基于微課的案例教學法在數據結構教學中的應用

陳川　鐘曉玲　何強　羅耀耀

摘要：首先分析了《數據結構》課程教學在傳統教學模式下所存在的問題，探討了以微課為技術手段制作案例，并將案例應用于《數據結構》教學的混合式教學模式，詳細闡述了案例的實施過程，實踐證明能夠充分調動學生的主動性，實現良好的師生互動和反饋，有效提高了教學效果。

關鍵詞：微課；案例教學法；數據結構；教學模式；主動性

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）13-0110-02

Abstract： Firstly， this paper analyzes the problems of Data Structure course teaching in traditional teaching mode， discusses the case-making by using micro-lecture as a technical means， and the case is applied to blended teaching and learning model of Data Structure teaching. The practice shows that it can be able to mobilize students' initiative， realize the interaction and feedback between teachers and students better and improve the teaching effect.

Key words： micro-lesson； case teaching method； data structures； teaching model； initiative

1 概述

近年來，基于互聯網的信息技術在教育領域得到了廣泛應用，其中最主要的形式是微課、翻轉課堂和慕課。全國高校相繼進行了數字校園建設，推動新教學技術在教學中的應用，促進教學改革和創新，新的教學模式相繼得到應用，提高了課堂教學效果[1]。在這樣的背景下，微課成為當前教學信息化中備受關注的應用形式之一。

微課是以混合式學習為指導思想，基于學科的核心知識點設計，適用于微型化學習的新型課件設計形式。課件通常以視頻形式為主，時間長度一般為5-8分鐘，內容精簡。特別是近幾年，微課等教育技術受到廣泛關注，但只有將微課與傳統教學模式相結合，才能真正在實際教學中發揮其作用[1]。因此，本文討論將微課與傳統的基于案例教學法的數據結構教學相結合的混合式教學模式。

2 數據結構教學中存在的問題及案例教學法應用

《數據結構》課程是計算機科學中一門綜合性的專業基礎課，是一門承上啟下的課程。它不僅僅是一般程序設計的基礎，而且是設計和實現編譯原理、操作系統、數據庫系統及其他系統程序和大型應用程序的重要基礎。

但是，當前數據結構教學中存在以下問題：1）以教師講授知識和學生被動接受知識的傳統教學模式為主，不能以學生為主體，無法調動學生學習的自主性；2）數據結構基本知識和算法邏輯性強，內容抽象，對于學生來說，學習比較枯燥。特別是當前導課程離散數學和C語言程序設計沒有很好掌握的情況下，不僅沒有學習興趣，也因無從下手而對學習沒有信心，學習效果差，更談不上達到根據實際問題設計數據結構和算法的學習要求[2]。

針對數據結構教學中存在的問題，許多學者在教學方法上進行改變，將案例教學法應用在《數據結構》教學中[2-3]。

案例教學法起源于1920年代，由美國哈佛商學院所倡導，有助于培養和發展學生主動參與課堂討論。而國內教育界開始探究案例教學法，則是在上世紀九十年代后[3]。

案例教學法是一種以案例為基礎的教學法，案例本質上是提出一種教育的兩難情境，沒有特定的解決之道，而教師于教學中扮演著設計者和激勵者的角色，鼓勵學生積極參與討論，作為一種具有明確目的、以行動為導向的訓練方法有助于提高學生綜合素質，避免了傳統的教學方法中教師始終扮演著傳授知識者角色，學生始終扮演知識接受者角色的問題。

案例教學法在數據結構教學中的應用，對提高教學效果起到了積極的促進作用，但是教學模式仍然屬于傳統教學模式。信息技術的不斷發展，推動教學模式不斷改變以適應教學需要[4-5]。由于數據結構及其算法的教學難點在于他們的抽象性和動態性。如何變抽象為直觀，將知識點與生活場景結合，理論與實踐相結合，是作為教學工作者始終要關注和解決的問題。因此，本課題組成員以教改項目為依托，根據本院的教學特點，將以微課為基礎的案例教學法應用于數據結構的教學中[6-7]。

3 基于微課的案例選擇、設計與制作

3.1案例的選擇

應用案例教學法，案例就是教學的核心，教師必須精心選擇和準備案例。案例的選擇通常遵循以下幾點：1）案例的難度適中；2）案例內容具有真實性和典型性；3）案例與專業相關，貼近學生興趣。

