线上线下混合模式的实验课程改革

2021-04-25张媛媛

电脑知识与技术 2021年9期

关键词：线上线下数据结构数据分析

摘要：该文以数据结构课程为例，从课程性质和内容进行介绍，利用线上线下混合式教学，对实验实施改革。以数据分析作为基础进行方法总结，对实验课程内容进行全方位的改革和实施。

关键词：数据结构;线上线下;数据分析

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）09-0001-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

The Experimental Course Reform of Online and Offline Mix-Model — With the Course of "Data Structure" as an Example

ZHANG Yuan-yuan

（Software School， University of Science and Technology Liaoning， Anshan 114001， China）

Abstract： This paper takes the data structure as an example， it introduces the nature and content of the course， uses online and offline hybrid teaching and reforms the experiment. Based on data analysis， the method is summarized. Reform and implement the content of experiment course in an all-round way.

Key words： Data Structure; online and offline; data analysis

1 研究意义及现状分析

1.1 研究意义

按照教育部“以学生为中心”的教学精神，以在学校转型的大好形势下，以培养社会需要的应用型人才以及創新型人才为培养目标，应用最新的教学理念和改革方法，努力提高教学水平和质量，培养学生的创新精神，团队合作能力以及动手实践能力[1]。基于以上目的，建设线上线下混合式一流本科课程，主要利用校内SPOC，建立自主的课程相关资源，运用适当的信息化教学工具，结合本校实际对校内课程进行改革[2]。本项目主要以线上线下混合模式为项目立项点，主要依托的课程为数据结构。本门课程是网络工程专业的专业基础课，也是培养计划课程体系中的一门核心课程，同时也是考研课程，旨在培养学生的程序调试能力、算法设计与分析能力、团队合作能力、自主创新能力以及自学能力。培养学生编写结构清晰、正确易懂，符合软件工程规范的程序[3]。

1.2 现状分析

本课程不仅重视学生对理论知识的理解和掌握。锻炼学生的抽象思维能力，更加注重学生的动手实践能力。在相关专业有着承上启下的重要作用。通过数据结构的学习，让学生学会分析数据，为项目设计选择适当的逻辑结构、存储结构及最合适的算法，并能对算法的时间和空间效率进行分析，让学生具备良好的编程技能和习惯[4]。这门课程，主要面向网络工程专业大一学生开设。对于本门课程概念多，算法难，不易懂等特点，学生的学习态度与积极性不一致，出现畏难情绪。而且由于学生刚刚接触计算机相关专业的课程，独立分析和完成算法的能力有所欠缺。课程之前的实验项目都是完全按照传统的课堂内容进行实验验证，缺乏创新性以及行业相关性。对于学生而言，也是只能将课上的内容进行重复的验证操作，没有达到分析，创新以及自学的能力。

1.3 项目研究达到的目的

本项目立足线上线下混合模式的最新教学理念，将课程结合，以项目为驱动，做到了“以学生为中心、产出为导向”，学生更多地参与到课程中来。通过本项目的实施，基于学生的学情特点，本门课程的主要教学目标设定为三个方面：

1）知识目标，能够根据具体问题选择合适的逻辑结构和存储结构，能够说出不同的排序查找算法的思想以及特点，能够完成重要算法的代码实现。

2）能力目标，培养学生编写高质量算法的实践能力，应用高级语言，编写和实现结构清晰，正确，易读的有效算法。

3）素养目标，使学生具有严谨的计算机思维，养成良好的编程习惯，适应了培养创新型人才和应用型人才的培养目标，真正达到了学以致用的目的。

2 改革的内容和具体实施办法

2.1 项目基本内容

数据结构课程在前期利用跨校选课的项目支持，利用现代化手段，在课前对学生的实验内容进行线上的重点讲解，并且结合目前的OJ训练题库，进行具体实验项目的实施。学生可以提前预习实验内容了解重难点，更加有助于提高学生的实验课学习效率。如有问题，可做适当调整，最终实现项目的页面和功能。学生学习由被动变主动，必然会提高学生的实践能力，自主学习能力和沟通协调能力。

