数据结构与算法课程混合教学探索与实践

陈小娥

摘要：双高背景下，针对高职院校数据结构与算法教学现状和课程特点，从教学设计、教学实施、教学评价等方面进行了线上线下混合教学改革探讨与实践。通过混合教学，可以培养学生自主学习能力，主动学习意识，信息化素养，为学生可持续发展奠定良好的基础，由此更好地为人才培养服务。

关键词：数据结构与算法;混合教学;自主学习;可持续发展

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）08-0128-03

1 引言

数据结构与算法是计算机相关专业的一门专业基础课程，该门课程是计算机相关专业专升本、考研等考试的必考科目之一，说明不管是高职院校，还是在本科院校，该课程在计算机相关专业都占有重要地位。该门课程的历史比较悠久，很多老师已经习惯于传统的教学方法，课堂上以教师讲授为主，一味进行知识灌输，而忽视了与学生的互动与反馈;该门课程目前也并不适合完全采用翻转课堂实施课堂教学[1]，高职学生的学习自觉性和自主学习能力还有待进一步提升;且课程中有些算法演示、推导和练习如果没有与学生进行现场交互，就达不到教学效果，相关知识点还是需要通过线下教学进行讲解[2]。

教学改革的最终目标是实现课程目标，为人才培养服务。现代企业更想要的人才是具有良好职业精神和道德素养、具有潜力的、可持续发展能力的高素质人才[3]。混合教学可以将线上教学和线下教学相融合，以达到有效学习的目的[4]。通过混合教学，可以进一步促进学生职业能力的提升和职业素质的养成。因此，通过分析高职院校数据结构与算法课程的教学现状，进行了线上线下混合教学探索和实践。

2 数据结构与算法教学现状

2.1课程性质和特点

多年来，该门课程一直都是本科和高职院校计算机相关专业中最重要的专业基础课之一。该课程内容本身具有一定的难度，课程中理论逻辑性强且相对比较抽象，算法也不易理解[5]，再加上该课程课时有限，对于高职学生来说，在课堂上短时间内很难真正消化吸收，更不用说用数据结构与算法知识解决日常生活中的问题了。

2.2 高职学生的特点

近年来，随着高职院校的进一步扩招，学生来源日益多样化，学生的学习主观能动性和学习能力，相对普通本科，差异性更大。本门课程的先修课程是程序设计基础，先修课程不管是Java语言、C/C++语言，还是其他语言，学生编程基础存在一定的差异性，水平参差不齐，程序设计语言是描述算法的重要工具[6]，这将使得教师难以因材施教，难以同时兼顾不同能力的学生。再者，高职学生不习惯于预习和复习，对教师更容易产生依赖性，动手编程能力较差，很多学生只会做验证性的实验，稍微变动或者需要自己设计算法的编程题目就做不来了。

2.3 普遍存在的问题

很多课程都存在以下普遍的问题。对于学生来说，目前处于互联网+时代，有一部分学生自制力比较差，再加上手机的诱惑力大，学生在上课的时候经常拿着手机看视频、聊天等;而有些学生会因为课程比较难而产生畏难心理，在有些知识点听不懂后，接下来的课程就不抬头听课，不动手实践。对于教师来说，部分教师在课堂更注重于传授知识给学生，而忽视了跟学生的互动;在课后也无法很好地跟踪学生的学习，而学生又缺乏自主学习的驱动力，导致学生学习的发生仅仅局限于课堂。

3混合教学改革的探索与实践

针对数据结构与算法课程的教学现状，结合高职学生的特点，利用在线网络平台[7]，该课程采用线上线下相结合的混合教学模式，充分发挥面授教学和线上教学的优点，进行了教学改革探索与实践。

3.1混合教学设计

要做好混合教学改革，首先要用心进行教学设计，教学设计的高度决定了课程的高度[8]。对于一个教学单元，其课前、课中和课后三部分以及线上和线下两部分之间的关系以及教学活动如图1所示。

在课前，学生观看微视频、完成预习测试以及在讨论区提出疑问等。学生主要依据教师发布的导学信息完成相应任务。教师应在导学信息里告知学生如何完成学习任务，包含学习目标、学习任务、学习要求或者学习步骤等。在课中，教师根据学生的预习情况，对学生课前学习情况进行点评，对重点难点进行讲解，接著学生进行强化训练、分组讨论、汇报分享等，然后教师进行点评小结。在课后，学生完成作业提交，拓展学习和反思总结等。

