數據結構課程MOOC教學模式探討

吳永芬+陳衛衛+王真+施蕾+唐艷琴

摘 要 通過探討數據結構課程的MOOC教學模式，希望通過MOOC提供給學生一種與傳統課堂教學和網絡公開課不同的學習渠道，激發學生的學習興趣，引導學生探索知識，更好地掌握數據結構這門課程。

關鍵詞 數據結構課程；MOOC教學模式；教學設計

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）01-0037-03

1 引言

隨著互聯網時代的到來，涌現出來一種大規模開放在線課程（MOOC）教育模式。那么什么是MOOC呢？MOOC一詞是由加拿大學者Dave Cormier和Bryan Alexander提出的[1]。MOOC（Massive Open Online Course）是指大規模的免費網絡開放課程。參與MOOC學習的人數規模龐大，全球各地的參與者都可以免費注冊使用MOOC，參與信息提供、評價過程[2]。MOOC的核心是教學設計的改變以及參與者的互動性。

2012年，MOOC在美國取得空前成功，Coursera、edX、

Udacity三大課程提供商的興起，給更多學生提供了系統學習的可能[3]。國內的知名大學如北京大學、清華大學、浙江大學等紛紛發布MOOC課程。MOOC的到來為高等教育帶來新的機遇，可以促進優質教育資源共享和教育公平[4]。

高等教育的傳統教學方式作為主流的教學模式[5-8]不會被替代，但MOOC將導致現有教學體系的全面革新，幾千年來低效率的課堂教學將在今后若干年內有根本性的改變[9]。

在MOOC框架下如何利用一些新技術和新手段提高課程的教學質量？數據結構課程是計算機相關專業的核心專業課程，是一門實用性很強又抽象程度比較高的課程，課程內容抽象、復雜，涉及很多概念和算法技術，學習起來較困難。長期以來，傳統的數據結構課程通過以教師為主體、學生被動學習的模式開展教學，使得學生的學習困難增加，學習興趣得不到激發，教學效果并不理想。本文通過探討數據結構課程的MOOC教學模式，希望通過MOOC提供給學生一種與傳統課堂教學和網絡公開課不同的學習渠道，激發學生的學習興趣，引導學生探索知識，更好地掌握數據結構這門課程。

2 傳統數據結構課程教學存在的問題

通過長期的數據結構一線崗位的實踐摸索和對學生學習情況的調查分析，總結數據結構課程教學過程中主要存在的幾點問題。

學生學習難度大，學習興趣低 數據結構課程主要是培養學生分析解決問題能力，但由于該課程抽象程度高，對學生的抽象思維和邏輯思維能力要求較高，學生學習起來難度較大。如果教學過程中運用生動形象的教學方法，讓學生自發參與學習，不僅教師能夠取得較好的教學效果，提高教學質量，學生也不再是為了考試而死記硬背知識點，而是能真正把所學的知識點與實際應用相結合

傳統教學模式不能滿足教學需求 一直以來，數據結構課程的傳統教學模式都是把教師作為主體，用講授式的教學方法把相關知識點大量傳輸給學生。然而數據結構課程涉及繁多的概念和算法，傳統的教學模式顯然已不能滿足這門邏輯思維能力要求很高的課程，否則教學目的、教學效果都會和預期相差甚大。另外，傳統的教學方式主要是運用黑板和PPT，但PPT很多時候只是代替黑板和粉筆，演示數據結構的算法得到改進，直觀性更強，而學生對數據之間的繁雜關系還是很難想象。并且信息量更大后，難以一直吸引學生的注意力，互動及延續性不能得到很好的改進，教學效果也受到很大影響。

3 數據結構課程MOOC教學模式設計

數據結構課程MOOC制作流程 在進行MOOC課程規劃設計時，要充分了解MOOC教學模式的特點，以期能夠有針對性地對課題進行規劃。數據結構課程的MOOC制作流程如圖1所示。

MOOC課程制作要想做得引人入勝，容易學習消化，需要專業技術團隊的配合，經過專業技術團隊的錄制和后期制作，內容質量和視覺風格都會得到很好的提升，使得課程脫穎而出，取得理想的傳播影響力。

數據結構課程的MOOC教學內容必須合理碎片化 傳統教學是教師把學生召集到指定教室一起學習，這種強有力的組織性形成外在驅動力。在這個驅動力下，學生雖然學習動力低，也會從枯燥的教學內容和呆板的教學方式中學到部分知識點。另外，傳統教學的教學對象是年齡相仿、教育基礎相仿的學生，教師的教學內容容易組織準備。然而，MOOC的學習對象有不同學習目的，來自不同的地方，有著不同的年齡，教育基礎也不相同，因此，MOOC教學模式與傳統教學模式相比，挑戰性更大。開展MOOC教學模式要想增加吸引力，教師要在自己的課程內容設計上下功夫，增強吸引力，推動學生向前走。