2.2 拟解决的关键问题和创新点

关键问题：实验课程的进度和内容安排，把握好学生项目演练环节系统的选取和设计。

创新点：线上线下混合模式结合是本项目的创新之处。使学生能够将理论与实践相结合，提高了学生的动手能力，团队合作能力，就业竞争力。

2.3 项目实施方案和实施计划

3 方案实施

数据结构课程在跨校选课的基础上，利用高水平的视频教学，让学生能够更加便利的获取知识。在实验内容设置上，在OJ系统上对于每个部分设置对应的项目练习题目，并且在实验前，将重难点通过视频或者资料下发的形式，让学生可以提前对内容进行预习和自主学习。这样可以避免在实验课堂上，对于大班型的学生指导不够的弊端，减少学生的疑难问题，提高实验课堂的效率。可以让学生在大一的时候，对于算法有深层次的理解，为后续课程提供优质的前期编程准备，提高学生的编程思维和算法设计能力，培养学生的实践动手能力，具体问题的分析能力，提高了就业等方面的竞争力，更加适合在现代软件企业中发展。根据BOPPPS的教学理念，在课程中主要采用SPOC+翻转课堂的手段，利用混合式教学模式结合在线测评系统，全方位的有效组织课堂教学。利用顺序和链式两大存储结构具体实现线性，树和图三种重要的数据结构，并在各种常用的数据结构上实现排序和查找算法。

3.1 教学模式：两门课程的实验内容，都已经录好视频，发布在学习通的资料，供学生进行自主学习，

在实验课上老师的主要任务是有针对性地进行答疑和讲解。数据结构课程的所有实验内容都是在OJ系统上完成，将每次的实验，都做成了竞赛形式，可以直接地看到学生完成情况。

3.2 教学内容：

1）讲：所有的课上内容和实验内容，都已经由任课老师录制好视频讲解的形式，用于学生进行自主学习。所有的视频内容都是根据学生的具体情况和学情进行整理和调整的，在跨校选课资源的整理下，结合本校学生的实际情况进行综合，将符合同学学习习惯的授课内容和实验内容进行视频讲解的录制，能够做到有的放矢。

2）练：数据结构课程直接将每节课的内容编辑在OJ系统中，开放每节课的竞赛，及时了解学生的完成情况。录制的实验讲解视频，主要针对的是课上重点算法的整体实现过程，因为课时有限，在课堂上重点是进行算法的理解与重点代码的实现讲解，但是在教学过程中却发现，很多学生没有整体思想，对于整个算法的实现是有困难的，因此利用视频讲解，将整个算法的实现过程以视频的形式发放给学生，在课下进行学习和临摹是非常有效的解决方法。在实验课上，对基础算法进行考核和升级，考察一些重点的代码实现以及应用类的题目，让学生学以致用。利用OJ系统可以让老师和同学最直观地了解实验内容的完成情况。

3）考核内容和方式：

考核方式中的平時成绩主要是以学习通的学生数据作为平时的成绩认定标准，在学习通中发放大量的课堂活动以及课后的作业以及测试。

4 存在的问题

1）个别学生作业完成情况较差，有雷同情况。

2）作业量较大，批改花费大量时间和精力。

数据结构课程采用的跨校选课+线上线下翻转的模式，得到了同学的欢迎，但是通过问卷的形式，同学们更加倾向于自己的任课老师进行视频授课，将数据结构课程尝试做成校内SPOC课，吸取两周期的跨校选课的成功经验，继续将课程改革进行下去。

参考文献：

[1] 张美娜，张玉军. 基于CDIO和两课结合的教学方法改革研究[J].教育现代化，2019，6（57）：71-72，82.

[2] 李敏之，王阳萍，李海军.新工科建设指引下的西部高校一流本科课程建设——以大学计算机基础课程为例[J].计算机教育，2020（11）：89-93.

[3] 张媛媛，马云吉，宫玺.《数据结构》课程跨校选课模式教学的实践与研究[J].电脑知识与技术，2019，15（34）：118-119.

[4] 任雪萍，王立波，赵葆华.融入PIC-CDIO理念的“数据结构”课程教学改革[J].计算机教育，2012（12）：29-32.

[5] 陈纪铭，刘君，陈利平，等.基于智慧型课程教学模式培养和提高高校学生创新能力应用研究[J].科教文汇，2019（9）：52-53.