基于微課的翻轉課堂在軍隊院校數據結構教學中的應用

【摘要】微課以視頻為載體，作為一種有效的教學手段，已越來越受人們的歡迎。本文認為微課在軍隊院校數據結構教學中同樣具有優勢。本文分析了目前軍隊院校數據結構教學的特點，研究了基于微課的翻轉課堂在數據結構教學中的應用，探討并舉例分析了如何進行數據結構微課設計，證明了微課作為軍隊院校輔助教學方式，能夠激起學生的興趣，達到良好的教學效果。

【關鍵詞】微課 翻轉課堂 軍隊院校 數據結構 微課設計

【中圖分類號】G42 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）03-0025-02

1.微課與翻轉課堂

美國新墨西哥州圣胡安學院高級教學設計師戴維·彭羅斯（David Penrose）于2008年首次提出“微課”概念。2012年12月至2013年8月，教育部全國高校教師網絡培訓中心舉辦首屆全國高校微課教學比賽，自此，微課正式進入中國教育界視野。

微課是以視頻為主要載體，記錄教師圍繞某個知識點或教學環節開展的簡短、完整的教學活動。一節微課一般控制在5-15分鐘，適合微時代的移動學習、泛在學習、自主學習，更適合學生對不同學科知識點按需選擇學習、個性化學習，既可查漏補缺又能鞏固知識，能夠滿足學生不同層次的學習需求。

翻轉課堂通過課前教學視頻（本文采用微課形式）讓學生自學完成課堂知識的傳授任務，而利用課堂時間采用討論、實踐等課堂學習活動幫助學生實現知識內化，采用全新的教學理念和方式，真正體現了學生學習的主體性及教師的主導性，徹底改變了傳統課堂的教學模式。基于微課的翻轉課堂的基本流程是：（1）教師制作微課及微練習上傳至網絡；（2）學生課前自學微課；（3）課堂教學活動實施（討論、交流、實踐）；（4）教學效果評價、反饋。

2.軍隊院校數據結構教學的特點

數據結構是計算機科學教育的重要專業核心基礎課。軍隊院校只要開設有與計算機學科相關的專業如通信專業、電氣自動化、語言處理工程等專業，都設有數據結構課程，一般在C語言程序設計課程之后開課。由于軍隊院校自身的職業特點和人才培養目標的要求以及數據結構課程的性質，目前數據結構教學存在以下特點：

2.1教師講，學生聽

軍隊院校管理得嚴格，采用傳統的教學模式，在教學實施上要求教師按照課程標準、教學計劃分配學時和教學內容進行授課，這在一定程度上限制和制約了教師的教學，容易造成以教師為主體，學生充當“聽眾”，始終按著教師講解的思路去理解問題、記憶知識，即存在“教師講、學生聽”的現象，難以調動學生探討問題的積極性。

2.2驗證多，設計少

軍隊院校的師資隊伍建設總體情況較好，但一些教師雖然專業知識淵博，教學經驗豐富，卻對軍隊建設的基本情況、軍隊一線單位對人才和技術的需求缺乏了解，在教學中難以把握“學以致用”。數據結構課程通常采用“理論教學+實踐教學”的方式，而實踐教學環節中的實驗大多是驗證性實驗，缺乏與軍隊一線單位實際相結合的設計實驗和綜合性實驗，即存在“驗證多、設計少”的現象，不利于學生創新能力和計算思維的培養。

2.3上機時間有限，課外資源較少

數據結構教學普遍課時不夠，繁重的授課內容使得上機時間減少，很多學生無法體會數據結構課程在軟件開發領域的價值。此外，由于軍隊院校管理模式的特點，要求整齊劃一，學生集體活動多，自由學習時間少，他們課堂上沒有理解的內容課下沒有足夠的時間去消化、上機實踐。

針對此種現狀，本文提出基于微課的翻轉課堂在軍隊院校數據結構教學中的應用，探討并舉例分析如何進行數據結構微課設計，培養出有創造力的應用型學生。

3.數據結構微課設計

3.1 微課選題

微課既不是將全部教學內容劃分為片段，也不是教學視頻的縮版。微課需要突出課程的重點和難點，提煉教學內容精華。學生可以通過微課對在課堂上沒有理解透徹的知識，繼續加深理解。因此，合理選題是微課開發的最重要一步。在微課短短的時間內，教師應講解一個完整的知識點，提煉出的問題應具有一定的代表性，幫助學生舉一反三。

根據總體教學目標對課程分解成相應的微單元；對每個微單元進行自主學習任務單設計；對每個微單元進行微課制作；對每個微單元編制相應的微練習。結合數據結構課程相關內容、重點難點，選取以下知識點做微課，如表1所示。

