数据结构线上教学实践后的总结与思考

陈晓梅

摘要：2020年春季学期，受疫情影响，数据结构课程开展了完全线上教学。文章从教学模式的设计与实践、授课方式的选择、促进学生主动学习和提高学生线上协作能力等方面进行总結和思考，为今后开展线上教学、线上线下混合教学提供借鉴。

关键词：数据结构;线上教学;主动学习;协作

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）06-0111-02

1 引言

2020年初，受新冠肺炎疫情的影响，教育部在2月4日印发《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]。

广东外语外贸大学的数据结构课程，在这个背景下开展线上教学工作。这种全新的教学模式给教师和学生带来前所未有的挑战。经历了一个学期的完整教学，笔者就本学期的线上教学设计和实践做了一些总结和思考。

2 教学模式的设计与实践

线上课堂教学部分，采用“SPOC录播+腾讯课堂直播”（https：//www.icourse163.org/）授课方式。利用浙江大学陈越、何钦铭老师《数据结构》中的部分视频建立异步SPOC，同时针对本校学生编程基础较弱的特点自行录制另一半授课视频。对于实践课时，由于无法进行面对面指导，故挑选一些典型的实践题目，提前录制“带你打代码”的视频，提供给有需要的同学参考学习。这些视频的内容包括解题思路分析、代码框架设计和关键代码实现等。每周上课前，提前在微信群发布本周学习任务清单，在SPOC发布视频及预习测验。上课时，按照“课前提问-上次作业（测验/任务）小结-学生看视频或直播-关键内容梳理-答疑”流程进行。

线上辅助教学部分，采用“SPOC讨论+PTA（https：//pintia.cn）练习”形式。对于关键知识点，在SPOC的相应章节布置讨论题目，指定部分同学提交，其他同学进行点评。每章都会在PTA布置作业题和实践题，并规定完成时间。除此外，本学期进行了4次分组协作，三人一个小组，限时合作完成指定任务。在每个学习阶段，还会进行小测，以获得阶段反馈和对学生保持一定的学习压力。

3 思考与建议

3.1 授课方式的选择

一般来说，线上授课方式有直播、录播，或直播录播穿插进行。从本门课程的实践来看，直播效果优于录播效果。原因有三，其一是能提高学生的专注度。录播的课程，学生对于不理解的问题可以随时暂停或回放，但这也让学生的听课心态比较放松，导致听课过程中容易走神。而直播的内容只有在直播结束后才能回放，这让学生在听课时相对比较集中精神。而且直播过程中教师还可以采用提问、讨论等方式来引吸引学生关注;其二是直播授课可以随时获取学生学习效果的数据。教师可以通过直播平台的应答器功能进行提问并向学生们实时反馈全班答题情况，同时教师根据答题情况对授课内容进行调整，这些都是现场授课和录播授课所不能比拟的;选择直播授课的第三个原因是直播有较强的互动性，教师在授课过程中能针对学生在讨论区的发言进行现场解答，这样既能增强课堂的互动性，还能提高学生的专注度和参与感。

在直播授课时，要注意控制节奏。人的注意力时长是有限的。研究表明：对于被动的聆听，大多数人的注意力只能持续10～18分钟[2]。教师可以在每个注意力高度集中的时间边界通过提问或者说一两句题外话来“刺激”学生，让学生重新开启下一轮注意力高度专注区。

3.2 促进学生主动学习

线上学习效果，比线下课堂更依赖于学生的学习主动性。除了设计合理的教学模式和教学流程外，根据本学期的线上教学实践，还可以从以下方面来提高学生主动学习的积极性。

3.2.1 课后开展讨论和评论

SPOC平台设有讨论区功能，教师可以在每个章节发布讨论题目，学生可以提交解答和评论其他同学的提交内容。本学期共开展了8次讨论与评论活动。在相应章节发布讨论题目，微信群公告必须提交的学生名单，同时要求本次无须提交的同学要进行评论，对其他同学的提交内容提出自己的想法或指出错误。因为提交的讨论内容会被展示出来接受其他同学的“审查”，所以提交的同学必然会深思熟虑。而评论的同学不但要理解展示者的展示内容，还要找出错漏或者提出自己的想法，这有利于培养他们的批判性思维。这个讨论和评论环节，受到了学生们的欢迎，他们认为不但能促进自己深入思考，还能通过浏览其他同学的提交和评论，取长补短，开拓思路。图1是第5章树与二叉树中的一道关于二叉树存储结构的讨论题中，某位同学的讨论区的部分截图。

