基于對分教學法的“數據結構”課程線上教學模式研究

胡必波

（廣州工商學院計算機科學與工程系，廣東 廣州 510850）

1 設計原則

“數據結構”屬于編程技能基礎類課程，相對于講授為主的知識傳授型課程，更加強調互動的真實性和有效性。針對這一特點，首先，確立線上教學的指導原則；其次，基于這些原則設計出一個完整的教學流程，以促進線上教學師生之間的有效互動，充分發揮學生內在能動性，并獲得良好的教學效果。

1.1 指導原則一：對分教學法

“對分教學法”是復旦大學心理學教授張學新［1］提出的最新教學理論，在國內計算機教學中得到普遍認可。對分課堂教學過程分為講授、內化吸收以及討論3個部分，創新之處在于在講授和討論之間引入一個心理學的內化環節，通過有機整合講授與討論，實現“教法”與“學法”的對立統一，使學生由被動學習轉變為主動學習，讓學生個性化學習、深度學習和創造性學習，提高學習效率。

1.2 指導原則二：翻轉課堂

翻轉課堂就是把傳統教學習慣和教學模式進行翻轉，也就是說，把原來學生在課上學習知識、課下練習強化的教學模式顛倒，讓學生課下（在家）觀看網絡視頻課程和教學課件，完成相應的學習項目。課上則主要與教師進行互動，或在教師指導下進行學生和學生之間的互動，解決在線或離線時遇到的各種問題。

1.3 指導原則三：掌握學習論

鄭建［2］闡述了布魯姆“掌握學習”理論，該理論認為，認知領域從簡單到復雜依次為初級層次的認知：知道（知識）、領會、應用；高級認知：分析、綜合、評價6種類型。該理論對學生而言，在提高學習效率、激發學習動機、消除焦慮和壓抑心理等方面都有明顯的效果；對教師而言，有助于教師面向全體學生教學，有效地因材施教，并對學生充滿信心，實現學習成績的“大面積”提高。

2 教學流程

第一步：老師布置作業任務。讓學生了解該單元所要達成的目標、認識到自己離目標的距離，從而讓學生產內驅動力。途徑：通過超星學習通云平臺或者微信課程群發布。

第二步：自學促成階段。學生通過課程章節板塊自學超星學習通數字課程及補充材料，學生通過教學資源版塊學習課前發布的閱讀材料和教學課件，并完成針對材料的任務，之后完成作業并進行學習效果自測。途徑：通過超星學習通云平臺。

第三步：教師指導促成階段。教師根據學生的作業自測情況，了解學生還有哪些方面沒有掌握好，并在課堂上對其進行重點釋疑或強化。通過課堂中的師生共情互動促成3個方面內容：數據結構、算法和程序。途徑：通過超星學習通云平臺、Windows畫板和QQ群屏幕分享等。

第四步：小組促成階段。在課堂外，學生通過小組實訓活動，討論針對某個實訓任務的解決或改善方案，以深化促成。途徑：通過超星學習通云平臺或者QQ課程群。

第五步：個人產出階段。在經過自學促成、教師促成和小組促成等步驟之后，學生基本擁有了完成任務的能力。在該階段學生完成個人任務，并上傳作品。途徑：超星學習通云平臺。

第六步：評價階段。教師、助教和學生對作業任務進行合作評價。（途徑：超星學習通云平臺）

對分教學法的“數據結構”課程教學流程如圖1所示。

圖1 基于對分教學法的授課流程

3 教學設計

3.1 教學資源整合設計

明確課程目的，為學生學習指明方向。為進一步提高教學水平，激發學生學習知識和技能的興趣和潛能，選取已納入廣東省學科競賽統籌范疇的“廣東省大學生計算機設計大賽”競賽部分內容，具體如下：（1）軟件應用與開發。（2）微課與教學輔助。（3）物聯網應用。（4）大數據。（5）人工智能。（6）信息可視化設計。為課程學習拓展研究領域，并將本科畢業設計、大學生創新訓練項目、“互聯網+”創新大賽等進行融合，以促進大學生利用計算機分析問題、解決問題的能力培養，提升學生創新創業能力和就業能力為目標。

