数据结构课程线上教学设计实践

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摘要：本文以数据结构课程为例，设计和实践线上教学模式。利用腾讯课堂进行线上直播和讨论；依托中国大学MOOC的在线开放课程资源，建立面向校内学生的SPOC课程，实现课前预习、课堂学习和课后讨论等教学活动；利用实验辅助教学平台PTA，实现课后作业、实践、小测和分组协作等环节。

关键词：数据结构；线上教学；腾讯课堂；SPOC；PTA

1引言

2020年初，病毒肺炎席卷全国。2月4日，教育部印发《关于在疫情防控期间做好普通高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见》，要求各高校充分利用各种优质在线课程教学资源，依托各级各类在线课程平台、校内网络学习空间等，积极开展线上授课和线上学习等在线教学活动，保证疫情防控期间正确有效开展教学活动[1]。线上教学活动，包括线上课堂教学活动和线上辅助教学活动。设计者首先要考虑是采用直播方式、录播方式，还是直播与录播相结合方式。其次要考虑利用哪些优质教学资源以及所依托哪些教学平台。最后具体设计教学流程及准备相应材料。

2线上教学的特点

线上教学，打破了时空限制，教师可以在教学过程中充分利用多媒体资源进行辅助教学。线上学习具有多样性、即时性、便捷性等特点[2]。学生可以根据自己的需要，提前观看或者回放教学视频，学习方式比传统的课堂教学灵活。但是，与传统课堂相比，教师在线授课会感觉比较“孤独”，不像传统课堂能直观地获得学生们的即时反馈；对于实践性较强的课程，无法进行现场指导与讨论；开展的测验也不能确定是否学生独立完成。学生们缺乏上课的“仪式感”，容易走神，不能像传统课堂一样进行当面交流和讨论。由于缺少一些有效的约束手段，部分学生会放松对自己的要求，线上教学质量较难得到保证[3]。因此，教师在设计线上教学时，需针对上述线上教学存在的不足，采取相应措施。

3数据结构在线教学模式

从两个角度来设计数据结构的在线教学模式：线上课堂教学和线上辅助教学。除了要考虑每个环节的具体内容外，还要比较测试各个教学平台。教学平台的首要要求是稳定的网络传输、使用方便、在网页端和移动端都能使用；其次要满足相应的教学要求。经过试用对比及参考其他老师的经验，结合本课程的教学需求，选择应用腾讯课堂进行直播授课，同时依托中国大学MOOC和PTA作为辅助教学平台。腾讯课堂提供签到、答题卡、讨论等功能，可以播放PPT或进行屏幕分享。播放PPT时能够提供画板功能，对整个教学过程自动生成回放，用户体验较好。中国大学MOOC是网易与高教社携手推出的在线教育平台，承接教育部国家精品开放课程任务，向大众提供中国知名高校的MOOC课程[4]。疫情期间，MOOC课程的选课人数、选课高校、学习数据均有爆发式增长[5]。在MOOC上相关的教学资源非常多，向开课教师提供三种灵活的SPOC教学模式：本校自建课程（独立SPOC）、使用他校已结束的课程资源（异步SPOC）和使用他校开课中的课程资源（同步SPOC）。本课程采用异步SPOC模式。PTA是一个程序设计类辅助教学平台，教师可在该平台上建立各种类型的题目并分享，建立练习题集或测试题集给学生完成并查看具体完成情况，同时可对题目、题目集、班级、答卷等进行管理。PTA还提供自动判题功能及试卷分析功能，大大减轻了教师工作量。线上课堂教学模式的设计如图1所示。线上辅助教学模式的设计如图2所示。

4创建数据结构线上课程资源

利用MOOC中浙江大学陈越、何钦铭老师的《数据结构》建立了面向任教班级的异步SPOC。课程中大约一半内容采用陈老师和何老师的授课视频，另一半视频针对本校学生的特点自行录制。由于实践课时无法进行当面指导，所以挑选一批典型的实践题目，录制多个“带你打代码”的视频，内容包括思路分析、代码框架设计和关键代码实现等，提供给编程基础较弱的学生参考学习。

5在线教学设计

5.1课前预习设计

每周上课前，通过班级微信群告知本周的课堂学习任务、课后讨论内容和本周要求完成的作业等，并明确完成时间及提交方式。提前开放SPOC里相关章节的视频，让学生进行课前预习，视频里穿插了小测环节，以单选题为主，用于提高学生的关注力和检验预习效果。

