蘭曉俐蘇有邦謝樹云

摘 要：微課程是具有泛在性、可視性、關聯(lián)性等特點的一種新型學習資源，它給信息技術和課程教學的深度融合帶來了新的挑戰(zhàn)。在深入理解微課程內(nèi)涵及應用的基礎上，結合計算機專業(yè)核心課程《數(shù)據(jù)結構》的教學要求，就相關知識點進行微課程設計，以促進該課程教學改革。

關鍵詞：微課程；數(shù)據(jù)結構；教學模式

DOIDOI：10.11907/rjdk.161931

中圖分類號：G434

文獻標識碼：A 文章編號文章編號：16727800（2016）011022303

0 引言

《數(shù)據(jù)結構》是計算機應用技術、信息管理等專業(yè)的一門專業(yè)核心必修課程，主要探討在面對實際應用問題求解時數(shù)據(jù)的邏輯組織、計算機內(nèi)的物理實現(xiàn)及相關操作的實現(xiàn)算法。在計算機科學中，數(shù)據(jù)結構不僅是一般程序設計的基礎，還是設計和實現(xiàn)編譯程序、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)系統(tǒng)及其它系統(tǒng)程序和大型應用程序的重要基礎[1]。通過課程系統(tǒng)學習，使學生掌握實際問題求解過程中組織、存儲及處理數(shù)據(jù)的基本方法。對于即將從事程序設計和軟件開發(fā)工作的學生，該課程的學習效果將直接影響其對專業(yè)的興趣及對后續(xù)課程的理解和掌握能力。

由于課程概念抽象、算法繁多，不少學生反映課程學習難度大， 不易理解和掌握。如何在學生學習基礎薄弱、教學課時有限、課程教學難度大等約束條件下獲取最優(yōu)教學質(zhì)量，并使學生程序設計能力和計算思維能力得到提升和發(fā)展值得思考。本文從分析《數(shù)據(jù)結構》課程存在的問題出發(fā)，結合教師多年的授課經(jīng)驗，通過以微課程為核心的新型教學模式實踐探索，總結出其適用于信息化教育環(huán)境的實施方案。

1 《數(shù)據(jù)結構》課程教學存在的問題

1.1 課堂理論教學枯燥晦澀，難以激發(fā)學生學習興趣

傳統(tǒng)的課堂教學一般以教材為依據(jù)、教師為主體、講授為主要教學方式，教師期望通過灌輸將知識“塞”進學生腦袋，而忽視了學生的學習需求和接收消化知識的能力。此外，由于整個教學過程需要按照預先編寫的教學大綱和教學工作計劃表組織，在有限的課堂時間里，教師僅僅通過簡單的課堂問答和作業(yè)練習無法準確了解學生真實學習效果。隨著學習進度的深入，學生的學習興趣減弱，課堂聽講專注度下降，作業(yè)敷衍了事，教學效率低。

將多媒體教學引入課堂后，《數(shù)據(jù)結構》課程教學方法稍有改變，PPT課件結合板書的教學使得教學效率得到提升，但部分算法僅靠教師講解代碼分析，缺乏動態(tài)變化的直觀性效果，且多媒體授課存在信息量大、學生聽課期間認知負荷重、理解困難等問題，阻礙了對知識的建構學習，嚴重影響了學習者的學習效率。

1.2 上機實驗教學流于形式，效率較低

目前，《數(shù)據(jù)結構》課程上機實驗教學流程為：①教師布置實驗任務，課堂上利用少量時間進行介紹，學生動手編碼調(diào)試，教師巡回進行答疑指導。實驗任務設計一般以課本教材為主，與現(xiàn)實問題結合較少，難以吸引學生興趣；②由于學生在先修的程序設計課程中所處理的問題較為簡單，當面臨數(shù)據(jù)結構多個功能函數(shù)調(diào)用的算法要求時，大部分學生缺乏分析問題并設計算法解決問題的能力；③實驗課時有限，而部分的實驗內(nèi)容是相互關聯(lián)、層層遞進的，需要花大量的課余時間來研究分析，學生沒有做到這點，造成問題堆積。

同時，由于每次實驗教師僅靠學生提交的實驗報告和算法編碼進行成績評定，沒有很好的監(jiān)管機制，少數(shù)學生在自身無法完成程序設計及任務調(diào)試時，就復制或“借鑒”他人的報告或代碼，企圖蒙混過關；還有一部分學生雖然態(tài)度認真，但因為細節(jié)原因調(diào)試程序失敗，學習積極性受到影響，自我放棄，程序設計能力難以得到提升。