在开展讨论和评论时，要注意题目设置的合理性和可分析性，这样既能巩固学生的学习成果，也能引导学生深入理解及运用知识。比如，在第3章栈和队列里，布置给学生的其中一道讨论题是“对于汉诺塔问题，若有5个盘子，则一共需要移动多少次才能完成任务？请给出具体的分析过程”;在第5章树和二叉树里，其中一道讨论题是“假设二叉树有五个叶子结点，它们的权值分别是{1，2，3，4，5}。以此权值序列可以构造出多棵形态不同的二叉树。请画出其中两棵并计算其WPL值，再以哈夫曼算法构造第三棵，并验证其WPL值一定小于等于前两棵”。类似这些题目，都是从具体问题出发，学生们在不断提交和互评的过程中深入分析归纳和推理，最终抽象出解决问题的模型。图2是第3章汉诺塔问题的部分评论区截图。

3.2.2 及时反馈与有效沟通

在缺乏反馈与教师激励的线上学习环境中， 学生的学习动机难以持续保持[3]。及时的反馈，能够让学生实时了解自己的学习效果，继而调整学习策略，激发新的学习动机。本课程的辅助教学手段包括课后讨论、每章作业/实践、分组协作完成任务以及阶段小测。其中课后讨论、分组协作和阶段小测穿插进行。每次活动截止时间之后，在微信群上传本次的活动小结，总结优点，指出问题不足，并对本次活动表现突出或进步的同学提出表扬。

线上教学的其中一个最大特点是无法与学生进行面对面交流。本学期充分利用聊天软件，创建与不同学生之间个性化的人际关系环境，消除师生之间的距离感。有针对性地与学生沟通，既能让学生感受到教师对他/她的关注与期望，也能激发学生的学习积极性和自信心。对于进步明显的同学，提出鼓励;对于学习效果欠佳的同学，了解原因，共同制定改进策略;对于学习困难的同学，对其进行具体辅导。

一个学期下来，受到表扬的同学越来越多，需要私下沟通的同学逐渐减少，课后线上讨论的氛围越来越活跃，而且评论的内容从刚开始的夸赞，转变为基于学习问题的各种思考与探讨，实现了良性循环。这充分说明，对于线上教学，及时反馈和有效沟通是促进学生主动学习的有效措施。

3.3 提高学生线上协作能力

文献[4]里谈到，协作编程有利于引导学生审视自己的思考和路径， 与同伴一起审查和讨论彼此的想法， 使计算概念更加巩固。安排线上协作任务，不但能提升学生的计算思维能力，还能打破线上学习的“孤独感”，培养学生们的线上协作能力。本学期挑选了四个实践任务，由学生们分组协作完成。学生们分成三人一个小组，在限定时间内编程解决问题。同时鼓励学生们尝试不同的线上沟通工具和协作编程工具，以提升线上沟通合作能力。

每次的线上协作任务，都会安排每个小组在截止时间后进行自评和互评。每个小组在阅读评价其他小组的代码时，也会检讨和反思本小组的编程思路和合作过程，最终提高自己的实践水平。图3是分组协作完成“最深的叶子”任务里，小组互评的部分截图，也从侧面反馈了线上小组协作对提升线上教学质量的有效性。

4 结语

在教育信息化2.0时代，随着移动通信技术的发展和线上教学平台的不断创新和优化，移动学习、混合式学习和远程学习等非正式学习模式将成为主流[5] 。高质量开展线上教学，是高等教育发展大势所趋[6]。教育部高等教育司司长吴岩透露，疫情过后，线上教学将从“新鲜感”走向“新常态”，“临时教改”要变成“质量行动”。作为高校教师，要积极拥抱这个新趋势，回到校园内上课后，发挥线上教学的优势，创新教学设计，重构师生关系[7]，大力开展“线上+线下”的混合式教学。

参考文献：

[1] 教育部应对新型冠状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（教高廳[2020]2号）.[2020-2-4].

[2] 陈欣虹.引入课堂应答系统 “唤回”学生注意力[J].中国现代教育装备，2019（19）：74-75.

[3] 马秀麟，梁静，李小文，苏幼园.群体感知效应促进线上协作学习成效的实证研究[J].电化教育研究，2019，40（5）：81-89.

[4] 蔡荣华，樊蒙蒙.基于协作结对编程的计算思维培养方法探究[J].中国教育技术装备，2018（14）：75-77.

[5] 乔沛昕，李红波，魏冬雨.互联网+智慧校园：教育信息化2.0时代智慧校园新形态[J].教育探索，2019（5）：63-68.

[6] 左惟.趋势与变革：高校开展线上教学的几点思考[J].中国高等教育，2020（7）：10-12.

[7] 田蕊，熊梓吟，Normand Romuald.疫情之下全球教与学面临的挑战与应对之策——OECD《2020应对COVID-19教育指南》解析与思考[J].远程教育杂志，2020，38（4）：3-14.

【通联编辑：王力】