翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)面授混合教學(xué)模式研究

黃璐+于紅+谷軍

摘要：以遼寧省教育廳啟動(dòng)的跨校修讀學(xué)分項(xiàng)目為契機(jī)，探討基于翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)面授混合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)模式，闡述混合教學(xué)模式改革中的教學(xué)模式設(shè)計(jì)和具體實(shí)施過程，最后進(jìn)行課程教學(xué)總結(jié)并提出思考。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；翻轉(zhuǎn)課堂；跨校修讀學(xué)分

0.引言

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是高等院校電氣類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)編程技術(shù)和方法的入門課程，主要講解數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的存儲和組織方式，以及基于這些組織方式的相關(guān)算法實(shí)現(xiàn)。該課程對學(xué)生的后續(xù)課程學(xué)習(xí)以及今后的科研、開發(fā)等工作有著很強(qiáng)的衍生作用。因此，如何上好這門課，在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)使學(xué)生對課程知識點(diǎn)掌握得更好，是值得任課教師思考的問題。

筆者以遼寧省教育廳啟動(dòng)的跨校修讀學(xué)分項(xiàng)目為契機(jī)，進(jìn)行基于翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)面授相結(jié)合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程混合教學(xué)模式探索，從課程建設(shè)和教學(xué)過程管理兩個(gè)主要方面，對翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式如何有效與傳統(tǒng)面授模式相結(jié)合進(jìn)行教學(xué)改革研究。

1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

近年來，翻轉(zhuǎn)課堂被應(yīng)用于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革中來。翻轉(zhuǎn)課堂是由Baker于2000年提出的…，在該模式中，學(xué)生對新知識的學(xué)習(xí)被安排在課下，通過微課及慕課等方式進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，而教師在課堂上負(fù)責(zé)組織學(xué)生對課下學(xué)習(xí)的知識進(jìn)行討論和交流，進(jìn)一步地進(jìn)行知識內(nèi)化。在我國，針對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式改革，很多高校的電氣類專業(yè)都進(jìn)行了有益嘗試和探索。

以上教學(xué)探索均取得了可喜成績，但仍然存在三個(gè)問題：第一，在教學(xué)資源建設(shè)方面，視頻的錄制和擴(kuò)展學(xué)習(xí)資料的準(zhǔn)備均是由授課教師或其團(tuán)隊(duì)獨(dú)立完成，由于時(shí)間、經(jīng)驗(yàn)以及經(jīng)費(fèi)等方面的限制，制作出的教學(xué)資源往往質(zhì)量得不到保證。第二，在課下輔導(dǎo)學(xué)生方面，交流方式通常采用QQ群、微信及Email等方式，形式簡單松散，課程中復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如樹、圖等，無法表達(dá)。第三，在教學(xué)平臺建設(shè)方面，用于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)平臺通常由授課教師團(tuán)隊(duì)或者學(xué)校自主研發(fā)，由于經(jīng)驗(yàn)不足，平臺功能大多比較單一，往往只具有播放視頻和簡單的留言板功能，對于教學(xué)過程中的作業(yè)批改、組織測驗(yàn)、題庫建設(shè)等環(huán)節(jié)無法實(shí)現(xiàn)。

2.混合教學(xué)模式研究

跨校修讀學(xué)分項(xiàng)目可以很好地彌補(bǔ)上述探索中出現(xiàn)的不足?？缧Ｐ拮x學(xué)分是基于第三方網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺以及前期精品課程建設(shè)基礎(chǔ)上的一種新型教學(xué)管理模式。通過跨校修讀學(xué)分項(xiàng)目，學(xué)生可以依據(jù)本校與其他高校之間的協(xié)議，選擇修讀外校資源共享課程，在本校審核通過后即可獲得相應(yīng)學(xué)分。遼寧省教育廳于2014年5月下發(fā)了《遼寧省教育廳關(guān)于開展跨校修讀學(xué)分試點(diǎn)工作的通知》（遼教函[2014]224號），正式啟動(dòng)了遼寧省第一批跨校修讀學(xué)分項(xiàng)目。