2 基于微課程的《數(shù)據(jù)結構》教學探索

2.1 微課程概念與特點

微課程又名迷你課程或微型課程，是將原有學科課程內(nèi)容運用建構主義方法進行分化，結合學生學習規(guī)律，分解成對應教學過程和教學資源的微型系列化課程體系。微課程的雛形最早見于美國北愛荷華大學Leroy A McGrew教授1993年所提出的60秒課程[2]。2008年美國新墨西哥州圣胡安學院的David Penrose提出了“MicroLecture”的概念[3]，從而引發(fā)了國內(nèi)外學者對微課程的全面系統(tǒng)化研究。李玉平教師組織的微課程培訓、胡鐵生教師倡導的微課理念、可汗學院的微教學視頻等，促使微課程成為“微時代”網(wǎng)絡化課程中嶄新的一員。

目前對微課程的定義很多，不同學者有自己的解讀。劉明卓等[4]認為：微課程是指按照新課程標準及教學實踐要求，以教學視頻為主要載體，反映教師在課堂教學過程中針對某個知識點或教學環(huán)節(jié)而開展教與學活動的各種教學資源的有機組合；余勝泉等[5]研究者定義微課程是以闡釋某一知識點為目標，以短小精悍的在線視頻為表現(xiàn)形式，以學習或教學應用為目的的在線教學視頻。無論何種定義都強調(diào)了微課程的幾個特征：信息技術成為首要的載體選擇，移動終端成為學習的主要平臺；微型的碎片化學習內(nèi)容設計；多種學習情境的靈活應用等。

2.2 微課程研究理論基礎

研究微課程教學模式過程中，主要理論基礎有：

人本主義學習理論認為在合適的條件下，每個人具有的學習、發(fā)現(xiàn)、經(jīng)驗的潛能是能夠釋放出來的。學習者可以通過自主學習去激發(fā)自身潛能，求得自身充分的發(fā)展[6]。教師在教學設計中應有意識地引導學生發(fā)掘自身優(yōu)勢融入學習。

建構主義學習理論認為“情境”、“協(xié)作”、“會話”和“意義建構”是學習環(huán)境中的四大要素或四大屬性[7]。學生在自身原有的經(jīng)驗基礎之上理解新信息，從而完成對新知識的意義建構。教師開展教學時應提供充分的學習資源，創(chuàng)設與學生契合的學習情境，并提供多元化的交流協(xié)作平臺。

教學過程最優(yōu)化理論強調(diào)在現(xiàn)有的教學環(huán)境下，教師需要充分考慮各項教學要素，對整個教學過程進行有效的監(jiān)控，使相關教師和學習者消耗最少的必要勞動時間，獲得最好的教學效果。

3 《數(shù)據(jù)結構》微課程設計基本思路

微課程設計包括4個階段：選題、教學設計、課件制作、拍攝錄制及后期制作。

3.1 選題階段

微課制作時需以學生為中心，從學生的角度看問題。因此在備課期間，教師需要充分了解學習者的基本情況（包括知識及技能起點、學習風格和態(tài)度等），從而合理設定課程的教學內(nèi)容和教學目標，選擇適合微課的知識點。如《數(shù)據(jù)結構》課程緒論章的知識點分析如表1所示。

在進行選題時需遵循宜小不宜大、宜少不宜多的原則，教師要在眾多知識點中進行分析篩選，如基本概念中的“數(shù)據(jù)”、“數(shù)據(jù)項”等知識點，課堂教學中就可以講解清楚；而介紹數(shù)據(jù)結構的作用內(nèi)容時，教師可以通過案例分析，鼓勵學生采用猜想與驗證、遷移與類比、交流與辨析的思想來完成，無須做成微課。

通過對數(shù)據(jù)結構教學內(nèi)容和學習者的分析，緒論章適合制作成微課的內(nèi)容總結如表2所示。

3.2 教學設計階段

在進行教學設計時，應做到：教學對象分析深入細致；教學目標清晰可見；教學內(nèi)容制作充實嚴謹，深入淺出；教學過程的組織和安排符合學習者的認知規(guī)律，脈絡清晰，重點突出；靈活運用教學策略，詳盡和有趣地詮釋知識，激發(fā)學習者興趣和思考。

