數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程MOOC教學(xué)模式探討

吳永芬+陳衛(wèi)衛(wèi)+王真+施蕾+唐艷琴

摘 要 通過(guò)探討數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的MOOC教學(xué)模式，希望通過(guò)MOOC提供給學(xué)生一種與傳統(tǒng)課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)公開(kāi)課不同的學(xué)習(xí)渠道，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生探索知識(shí)，更好地掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門(mén)課程。

關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程；MOOC教學(xué)模式；教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2017）01-0037-03

1 引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，涌現(xiàn)出來(lái)一種大規(guī)模開(kāi)放在線(xiàn)課程（MOOC）教育模式。那么什么是MOOC呢？MOOC一詞是由加拿大學(xué)者Dave Cormier和Bryan Alexander提出的[1]。MOOC（Massive Open Online Course）是指大規(guī)模的免費(fèi)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放課程。參與MOOC學(xué)習(xí)的人數(shù)規(guī)模龐大，全球各地的參與者都可以免費(fèi)注冊(cè)使用MOOC，參與信息提供、評(píng)價(jià)過(guò)程[2]。MOOC的核心是教學(xué)設(shè)計(jì)的改變以及參與者的互動(dòng)性。

2012年，MOOC在美國(guó)取得空前成功，Coursera、edX、

Udacity三大課程提供商的興起，給更多學(xué)生提供了系統(tǒng)學(xué)習(xí)的可能[3]。國(guó)內(nèi)的知名大學(xué)如北京大學(xué)、清華大學(xué)、浙江大學(xué)等紛紛發(fā)布MOOC課程。MOOC的到來(lái)為高等教育帶來(lái)新的機(jī)遇，可以促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源共享和教育公平[4]。

高等教育的傳統(tǒng)教學(xué)方式作為主流的教學(xué)模式[5-8]不會(huì)被替代，但MOOC將導(dǎo)致現(xiàn)有教學(xué)體系的全面革新，幾千年來(lái)低效率的課堂教學(xué)將在今后若干年內(nèi)有根本性的改變[9]。

在MOOC框架下如何利用一些新技術(shù)和新手段提高課程的教學(xué)質(zhì)量？數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的核心專(zhuān)業(yè)課程，是一門(mén)實(shí)用性很強(qiáng)又抽象程度比較高的課程，課程內(nèi)容抽象、復(fù)雜，涉及很多概念和算法技術(shù)，學(xué)習(xí)起來(lái)較困難。長(zhǎng)期以來(lái)，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程通過(guò)以教師為主體、學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的模式開(kāi)展教學(xué)，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)困難增加，學(xué)習(xí)興趣得不到激發(fā)，教學(xué)效果并不理想。本文通過(guò)探討數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的MOOC教學(xué)模式，希望通過(guò)MOOC提供給學(xué)生一種與傳統(tǒng)課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)公開(kāi)課不同的學(xué)習(xí)渠道，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生探索知識(shí)，更好地掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門(mén)課程。

2 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)存在的問(wèn)題

通過(guò)長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一線(xiàn)崗位的實(shí)踐摸索和對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的調(diào)查分析，總結(jié)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)過(guò)程中主要存在的幾點(diǎn)問(wèn)題。

學(xué)生學(xué)習(xí)難度大，學(xué)習(xí)興趣低 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程主要是培養(yǎng)學(xué)生分析解決問(wèn)題能力，但由于該課程抽象程度高，對(duì)學(xué)生的抽象思維和邏輯思維能力要求較高，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)難度較大。如果教學(xué)過(guò)程中運(yùn)用生動(dòng)形象的教學(xué)方法，讓學(xué)生自發(fā)參與學(xué)習(xí)，不僅教師能夠取得較好的教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量，學(xué)生也不再是為了考試而死記硬背知識(shí)點(diǎn)，而是能真正把所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合

傳統(tǒng)教學(xué)模式不能滿(mǎn)足教學(xué)需求 一直以來(lái)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式都是把教師作為主體，用講授式的教學(xué)方法把相關(guān)知識(shí)點(diǎn)大量傳輸給學(xué)生。然而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程涉及繁多的概念和算法，傳統(tǒng)的教學(xué)模式顯然已不能滿(mǎn)足這門(mén)邏輯思維能力要求很高的課程，否則教學(xué)目的、教學(xué)效果都會(huì)和預(yù)期相差甚大。另外，傳統(tǒng)的教學(xué)方式主要是運(yùn)用黑板和PPT，但PPT很多時(shí)候只是代替黑板和粉筆，演示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的算法得到改進(jìn)，直觀(guān)性更強(qiáng)，而學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)之間的繁雜關(guān)系還是很難想象。并且信息量更大后，難以一直吸引學(xué)生的注意力，互動(dòng)及延續(xù)性不能得到很好的改進(jìn)，教學(xué)效果也受到很大影響。

