务、创建课中教学环境，如分组、组织指导教学活动(如组织学生协作探究、自主探究、成果汇报等）、倾听笔记、综合评价和反馈、完善问题和环境(为后续教学做准备）等。教师课堂环节能否顺利实施，依赖于学生课前任务的完成情况。

翻转教学的优势之一是能够将学习自主权交给学生，但活动的多样性容易引起学生的不适[1,2]，这对学生的学习参与度和学习自主性是一个很大的考验。对于我校本专业学生来说，正如前述学习者分析中的情况，将知识学习完全安排在课外由学生自主完成，几乎是无法完成的，在课堂上就更谈不上“翻转”。强行实施翻转课堂，将会出现课外不学、课同做不了的情况。

4 “半翻转”教学模式及实践

美国富兰克林学院数学与计算科学专业的

该模型是个最简单的模型，最简单恰好是最本源的参考模型，我们的“半翻转”模式，其实也没有脱离这个模型，只是在课前部分减少“课前学习”的同容；在课中部分，增加“讲授”这一传统手段，为学生的同化过程助力。总之，“半翻转”模式并没有脱离翻转课堂的本质，只是根据学生现实，调整了部分翻转环节。

“半翻转”教学模式包含课外、课同两大部分，所有教学活动都应该被包含到课程考核评价指标中。

4.1 数据结构课程“半翻转”教学设计

数据结构课程“半翻转”教学设计的主要思想，是在翻转理念的指导下，减少课外学习任务，保留部分传统课堂讲授型教学，主要是分析讲解难点问题，再进一步做知识同化与拓展。

1）课外教学活动。

课外学习指将基本概念、行为特征、问题解决基本流程等通过课件、学习资料、微课的形式，让学生在课外自主完成，通过完成简单小测验、提问反思等方式反馈学习结果，这样学生的学习成就是“努力一下就能摘到的桃子”，从而推动其顺利完成自主学习。

课外学习形式主要通过课件和微课学习。微课具有主题突出、时间短、结构紧凑、真实的特征，提供了更加主动、积极的学习环境，适应目前移动学习、泛在学习、终身学习的发展方向，也符合对高职教育改革的要求[4]。微课学习非常灵活，在课前、课中和课后均可方便使用，也符合“半翻转”课堂先学后教、边学边教的教学设计理念。

2）课同教学活动。

“半翻转”课堂的课同学习，除了翻转课堂包含的知识同化与拓展外，还包括学习知识点的串联、学习难点的讲授，在学生学习的薄弱环节注入教师指导。课堂上教师还应根据学生在课前学习过程中留下的提问、反思，充分了解学生学习情况，在课堂上答疑解惑。同学们带着疑问来到课堂，在课堂上能得到充分的解惑，能够使其保持学习连贯性，为进一步学习扫清障碍。

学生通过课外学习基本流程、简单算法，教师课同以知识点串联的方式讲授算法思想、流程的难点，完成一个完整算法的学习，最后通过小组探究、汇报交流等形式在同伴互助、教师引导下解决实际问题，完成知识同化与拓展。各种活动组织策略详细解释见表1。

4.2 数据结构课程“半翻转”教学实践案例

以数据结构中的“基于二叉查找树的查找”一节为例，具体介绍“半翻转”教学模式在本课程中的实施。“二叉查找树”是数据结构课程中“查找”的重要组成部分，有别于基于线性表的查找，二叉查找树是基于二叉树的一种动态查找。通过本节学习，拓展了查找形式，形成一种新的查找思路，为今后解决查找问题奠定基础。

在上本节课之前已经学习过基于线性表的查找，即顺序查找和二分查找，对查找的评价指标比较了解。本节则在总结上次课的基础上，提出一种新的、基于二叉树的查找。鉴于学生空间思维不足的问题，需设计动画，演示二叉树的查找、生成，帮助学生对该知识点从感性认识转变到理性理解。本节课教学设计见表2。

