以学生为中心的《数据结构》课程在线教学的探索

李筠 姜学军 苑擎飏

摘要：本文叙述了线上教学的特点，学生为中心教学的要素。从《数据结构》跨校修读学分课程mooc或spoc的教学出发，数据结构教学中，线上、线下课程教学过程与方法的探索，并探索以学生为主体的教学方法的过程。

关键词：融合式教学;mooc;线上线下

一、在线教学的需求

2020年初的这场疫情给举国上下各类学校的教学工作带来了特殊挑战，为打好疫情防控的人民战争，教育部做出了2020年春季延期开学、如期开课的决定。要求老师们充分利用信息技术手段全方位推进在线教学，按照教学日历如期开课。但在线教学过程中，教师们难免遇到各种学生线上学习时出现的问题。如何确保学生的在线学习质量，如何开展以学生为中心的线上教学，在线教学方法如何设计等等，有许多亟待解决的问题。

二、课程的教学现状

早在2014年辽宁省教育厅开始，通过辽宁省网上金课开展在线教学跨校修读学分，校间学分互认工作。沈阳理工大学《数据结构》跨校修读分别于2015学年━2020学年在信息科学与工程学院计算机科学与技术专业中开始实施。目前已经完成了五个年级的《数据结构》跨校修读项目的完整实施过程，学生参与修读学分的人数超过五百名。

几届学生的跨校修读除2020外，学生都是在校进行的。跨校修读学分课程的教学设计中，线上教学和线下教学按不大于2：1的比例分配课时，即三分之二是学生观看慕课、课上讨论等线上教学，约三分之一课时教师课堂授课，包括翻转课堂的教学过程。

三、在线教学设计方案的特点

在教学中我们首先要从理念上确认，学习成效是在线教学的核心。其次要在教学中综合利用各种资源和工具，使得学生积极参与，教学有的放矢。对教学内容分类进行不同的教学，在知识点中按理解程度的难易分类，将知识点的教学内容分为三类：一般了解类、理解类和应用类。分类的思路和方法，按知识体系，把本教学中讲解的内容按三种分开。线性结构、树形结构、图结构以及集合几部分都是同样的设计思路。例如线性表是首先讲解的知识，学习这部分知识时学习者对整体知识的的概念还没有一个系统的认识，所以需要有大量的实例把实体映像到知识构架中。开讲不是介绍线性表的知识，而是以一个熟悉的一元多项式切入，直观明了，豁然开朗。

在数据结构教学中，使用精品开放课程資源，实现在线修读、在线考核与课堂教学与辅导相结合，使得教与学过程结合更紧密。通过网络平台，教师可以随时掌握学生在线学习的情况，包括：视频观看情况、课程的作业完成情况、参与学习的时间、讨论问题的回答、学习的主动性、课程内容理解程度等。教师可以依据所有学生情况可以随时拿出问题进行讨论、留作业、考核、辅导等，也可以针对某个同学发出提醒，或单独解答问题，可以实现便捷的互动。

教师要学会整合+组合各种资源，在线学习资源、电子网络资源、平台选择等。最后还要在线上教学中对原有教法进行调整以适应需要。2020年以前的跨校修读教学中，在线教学都是集中进行的，学生自主学习是有老师和同学们集体学习，学习氛围好效果好。2020年给教学提出新的考验，由于学生在各自家中在线学习，长时间学习注意力容易分散。不论是集中教学还是分散的自主学习，连续的长时间的教学中，还需要有更为丰富的交互式手段，才能吸引学生注意力。

《数据结构》的教学，开始使用的是辽宁省金课，是mooc的课程。这个课程在观看中，由于观看视频的时间较长，场景特技单一，学生在学习中很容易疲劳，有时候积极性不高。所以教学中，教师可以采用过关式给出问题，引起学生的学习兴趣，教学效果会更好。通过几年的跨校修读教学中遇到的问题，从2019年开始，教学使用了自己制作的spoc课程，将大的部分内容碎片化整合，这种教学效果更加满意。spoc课程在教学中的优势明显，首先课程的视频时间按人体规律设计，当时间为5-15分钟观看时，效果最佳。spoc课程将大块的理论，合理的分割，让学习者在看视频的效率提高，从而增强了学生的学习效果。

四、以学生为中心的教学

教学的主体是学生，学生是教学的中心，教师如何围绕学生完成教学是教学中的重要课题。资源固然重要，比如优质spoc的制作开发，但是拥有优质教育资源，不等于有效学习行为发生。以学生为中心的教学是涉及方方面面，比如翻转课堂，将课堂的主体从教转变到学生上，学生课前预习到学生课上讲解完成了一个学习的飞跃。在教学中，教师对学生的引导作用很大。讲课成的体系中的关键点，设置成渐进式。以一些思考题作为进入的台阶，从低到高设置作业、测试、讨论题。让学生在测试中发现不足，作业中进一步学会应用，在学生的讨论中将理论内容逐步理解等等。表面上看学生走上讲台，学生来主导课堂，但教师在这个过程中作用更重要，即是老师又是导演的角色。将教学的设计、学生的角色安排、课堂完成的目标等由教师掌控。对教师的理论水平要求更高，综合能力要求更高。

五、学习评价与展望

跨校修读作为一种新模式，是利用优质资源进行线上教学，是今后教学的方向。在跨校修读mooc和spoc课程的学习中，学生的成绩都有不同程度提高，spoc课程的提高显著，学生反映效果更好。下面图1和图2分别是学习前后的成绩分布对比图，从图上可以看出，前图1每个人的成绩偏低，图2成绩提高不少。总体成绩上提高很快，学生平均分提高8分。从学生的实际学习效果看，解决问题的能力有所提高、课堂的参与积极性加强了。

打造最适合学生学习的教学资源是，课件趣味性的增强、结构合理、场景与教师形象的设计加强。探索一种适合学生学习规律的教学模式一直是教学中一个重要的课题，通过在线课程学习的效果比较，可以看到学习效果的成效是显著的。以学生为中心的教学是打造最适合学生学习的教学资源，在课堂中让学生调动出内在的自发性和主动性，教师和学生、线上线下融合为一个整体。

参考文献：

[1]辽宁省普通高等学校本科教学网.[EB/OL]www.upln.cn.

[2]吴伟民.数据结构和算法的可视化教学研究与实践[J].现代计算机，1999，7

（沈阳理工大学 辽宁省沈阳市 110159）