熊立偉 鄒濱 方新 王平

1 湖南城市學(xué)院 湖南益陽 413000 2 中南大學(xué) 長沙 410083

0 引言

“金課”的概念是2018年由時任教育部部長的陳寶生在新時代全國高等學(xué)校本科教育工作會議上第一次提出，此后時任教育部高教司司長吳巖又系統(tǒng)闡述了“金課”概念，并將“金課”的特性歸結(jié)為高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度，簡稱“兩性一度”。“金課”概念的提出得到了各高校的積極響應(yīng)，一場有關(guān)“金課”的“課堂革命”隨即在全國各高校迅速蔓延。混合式教學(xué)模式在近幾年的教學(xué)改革實踐中脫穎而出，成為“課堂革命”的主流，混合式教學(xué)包括線上和線下兩個部分，翻轉(zhuǎn)課堂、雨課堂、SPOC[1]、MOOC[2]等都是混合式教學(xué)的具體形式和應(yīng)用。

地理信息科學(xué)（Geographic Information Science，GIS）作為一門交叉性學(xué)科，發(fā)展非常迅速[3]，目前，我國開設(shè)了GIS 專業(yè)的高校多達(dá)200多所。通過調(diào)研，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)高校將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為GIS 專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)過程中普遍存在難以將理論知識應(yīng)用到實際的困境[4]，原因在于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有內(nèi)容豐富且抽象的特點，更為關(guān)鍵的是其在GIS 專業(yè)課程體系中起著承前啟后的作用，其先導(dǎo)課程為程序設(shè)計語言類基礎(chǔ)課，如C/C++程序設(shè)計，后續(xù)課程大多為軟件開發(fā)類課程，如面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計、計算機圖形學(xué)、GIS 二次開發(fā)、軟件工程等，這些課程對學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)的形成具有重要的影響作用[5]。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中存在教學(xué)模式單一、教學(xué)內(nèi)容陳舊和理論教學(xué)與實踐脫節(jié)等問題[6]。因此，在課堂革命的時代大背景下對GIS 專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)改革勢在必行，筆者所在學(xué)校為應(yīng)用型本科院校，擔(dān)任GIS 專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的主講教師已有13年，下面對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)混合式教學(xué)改革進行探討。

1 混合式教學(xué)改革的探討

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)過程存在的問題，其原因是多方面的，研究表明在眾多影響數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)效果的因素中，教學(xué)模式的選擇已成為最關(guān)鍵的因素?；旌鲜浇虒W(xué)模式的最大優(yōu)勢就是極大地拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)時間和空間，學(xué)生可以利用“互聯(lián)網(wǎng)+各種終端+各種在線學(xué)習(xí)APP”隨時隨地地進行學(xué)習(xí)，混合式教學(xué)是對以“教為中心”向以“學(xué)為中心”的教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變。

1.1 混合式教學(xué)的必要性

2020年上學(xué)期，受新冠疫情的影響，各高校按照教育部的要求積極開展線上教學(xué)活動，然而，在經(jīng)歷了一個學(xué)期的線上教學(xué)之后，教學(xué)效果并不理想。主要原因在于一方面大學(xué)生線上學(xué)習(xí)的注意力和集中度遠(yuǎn)不如課堂學(xué)習(xí)，教師通過在線點名、答題和測試也難以保證線上的學(xué)習(xí)效果[7]；另一方面教師通過直播教學(xué)時無法知道學(xué)生是否在認(rèn)真聽講。實踐表明僅通過線上教學(xué)很難達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果，而混合式教學(xué)可以將傳統(tǒng)課堂教學(xué)與線上教學(xué)的優(yōu)點結(jié)合起來，對學(xué)生而言，混合式教學(xué)的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)時間更加靈活，更有利于因材施教，因此，混合式教學(xué)才是大學(xué)課堂教學(xué)改革的正確方向。

