大類招生背景下的線上線下混合式教學模式改革探索
——以“算法與數據結構”課程為例

高 媛，付 麗，黃春光

（黑龍江大學，黑龍江 哈爾濱 150080）

2015年，國務院辦公廳印發了《關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》，提出“以推進素質教育為主題，以提高人才培養質量為核心，以創新人才培養機制為重點，以完善條件和政策保障為支撐，促進高等教育與科技、經濟、社會緊密結合，加快培養規模宏大、富有創新精神、勇于投身實踐的創新創業人才隊伍”的教育發展戰略[1]。鼓勵各高校“要打通一級學科或專業類下相近學科專業的基礎課程，開設跨學科專業的交叉課程，探索建立跨院系、跨學科、跨專業交叉培養創新創業人才的新機制，促進人才培養由學科專業單一型向多學科融合型轉變”[1]。

在國家政策的激勵下，高校人才培養模式發生了重大變革，以北京大學“元培計劃”、南京大學“三三制”為開端和導向的大類招生改革舉措在全國高校大范圍推廣，逐漸由盲目跟風轉向理性選擇，由研究型大學向外擴展，由點到面漸次推行，并逐漸形成大類招生、大類培養、大類管理的聯動機制[2]。黑龍江大學從2019 級本科生開始，在條件成熟的學院實施大類招生培養模式改革，旨在“優化人才培養體系、推進學科專業整合、提高本科生源質量、促進學生成長成才”。電子工程學院作為黑龍江大學首批列入大類招生的試點學院，如何公平公正地“二次選拔”學生、修訂并完善本科人才培養方案，是亟待探索的主要問題。

黑龍江大學電子工程學院按照“成績優先、遵循志愿”的原則，施行專業分流“二次選拔”——制定了詳細的專業分流實施方案，執行信息公開制度，對分流原則、實施步驟、學科專業整體情況、專業招收計劃、學生成績排名等各類信息進行公示；允許學生填報3 個志愿專業，根據學生成績、專業名額順次分流，確保“二次選拔”公平、公正、公開、透明。

“算法與數據結構”課程是繼“高級語言程序設計（C語言）”課程之后，計算機類、電子信息類等專業學生必修的核心專業課，在專業課程體系建設中起到承上啟下的重要作用，且開設在第3 學期專業分流“二次選拔”之前，使得該課程的專業地位更加凸顯。但由于課程內容抽象、邏輯性強、知識點較多、算法比較難掌握，在以往的學習過程中，學生的畏難情緒和消極情緒均比較明顯。如何合理利用豐富多樣的線上資源，調動學生學習的積極性，提高他們的程序設計能力、計算思維能力，并將思政元素融入知識傳授和能力培養的全鏈條教學過程中，與思想政治教育同向同行，形成協同效應，公平公正地輔助專業分流工作，是擺在課程教學團隊面前的首要問題。

一、線上線下混合式閉環教學體系

在“算法與數據結構”課程教學過程中，課程團隊經過積極籌備策劃、摸索實踐，逐漸構建了以“培養學生綜合能力”為整體教學目標，以“能力培養”為教學主線，以學生為中心、教師為主導的線上線下混合式閉環教學體系[3]。

（一）構建OBE 閉環教學框架

成果導向教育是培養學生獲得成功所需具備的知識、能力和素質的一種教育模式[4]，已納入我國工程教育專業認證理念。在OBE 教育模式指導下，課程團隊從傳統的“以知識傳授為導向”的灌輸式教育，逐漸過渡至以“學生為中心、成果為導向”的教育模式，強調培養學生的綜合能力（包括分析問題、計算思維、算法設計和編程實現等能力），不斷打磨教學策略與方法，努力提高教學質量，形成了可持續改進的閉環教學框架（圖1）。