2.1課程基本情況

根據(jù)大連海洋大學(xué)電氣類專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃規(guī)定，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是為該專業(yè)本科學(xué)生在第三學(xué)期開設(shè)的一門專業(yè)任選課程。2015-2016學(xué)年的第1學(xué)期，該門課程是第一次采用跨校修讀學(xué)分方式進(jìn)行授課，選用的課程是東北大學(xué)軟件學(xué)院數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)的精品課程資源。課程一經(jīng)推出，得到了電氣類專業(yè)學(xué)生的廣泛關(guān)注，申請選修的人數(shù)也較往年有很大提升，經(jīng)過學(xué)院和學(xué)校的審核，最終確定選修學(xué)生為56人。

2.2課程內(nèi)容教學(xué)模式設(shè)計(jì)

首先針對電氣類專業(yè)本科教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)大綱，設(shè)計(jì)課程各部分內(nèi)容的教學(xué)模式，見表1。

在傳統(tǒng)面授的教學(xué)單元中，采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式進(jìn)行，即在課堂上以教師講授為主，學(xué)生提問或交流為輔；在課下以學(xué)生自主復(fù)習(xí)為主，教師較少參與學(xué)生的課下學(xué)習(xí)活動(dòng)。在采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的教學(xué)單元中，將學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)延展到課前、課中及課后，整個(gè)教學(xué)過程以學(xué)生為主、教師為輔。

2.3翻轉(zhuǎn)課堂模式實(shí)施

主要從課程建設(shè)和教學(xué)過程管理兩個(gè)方面人手，具體實(shí)施如圖1所示，其中，課程建設(shè)主要對應(yīng)課前活動(dòng)，教學(xué)過程管理主要對應(yīng)課中和課后活動(dòng)。

以第七章圖形結(jié)構(gòu)的講解為例，來說明課程建設(shè)和教學(xué)過程管理的具體實(shí)施。

2.3.1課前工作

①教師根據(jù)本節(jié)課程教學(xué)目標(biāo)整理出知識點(diǎn)：圖的基本概念和存儲方式，圖的遍歷等基本操作。

②教師根據(jù)知識點(diǎn)在課程建設(shè)方教師團(tuán)隊(duì)提供的視頻任務(wù)點(diǎn)、作業(yè)任務(wù)點(diǎn)以及教材中選取需要的部分；同時(shí)整理出思考題：現(xiàn)實(shí)生活中可以用圖形結(jié)構(gòu)描述的實(shí)例有哪些？連通分量和強(qiáng)連通分量有什么區(qū)別？圖的數(shù)組存儲方式和鄰接表存儲方式分別適用于什么形態(tài)的圖？將這些任務(wù)點(diǎn)和思考題發(fā)布給學(xué)生，供他們課前自主學(xué)習(xí)。

③教師根據(jù)本節(jié)課程的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)課堂教學(xué)活動(dòng)，包括課堂任務(wù)和研討題目：微博、朋友圈等社交媒體在邏輯上屬于哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？在社交媒體中確定任意兩個(gè)人之間的關(guān)系，可以借助圖的哪種基本操作？社交媒體中朋友圈的劃分，借助圖形結(jié)構(gòu)應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)？

④學(xué)生需要登陸第三方網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺通過觀看視頻教學(xué)資源，學(xué)習(xí)本節(jié)課程的知識點(diǎn)。對于自學(xué)過程中產(chǎn)生的疑問，學(xué)生要盡量自主解決；如果解決不了，可以在平臺上發(fā)起話題向同學(xué)求助，或帶到后續(xù)課堂向教師及同學(xué)尋求幫助。學(xué)生的線上學(xué)習(xí)表現(xiàn)可由登錄次數(shù)、任務(wù)點(diǎn)完成比例等網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄下來，教師在成績評定時(shí)據(jù)此對學(xué)生的線上學(xué)習(xí)情況給出客觀評價(jià)。