3.2 混合教学实施

（1） 课程资源建设

建设的课程资源应尽量适合学生需求，力求丰富有趣、形式多样。教师根据课程内容和特点，设计好课程每个章节的知识点和项目案例，制作各章节的学习资源，比如电子教案、微视频、动画、习题讲解、随堂作业等教学资源，如图2所示，我们为数据结构与算法课程制作了丰富的教学资源。教学资源可以是自行设计并开发，也可以是对网络上公开的教学资源的整理，主要以便于学生课前预习、课中学习以及课后复习为目的。特别是视频资源，一般每个知识点的时长控制在5至15分钟左右，以便于学生利用碎片化时间进行学习，知识点明确，也有利于提高学生的学习效率。同时，也可以将本门课程中比较抽象的概念和复杂的算法过程设计成相应的动画，如图3所示，图3（a）中通过演示卡通人物的身高排序，讲解了冒泡排序的思路，图3（b）演示了图的广度优先遍历的过程。

（2） 教学平台的建设

在线学习平台是实现混合教学改革的有力支撑。如图4所示，展示了网络教学综合平台上的教学门户，该平台支持PC、平板和手机等客户端访问，提供公开的教学管理、教学资源，具备课程管理、学习管理等功能，其中课程管理还包含灵活、丰富的在线课程活动：论坛、测验、资源、投票、作业等。将建设好的课程资源上传到教学平台的相应模块，为接下来组织相关学习活动，比如课程讨论、在线测试、课程问卷、课程作业、学习笔记等做好准备。

（3） 学习活动组织

课前，为了能够更好地组织学习活动，在布置预习内容时，需要主要以下几点：

线上课前的视频学习一般以2～3个知识点为宜，预习测试以10分钟之内可以完成为宜。教师可以根据学生课前自测结果或者讨论区问题的回答情况，发现学生自主学习中知识掌握不足等问题，从而进一步明确课堂上教学的重难点。

课中，通过小组研学、汇报展示、发问答疑和组间互评等形式进行。可以多组织一些学生参与式的学习活动，增加课堂上学生团结协作、讨论交流、汇报展示和互相评价的互动式学习活动。比如，教师可以先点评检测，然后进行针对性讲解，再布置研学任务，分组研学，接着学生进行小组汇报，学生互评和教师评价，最后教师进行总结。由此达到内化知识，体验技能，升华情感和提高素养的目的。

课后，学生通过在线学习平台提交作业。学有余力的学生除了完成作业之外，还可以通过平台上的资源，进行拓展学习。

3.3 混合教学评价

为了更准确及时掌握学生的学习状态，教师可以对学生的各个学习阶段进行及时的考核评价[9]。混合教学考核包括过程性考核和期末考试，过程性考核占60%，期末考核占40%，而过程性考核又包括线上学习情况和线下学习情况的考核，具体见表1。

4结语

数据结构与算法是计算机相关专业中一门重要的专业基础课，主要培养学生的数据抽象能力，解决实际应用问题，提高学生自主学习能力和编程能力，能使用数据结构解决日常生活中的实际问题的目标。经过数据结构与算法课程的混合教学改革实践，激发了学生的学习兴趣，提高了学生自主学习能力，逐渐学会展示自我，树立了自信，提升了素质，取得了不错的教学效果。

参考文献：

[1] 黄璐，于红，谷军.翻转课堂与传统面授混合教学模式研究[J].計算机教育，2016（9）：167-170.

[2] 任雪萍.基于线上线下融合的数据结构教学改革[J].计算机教育，2019（7）：5-9.

[3] 郭亚娜，陈进涛.职业精神与技能提升高度融合的航海人才培养机制研究[J].科技经济市场，2016（6）：242-243.

[4] 胡新，段江丽.线上线下混合教学的必然性探讨[J].福建电脑，2020，36（10）：42-44.

[5] 董卫萍，蔡尚真.新工科背景下混合教学模式探究——以“数据结构”课程为例[J].绍兴文理学院学报（教育版），2020，40（1）：51-56.

[6] 刘君. 基于MOOCs的程序类课程混合教学模式探究[J]. 重庆交通大学学报：社会科学版， 2016， 16（6）：121-124.

[7] 祝红琴，王芳.基于微信公众平台的“数据结构”混合式教学研究[J].东华理工大学学报（社会科学版），2019，38（2）：182-185.

[8] 陈晓梅.数据结构课程线上教学设计与实践[J].福建电脑，2020，36（11）：121-123.

[9] 王艳华.互联网+背景下的大学英语教学生态课堂构建研究[J].吉林广播电视大学学报，2019（5）：58-59.

【通联编辑：王力】