“课前-课上-课后”结合的数据结构教学模式探索与实践

摘  要：将移动互联网技术与课程教学相融合已成为一种新的趋势。文章以雨课堂教学环境为依托，设计了一种“课前-课上-课后”三者有效结合的教学模式，并应用于暨南大学网络空间安全专业和计算机科学与技术专业的数据结构课程教学。实践结果表明，新的教学模式能很好调动学生的主动性，提升教学实效，收到很好的教学效果。

关键词：雨课堂;数据结构;教学模式

中图分类号：G642         文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2020）08-0091-04

Abstract： It has become a new trend to integrate mobile internet technology with curriculum teaching. This paper designs a teaching mode that combines "pre-class， in-class and after-class" effectively based on the  teaching environment of Rain Classroom， which is applied to the data structure teaching of cyberspace security and computer science and technology in Jinan University. Practical results show that the new teaching mode can mobilize students' initiative， improve teaching effectiveness and achieve good teaching results.

Keywords： Rain Classroom; data structure; teaching model

一、概述

隨着移动互联网在国内外的普及，移动终端设备已成为了人们交流、学习的重要工具。在这样的环境下，如何利用移动设备，开展新的教学方法;如何将移动互联网技术与课程教学相融合。这些问题成为了新的研究课题。

数据结构课程是计算机科学与技术专业、网络空间安全专业、软件工程专业等及其相关专业的核心必修课程，是一门理论性和实践性都很强的课程。但该课程知识点多，内容抽象，且上课学时有限，从而导致学生理解起来具有一定的难度，提问和回答问题积极差。针对这些问题，基于文献[4]，本文以雨课堂教学环境为依托，设计了一种“课前-课上-课后”三者有效结合的数据结构教学模式，力争实现以下目标：1. 移动互联网背景下，充分发挥雨课堂数据驱动的优势，实现了简单的知识点放到课前让学生自学完成，复杂和重要的知识点放到课堂上进行讲授，提升教学实效。2. 利用雨课堂实时互动的优势，丰富师生交互方式，充分调动学生的课堂回答问题的积极性，提升学生的自主学习的能力。3. 利用雨课堂的推送功能，将视频、习题、预习或算法演示课件推送到学生移动终端设备，方便学生课前预习，课后复习，提高学习效率。4. 利用雨课堂，进行教学数据的采集工作。如学生出勤情况、课堂练习情况，课堂考试情况，课堂教学效果等。根据这些数据的分析，掌握学生的学习效果，并及时调整教学方法和进度，从而更好完成教学任务，提高教学质量。

二、雨课堂的简介

雨课堂是由清华大学开发的一个教学工具。利用微信公众平台，实现了数据推送、实时问答、问题反馈、数据分析等功能，为师生交流提供了一个很好的互动平台。雨课堂具有以下主要特点[4]：

（一）使用方便

教师登陆雨课堂的官方网站，下载雨课堂软件，并安装该软件;同时在移动终端设备上关注雨课堂公众号即可使用。

（二）PPT同步

老师可以在PC机上进行教学PPT的制作和修改，使其能够适应移动手机观看的格式。上课时，开启雨课堂，选择授课班级和课程，生成课程二维码;学生扫码进入课堂; 课中，教师的PPT会实时发送到学生移动手机上，实现PPT同步。PPT同步，避免了学生抄笔记，便于学生学习和阅读。

（三）学习问题的反馈

在传递PPT的同时，每页PPT下方都设有“不懂”按钮，学生可以将听课中不理解的知识点进行标注，并匿名反馈给老师;教师根据反馈结果，及时调整教学方法和进度，对难点进行详细讲解。

（四）课堂考试

利用雨课堂，可以进行课堂考试。通过向学生移动终端发送考试试卷进行课堂考试; 此外，教师可以在 PPT 中添加测试问题，进行课堂提问和现时回答。学生则过手机微信回答。在答题过程中，教师根据问题难度，设置提交时间或回答时间。教师还可以通过雨课堂的发红包功能给回答问题积极的学生发红包给予奖励。