2.3.2課中工作

①教師介紹本節(jié)課程的主要教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，并對學(xué)生在自主學(xué)習(xí)期間產(chǎn)生的疑問中共性的問題進(jìn)行解答。實(shí)際教學(xué)中出現(xiàn)的共性問題：圖的廣度優(yōu)先遍歷操作中，同一個(gè)節(jié)點(diǎn)的下一層鄰接節(jié)點(diǎn)是否有訪問順序的要求？無向圖的數(shù)組存儲結(jié)構(gòu)是否是對稱的？

②對于預(yù)先設(shè)計(jì)的課堂教學(xué)活動(dòng)，按照難易程度或知識點(diǎn)順序逐個(gè)拋出課堂任務(wù)和研討題目，要求學(xué)生進(jìn)行小組討論，由組長組織協(xié)調(diào)組員參與問題討論和發(fā)言。教師從時(shí)間和態(tài)勢上把握分組討論活動(dòng)的整體進(jìn)程，有針對性地、以靈活多樣形式地為各個(gè)小組給出適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)意見和建議。

③小組討論結(jié)束后，請小組代表總結(jié)發(fā)言，其他小組辯論和補(bǔ)充，教師適時(shí)發(fā)問和引導(dǎo)。

④教師對本節(jié)課程作出總結(jié)。

2.3.3課后部分

①教師針對學(xué)生掌握情況不佳的知識點(diǎn)，在平臺上發(fā)布話題：在多個(gè)城市之間建造公路，希望造價(jià)最低，是否可以通過圖形結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)？如何實(shí)現(xiàn)？組織學(xué)生參與討論并輔導(dǎo)答疑。

②教師針對本節(jié)課程在第三方網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上布置和批改學(xué)生作業(yè)。

③教師根據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)查看學(xué)生在視頻觀看、網(wǎng)絡(luò)登錄次數(shù)、在線討論及課堂討論等各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中的表現(xiàn)，以便給出平時(shí)成績。

④教師進(jìn)行本次課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革實(shí)踐總結(jié)，以促進(jìn)今后教學(xué)工作的改進(jìn)。

本次教學(xué)活動(dòng)取得的成效：設(shè)計(jì)的課堂研討題目是關(guān)于社交媒體展開的，與學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活接觸緊密，有效調(diào)動(dòng)了學(xué)生繼續(xù)探索下去的興趣。

本次教學(xué)活動(dòng)出現(xiàn)的主要問題：對課堂時(shí)間和進(jìn)度的把握沒有做到精確，對問題的研討過于深入，導(dǎo)致后面總結(jié)部分稍顯倉促。

下一步的工作改進(jìn)：對學(xué)生的課前自主學(xué)習(xí)進(jìn)行規(guī)范，促進(jìn)其對基礎(chǔ)知識點(diǎn)的有效自我吸收，避免課堂教學(xué)過多講解基礎(chǔ)知識；同時(shí)，嚴(yán)格規(guī)范課堂教學(xué)過程管理，做到按計(jì)劃進(jìn)行。

3.課程總結(jié)

為期一學(xué)期的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)混合教學(xué)模式改革已經(jīng)結(jié)束，我們通過對學(xué)生成績的分析發(fā)現(xiàn)，優(yōu)秀率占28.6%，及格率占89.2%，自動(dòng)放棄率占5.4%，成績分布基本合理。高分?jǐn)?shù)段學(xué)生取得了比較理想的成績，主要是由于他們大多在期末考試和線上學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)得分較高，而低分?jǐn)?shù)段學(xué)生則大多在線上學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)失分較多。另外，與該課程在前兩輪單純使用傳統(tǒng)教學(xué)模式的教學(xué)過程和學(xué)生考核成績相比，本輪教學(xué)中取得優(yōu)秀成績的學(xué)生占比有明顯提高。上述分析表明，將翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)面授教學(xué)模式相結(jié)合、應(yīng)用于電氣類專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程取得了理想的教學(xué)效果，能夠達(dá)到預(yù)期教學(xué)目標(biāo)，可以繼續(xù)推行和探索。

