新工科背景下SPOC混合教学模式_孙晓飞.pdf
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1、为培养未来科技创新领军人才,探索符合新工科内涵特征的教学模式是十分必要的。本文提出了数据结构课程的新型 SPOC 混合教学模式,并提出了具体的改革措施。实践结果表明,采用该方案的教学模式,能够实现教学过程的去中心化,提高学生独立思辨、想象力和关联力,更好地实现教学目标。关键词 数据结构;混合式教学模式;新工科 中图法分类号 G642 DOI:10.16707/ki.fjpc.2023.07.025 The Reform of SPOC Mixed Teaching Mode under the Background of New Engineering SUN Xiaofei,PAN Wenw
2、en,YANG Bin,HUANG Jie,WANG Zhenzhen,WU Lei,WANG Lei(College of Information Science and Engineering,Zaozhuang University,Zaozhuang,China,277160)Abstract In order to cultivate future technological innovation leaders and explore teaching models that conform to the connotation characteristics of new eng
3、ineering disciplines,this article proposes a new SPOC hybrid teaching model for data structure courses and proposes specific reform measures.The practical results show that adopting this teaching model can achieve decentralization of the teaching process,improve students independent thinking,imagina
4、tion,and relevance,and better achieve teaching objectives.Keywords Data Structure;Mixed Teaching Mode;New Engineering 1 引言 数据结构课程作为计算机专业核心课程,理论内容丰富、逻辑理解要求高、重点难点多,对教学过程和教学目标达成提出了很高的要求。传统的面对面教学模式重视理论传授,应用实践少,教学手段、工具和资源也不够丰富。因此,新工科建设针对当前教学中的不足提出了更高的要求1。慕课教学是近年来兴起的新式教学方法,它利用计算机技术和网络平台,结合新的视频内容分享手段,创造更多的
5、学生自学机会。但相对于面对面教学,这种依赖网络平台的教学方法对学生自制力要求更高,对学生的约束力相对欠缺,师生互动也不足,不利于了解学生差异和开展个性化教学。因此,单一的教学模式很难适应新的学情和学科建设需求2-4。针对现有教学方法中存在的上述问题,在数据结构课程教学中,探索一种融合面对面教学和慕课教学的优点并互补彼此劣势的新的教学模式,以降低学生学习难度、提升学生学习兴趣和积极性,是提升教学质量、建设新工科的当务之急。SPOC(Small Private Online Course)作为一种限制性的小规模在线课程,很适合当前的线上教学,已经得到众多教学研究者的关注5-6。本文采用基于 SPO
6、C的线上线下混合教学模式,探索数据结构在新工科背景下的教学改革,以激发学生更高的学习兴趣和主动性,获得更好的教学效果。2 传统教学现状 118 孙晓飞等:新工科背景下 SPOC 混合教学模式 第 7 期 数据结构是计算机专业学生需要学习的一门重要专业基础课程,主要包含计算机存储、组织数据的方式、通过算法处理数据和分析方法7。这门课的内容非常充实、难度较大,课时较少,学生缺少时间来消化知识8-9。数据结构具有很高的课程教学目标:通过典型数据结构和算法的学习,以及算法设计和实现的训练,使学生养成敏锐的洞察力,并逐步掌握如何整合信息,提炼数据和数据结构,配置相应的运算和处理算法,完成信息化系统的集成
7、,为研制开发各种系统和应用软件打下扎实的理论和实践基础。然而,在传统模式的授课过程中,学生从最初的新奇,逐渐变得疲惫,最终失去兴趣,难以达成课程教学目标。沿袭已久的教学模式容易引起思维疲劳,甚至使部分学生对数据结构课程望而生畏,仅为了考试达标而被动学习,无法发挥这门课程的重要作用。在传统数据结构授课过程中,学生需要掌握各种数据的逻辑结构、对应的存储结构和数据处理方法,以及具备足够的编程能力和实现算法10。复杂繁多的逻辑结构难以理解,更难以转化为存储结构,加上编程能力欠缺,导致学生难以达成教学目标。学生遇到需要变通的实践案例,难以应用所学知识来解决相关问题11。传统的数据结构教学存在如下问题:(
8、1)逻辑结构部分需要学生理解的理论内容偏多,使学生容易形成思维疲倦,严重影响后面的存储结构转化和编程实现;(2)理论课时偏多,学生用于消化知识和编程应用的时间不足,造成头重脚轻,偏离最终教学目标12;(3)实践部分课时不足、形式单一、内容单调,课程实践不贴合实际需求,难以锻炼学生的应用能力;(4)没有着重培养学生的自主学习能力,学生学习兴趣不足,加重了学生的畏难情绪,形成对教师的依赖13;(5)对课程思政的研究不足,缺乏对课程实用性和价值的思考,难以激发学生的学习兴趣。3 教学改革思路 为巩固数据结构核心专业课程的地位,并为后续专业课程打下坚实基础,采用基于 SPOC 的混合式教学模式。使用超
9、星慕课作为课程支撑平台,教师在平台上发布课程视频、课程课件、训练材料和实验指导等教学资源,为学生安排自由度高、内容适度、课程进度和节奏紧凑的学习任务,学生完成各种学习任务后上交慕课平台(见图 1)。慕课视频内容应精致、短小,便于学生在较短时间内学习重点知识。每个视频控制在 20 分钟甚至更短,并针对视频中重点给出问题,在重要视频后给出本知识点相应的应用性问题。学生到慕课中学习短小精悍的课前预习视频和相关资料,并完成相应的简单任务。带着任务的答案来参与课堂学习。通过扩充课前导入内容,使预习更加有效,使课堂教学更好地开展。慕课视频和课堂教学中的案例贴近生活实际和真实项目,由简入难,渐入佳境,从而激
10、发学生的学习兴趣。在课后安排自主学习任务,培养自主学习能力,降低学生对教师的过度依赖。紧密结合新工科建设,增强内容创新性,培养学生的应用能力和工程实践水平。图 1 本门课的改革整体思路 4 教学改革设计方案 4.1 SPOC混合式教学 将 SPOC 理念应用于数据结构教学过程中,形2023 年 福 建 电 脑 119 成以慕课作为支撑平台的限制性小规模课堂。该课堂形式以学生为中心。教师围绕学生能力培养这个中心目标,综合利用视频内容、多媒体、动画、训练资料和练习题等多种资源,实现多手段的 SPOC课堂。以学生自主学习能力培养为主旨,形成课前有预习任务、课中有互动和角色互换、课后有自主拓展任务的完
11、整自主能力培养链条,提升学生的积极性、主动性和责任感,更好地达成教学目标。在线上教学环节,学生观看慕课视频来学习相关内容,在学习顺序表、二叉树、最小生成树等重点内容时需要完成与内容同步的相关问题,在实用性强的视频后提供相应的应用性案例。教师在平台批阅学生提交的练习和应用性案例的答案,对完成度低和得分率低的内容进行针对性讲解。学生在慕课问答区针对感兴趣的数据结构提出问题,教师定期解答,设置“热点数据结构”置顶功能,为高频问题录制讲解视频。课堂教学中综合利用课堂翻转、分组讨论、互动问答等多种手段,活跃课堂气氛,提升学生参与度,鼓励学生探索数据结构和算法思想,实现高标准的教学产出。4.2 具体教学改
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