3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程MOOC教學(xué)模式設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程MOOC制作流程 在進(jìn)行MOOC課程規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，要充分了解MOOC教學(xué)模式的特點(diǎn)，以期能夠有針對(duì)性地對(duì)課題進(jìn)行規(guī)劃。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的MOOC制作流程如圖1所示。

MOOC課程制作要想做得引人入勝，容易學(xué)習(xí)消化，需要專(zhuān)業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)的配合，經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)的錄制和后期制作，內(nèi)容質(zhì)量和視覺(jué)風(fēng)格都會(huì)得到很好的提升，使得課程脫穎而出，取得理想的傳播影響力。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的MOOC教學(xué)內(nèi)容必須合理碎片化 傳統(tǒng)教學(xué)是教師把學(xué)生召集到指定教室一起學(xué)習(xí)，這種強(qiáng)有力的組織性形成外在驅(qū)動(dòng)力。在這個(gè)驅(qū)動(dòng)力下，學(xué)生雖然學(xué)習(xí)動(dòng)力低，也會(huì)從枯燥的教學(xué)內(nèi)容和呆板的教學(xué)方式中學(xué)到部分知識(shí)點(diǎn)。另外，傳統(tǒng)教學(xué)的教學(xué)對(duì)象是年齡相仿、教育基礎(chǔ)相仿的學(xué)生，教師的教學(xué)內(nèi)容容易組織準(zhǔn)備。然而，MOOC的學(xué)習(xí)對(duì)象有不同學(xué)習(xí)目的，來(lái)自不同的地方，有著不同的年齡，教育基礎(chǔ)也不相同，因此，MOOC教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，挑戰(zhàn)性更大。開(kāi)展MOOC教學(xué)模式要想增加吸引力，教師要在自己的課程內(nèi)容設(shè)計(jì)上下功夫，增強(qiáng)吸引力，推動(dòng)學(xué)生向前走。

在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)50分鐘課堂上，一般教師會(huì)講授至少30分鐘抽象復(fù)雜的知識(shí)點(diǎn)。各種心理學(xué)研究顯示，人類(lèi)的注意力最有效的集中時(shí)間段是6～10分鐘，超過(guò)這段時(shí)間就會(huì)下降，接受信息的能力也會(huì)隨之降低，因此，信息獲取的趨勢(shì)必須是碎片化，如此才能被人類(lèi)更好地接收。MOOC課程教學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要內(nèi)容就是把系統(tǒng)化的知識(shí)轉(zhuǎn)化為碎片化的信息。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的MOOC教學(xué)設(shè)計(jì)中要把傳統(tǒng)課堂50分鐘教學(xué)內(nèi)容，切分為多個(gè)10分鐘的小視頻，把整個(gè)課程精確地切分轉(zhuǎn)化成多個(gè)獨(dú)立的小視頻講授。這樣不同學(xué)習(xí)目標(biāo)的學(xué)生可以選擇需要的小視頻學(xué)習(xí)，每個(gè)學(xué)生還可以根據(jù)自己的業(yè)余時(shí)間隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，在注意力最集中的時(shí)間里學(xué)到相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

碎片的內(nèi)容要緊扣主題，切割碎片時(shí)，內(nèi)容不可以太長(zhǎng)。比如堆排序，如果切割成一個(gè)視頻，必然要至少20分鐘，就要把內(nèi)容進(jìn)一步碎化，但又要使切割后的內(nèi)容各成一主題。因此，如何使得內(nèi)容切割的碎片更合理，使得邏輯組織更清晰，需要在PPT制作部分就考慮這個(gè)問(wèn)題。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程MOOC教學(xué)小視頻制作要有吸引力和實(shí)效 視線(xiàn)引導(dǎo)是吸引學(xué)生注意力的一種方式。在傳統(tǒng)課堂上，學(xué)生的視線(xiàn)跟隨教師多樣的肢體語(yǔ)言和教鞭等教學(xué)工具的指引發(fā)生變化，視線(xiàn)也會(huì)跟著講臺(tái)上教師位置的移動(dòng)發(fā)生變化，增強(qiáng)了對(duì)學(xué)生的吸引力，讓學(xué)生的思路跟隨教師的節(jié)奏。在MOOC小視頻制作中，可以通過(guò)講授者的動(dòng)作、動(dòng)畫(huà)播放、PPT放映中文字或者圖片的層次進(jìn)入以及視頻編輯軟件提供的高亮、筆畫(huà)等功能達(dá)到同樣的效果。至于講授者和課件是穿插出現(xiàn)的，出現(xiàn)的比例、頻率到底應(yīng)該多少為宜，并沒(méi)有具體的標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)鍵是保持屏幕上要盡量變化，并且變而不亂、引人入勝。像靜止的畫(huà)面，或者充滿(mǎn)文字的畫(huà)面，在視頻中不能持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間。