1.2 混合式教學(xué)改革的內(nèi)容

筆者以GIS 專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程為例，從教學(xué)大綱修訂、知識點碎片化與微視頻制作、教學(xué)平臺的選擇、在線課程資源的優(yōu)化建設(shè)、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計、線下答疑與作業(yè)講解、教學(xué)考核評價等六個方面對混合式教學(xué)改革的內(nèi)容進行探討。

1.2.1 教學(xué)大綱的修訂

混合式教學(xué)必將打破傳統(tǒng)教學(xué)模式，對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程原有教學(xué)大綱的修訂勢在必行，在修訂教學(xué)大綱之前要結(jié)合本專業(yè)學(xué)生的實際情況進行廣泛的調(diào)研。目前學(xué)校GIS 專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的課時為64，其中理論48 課時，實驗16 課時，理論課時相對不足，因此，教師需要對教學(xué)內(nèi)容進行適當(dāng)取舍和整合，一些理論性太強，在專業(yè)內(nèi)應(yīng)用面不夠廣泛的內(nèi)容比如廣義表、動態(tài)存儲管理以及外部排序等內(nèi)容就可以略講[8]。其次，教師可使用2 課時對C++程序設(shè)計中的一些重要內(nèi)容如函數(shù)、結(jié)構(gòu)體、指針等進行復(fù)習(xí)，以做到前導(dǎo)課與后繼課的有機銜接，從而較好地解決數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中學(xué)生上機困難的問題[9]。

1.2.2 知識點碎片化與微視頻制作

知識點的碎片化是與當(dāng)前大學(xué)生的學(xué)習(xí)生活模式相適應(yīng)的，研究表明，大學(xué)生能集中精力完整的觀看教學(xué)視頻的時間一般在6-12 分鐘，短而精的視頻有利于學(xué)生的消化吸收，學(xué)習(xí)效果最佳。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容抽象，知識點繁多，為更好地服務(wù)混合式教學(xué)，有必要將知識點進行分解即知識點碎片化，微教學(xué)視頻的制作是教師對碎片化知識點最為直接有效的表達(dá)方式，但微視頻的制作需要資金與技術(shù)的支持以及需要教師投入大量的時間與精力。在學(xué)校教務(wù)處的資助與指導(dǎo)下，對學(xué)校GIS 專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的28 個知識點（表1）拍攝了微視頻并上傳到智慧樹平臺供學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

表1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)微視頻涉及的主要知識點

1.2.3 線上教學(xué)設(shè)計

1）教學(xué)平臺的選擇。目前，國內(nèi)成熟的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺比較多，像中國大學(xué)MOOC 平臺、超星、學(xué)堂在線、學(xué)銀在線、智慧樹、雨課堂、云班課等等，這些網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺大多具備以下功能：直播課、錄播、簽到、發(fā)布作業(yè)、批改作業(yè)、隨機提問、在線測試、創(chuàng)建題庫、學(xué)習(xí)進度監(jiān)控、在線輔導(dǎo)答疑等功能。只有經(jīng)過一段時間的嘗試才能知道哪種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺更適合自己，筆者所在學(xué)校GIS 專業(yè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)選擇的是智慧樹平臺，教師通過智慧樹平臺上傳了各種教學(xué)資源，在混合式教學(xué)過程中布置了各種線上作業(yè)及單元測試題，注重對學(xué)生學(xué)習(xí)的過程監(jiān)控及過程評價，經(jīng)過兩年多的教學(xué)實踐，表明智慧樹能較好地滿足混合式教學(xué)的需求。