另一方面，對選修學(xué)生的調(diào)查和反饋顯示，大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為本次課程對提高他們的自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、語言表達(dá)能力以及信息檢索能力等有很大幫助，同時(shí)這種自主學(xué)習(xí)方式還能夠在一定程度上激發(fā)學(xué)習(xí)積極性，擴(kuò)展視野，在一定程度上提高他們的自信心。但也有少數(shù)學(xué)生認(rèn)為，自主學(xué)習(xí)新的知識點(diǎn)難度較大，少部分學(xué)生在線上自主學(xué)習(xí)時(shí)遇到困難就會選擇放棄。

4.關(guān)于混合教學(xué)模式的思考

（1）實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的環(huán)節(jié)中，學(xué)生的課前自主學(xué)習(xí)效果會直接影響到后續(xù)課堂上啟發(fā)式教學(xué)的實(shí)施效果，因此，需要對學(xué)生的課前自主學(xué)習(xí)進(jìn)行有效督促。教師在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的整理和準(zhǔn)備中，需要注意知識的碎片化和趣味化，網(wǎng)絡(luò)思考題的提出需要凝練知識點(diǎn)，起到引導(dǎo)學(xué)生積極思考的作用。同時(shí)，可以考慮在成績分配上進(jìn)行適當(dāng)傾斜，從制度上引導(dǎo)和加強(qiáng)學(xué)生對課前自主學(xué)習(xí)活動(dòng)的重視。

（2）進(jìn)行混合教學(xué)模式改革，重中之重就是有效進(jìn)行不同于以往的課堂教學(xué)過程。在課堂上，教師需要根據(jù)實(shí)際情況發(fā)布課堂任務(wù)和研討題目，組織學(xué)生進(jìn)行小組交流和討論并進(jìn)行小組發(fā)言。這一過程是幫助學(xué)生進(jìn)一步知識內(nèi)化的重要過程，因此，在教學(xué)中，尤其需要對課堂活動(dòng)的流程和時(shí)間分配進(jìn)行精確設(shè)計(jì)。課堂任務(wù)和研討題目的設(shè)計(jì)需要具有典型性和綜合性，需要利用幾個(gè)任務(wù)和題目涉及大部分的知識點(diǎn)，并且需要具有可討論性和可發(fā)揮性，由此學(xué)生可以在教師劃定的一個(gè)范圍內(nèi)進(jìn)行自由思考。另一方面，在實(shí)際的課題研討過程中，尤其需要注意對時(shí)間的把握。有別于傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，在翻轉(zhuǎn)課堂模式中，由于加入了學(xué)生的參與環(huán)節(jié)，課堂時(shí)間會顯得不充足，如果不能精確把握時(shí)間，很容易在有限學(xué)時(shí)內(nèi)完不成教學(xué)任務(wù)。

（3）在混合教學(xué)模式的整個(gè)實(shí)施階段，應(yīng)該時(shí)刻注意對課程的實(shí)施狀況進(jìn)行總結(jié)。這種總結(jié)不僅應(yīng)在課程結(jié)束后進(jìn)行，而且還應(yīng)在課程的每一個(gè)階段，如期初、期中和期末階段進(jìn)行，甚至是在每一節(jié)課以后進(jìn)行?？偨Y(jié)的內(nèi)容應(yīng)該包括課堂任務(wù)和研討題目的設(shè)置是否能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、課堂教學(xué)過程的實(shí)施是否按計(jì)劃進(jìn)行、學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握情況是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，等等。在進(jìn)行課程總結(jié)分析的時(shí)候，可以采用多種手段，可以經(jīng)常在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上查看學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，通過平臺統(tǒng)計(jì)功能查看并分析學(xué)生的自主學(xué)習(xí)活動(dòng)的進(jìn)展以及需要引領(lǐng)學(xué)生改進(jìn)的地方。

5.結(jié)語

我校以跨校修讀學(xué)分項(xiàng)目為契機(jī)，借助第三方網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和兄弟院校精品課程資源，進(jìn)行基于翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)面授相結(jié)合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程混合教學(xué)模式探索，取得了一定的成效。今后，我們將繼續(xù)探索翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在傳統(tǒng)教學(xué)基礎(chǔ)上的合理運(yùn)用，并向其他課程推廣。