基于雨课堂的《数据结构》教学改革与实践

2022-09-11

传统的填鸭式讲授型教学模式已不能适合当今的本科教学培养创新性人才的需求, 新的教学模式势在必行。随着大学的进一步扩招、课程改革, 不少理工科课程的课时有所缩减, 与文科课程不同, 理工科的课程内容逻辑性和条理性强, 不能完全依靠学生自学, 且需要学生通过大量的习题练习掌握相应知识点, 这对理工科课程的课堂教学提出了一定的挑战。翻转课堂近年来在我国教育领域受到热捧, 同时移动互联网络在近年来得到迅猛发展, 如何能够更加合理充分地利用移动互联网络的优势, 结合翻转课堂教学模式的优势进行有效的基础教学研究成为了一个新的课题, 也是现代化教学的老师需要重视和面对的课题。雨课堂的出现解决了这个问题。结合我在数据结构课程教学中的体会, 根据《数据结构》课程的特点、学生在学习中存在的问题、并结合学校的应用型人才培养目标, 提出了基于“雨课堂”的数据结构课程教学改革实践, 包括加入“雨课堂”班级、基于任务单的课前预习、基于“雨课堂”的课堂交互、基于复习任务单的课后提升、数据统计与分析等环节。实践证明基于“雨课堂”的课程教学改革有助于激发学生的学习兴趣, 能帮助学生对知识点的理解, 提高学生的实际动手与应用能力, 获得较好的教学效果。

一、雨课堂教学环境的搭建

雨课堂是互联网+教育时代下的智慧教学工具, 由学堂在线与清华大学在线教育办公室共同研发, 让传统的“经验驱动”教学进入“数据驱动”教学时代。实质上就是在office 2010版本及其以上的PPT软件装上一个增强插件, 可以通过微信向学生手机实时推送PPT, 同时具有随堂测验、发送弹幕、实时反馈学习情况等功能。雨课堂覆盖“课前-课中-课后”每个环节, 教师可以通过微信端看到生成的数据报表, 从而实时掌控学生的预习、上课和最终完成的测验。教师只需要下载一个雨课堂的插件, 就可以在正常PPT编辑的基础上, 加入语音、MOOC视频、网络视频、测试选择题等, 发送给学生;学生课前也只需要通过微信扫描二维码就可以进入相关课程的预习。教师可以根据课前预习情况, 集中精力讲解重点和难点。在课堂上, 发送弹幕及点击每页PPT下的“不懂”按钮, 及时传送知识理解情况, 教师即可根据实时反馈的信息, 调整讲课节奏。同时学生也可进行评论和提问, 让课堂气氛不再沉闷。为了调动学生的学习积极性, 活跃课堂气氛, 可以开展抢红包活动。抢红包可以有多种情况, 比如测试选择题时, 给优秀学生进行红包奖励;课堂气氛沉闷时, 可以使用抢红包方式活跃课堂气氛。

二、数据结构课程教学现状

数据结构课程是计算机相关专业一门重要的专业基础课。课程教学目标是全面系统地介绍数据的逻辑结构、存储结构和算法实现, 并介绍常用的非数值计算方法, 如数据插入、删除、排序、查找检索等, 使学生掌握各种数据结构的特点和算法思想, 并能结合具体应用, 运用各种数据结构和算法解决实际问题。但大部分高校《数据结构》课程的教学效果都不尽人意, 我们学校也不例外, 影响课程学校大致有如下原因:

(一) 学生基础知识不扎实

现如今, 高校大多选用C语言版的数据结构教材, 因此, C语言课程知识掌握的好坏直接决定数据结构课程的掌握程度。但是大多数高校对C语言课程重视程度不够, 致使C语言课程中的有些知识点讲解不到位 (指针、结构体) , 甚至有些知识点都讲不到 (结构体) 。因此学生的基础知识掌握不扎实。

(二) 实践机会少, 动手能力差

《数据结构》是一门理论与实践并重的课程, 在整个教学或学习过程中, 解题能力和上机实训是一个重要的环节。课程中共介绍了8种不同的数据结构, 人才培养方案中给该课程安排了64课时, 这些课时要想讲完这8种数据结构都不容易, 更谈不上上机实践了, 所以学生的实践机会太少, 学生学起来也枯燥乏味, 不理解《数据结构》中抽象数据类型的定义及相应的存储表示, 难以实现算法与程序之间的转换。在面对实际问题时, 更不能运用所学知识加以解决。

(三) 缺乏课前预习与课后复习环节, 形成学习的恶性循环

现在学生学习的积极性普遍不高, 通常会有上课才翻书的现象发生 (课前不预习, 课堂上老师讲多少听多少, 课后也不复习) 。长此以往, 课堂上没理解的知识点越积越多, 从而对课程失去了兴趣, 导致最终成绩不及格等。

三、基于雨课堂的数据结构教学实践

鉴于上述原因, 本人对数据结构提出了基于雨课堂的数据结构课程教学改革。具体实现如下:

教学设计主要分为三个阶段:课前、课堂、课后。

课前阶段, 教师安装好雨课堂软件后, 在正常的PPT编辑的基础上, 直接在原有的PPT中添加动画或者网络视频, 如在“栈的应用”一节中, 添加入栈、出栈的动画以及栈在现实生活中应用的视频。另外, 在PPT中添加相关概念的选择题以检测学生的预习程度。之后便打包推送给学生, 增加语音进行指导, 学生可以边看边听。

课堂阶段, 教师根据收到的预习情况, 调整讲课的侧重点;依照“不懂”数据的反馈, 调整课程节奏;通过弹幕, 关注学生实时的观点及想法。

收到学生反馈后, 为加深学生的理解, 进一步对学生存在的问题进行举例讲解。

课后阶段, 教师向学生推送复习任务, 检验课堂学习效果、引导学生巩固课堂知识;打开“雨课堂”的投票功能, 了解学生对该节课教学效果的评价, 从而进行教学方法、内容、进度的调整。另外, 根据学生课堂的测试情况、互动程度, 更加全面地进行学生平时成绩的评定。