在數據結構傳統50分鐘課堂上，一般教師會講授至少30分鐘抽象復雜的知識點。各種心理學研究顯示，人類的注意力最有效的集中時間段是6～10分鐘，超過這段時間就會下降，接受信息的能力也會隨之降低，因此，信息獲取的趨勢必須是碎片化，如此才能被人類更好地接收。MOOC課程教學設計的一個重要內容就是把系統化的知識轉化為碎片化的信息。在數據結構的MOOC教學設計中要把傳統課堂50分鐘教學內容，切分為多個10分鐘的小視頻，把整個課程精確地切分轉化成多個獨立的小視頻講授。這樣不同學習目標的學生可以選擇需要的小視頻學習，每個學生還可以根據自己的業余時間隨時隨地學習，在注意力最集中的時間里學到相關知識點。

碎片的內容要緊扣主題，切割碎片時，內容不可以太長。比如堆排序，如果切割成一個視頻，必然要至少20分鐘，就要把內容進一步碎化，但又要使切割后的內容各成一主題。因此，如何使得內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問題。

數據結構課程MOOC教學小視頻制作要有吸引力和實效 視線引導是吸引學生注意力的一種方式。在傳統課堂上，學生的視線跟隨教師多樣的肢體語言和教鞭等教學工具的指引發生變化，視線也會跟著講臺上教師位置的移動發生變化，增強了對學生的吸引力，讓學生的思路跟隨教師的節奏。在MOOC小視頻制作中，可以通過講授者的動作、動畫播放、PPT放映中文字或者圖片的層次進入以及視頻編輯軟件提供的高亮、筆畫等功能達到同樣的效果。至于講授者和課件是穿插出現的，出現的比例、頻率到底應該多少為宜，并沒有具體的標準，關鍵是保持屏幕上要盡量變化，并且變而不亂、引人入勝。像靜止的畫面，或者充滿文字的畫面，在視頻中不能持續較長時間。

思路引導較視線引導更為重要。課件設計風格應該是簡單的，對所有課件中動畫的設計，原則上是對思考過程的展示，所有無助于此的元素都不必出現。例如：在展示一個復雜算法的偽代碼時，并不是一次性將全部偽代碼放映出來，再逐行講解其功能——這是計算機執行的過程，并不是人類思考的過程；應從整體思路入手，先根據算法流程展示出代碼框架，再逐步演示框架內各個模塊的細化過程，必要時輔以實例的動畫演示。

數據結構課程MOOC教學模式的互動性 傳統課堂上教師習慣于通過提問、設問的方式進行互動，在MOOC教學過程中可以通過在視頻內插入提問、在視頻間隙插入測驗的方式進行師生互動，有助于增強教學效果。

在MOOC視頻內插入提問，等同于傳統課堂上教師提出一個簡單問題，用來吸引學生的注意力，避免學生的思維懈怠。在傳統課堂上，教師提出問題后，懈怠的學生可能不會思考，只是等其他學生的回答。但在MOOC教學過程中，看視頻的所有學生必須對插入的問題做出思考及回答，才能繼續觀看視頻。

在MOOC視頻之間插入測驗，是在一個小視頻播放結束后，插入前一段小視頻的相關測驗，學生給出回答結果，MOOC系統會自動判題，立即給出測驗結果。這樣學生盡快發現問題，掌握自己對知識點的理解程度，對于不明白的還可以再次觀看前一段視頻。然而傳統課堂測驗會對教學進度造成影響，而且教師課后批改測驗的工作量會增加，學生存在的問題也不能及時反饋。因此，在師生互動方面，MOOC比傳統課堂的互動效果要更好。

MOOC的互動性優點，除了師生互動，還有生生互動。學生提交的作業是需要交流和分享的，并且還有學生的互評，這是MOOC的一個創新。通過互相之間的分享、觀摩，可以提高學生的學習積極性，端正學習態度，這是傳統的教學互動層次做不到的。

4 總結

數據結構課程重在培養學生的實踐能力，在教學過程中希望通過教學手段如互動式學習等方式來激發學生的學習動力。在設計和實施數據結構課程MOOC教學時，重點要考慮如何組織教學內容，使得碎片化后的內容組織更合理，以滿足不同對象的學習需求，以及如何制作更有吸引力的視頻、動畫或數字特效等，能突出算法的設計、清晰問題的求解思路以及不同方法之間的特點。

參考文獻

[1]王文禮.MOOC的發展及其對高等教育的影響[J].江蘇高教，2013（2）：53-57.

[2]楊丹.MOOC（慕課）初探[J].教育教學論壇，2014（12）：

105-106.

[3]張銘，奚春燕，彭遠紅.微課：唱響中國MOOC的前奏[J].計算機教育，2013（20）：11-13.

[4]蘇小紅，趙玲玲，張彥航，等.MOOC浪潮下，我們該做些什么[J].計算機教育，2015（7）：64-68.

[5]邢立峰，邢立群，張曉燕.翻轉課堂模式在計算機基礎課程中的應用研究[J].計算機光盤軟件與應用，2014（24）：

231-232.

[6]劉華敏.“翻轉課堂”教學模式的探討：以《數據結構》課程教學為例[J].廣東技術師范學院學報，2016（5）：70-72.

[7]張小剛.CDIO理念下的“數據結構”課程實踐教學改進探索[J].赤峰學院學報：自然科學版，2016（10）20-21.

[8]李曉明，莊威，楊煦，等.計算機專業本科《數據結構》實驗教學的改革與探索[J].實驗室科學，2009（2）：106-107.

[9]伍民友，過敏意.論MOOC及未來教育趨勢[J].計算機教育，2013（20）：5-8.