數(shù)據(jù)結構的理論概念比較抽象，教學時應與具體生活實例相結合，通過案例分析、問題引導等方式進行講授，如隊列的知識可以結合日常生活的排隊現(xiàn)象，圖的遍歷可以結合對當?shù)氐穆糜温肪€設計等進行講授，便于學生理解；而算法設計部分則可以通過流程圖分析、動態(tài)演示系統(tǒng)、Flash動畫積件等方式，讓學生有直觀化的學習體驗。

3.3 課件制作階段

微課制作方法有多種，但大都需要有良好的課件支持。制作課件的常用工具是PowerPoint，制作時應遵循以下原則：精選美觀大方的設計模板進行制作；文字大小適宜，方便學習者辨認閱讀；每張幻燈片突出一個主題，對關鍵字進行精煉標示，方便學生記憶；選用合適的圖片，提供直觀視覺感受和體驗，豐富講述事實和內(nèi)容；通過自定義動畫和幻燈片切換功能設置動畫效果，動靜結合，給予學習者動態(tài)感、空間感的美。

3.4 微課拍攝錄制及后期制作階段

在微課視頻制作之前，需要進行慎重的媒體分析，選擇最優(yōu)化的媒體組合。微課視頻可選用PPT演示加配音的形式來表現(xiàn)，設計時結合動畫演示，教學效果較好。當然，拍攝時還要適度考慮藝術設計，如場景布置、教師的衣著打扮、鏡頭表現(xiàn)等。

腳本設計是制作微課程的重要環(huán)節(jié)。以“頭插法創(chuàng)建單鏈表”這節(jié)微課為例，其腳本設計和教學過程分別如表3和表4所示。

經(jīng)過上述過程的設計、錄制、剪輯與包裝后，微課已初具雛形，經(jīng)過教師同行、學生觀看評價后，在討論交流中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，修改后將資源組合后上傳到網(wǎng)絡學習平臺，供學習者課余時間學習使用。

4 《數(shù)據(jù)結構》微課程教學效果

教師利用學習博客及QQ群將學習材料（微課視頻、課件、大綱、Flash積件等）共享給學生自學，通過作業(yè)、答疑、討論等各種輔助學習活動啟發(fā)學習者思維，加深理解，解決知識難點。微博、QQ群聊天及短信等交流平臺的使用，使師生、生生關系日益融洽，學生的學習變得積極、溫馨和人性化。

經(jīng)過兩個學期的課堂實踐，微課程既實現(xiàn)了傳統(tǒng)教學的有益補充，又開辟了學生自主學習的新場所。相對于傳統(tǒng)教學，學生對于一些課堂理解不夠深入的內(nèi)容得到了重新學習的機會，上機實踐也可以通過相關微課程提前學習，能有的放矢地進行程序設計，編程水平有所提高，學習效果有了較大改善。

5 結語

綜上所述，對于《數(shù)據(jù)結構》課程教學而言，微課程的引入必將革新傳統(tǒng)的教學與教研方式，突破教師傳統(tǒng)的聽評課模式。對于學生而言，微課程的應用實現(xiàn)了線上資源與線下活動的連續(xù)統(tǒng)一，是一種真正以學習者為中心的課堂結構，能更好地實現(xiàn)因材施教，按需學習。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，在未來教育中，基于微課程的移動學習、泛在學習將得到更好的普及推廣。

參考文獻：

[1] 楊厚群.數(shù)據(jù)結構（C語言描述）[M].上海：上海交通大學出版社，2013.

[2] 梁樂明，曹俏俏，張寶輝.微課程設計模式研究——基于國內(nèi)外微課程的對比分析[J].開放教育研究，2013（1）：6573.

[3] 李汾娟.基于微課程的“三維建模技術應用”教學設計[J].武漢職業(yè)學院學報，2016（3）：6770

[4] 劉名卓，祝智庭.微課程的設計分析與模型構建[J].中國電化教育，2013（12）：127131.

[5] 余勝泉，陳敏.基于學習元平臺的微課設計[J].開放教育研究，2014（1）：100110.

[6] 李真.運用人本主義學習理論進行教育技術學專業(yè)實驗教學改革的探索[J].中國成人教育，2009（14）：9899

[7] 何克抗.建構主義的教學模式、教學方法與教學設計[J].北京師范大學學報： 社會科學版，1997（5）：7481.

（責任編輯：孫 娟）