“數據結構”課程翻轉課堂教學模式的研究與實踐

潘建江

摘要：翻轉課堂教學模式已受到廣泛的關注，并被應用到越來越多的課程教學實踐中。本文對于數據結構課程引入翻轉課堂教學模式，設計了相應的實施方案并進行了教學效果分析，結果表明，翻轉課堂教學模式能較為顯著的提高課程教學質量。

關鍵詞：翻轉課堂；教學模式；教學改革

近年來，翻轉課堂作為一種新興的教學模式，體現了以“學習者為中心”的教學理念，受到廣泛的關注和認可[1-3]。“數據結構”是計算機類相關專業、信息與計算科學專業重要的基礎課程，它對于培養學生的計算機程序設計能力，訓練計算思維起到非常重要的作用。本文基于我校信息與計算科學專業“數據結構”課程教學實踐，引入翻轉課堂教學模式，設計了相應的實施方案并進行了教學效果分析。

一、“數據結構”翻轉課堂教學模式的設計

翻轉課堂的教學實踐起源于美國科羅拉多州洛基山林地公園高中的兩位教師喬納森·伯爾曼和亞倫·薩姆斯[1]，近年來該教學模式受到了廣泛的推廣和應用，其主要包含課前、課中、課外三個教學環節設計[2]及貫穿整個教學活動的過程性考核評價體系設計。

1. 課前學習環節設計

學生課前自主學習是翻轉課堂教學的重要環節，它主要完成知識傳授的主要任務，是執行“先學后教，以學定教”策略的基礎。在每次課堂教學活動之前，教師可通過課程教學平臺發布相關教學資源，包括學習任務單、教學視頻、閱讀資料，自學測驗題目等。教學視頻需以知識點為單元的進行錄制，同時，由于學生課外學習容易受到環境的影響，注意力持續時間較短，每段視頻不宜過長，時間控制在5-10分鐘左右。為加強學生對學習內容的鞏固并便于發現學生存在的困難，設計一些有針對性的課前測驗，難易程度中等以下。同時，提供網上留言區方便學生提出疑問。

為了使學生能進一步了解所學的知識內容，設定學習路線，需為每次課編寫課前任務單，包括學習的主要內容，特別是將內容以要點形式列出，便于學生的理解，每次課需要觀看的視頻和閱讀材料及其它學習任務，使學生有目的有重點的進行課前自主學習。

2. 課堂教學環節設計

在翻轉課堂中，最重要的是課堂教學活動的組織[4]，它是促進學生知識內化的關鍵環節，它主要包含如下幾個部分：

（1）確定、解決問題

根據教學內容和學生觀看教學視頻、課前測驗中存在的問題和提出的疑問，總結一些有共性的問題進行講解。

（2）課堂練習、應用導向型問題的討論

翻轉課堂是以問題為導向的教學，將學生置于一個以問題為線索的教學環節中[5]。根據課程內容和學生學習進度，設計若干應用型問題組織學生討論。討論時學生以分組的形式進行，一般以3-5人為一組，鼓勵通過手機平板等設備查找資料現場學習。教師是整個討論的引導者和組織者，同時可隨機參與若干組的討論，了解學生掌握知識的情況。

（3）反饋評價和總結

在此環節中，根據時間進度，可由若干小組根據前期的討論進行全班交流，教師進行及時點評，并引導學生共同思考解決方案的優缺點、結果是否可以推廣擴展等，幫助學生加深理解所學內容，培養學生良好的思維習慣。

3. 課外社區化學習環節設計

互聯網技術的發展，打破了學生學習空間和時間的局限，通過構建網絡學習社區，有益于群策群力，有效匯總不同成員提供的知識，將其整理固化，變被動學習為主動學習，變傳授為分享。通過在線討論，在線答疑等形式，在師生、生生間彼此的互動、互助和多向溝通中完成知識的固化，教師在此環節中是組織者，管理者。

4. 考核評價體系設計

為了檢驗本課程實施翻轉課堂的教學效果，以便于與以往教學效果進行比較，課程成績考核的框架基本保持不變，仍采用平時成績、期中考試成績和期末考試成績的加權計算。但是，由于在實施翻轉課堂的教學過程中，學生的在線學習情況，課堂表現情況及參與學習社區討論學習的情況均有記錄，因此在確定平時成績時，以學生在學習的各個主要環節綜合評定，形成學習過程性的評價成績，同時，平時成績的比例可適當加大，在本文作者的教學實踐中，平時成績占比為50%（觀看視頻及課程資料 5%；每講課前測驗成績10%；課堂作業，主動上臺講解 10%，課堂討論15%，論壇交流10%，根據各學員平時論壇發帖的數量，質量進行評分），期中考試成績10%，期末考試成績40%。

二、教學效果分析

為檢驗“數據結構”課程翻轉課堂教學實施效果，在實驗班完成該課程教學后對學生進行了匿名問卷調查，內容涉及各教學環節的學習感受及翻轉課堂是否能學到更多的知識、更能有針對性的解決問題，是否有利于學習能力的培養和提高等。

