基于雨課堂的數據結構課程教學改革與實踐

王達 張坤 蘭義華

摘? 要 介紹雨課堂在數據結構課程教學過程中的具體實施和應用。通過雨課堂的課前、課中、課后三段式導學模式教學，能夠提高師生互動頻率，提高學生學習的主動性。同時，教師通過雨課堂平臺提供的實時反饋數據，可以對課堂中學生整體掌握情況有明確把握，根據具體情況及時調整教學進度和教學方法，從而提高課堂效率。

關鍵詞 雨課堂;數據結構;師生互動;教學改革

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）22-0042-04

Teaching Reform and Practice of Data Structure based on Rain Classroom//WANG Da， ZHANG Kun， LAN Yihua

Abstract This paper introduces the concrete implementation and application of Rain Classroom in the teaching of Data Structure.

Through the three-stage guidance mode of teaching in Rain Class-room， the interaction frequency between teachers and students can be?increased， and the learning initiative of students can be improved.?Meanwhile， the real-time feedback data provided by teachers throughRain Classroom platform can give an overall situation of students in?the class， and timely adjust the teaching progress and teaching me-thods according to the specific situation， thus improving the class-room efficiency.

Key words rain classroom; data structure; interaction between tea-chers and students; teaching reform

1 數據結構課程教學現狀

數據結構是計算機專業的核心主干課程之一，是一門理論知識和工程實踐緊密結合的綜合性課程，在計算機學科教學過程中具有十分重要的作用。目前，國內很多院校教師依舊選擇“課堂理論教學+實驗實訓”的傳統教學形式，存在教學內容單一枯燥、學生參與度不高、師生互動匱乏、教師難以掌控學習效果等現象[1]，打破這一僵局，是高校教師一直努力的目標。

隨著大數據、云計算、物聯網、人工智能等新技術與教育持續融合，針對數據結構課程嘗試進行教學改革。充分利用信息化教學手段對課程的教學目標、教學內容、教學方法、教學形式、考評機制進行改革和完善，有效地改善傳統課堂的教學弊端，從而推進現代教育技術與傳統課堂的深度融合，提升教師教學創新能力，實現課堂教學“以教為中心”向“以學為中心”轉變，不斷提升人才培養質量。

2 雨課堂現狀分析

雨課堂是由清華大學在線教育辦公室與學堂在線共同研發推出的一款智慧教學工具[2]，作為插件嵌入Microsoft PowerPoint軟件中，結合微信（WeChat）使用，安裝完成后（以Microsoft PowerPoint為例）的界面如圖1所示，操作簡單方便，為教師和學生之間的互動建立了一座溝通的橋梁。

到目前為止，很多院校的教師在某些類課程中已經采用傳統課堂和雨課堂混合的教學模式。周霞等在文獻[2]中探索了雨課堂在常微積分方程課程，杜廣祖等在文獻[3]中探討了雨課堂在農業昆蟲學課程，丁瑩在文獻[4]中探討了雨課堂在財務會計課程中的教學改革與實踐，并取得顯著成效。李鵬等在文獻[5]中探討了雨課堂在“課前—課中—課后”三段式導學中的應用效果，發現明顯提高了學生的學習積極性和自主性，提高了學生的學習成績和教師的教學質量。嘗試在數據結構課程中采用雨課堂，具體研究“課前—課中—課后”三段式導學模式，通過豐富的師生互動，提高教學質量。

3 雨課堂在數據結構課程中的具體實施

課前環節? 教師通過微信掃一掃功能，使用微信賬號登錄雨課堂，建立課程和班級。一般提前兩天左右把整理好的課件、視頻、習題等預習資料（2個課時）通過雨課堂對應的功能選項（圖2所示）發放到平臺，規定學生限期完成課前預習任務。學生利用自己的碎片時間，通過手機端的雨課堂平臺就可以進行預習，遇到疑難問題可以在平臺上和教師進行互動，由教師在線答疑，也可以把不理解的問題在PPT上進行標注，效果如圖3所示。這些數據會同步在教師端進行顯示，教師根據學生的掌握情況調整課堂的教學方法和教學進度。在數據結構課程中涉及大量的算法實現，把算法的實現過程做出Flash（如圖4所示），以動畫的形式提前發送給學生，從視覺上刺激學生，激發學生學習的積極性。