圖1 可持續改進的OBE 閉環教學框架

（二）構建雙鏈式課程教學體系結構

根據課程內容的難易程度及特點，緊緊圍繞“能力培養”的核心任務，課程團隊由易到難、由淺入深，循序漸進地設計了“雙鏈式”課程教學體系（圖2）。

圖2 “雙鏈式”課程教學體系

鏈條一是按照課程內容邏輯結構設置的，側重于知識細節，以課堂講授為主，突出知識框架與脈絡關系，挖掘典型數據結構和算法的基本原理，通過推演方式分析典型數據結構及算法的時間和空間效率。鏈條二是按照能力培養目標設置的，側重于知識體系的全局掌握，引導學生綜合運用所學知識去解決實際問題，用“動腦”指揮“動手”。在完成課堂教學任務后，首先指導學生獨立完成6 次驗證性算法實驗，在接下來單獨設置的課程設計月里，以不同背景的“工程項目”形式設計開放式大作業（設計性實驗），由學生自由組合形成3 人項目小組，通過團隊的交流學習、合作探究，完成“工程項目”的算法編程實踐任務，引領學生體驗“簡化版”的工程項目完成過程，以層層推進的實驗設計形式逐漸訓練、培養學生的綜合能力，不斷提高學生的學習興趣與解決實際問題的能力。“雙鏈式”教學體系實現了教學與實驗間的相輔相成、相互促進，持續性地推進了教學的高質量發展。

（三）構建線上線下混合式教學模式

傳統的“算法與數據結構”課程教學以教師為中心，以課堂講授為主，考核方式多采用筆試形式，側重知識點的記憶。學生被束縛在應試教育的框架下，被動、機械地記憶知識，缺乏進取精神。

隨著“互聯網+教育”模式的逐步普及，形式豐富多樣的學習資源將新時代教育推向了全新局面。課程團隊對各種教學資源進行優化和整合，將傳統課堂教學方式與網絡學習進行深度融合，構建了“線下串講+線上自主學習+線上輔導答疑”的融通式互補教學模式，已達到提高教學效率和效果的目的。

在“線上自主學習”模式中，以超星學習通為自主學習平臺，以中國大學MOOC（慕課）、嗶哩嗶哩網站為輔助平臺，為學生推送課前預習、課后補充學習視頻，向有限的課堂學時外要時間，提高了學生知識學習的深度與廣度；線上學習平臺可記錄學生自主學習時長、任務點完成情況、課堂表現積分、章節測試成績、課后作業完成效果等信息，用“留痕”方式監督學生的學習過程。教師利用騰訊會議平臺，在“線上輔導答疑”環節中為學生做習題輔導、作業串講，及時解決學生遇到的共性復雜問題和個性解惑問題，采取“分而治之”的策略解決了學生學習上的眾多障礙，受到學生的歡迎。

課程團隊通過集體備課、教學研討活動，不斷改進“線下串講”的課堂教學模式。在課堂教學活動設計中，穿插采用翻轉課堂、頭腦風暴、思維導圖、小組討論、案例分析等形式，豐富了課堂教學元素，提高了學生的課堂參與度，提升了學生完成任務的成就感，圓滿完成了既定教學任務。

（四）構建公平公正的課程考核機制

課程團隊改變了傳統教學中以期末考試為主的課程考核形式，以公平公正為原則，構建了“過程性評價+實踐能力評價+終結性評價”的課程考核機制，為專業分流“二次選拔”提供了合理、公正的評價依據（圖3）。

圖3 基于OBE 的課程考核機制

過程性評價關注學生的學習過程，主要包括課堂表現與參與度、識記型知識點小測、課后作業完成情況等，占總成績的30%。課堂表現與參與度評價中設置了知識點搶答、熱點問題討論、調查問卷填寫等多種任務形式，利用學習通平臺累計課程積分；識記型知識點小測評價以識記型概念、術語、結構、算法的客觀題為主，由學年組在線統一發布章節測試，要求學生在學習通平臺限時答題，平臺自動記錄考試分數。