思路引導(dǎo)較視線(xiàn)引導(dǎo)更為重要。課件設(shè)計(jì)風(fēng)格應(yīng)該是簡(jiǎn)單的，對(duì)所有課件中動(dòng)畫(huà)的設(shè)計(jì)，原則上是對(duì)思考過(guò)程的展示，所有無(wú)助于此的元素都不必出現(xiàn)。例如：在展示一個(gè)復(fù)雜算法的偽代碼時(shí)，并不是一次性將全部偽代碼放映出來(lái)，再逐行講解其功能——這是計(jì)算機(jī)執(zhí)行的過(guò)程，并不是人類(lèi)思考的過(guò)程；應(yīng)從整體思路入手，先根據(jù)算法流程展示出代碼框架，再逐步演示框架內(nèi)各個(gè)模塊的細(xì)化過(guò)程，必要時(shí)輔以實(shí)例的動(dòng)畫(huà)演示。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程MOOC教學(xué)模式的互動(dòng)性 傳統(tǒng)課堂上教師習(xí)慣于通過(guò)提問(wèn)、設(shè)問(wèn)的方式進(jìn)行互動(dòng)，在MOOC教學(xué)過(guò)程中可以通過(guò)在視頻內(nèi)插入提問(wèn)、在視頻間隙插入測(cè)驗(yàn)的方式進(jìn)行師生互動(dòng)，有助于增強(qiáng)教學(xué)效果。

在MOOC視頻內(nèi)插入提問(wèn)，等同于傳統(tǒng)課堂上教師提出一個(gè)簡(jiǎn)單問(wèn)題，用來(lái)吸引學(xué)生的注意力，避免學(xué)生的思維懈怠。在傳統(tǒng)課堂上，教師提出問(wèn)題后，懈怠的學(xué)生可能不會(huì)思考，只是等其他學(xué)生的回答。但在MOOC教學(xué)過(guò)程中，看視頻的所有學(xué)生必須對(duì)插入的問(wèn)題做出思考及回答，才能繼續(xù)觀(guān)看視頻。

在MOOC視頻之間插入測(cè)驗(yàn)，是在一個(gè)小視頻播放結(jié)束后，插入前一段小視頻的相關(guān)測(cè)驗(yàn)，學(xué)生給出回答結(jié)果，MOOC系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)判題，立即給出測(cè)驗(yàn)結(jié)果。這樣學(xué)生盡快發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，掌握自己對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解程度，對(duì)于不明白的還可以再次觀(guān)看前一段視頻。然而傳統(tǒng)課堂測(cè)驗(yàn)會(huì)對(duì)教學(xué)進(jìn)度造成影響，而且教師課后批改測(cè)驗(yàn)的工作量會(huì)增加，學(xué)生存在的問(wèn)題也不能及時(shí)反饋。因此，在師生互動(dòng)方面，MOOC比傳統(tǒng)課堂的互動(dòng)效果要更好。

MOOC的互動(dòng)性?xún)?yōu)點(diǎn)，除了師生互動(dòng)，還有生生互動(dòng)。學(xué)生提交的作業(yè)是需要交流和分享的，并且還有學(xué)生的互評(píng)，這是MOOC的一個(gè)創(chuàng)新。通過(guò)互相之間的分享、觀(guān)摩，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，端正學(xué)習(xí)態(tài)度，這是傳統(tǒng)的教學(xué)互動(dòng)層次做不到的。

4 總結(jié)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程重在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，在教學(xué)過(guò)程中希望通過(guò)教學(xué)手段如互動(dòng)式學(xué)習(xí)等方式來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。在設(shè)計(jì)和實(shí)施數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程MOOC教學(xué)時(shí)，重點(diǎn)要考慮如何組織教學(xué)內(nèi)容，使得碎片化后的內(nèi)容組織更合理，以滿(mǎn)足不同對(duì)象的學(xué)習(xí)需求，以及如何制作更有吸引力的視頻、動(dòng)畫(huà)或數(shù)字特效等，能突出算法的設(shè)計(jì)、清晰問(wèn)題的求解思路以及不同方法之間的特點(diǎn)。

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