本文作者在教學中使用的教材是嚴蔚敏教授主編的《數據結構（C語言版）》[8]，根據書中的章節和內容，選擇設計合適的案例。如第二章線性表選擇的案例是圖書館書目檢索系統。第三章棧和隊列，選擇停車場管理系統和銀行叫號排隊系統作為案例。

3.2 案例的設計與制作

案例的設計是實施案例教學的基礎和前提。將微課作為技術手段進行案例的設計和制作，是以微課為基礎的案例教學法在數據結構中應用的核心和關鍵。以線性表這一章為例，案例選擇圖書館書目檢索與借閱系統。

利用微課相關技術易于錄制視頻多媒體的特點，首先錄制和制作關于圖書館借書、學生期末成績公布、職工工資分配三個場景，然后加入動畫和卡通形象制作提出疑問，它們涉及的數據的共同特點是什么？解決問題的思路如何？由此引入線性表的邏輯結構的講解，然后把圖書館書目查詢系統作為具體案例進行內容設計。在微課中展示了學生經常使用的本校圖書館書目檢索和借閱系統。從而引入線性表的操作及其實現。在微課設計中，演示了線性表數據結構的瞬間動態特性，不同存儲結構下查找、插入和刪除等算法的作用過程，使知識直觀化。

4基于微課的案例教學法的具體實施

在實施案例過程中，結合目前本人所在學院基于E-learning的云課堂，采取如下三個步驟進行教學的組織。

4.1案例的導入

在課前兩天將制作的微課內容上傳至學院云課堂，要求學生進行學習，分析思考，同時完成對知識點的預習。

4.2案例的討論

在課堂上，注意將“圖書館書目檢索和借閱系統”教學案例貫穿整個教學過程，將案例內容作為知識點的依托，對知識點進行講解，然后組織學生以小組為單位，討論案例相關的基本知識和解決問題的方案，同時教師加以恰當引導，通過師生的互動，發揮學生的主動性。

4.3案例的總結

方案的實現則在實踐環節完成，實驗課程通常安排在理論課程當天下午或第二天，以任務驅動的方式下達實驗要求，使學生通過完成任務實現對知識的理解、掌握和運用，同時實驗課上加強對學生的具體輔導，最后作案例的總結。從而真正實現了在教師的指導下，以學生為中心的“自主學習”，提高了學生分析和解決問題的能力，提高了教學效率。

5 結論

數據結構課程的教學要求之一是訓練學生進行復雜程序設計的技能和培養良好程序設計的習慣，其重要程度絕不亞于知識傳授。因此，在數據結構的整個教學過程中，學生主動參與學習、認真完成習題作業和上機實習是保證學習質量的重要環節。將以微課為基礎的案例教學法應用于數據結構，能實現上述環節的兼顧，教學符合從感性認識到理性認識的認知規律，從而幫助學生完成知識的學習和能力的提升，改善了教學質量，切實提高了學生分析問題和解決問題的能力。實踐證明學生學習興趣明顯提高，教學效果良好。

參考文獻：

[1] 趙國棟. 微課、翻轉課堂與慕課實操教程[M].北京：北京大學出版社，2015：15-40.

[2] 宗瑜，金萍. 案例教學法與數據結構教學改革[J]. 皖西學院學報，2009，25（2）：30-31.

[3] 楊業娟. 案例教學法在高職數據結構課程中的應用研究[J].電腦知識與技術， 2012， 8（27）：6553-6554.

[4] 張瑞霞，文益民，周婭等. 數據結構課程微課設計與應用研究[J]. 計算機教育， 2015（16）：59-62.

[5] 唐翠芳，張仁津. 用案例教學法指導數據結構與算法教學[J]. 計算機教育， 2011（8）：91-95.

[6] 王靜婷，王艷麗，張敏.微課教學模式在Oracle數據庫課程中的應用[J].電腦知識與技術， 2016， 12（1）：21-24.

[7] 黃興榮. 基于Android的《數據結構》移動微課設計與實現[J]. 電腦知識與技術， 2015， 11（21）：100-101.

[8] 嚴蔚敏，吳偉民.數據結構（C語言版）[M]. 北京：清華大學出版社， 2012：1-40.