（五）后台实名，前台隐名的弹幕

雨课堂弹幕具有“后台实名，前台隐名”的特点，能使学生以隐名身份发表自己的观点，促使学生积极参加讨论。

（六）采集数据

雨课堂能自动采集学生在教学过程中产生的学习数据。这些数据能帮助教师及时掌握学生的学习效果，评价教学效果，进而调整教师的教学方法。

三、依托雨课堂教学环境，“课前-课上-课后”结合的数据结构教学模式设计

基于文献[1-3，5]，在分析了数据结构课程的特点基础，根据网络空间安全专业和计算机科学与技术专业的数据结构教学目标和教学内容等，结合雨课堂的功能特点，提出了将“课前-课上-课后”三者有机联系起来，发挥线上线下教学、构建数据结构知识学习、能力训练、自主学习三维一体的教学模式，提升教学实效和教学质量。

基于雨课堂的数据结构智慧教学模式设计如图1所示。

课前：课前教师通过雨课堂推送预习材料到学生微信。包含视频、习题和预先学习任务，让学生自行学习一些相对简单的知识要点。通过课前的预习资料推送，布置数据结构课程学习内容。学生可以利用手机提前了解教学内容，并将不懂的问题实时反馈给老师。老师实时掌握学生的预习和复习情况，督促学生养成预习的习惯。

课上：通过雨课堂开展课堂教学。PPT逐页发送到学生微信，使学生上课不再忙于抄写、拍照;在课堂讲解重要、难理解的知识要点，而简单的知识点留给学生自己学习，并利用节省下来的时间，介绍新的知识和技术，提高课堂时效。利用雨课堂中“不懂”和“弹幕”开展师生互动，讨论等，以提高学生学习的参与度和积极性，加强师生之间的了解和互动。发布课堂试卷和课堂练习，设置提交时间，教师及时掌握学生学习效果和教学目标完成的基本情况。根据学生学习效果，改进教学方法和教学进度，从而提高教学质量。

课后：教师课后通过雨课堂向学生推送作业题、复习总结资料、扩展资料等，帮助深化知识点的学习。同时，利用雨课堂，进行教学行为数据的全面采集工作，分析改进教学，提高教学质量。

四、依托雨课堂教学环境，“课前-课上-课后”结合的数据结构教学模式实施

（一） 课前预习的教改内容设计

教师上课前设计数据结构预习教学内容，并编写预习的PPT和讲课的PPT。重点分析哪些基础的知识点能放到课前预习的PPT中，让学生自学或预习;哪些重要、难理解的知识点放到课堂上的PPT，要进行重点讲授。同时，结合学科的新发展，那些新技术需要结合课堂教学内容介绍，学生课前需要查那些文献等。此外，为了学生更好完成课前预习，可以在课前预习推送的信息中，插入一些语音讲解，相关的视频和MOOC及各种学习资料。

学生在移动终端的微信中收到课前预习学习资料后，学生可以根据自己的情况进行课前的预习，做好上课前的准备工作，从而提高课堂学习效率。同时，根据课前的预习资料，可以自学一些简单的知识点。

例如：第3课前给学生发预习任务单如表1。

（二） 课上设计及教改内容

1. 教学内容重点、难点的讲解

依托雨课堂环境，对比较重要、难理解的知识点进行详细讲解，并结合课堂教学内容，介绍新的技术和案例。教学内容部分截图如图2所示。

2. 问题的反馈

学生在听讲过程中有不理解的地方，学生可利用雨课堂的 “收藏”、“不懂”按钮，把教学内容不理解的内容进行标记。教师根据反馈的数据，及时掌握学生的学习效果，将大多学生“不懂”的问题放在后续课再次重点讲解，进而调整课程节奏。学习效果截图如图3所示。