3.2 微課設計與實施

微課必須有趣、簡潔、易懂，能激發學生的學習興趣，抓住學者的眼球，開篇點題，內容言簡意賅，講解要簡單易懂。

（1）問題驅動式教學

微課設計要根據教學內容合理地設置問題引入教學內容的方法，采用“提出問題、分析問題、解決問題”的模式，引導學生獨立思考、分析，改變“教師講，學生聽”的狀態。

例如，在學習“棧”這部分內容時，教師可以提出比較有趣的“Hanoi塔”問題、八皇后問題或者迷宮問題讓學生思考，再逐步引出“棧”的相關知識，然后鼓勵學生應用“棧”編寫算法解決這些問題并上機編程實現。以Hanoi塔問題為例，提出問題可以教師口述如下：Hanoi塔問題源于印度一個古老傳說，印度北部貝拿勒斯的圣廟里，一塊黃銅板上插著三根寶石針，印度教的主神梵天在創造世界的時候在其中一根針上從下到上穿好了由大到小的64片金片（即所謂的Hanoi塔）。不論白天黑夜，總有一個僧侶在按下面的法則移動這些金片：①每次只能移動一片金片；②金片可以插在任意一根針上；③任何時刻都不能將一個較大的金片壓在較小的金片之上。如何實現移動金片的操作呢？這就是Hanoi塔問題。教師也可以用形象的圖示或演示軟件為學生展示問題。提出問題之后，讓學生去思考分析，這樣不僅激發學生的興趣，也能培養他們分析解決實際問題的能力。

這節微課能夠幫助學生理解并掌握棧的存儲實現方法以及遞歸的應用；了解hanoi塔問題的背景；能應用遞歸編程實現類似問題。課程的主要教學內容和知識點見表2，教師可以根據實際情況適當調整時長。

（2）貼近軍隊一線的實例教學

在設計微課過程中以現實生活或貼近軍隊一線的例子作為引導，讓學生認識到算法重要性的同時可以通過合理生動的實例幫助他們理解算法，達到學以致用，需要軍隊院校不斷增進教師對部隊實際工作的認識，通過安排教師到部隊代職、任職，使教師能夠全面了解部隊計算機技術的使用情況，做到教學貼合實際，為學生提供一些設計性實驗和綜合性實驗來源，解決“驗證多，設計少”。驗證性實驗作為基本目標要求學生必須掌握，在此基礎上，多展開設計性實驗和綜合性實驗，使理論學習中需要解決的現實問題在一定程度上得到實現。

例如，在求解最短路徑時，可以通過Dijkstra在軍港物流保障中的應用去學習，由于基于信息系統作戰能力建設已經成為我軍信息化建設的重要方法，快速高效地實現對軍港的物流保障具有重要的軍事意義，因此，我們有必要去探討Dijkstra算法在軍港物流中的應用，之后通過舉例、圖示等方法求解最短路徑，理解Dijkstra算法基本思想。

（3）注意PPT和視頻的設計

除了教學內容的設計，還要注意PPT和視頻的設計。PPT界面要簡潔美觀，由于數據結構算法抽象，盡可能多采用圖、表和動畫的形式來展現算法思想，讓學生更容易理解算法過程；錄制的視頻效果要清晰，畫面大小要適中。

3.3 課堂教學實施

教師首先針對學生在課前觀看微課、做微練習中反應的實際問題與學生進行討論、交流并答疑，對操作性問題進行演示講解。再根據微單元的知識目標，組織開展上機實踐，解決學生上機時間少的問題。基于微課的翻轉課堂教學從課前到課后整個流程如圖1所示。

在翻轉課堂上教師的身份從講授者轉變為設計者、組織者、引導者，學生從被動的接受者成為主動的學習者，充分調動了學生的主動性，提高了自主學習能力。

4.結語

微課是現代化教學中的產物，微課的出現對于教師和學生都具有重要的現實意義，教師可以通過微課進行教學實踐，提高教學水平，促進自身進一步的專業發展，學生可以通過微課自主學習，更好地理解課程的重點難點，利用微課，把翻轉課堂教學模式應用到數據結構教學中去，教師主導作用、學生主體地位得以體現，學生的實踐能力，自主學習能力得以提升。數據結構課程對學生軟件開發能力的培養至關重要。微課作為軍隊院校數據結構課程的輔助教學方式，能夠激起學生的興趣，達到良好的教學效果。

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作者簡介：

胡瑞娟，女，講師，研究方向為數據挖掘、數據庫系統。