翻转课堂在数据结构课程中的教学应用与实践

时间:2022-10-27 13:00:02 来源:网友投稿

zoޛ)j馟i6P5=n6^M}M饨ky学习的决定权由教师移交给学生。翻转课堂教学与传统课堂教学相反,它将信息传递过程放在课堂之外,借助视频和音频资料,由学生自主完成,课堂变成学生与教师互动的场所。课堂教学内容主要包括答疑解惑、案例項目运用、重点知识巩固,从而扩大课堂的教学效果。

数据结构是计算机相关专业的一门主干课程,更是软件工程专业的基础核心课程。它探讨的是各种经典数据结构的特性以及算法,对培养学生的程序设计能力、计算机思维能力起着至关重要的作用。学生掌握的程度关系到其后续课程的学习以及软件开发能力。在国内,绝大多数高校开设了数据结构相关课程,但教学模式多以教师讲授为主,教学效果不显著。

本人从事《数据结构》课程教学多年,通过对课程、学生学情特点的长期探索,在本学院以2016级计算机软件工程专业的学生为试点,对《数据结构》这一课程进行翻转课堂的实践教学。现对该实施方案进行阐述与分析。

二、教学现状分析

《数据结构与算法》课程是我院软件工程专业和网络工程专业第二学期开设的一门核心课程。由于该课程概念多,具有很强的抽象性,学生的学习兴趣和主动性不足,导致该课程的教学效果并不理想。究其原因,主要体现在如下几个方面。

1.先修课程知识掌握不牢。《数据结构与算法》课程的先修课是程序设计语言,我院不同专业所讲授的程序设计语言不同,有C语言、C++语言、Java语言、C#语言,但不管是哪一种语言,学生的理论基础和编程能力参差不齐,尤其是C语言中的指针、Java语言(C#语言)中面向对象的思维,近一半的学生对这些知识的掌握不够牢固,导致在实现算法时感到力不从心。

2.内容偏多,课后学习时间不足。《数据结构》课程的特点是概念多、逻辑性强、综合性强,对刚接触该课程的学生来说,大部分人不知道该如何学习这门课程,部分学生还处在被动接受知识的阶段,课后很少有学生花超过3小时的时间去巩固课堂知识或预习新知识。

3.理论与实践脱节。《数据结构》的知识多数建立在抽象的数据模型的基础上,理论性较强,内容相对枯燥无味、抽象难懂,学生很难将理论与实践结合起来,缺少一定的实践锻炼。

三、翻转课堂教学模式的应用与实践

翻转课堂的教学模式,主要分为“教学准备→课前知识传授→课堂知识内化→课后反馈总结”四个阶段。

1.教学准备。教学准备的执行者为教师,主要包括录制视频(或收集与课程匹配的网络资源视频)、网络教学平台的搭建、任务布置、教学材料的准备等。这些教学材料必须明确告知学生要学习什么、如何学习、需要完成什么案例等。目前我院课程组教师正在积极准备录制视频,视频内容主要针对某一个算法或某一个知识,视频长度应短小精悍,以10分钟左右为宜,能较大程度地控制学生的集中注意力,便于接受。同时,中国大学MOOCs(慕课)网上的《数据结构(C语言)》(陈越、何钦铭)也被作为该课程的辅助视频教学资源。另外,教师还需要搭建能与学生进行互动交流的网络教学平台。我院主要采用PTA(程序设计类实验辅助教学平台)和学院自主建设的网络平台进行教学视频的上传与学习任务的布置。通过这些教学平台,教师和学生可随时通过网络进行交流。

2.课前知识传授。与传统教学不同,知识传授环节体现在课堂教学活动之前。教师提前一周通过网络平台布置学习任务和上传教学视频,制定教学目标,学生在课下任意时间通过网络平台的教学资源进行自主学习,规划学习内容。在此过程中,教师须准备学习素材和导学导读内容,包括微视频、教学PPT、实验指导书、课堂练习与作业、知识点检测、项目介绍等材料,以供不同层次的学生选用。这一环节中,学生通过观看视频了解教学内容,并完成每节视频后的知识题,对自己的学习情况进行检测。如果回答不正确,还可以重新观看视频,思考在哪个环节出现问题,大大激发其求知欲望,引导学生投入观看教学视频中去,完成一系列的上机实验。

3课堂知识的吸收内化。知识的吸收内化体现在课堂教学活动中,其目标旨在通过课前自主学习,实现知识内化的最大化。知识内化的最大化主要体现在,提高学生对知识的接受能力和加强学生对知识的迁移能力。因此,此阶段需要学生和教师共同协作完成。课堂活动的主要环节是交流,教师的主要任务是根据教学目标对学生提出的普遍问题进行详细讲解,并根据日常生活中出现的一些实际项目设计多个任务,如银行叫号系统、排队现象、火车进出站现象、学生成绩管理系统等,抛出设计课题,并提供一些指导。而学生以分组的形式,交流课前学习过程中存在的疑问,向全班寻求解决问题的方法,同时根据自己的兴趣选择不同的课题进行讨论,设计出解决方案,完善实验报告,并在最后由组长向全班汇报成果。

4课后反馈总结。在此环节中,学生主要通过阶段考试来检测自己所学的知识,重点考查数据结构中的三大知识点:线性结构、树形结构、图形结构的基础知识和实际运用,在课后也可通过网络平台重新观看教学视频,加深对知识的巩固。

教师批改作业,对未掌握的知识点进行汇总分析,同时对课堂教学过程中采取的教学方法、教学手段、教学模式进行教学反思,以优化教学方案和教学资源,进一步提高自己的教学水平。

四、结束语

从开学至今,翻转课堂教学模式的运用已接近尾声。最初,这种教学模式不被大多数学生所接受,他们认为课堂教学中教师就应该是主导者,习惯了“教师讲、学生听”的模式,部分学生不适应提前学习的过程,并出现一些不配合的现象,导致刚开始的教学过程进展缓慢。在经过一段时间的实践后,学生慢慢尝到了甜头,开始主动观看视频,参与讨论,班级的主动性、学习氛围也在逐渐提高,平台资源的利用率也明显有所改善。如何改善课堂教学模式,是个任重道远的过程。以后我们将多角度、多方式地对课堂教学进行改革和完善,进一步提高教学质量,以此推动翻转课堂教学模式的实施。

参考文献:

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[3]张新民,何文涛.支持翻转课堂的网络教学系统模型探究[J].现代教育技术,2013,23(8):21-25

[4]何克抗.“翻转课堂”的本质,看“翻转课堂”在我国的未来发展[J].电化教育研究,2014,(7):5-16.

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