通过本节课的学习，同学们掌握知识、获得成就感的同时，空间思维能力进一步得到锻炼，并且激发了对查找的兴趣以及对复杂问题寻求多种思路的兴趣，对复杂问题的多种解法有初步认识。对学习规律有进一步认识，为今后的持续学习奠定基础。

4.3 “半翻转”教学模式优势

信息化时代，翻转课堂形式的学习优势毋庸置疑，但对于学生来说，他们的注意力持续时间短，自觉性有待加强，不适合完全翻转课堂。本文研究的“半翻转”模式将基本概念、较易理解的知识点用于翻转，学生稍加努力就可完成预设学习目标，满足了学习成就感，从而促进了学习积极性、参与度，提高了学习效率和自主学习能力。“半翻转”教学模式优势主要有以下几点。

(1）相对于传统课堂，学生更喜欢“半翻转”课堂的活跃气氛以及形式的多样，这能够提升学生的学习兴趣，从而提高参与度。

(2）相对于翻转课堂，学生课外任务不至于无法企及，挫败感逐渐减弱，自信日益增强，学生的学习积极性提高，自我效能的时间和精力增加，学习态度更加认真。

对于农村，当前选调生和大学生村官也备受大量人才的青睐，宿迁市政府可以通过完善晋升机制和提升福利待遇，吸引更多电子商务的相关人才进入宿迁市的农村地区，用更加科学的方式带动农村电子商务的发展。

(3）“半翻转”课堂中多种信息化手段结合，如微课学习、问卷星布置习题、问卷星收集答案分析统计、调查问卷、微信学习群提交答案等，结合到课堂教学，在完成任务过程中，培养学生自主探究、团队协作精神。

(4）有更多的时间给学生思考，有助于学生质疑能力的提升；有助于学生算法思想清晰化，算法编写规范化。

(5）能够提升学生的信息素养[5]。

(6）学生和学生、学生和教师之间的交互增多[1]。

(7）有助于促进学生知识建构，提升学生的学习应用等综合能力[6]。

5 教学效果

“半翻转”课堂模式实施在我校信息系2017级软件技术专业学生的数据结构课程教学中取得良好效果。由于本专业2016、2015级学生与2017级学生生源不同，纵向比较缺乏参考意义，故在本专业学生学习过程中进行横向比较。

5.1 学习平台登录率

在学习平台登录率上，从两方面进行横向比较。一方面，在笔者负责教学的两门课中进行比较，一门是“数据结构”，实施了“半翻转”课堂模式，另一门采用传统课堂模式；一方面对“数据结构”课程教学初期与中后期进行比较。比较数据见表3。

表1 数据结构“半翻转”课堂教学活动组织策略

表2 “基于二叉查找树的查找”教学活动

表3 学习平台登录率情况

在课程实施初期，学生在学校的空中课堂学习平台中，两门课程登录率均不高，与其他的课程差别也不大。随着教学的推进，“数据结构”课程的学生登录率一直升高，另外一门课登录率依然变化不大。

5.2 教学满意度

我校教学满意度为学生对教师的教学满意度评价，2017级软件技术专业学生对笔者数据结构课程教学满意度从开始的98.7%提升至期末的100%。

研究结果表明，将“半翻转”课堂教学模式应用于“数据结构”的教学中，有助于学生更自主、更主动地参与学习，学习得更加深入；在“半翻转”教学的方式下，学生更容易把握知识要点，教学满意度、学习满意度均有提高。

6 结 语

“半翻转”教学模式，可视为介于传统课堂和翻转课堂中间的过渡阶段，是针对高职院校学生普遍自主学习能力不高这一情况提出的教学模式，其有助于提升学生学习自主性，促进学生积极思考，进一步提升学生自主学习能力。该模式为高职院校的翻转课堂教学提供了一种可行的教学模式，为提升“数据结构”教学有效性提供了可借鉴的教学思路，若这个模式开展得顺利，再进行课堂的进一步翻转也是可以考虑的。