3. 实时问答互动

通过定时开启的弹幕，进行实时问答，促使学生提问和参与讨论，加强师生之间的了解和互动。同时，根据具体的数据结构教学内容安排，适当安排分组讨论等。小组讨论结果展示时，可以利用雨课堂弹幕具有“后台实名，前台隐名”的特点，让学生以隐名身份发表自己的观点，促使学生积极参加讨论。

4. 课堂练习和课堂测试

利用雨课堂的发布限时课堂习题和课堂测试，让学生通过课堂练习、课堂测试完成相应的操作及应用练习，帮助学生加深对知识点的理解。通过课堂测验，教师可以及时了解学生对堂课知识点的掌握及教育目标完成的基本情况，合理安排教学进度，改进教学方式。

（三）课后复习

课后，向学生推送课后复习资料。包括课堂教学内容的总结，重点、难点的内容、常出现的错误和进一步思考的问题;学习的理论知识如何解决实际问题等。如果学生还有疑问，可以通过雨课堂“报告老师”与老师及时沟通和讨论，提高学习效率。

1. 教师推送课程总结，帮助学生复习已学过的知识。复习发送截图如图4所示。2. 推送作业题，收集学生的答题数据。3. 教师推送与课上知识点相关的资料等，以帮助学生扩展知识。4. 推送算法演示课件，帮助学生学习理解算法。

例如：第3课后给学生发总结复习任务单如表2。

五、依托雨课堂教学环境，“课前-课上-课后”结合的数据结构教学模式实施效果

依托雨课堂教学环境，“课前-课上-课后”结合的数据结构教学模式应用于暨南大学信息科学技术学院/网络空间安全学院计算机专业的数据结构课程后，提升学生的学习实效，引导学生自主学习，加强了学生的学习主动性，收到了很好的效果。

我们对其中一个教学班进行了调查问卷（74份）。调查结果表明大部分学生对基于“雨课堂”的数据结构智慧教学模式给予了充分肯定，认为基于雨课堂的数据结构智慧教学模式能提高学习的主动性，师生互动显著增加，课堂气氛活跃。将简单和概念性内容放在课前学习，重点、难点放在课上讲解，便于提高学习效果。约有一半以上的学生课后给教师留言，反馈自己的学习体会或疑惑。实践证明，基于雨课堂的教学模式，激发了学生的学习兴趣，提高了课堂学习效率。

调查部分结果如图5，6所示。

六、结束语

数据结构是一门知识点多、内容抽象和较难理解的专业基础课程。为了帮助学生提高这门课程的学习效果，本文将雨课堂作为教学平台，开展了“课前-课上-课后”结合的数据结构教学模式探索与实践，并取得一些研究经验和成果。但还存在一些问题有待于继续探索，如课堂互动的时间如何控制，才不会影响课程进度等问题。这些问题有待进一步思考、完善和发展。今后将继续开展移动技术与教学深度融合，累积教学经验，从而不断改进和完善“课前-课上-课后”结合的数据结构教学模式，提高课堂教学效率，促进教学效果，达到培养创新人才目的。

参考文献：

[1]王秀珍，王粉梅，裴斌.基于雨课堂的智慧教学模式构建[J].计算机教育，2018，4：139-142.

[2]苗宝军.基于智慧教学理念的翻转课堂教学模式在高等代数课程中的应用研究[J].教育教学论坛，2017，46：231-234.

[3]卞金金，徐福荫.基于智慧课堂的学习模式设计与效果研究[J].中国电化教育，2016（02）：64-68.

[4]王帅国.雨课堂：移动互聯网与大数据背景下的智慧教学工具[J].现代教育技术，2017，27（5）：26-32.

[5]周凤新，王兴辉.基于雨课堂智慧教学环境的课堂教学初探[J].中国教育技术装备，2017，427（1）：56-58.

[6]王晓明.基于学生自主和协作学习的数据结构实验教学模式探索与实践[J].高教学刊，2015，22：229-230.