課中環節? 教師單擊“開啟雨課堂授課”，選擇授課班級，自動生成二維碼，通過手機掃碼后接收登錄驗證碼，讓學生通過手機微信掃碼或輸入課堂暗號進入課堂進行學習，同時完成簽到任務。

課程PPT同步到學生手機端，學生在教師講解過程中可以通過點擊“不懂”和“收藏”來記錄不理解的和重點、難點問題。教師的手機變成課堂的“遙控器”，可以隨時控制課堂的進度和課堂的形式。教師開啟“彈幕”功能，可以讓學生通過發送彈幕信息提出教學過程中不理解的、質疑的或與之相關的話題。教師可以對重點、難點知識點進行課堂在線測試，推送試題后讓學生在規定時間內提交，在手機端就會接收到學生答題實況，包括答對人數、答錯人數、各個選項的選擇情況，并且根據需要設置投屏顯示，不僅可以在一定程度上控制學生學習的注意力，還可以在線實時反饋學生對知識的掌握情況。教師根據反饋數據，靈活控制課堂教學進度和教學形式。

以雨課堂中講解數據結構課程中遍歷二叉樹為例，教師先講解先序、中序、后序遍歷，再進入深度挖掘，給出其中兩種遍歷序列要求寫出第三種遍歷序列。教師完成知識點的講授后想要檢測學生對深度挖掘環節的掌握情況，課堂發布一個測試，給出后序和中序遍歷的結果，要求學生寫出先序遍歷的序列。通過在線測試，教師將學生提交結果進行課堂投屏顯示，效果如圖5所示。教師在課堂中精準地掌握到教學效果的反饋數據信息，這是以往傳統課堂教學無法做到的，也是雨課堂教學中的一個顯著的創新點。

課后環節? 課程結束后，教師的手機端就會接收到一個課堂報告提醒，“在線交流”“實時反饋”“在線測評”“作業追蹤”等幾大模板以數據的形式實時反饋學生的課堂效果。教師以這些數據作為依據設置課后作業，學生完成后，教師在平臺上進行線上批改，學生在線實時接收批改情況，這是利用雨課堂教學的創新點一。批改后根據每位學生掌握情況的不同，對典型問題和個別學生進行有針對性的資料推送，從而強化學生個性化學習，做到因材施教，這是利用雨課堂教學的創新點二。

反饋數據、對教師的評價能夠及時幫助教師完成教學反思[6]，教師借助技術手段為學生建立學習模型（課前預習、課堂表現、師生互動、測試結果、作業），從而整體上調整、優化課程的教學進度和教學方案[7]。具體的課前、課中、課后的師生教學流程如圖6所示。

4 雨課堂教學效果評價

遍歷二叉樹講解結束后，針對雨課堂教學效果對學生做了一個問卷調查，學生普遍認為課堂效果良好。其中83%的學生認為師生互動交流大大提高了，87%的學生認為課前推送資料、課后在線批改作業對自己學習幫助比較大，73%的學生認為PPT課件同步學生手機端獨特、新穎。通過整理問卷，雨課堂教學的優勢主要表現在以下幾個方面。

加強師生互動交流? 傳統課堂中一提到師生交流，指的僅僅是課堂中的師生交流，雨課堂則利用技術手段將師生交流分為課前、課中、課后的師生交流。在雨課堂中通過微信平臺實施在線交流、答疑、測試等一系列師生互動，充分解決問題反饋時間差的現象，學生在教學過程中的疑難問題能夠迅速、有效地解決，提高學習積極性與主動性，活躍了整個教學過程的課堂氣氛，從而促進教學。

延伸課堂教學過程? 雨課堂利用網絡和手機終端，將課堂預習、課后反饋和鞏固學習與課堂教學緊密連接起來，形式獨特、新穎。學生可以利用離散、碎片時間學習，完成課前、課后的學習任務，課堂不再僅僅是課中的教學，而是延伸到了課前和課后。