5.2在线课堂教学设计

在线课堂教学，每次80分钟，一般先安排10分钟用于提问，提问内容是上次课堂或本次课堂的相关内容，以促进学生坚持课前预习和课后回顾。然后安排15分钟小结上次课堂布置的作业、讨论或者小测内容。接下来安排40分钟让学生自行观看SPOC指定视频。最后使用15分钟对本次学习内容进行归纳梳理，同时还会进行答疑或讨论，以掌握学生的学习效果。每个时间段的时长会根据当次课程的实际内容进行微调。在线学习，有些学生反馈缺乏交流，不了解其他学生学得怎样，学习动力不足。针对这种情况，对一些关键知识点，在SPOC布置了课后讨论，公告必须提交的学生名单，同时要求本次无需提交的学生至少要在三位提交学生下面进行评论，指出其中存在的错误、提出疑问或者自己的想法。在截止时间之后，评出本次讨论的最佳提交者和最佳评论者，在下次上课时进行表扬及小结。这个讨论及互评环节，受到了学生们的欢迎。据学生反馈不但能促进自己进行深入思考，还能通过观看其他学生的提交和评论来开拓思路，启发自己从不同角度来分析和解决问题。《数据结构》是一门实践性较强的课程，要通过实践才能学以致用。所以在每个章节学习结束后安排一次课进行限时分组协作完成任务。学生们分为3人一小组，每个小组充分利用线上沟通工具和编程协作工具合作完成编程任务。截止时间后小组之间进行互评，根据预先制定的评分标准进行打分，同时要求每个小组提交分组协作小结，陈述本次合作使用的沟通工具和协作工具、每位成员的具体贡献、收获和体会等。通过这个环节，教师可以充分了解学生们的学习效果和存在问题，有针对性地与不同学生进行沟通，起到个性化教学的作用。

5.3课后练习设计

本学期全部作业和实践都布置在PTA平台，每章布置一个作业题集和一个实践题集。前者包括判断题、选择题、程序填空题、编程题、主观题等题目类型，用于全面检查学生对本章节的理论知识是否掌握到位。后者一般只有编程题，其难度大于作业里的编程题，用于检验学生的知识运用能力。在PTA布置的每个题目集，都会在题目标题处显示提交的截止时间，以督促学生按时完成任务。截止时间后，PTA平台进行自动判题并显示得分，学生们根据判题结果进行查漏补缺。教师根据题集完成情况，有针对性地进行讲解。为了照顾编程能力较弱的学生，让他们不至于产生畏难情绪，提前录制了一系列“带你打代码”视频并上传到SPOC课程平台，针对一些典型的作业题目或实践题目，一边敲代码一边讲解。

6在线学习效果反馈

在线教学开展第4周，对学生了电子问卷调查，全部学生都参与了匿名调查。问卷里设置6道调查题目，调查结果显示，有79.52%的学生选择同意或非常同意“我学到了许多新知识”；有84.34%的学生选择同意或非常同意“我感觉时间的投入是值得的”；有83.13%的学生同意或非常同意“讨论和作业有挑战性，经过努力能够完成”；有90.36%的学生同意或非常同意“老师在MOOC上面安排的视频，对我的学习有帮助”。最后，有81.93%的学生同学接受这种线上学习方式（与完全直播相比）。调查表明，学生们接受本课程的在线教学模式及教师安排的学习方案，愿意投入时间和精力进行学习并完成教师布置的任务。

7结语

经过一段时间的准备和实践，本课程初步形成一套完整的在线教学模式，学生们对该模式的认可度较高，并逐步适应这种新的教学模式。根据对学生的提问、讨论以及小测情况来看，学生能跟得上教学进度，学习效果良好。本轮线上教学模式，还存在着很多需要改进和完善的地方，也面临着许多挑战，比如如何保持学生对线上学习的积极性、如何更好地识别学生的学习状态并得到及时反馈、如何开展小测和考试等[6]。随着在线教育的普遍开展，可以将其中的优势融入到面授课堂中，形成线上线下混合教学模式，以更好地开展教学改革，提高教学质量和提升学生的自主学习能力。

参考文献

[1]教育部应对病毒感染肺炎疫情工作领导小组办公室关于在疫情防控期间做好普通高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见(教高厅[2020]2号),2020,2,4

[2]赵亮,陈韵,余博.智慧教育视域下普通高校线上教学模式研究.电脑知识与技术,2019,15(30):158-159

[3]房林.浅谈高校“线上教学”的现状、问题及嵌入路径.市场研究,2018(12):15-17

[4]关于我们_中国大学MOOC(慕课).

[5]杨海军,张惠萍,程鹏.肺炎疫情期间高校在线教学探析.中国多媒体与网络教学学报(上旬刊),2020(04):194-196

[6]叶崇凉.疫情下线上教学面临的挑战与对策.计算机教育,2020(05):22-24

作者：陈晓梅 单位：广东外语外贸大学信息科学与技术学院