實踐能力評價更關注學生的能力培養，在課程配套實驗環節中，考核學生解決實際問題的能力。課程團隊將此部分評價分成驗證性實驗部分與課程設計團隊項目驗收兩部分，分別以實驗報告和項目答辯形式進行考核，占總成績的20%。尤其在課程設計環節中，為了讓學生親歷工程項目完成過程，分別設置了需求調研、立項答辯、可行性報告、總體設計、代碼編寫、運行調試、驗收答辯等環節，激發了學生的好奇心與研究興趣，并通過“學、比、趕、幫、超”公開答辯的形式，燃起了學生在算法設計上的競爭欲，形成了良好的學習風氣、氛圍。

終結性評價采用期末閉卷筆試考核的形式進行，占總成績的50%。經過反復幾輪教學實踐，不斷探討、研究考核題型，課程團隊組建了課程題庫，設計了以主觀題目為主、重能力考核的題庫模式，試卷題型包括應用型選擇題、依托程序段的分析題、側重于考核結構的應用題及考查綜合能力的算法設計題，更加強調對學生靈活應用、學以致用能力的考核。

考慮到電子信息類專業各班級在學習效果、主講教師授課和主觀評價上存在差異，在上述各評價環節的所有主觀性評價中，課程團隊均采用“歸一化”考評形式統一進行評檔評分，有效地保證了“算法與數據結構”課程更加公平公正地為“二次選拔”提供合理的成績依據。

經過2 輪課程教學的不斷改進與實踐，雖然總體考核難度較以往更大，但在各種教學新模式對學生能力加持的作用下，學生成績不降反升，過科率始終保持在80%以上，并穩步提升，逐漸達到了OBE 模式下的教育目標。

二、以價值塑造為主線的課程思政體系

進入人工智能時代，“算法與數據結構”課程屬于人工智能技術的基礎課程，在大數據領域占有舉足輕重的地位。課程團隊結合學科專業特點，有機融入思政元素，堅持用好課堂教學主渠道，以樹人為核心、立德為根本、社會主義核心價值觀為引領，努力將價值塑造、知識傳授與能力培養進行有機整合，與思政課程同向同行，形成協同效應，為人工智能時代培養德才兼備的社會主義建設者和接班人。

根據《高等學校課程思政建設指導綱要》，高校計算機類課程思政教學應以政治認同、家國情懷、道德修養、文化素養、國家戰略與安全等方面為切入點，自然地將思政元素融入到專業課程教學過程中，實現專業課程的課程細節與思政元素之間相輔相成、彼此交錯，推動課程思政全程融入課堂教學建設，把課程思政貫穿人才培養各環節[5]，實現課程的育人價值。

課程團隊經過深入挖掘、精心設計，通過類比、關聯、隱喻等方式將思政元素潛移默化地映射到課程教學過程中，努力實現知識傳授、能力提升與價值引領相統一。表1呈現了課程團隊設計的部分思政案例與課程知識點之間的映射關系。

表1 思政案例與課程知識點的映射關系

課程思政環節設計的調查問卷表明，課程團隊設計的思政案例可以與教學內容緊密融合、相輔相成，提升了學生的愛國愛家情感，增強了學生的中國特色社會主義道路自信、理論自信、制度自信、文化自信，增強了對國家戰略的政治認同，幫助他們樹立了正確的世界觀、人生觀、價值觀，持續推進了立德樹人的教育目標。

三、結束語

通過構建OBE 閉環教學框架、“雙鏈式”課程教學體系結構與線上線下混合式教學模式，“算法與數據結構”課程在持續推進的課程改革建設中，逐漸形成了優勢特色——以學生為中心，注重能力培養，善于調動學生學習的積極性，形成了團結互助學習風氣，打造了公平公正的考評機制，創建了以價值塑造為主線的課程思政體系，對黑龍江大學電子工程學院電子信息類學生“二次選拔”工作大有助益。