改變教學理念，發揮學生主觀能動性? 在雨課堂教學過程中，學生遇到不理解的重點、難點問題可以單擊手機端的PPT下方“不懂”按鈕，這些數據會同步在教師端顯示，由教師及時對問題再次進行重點講解;學生單擊“彈幕”按鈕，表達思想、觀點、感興趣的話題，教師根據學生的課堂話題進行講解和點評，不僅師生溝通便捷，還可以活躍課堂氣氛，充分體現出“以學生為中心”的教學思想。

轉變師生關系? 傳統課堂中教師是主導者，課堂側重教師的講授，學生往往只是被動地學習。而采用了雨課堂之后，課堂教學過程轉變成師生有互動、教師有講解、學生有質疑、課堂教學效果數據有反饋，課堂真正轉變為以學生為主、教師為輔的師生關系。

提高學生語言組織能力、表達能力? 雨課堂教學過程中有的時候讓學生走上講臺進行講課，培養他們的語言組織能力、語言表達能力，自己不僅要明白，還要講清楚、講明白，讓同學能夠聽明白、真正理解，這是一種難得的能力的培養。

完善教學評價體系? 傳統課堂學生的表現往往只能依靠教師在教學工作中的經驗來判別，而雨課堂教學過程中強大的數據分析功能使教師能夠全面地了解每一位學生的學習情況，可以通過數據精準地反饋出學生在課前、課中、 課后整個教學過程中的表現，彌補了傳統教學缺乏數據支撐的缺點。

5 課堂存在不足

在數據結構課程中引用雨課堂教學，的確提高了教學質量，但也存在一些問題需要完善和解決。雨課堂教學過程中需要網絡支撐，雖然目前學校已經實現校園網絡全覆蓋，但有時網絡的性能不穩定，課程教學過程中出現卡頓、延遲，更有甚者出現斷網等現象，這時教師和學生就只能通過自己的手機流量來開展課堂教學，給教學效果帶來比較大影響。

另外，教師不好監控到每位學生的手機使用情況，在講解過程中有個別學生通過手機做一些與課堂教學無關的事情，這樣勢必影響教學效果。這就對教師提出更高的要求，一定要做好教學設計，充分掌握學生學習的動態，提高師生互動頻率，增加課堂趣味性，將學生的注意力吸引到教師的課堂教學活動中。

6 結論

總之，教學實踐表明，在數據結構課程中引用雨課堂教學方法，可以促進學生積極參與課堂的各種教學活動，推動學生主動思考、勇于創新，拓寬學生視野，更加全方位地學習，真正做到以學生為主、教師為輔，課堂效率得到明顯提高。■

參考文獻

[1]王樹芬.基于藍墨智慧課堂在計算機組成原理教學中的應用與實踐[J].創新創業理論研究與實踐，2019（4）：53-55.

[2]周霞，張克磊，劉期懷.基于“雨課堂”的“常微分方程”課程教學改革與實踐[J].教育現代化，2018（49）：131-135.

[3]杜廣祖，孫躍先，吳道慧，等.基于“雨課堂”的《農業昆蟲學》教學改革探索與實踐[J].教育現代化，2018（49）：53-56.

[4]丁瑩.基于雨課堂“財務會計”課程教學改革與實踐[J].電大理工，2018（4）：53-54.

[5]李鵬，易淑明，鄭曉妮，等.“雨課堂”在課前、課中、課后“三段式導學”中的應用效果評價[J].護理研究，2018（4）：560-563.

[6]王發成，張強.智慧課堂教學模式分析[J].教育實踐與研究（B），2018（6）：6-9.

[7]楊威，崔瑩.基于ITIAS的智慧課堂師生互動行為研究[J].中國教育信息化，2019（7）86-90.

[8]孫天祥.關于智慧課堂教學模式的研究：基于“智慧課堂APP”的教學平臺[J].基礎教育論壇，2019（3）：3-5