在課前自主學習環節：主要涉及課前學習安排的任務量，課前學習難度，教學資源是否豐富等方面。對于課前學習安排的任務量和難度，有56%的學生認為任務量合適，65%的學生認為學習難度合適，其余同學認為任務量和難度較大，沒有學生認為任務量和難度太大。從這組數據可以看出，一半左右的學生基本能接受目前的任務量和難度，但是還有相當一部分同學課前自學有一定難度，這有兩方面的原因：一方面是學生習慣于目前普通的教學模式，沒有養成預習自學的習慣，自學能力較弱；另一方面是錄制的視頻、準備的教學資源對學生來說還不夠簡潔明了，這對于以后的教學實踐具有較好的參考意義。對于課前教學資源方面，60%的學生認為目前提供的教學資源合適，同時各有20%左右的學生認為較少或較多，這說明同一班級學生的學習程度和需求具有較大的不均衡性；對于希望增加的教學資源，有69%和78%的學生（多選）認為需要增加操作視頻和作品案例，說明從學生角度來看，實踐部分的教學資源對于學習有很大的幫助，這兩個問題的調查結果對以后的教學過程帶來一定的啟發：在提供最基本的教學資源的同時，再增加一些選學的教學資源，特別是實踐部分教學資源，如視頻，閱讀資料等，以滿足不同學生的學習需求。endprint

在課堂教學環節：主要涉及課堂上師生、生生交流程度，課堂任務完成情況等方面的問題。有78%的學生認為課堂上生生交流合適或較多，82%的同學認為課堂上師生交流合適或較多，這說明目前課堂安排的討論相對較為充分，接下來的目標是盡可能使學生全員參與交流討論，雖然學生由于學習程度、性格等方面的原因會對主動交流討論帶來一定的障礙，但是通過同伴互助學習，師生鼓勵等方式，在小班的前提下還是能實現的。有91%的同學認為課堂活動內容恰當合理，內容針對性強，有50%的學生認為課堂任務完成的很好或較好，其余學生認為完成情況一般或較差，說明目前課堂安排的內容還是比較有針對性，學生比較感興趣，但是課堂任務偏難，接下來需要根據學生情況適當調整難度。對于課堂上教師是否能解決課前學習階段的疑惑這個問題，61%的學生認為很符合或較符合，39%的學生認為一般，說明課堂答疑這一環節還有待改進，一方面課前測驗的題目需要改進，使其更能反映學生課前學習情況，從而課上有針對性的進行解答，另一方面需要增加課堂答疑時間，在較為充分的解決課前疑惑的前提下再開始后續教學環節。

在整體學習感受上，91.3%的學生認為與傳統教學模式相比，翻轉課堂有利于學習能力的培養和提高；73.9%的學生認為翻轉課堂能有針對性的解決問題和學到更多的知識；73.9%的學生認可或很認可翻轉課堂教學模式。

同時，為了比較翻轉課堂模式對學生成績的影響，設置兩個教學班：翻轉課堂教學班和普通教學班，由學生自主選擇，同時設定了翻轉課堂教學班規模為不多于25人，最終選課結果如下：翻轉課堂教學班23人，普通教學班26人。為了便于對比，期末試卷采用同一份，批改時采用同一標準，卷面成績顯示，實驗班的平均成績高出10.24分，優良率高出15個百分點。

三、結束語

教師的最高境界，不是教會了學生多少知識，而是激發學生的求知欲和好奇心[6]。現代信息技術的發展為翻轉課堂的有效實施提供了技術基礎，同時翻轉課堂減少了課堂內知識傳授的時間，從而有更多的課堂時間進行知識內化，將灌輸知識的課堂轉變為個性化互動的課堂。在今后的教學實踐中，對于如何設計課堂討論的問題，例如難度適中的綜合應用性問題，如何更好的綜合評價學生的學習效果，需要進一步的研究和實踐。

參考文獻：

[1]張金磊，王穎，張寶輝.翻轉課堂教學模式研究[J].遠程教育雜志，2012，30（4）：46-51.

[2]薛云，鄭麗. 基于SPOC翻轉課堂教學模式的探索與反思[J]，中國電化教育，2016，（5）： 132-137.

[3]楊春梅.高等教育翻轉課堂研究綜述[J].江蘇高教，2016，（1）：59-63.

[4]劉小晶，鐘琦，張劍平等.翻轉課堂模式在“數據結構”課程教學中的應用研究[J].中國電化教育，2014，（8）：105- 110.

[5]韓建平.C語言程序設計翻轉課堂的研究與實踐[J].杭州電子科技大學學報（社會科學版），2015，11（3）：70-74.

[6]蘇小紅，王甜甜，張羽等.基于大班翻轉課堂的混合教學模式探索與實踐[J].中國大學教學，2017，（7）：54-62.

基金項目：本文系杭州電子科技大學基于MOOCs的“翻轉課堂”課程改革項目-數據結構（A0713040）的階段性研究成果。endprint