優化教學內容，學科交叉滲透融合雙創教育。越來越多的技術創新和科研項目鼓勵跨學科、跨專業合作，越來越多的企業希望擁有復合型人才。雙創教育本身就是一門交叉學科，本團隊在保持專業知識內容不變的基礎上，有意識插入管理學、社會學、經濟學等學科知識作為支撐。例如在講解單鏈表知識時，引入數學建模的思想；在講解數組時，引入了人工智能降維算法原理；在講解樹的時候，引入了麥肯錫邏輯樹、決策樹分析、WBS分解等管理學常用工具和技術；在講解圖的時候，又引入了關鍵路徑、最短工期等項目管理基本概念。對學生的全面培養提供了可行的途徑，為學科優化和融合發展提供借鑒和參考。

3.2 自主學習環境設計

依托移動互聯網、大數據等網絡信息技術開發的超星學習通云平臺讓對分課堂新型教學理念和模式的在數據結構課程得以實現。例如，運用平臺的大數據和學習分析技術，可以使對分教學從質性走向量化階段，可以記錄和精密追蹤學生的學習行為和動態、分析學生的學習習慣、辨別高危學生、可視化學習規律和學習問題，甚至可以呈現學生學習過程中的隱性偏好和能力等，為教學提供參考和決策依據。

該平臺中網絡學習監控功能的學習動態一覽表可以呈現出所有學習同伴（包括高手）的學習路徑和學習結果，幫助學生準確定位求助對象，提高學習效率，實現學習進度公開化，起到了表揚、激勵優秀學生和督促、提醒暫時落后學生的作用。

3.3 學生內化吸收：直播與板書

以“數據結構”課程中的棧和隊列章節授課內容為例，對分教學設計如表1所示。

表1 棧和隊列章節對分課堂教學設計過程

約提前15～20 min組織簽到活動，期間，建議播放《五進之歌》《我愛你中國》等熱身歌曲。（1）測試檢查直播網絡環境暢通，有問題及時解決。（2）對大學生進行意識形態引導，不斷提高學生的思想水平、政治覺悟、道德品質和文化素養，使社會主義主流意識形態、進課堂、進學生頭腦。

精心挑選一定數量的測試題，設定好合適的預定截止時間，提前一周發給學生課前預習。學生可通過PC端或手機端隨時隨地完成練習，一方面，便于學生熟悉預定授課內容，自我評測掌握程度；另一方面，便于教師課前進行教學分析，了解學生的參與程度、知識薄弱處。

搶答活動環節構建課程知識體系，教師可借助Windwos自帶的畫圖工具，結合QQ群分享屏幕直播功能，闡述、講解并板書數據結構知識地圖，保留線下傳統“粉筆+黑板”模式的優勢，能使課堂教學（板書）圖文并茂、動靜結合，形象直觀，生動活潑［3］。

3.4 師生共情互動：提問與討論

通過搶答課前預留的隔周討論問題，目的是吸引學生注意，把學生聚焦、帶入到熟悉的情景或內容，建立安全感，并激發學習動機。第一階段，提問搶答：引導學生，回顧舊知。第二階段，提問搶答：由舊知過渡到新知，通過將前面已經學習過章節知識內容進行整合，形成較為完整的課程知識體系。

在設計對分課堂教學隔周討論問題環節，應遵循布魯姆“掌握學習”理論，線上課堂教學不能僅局限于初級認知的問題，在適當的時機，高級認知問題更能夠激發學生的創新思維，從而培養學生的思維能力、觀念和自我評價體系。“知道（知識）、領會與應用”初級層次類認知問題適合以作業形式通過平臺發布，供學生課前預習。教師通過平臺反饋的學習績效信息，可提前鎖定學生學習痛點，有針對性地講解重點、難點知識。

“分析”較高級層次類認知問題適合以案例分析討論通過平臺發布，供學生課后探索。教師可以輔助答疑形式引導學生積極思考、深度學習，如圖2所示。至于“評價與創造”更高級層次類認知問題，通過“廣東省大學生計算機設計大賽”競賽部分內容，以本科畢業設計、大學生創新訓練項目、“互聯網+”創新大賽等作品形式呈現出來。

圖2 超星學習通云平臺數據結構課程融入雙創教育

4 結語

在統一教學目標、教學內容、教學平臺的基礎上，本文在對分教學線上教學具體教學方法和教學設計上都進行了有益的探索。教師們普遍反映，通過改變教學思路，調整教學模式，和同學的交流更為密切，對每位學生個體的水平了解更清楚，取得了比較理想的教學效果。