2）在線課程資源的優(yōu)化建設(shè)。目前，許多高校已建立了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)精品課程網(wǎng)站，由于985、211 高校與地方本科院校的學(xué)生在綜合能力上存在較大差異，所以在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程資源建設(shè)過程中地方本科院校一定要考慮本校學(xué)生的實際水平，對其他高校的精品課程資源不能照搬。學(xué)校作為應(yīng)用型本科院校，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)團隊也早已建立了自己的課程資源，如ppt 課件、電子教案、實驗指導(dǎo)書、教學(xué)大綱、考試大綱、單元測試題、期末檢測題等?？紤]到混合式教學(xué)的需要，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程團隊在原有課程資源的基礎(chǔ)上，建設(shè)了題型多樣、數(shù)量足夠多的在線測試題庫。但需要指出的是在線題庫的難度要適中，要讓學(xué)生在做題的過程中覺得數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程有一定的難度，又要保證學(xué)生有獲得感，以提高其學(xué)習(xí)的積極性。

3）線上學(xué)習(xí)任務(wù)的布置。智慧樹提供了強大的線上教學(xué)功能，教師可以通過智慧樹給學(xué)生布置各種線上學(xué)習(xí)任務(wù)，如教師在課堂講授之前給學(xué)生布置一些視頻、PPT 的學(xué)習(xí)任務(wù)，這樣學(xué)生往往會帶著問題來到課堂，有利于課堂互動。教師每講授幾個知識點后可布置一些線上作業(yè)，以便學(xué)生及時鞏固所學(xué)知識點，線上作業(yè)以選擇題、判斷題、填空題為主，由系統(tǒng)自動批改作業(yè)，大大減輕了教師負(fù)擔(dān)。另外，教師可安排幾次線上單元測試，以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果以及教學(xué)過程中存在的問題，由此教師可及時調(diào)整教學(xué)計劃，開展更加有針對性的教學(xué)。

1.2.4 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)教學(xué)模式最大的弊端就是教學(xué)過程中學(xué)生參與的積極性不高、與教師的互動性不強，而混合式教學(xué)是一種學(xué)生自主參與的教學(xué)模式，在教學(xué)過程中，學(xué)生首先通過線上學(xué)習(xí)從而有準(zhǔn)備地帶著問題來到課堂，此時，教師不能再采用傳統(tǒng)授課模式了，而要采用以學(xué)生為中心的翻轉(zhuǎn)課堂模式。為此，教師需要進行二次備課，對翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)過程進行精心設(shè)計和引導(dǎo)，對學(xué)生在線上學(xué)習(xí)中可能產(chǎn)生的疑問要提前設(shè)想，對學(xué)生提問的時間、教師講授的時間要進行合理分配，這對教師的知識面和對課堂的掌控能力要求更高?？傊D(zhuǎn)課堂的教學(xué)設(shè)計沒有現(xiàn)成的模板和規(guī)律，教師要結(jié)合學(xué)生的實際情況不斷摸索、總結(jié)。

1.2.5 線下答疑與作業(yè)講解

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)容較多而課時相對有限，且知識點前后銜接緊密，學(xué)生往往不能立馬接受，會存在一些疑惑，雖然線上答疑不受時間與空間限制，但效率低下，因此，適量的開展線下答疑是提高教學(xué)質(zhì)量的有效途徑。為此，教師可以在每個星期確定一個時間進行現(xiàn)場答疑解惑，這樣做會占用教師的一部分休息時間，但也體現(xiàn)了教師的奉獻精神。除了線下答疑，教師在講授完一個章節(jié)之后要給學(xué)生布置適量的作業(yè)，作業(yè)也分為線上、線下兩種方式，線上作業(yè)的客觀題可由系統(tǒng)批閱，但主觀題仍需教師批閱，從教學(xué)實踐來看，線下紙質(zhì)檔作業(yè)必不可少，尤其是算法設(shè)計題，學(xué)生在寫算法的過程中可能會出現(xiàn)各種各樣的錯誤，教師應(yīng)認(rèn)真批改，在錯誤的地方做好批注，對錯誤率較高的題目在課堂上要進行重點講解。

1.2.6 教學(xué)考核評價

傳統(tǒng)教學(xué)模式注重結(jié)果評價，而混合式教學(xué)應(yīng)注重于過程評價，目前學(xué)校教務(wù)系統(tǒng)設(shè)置的課程考核其平時成績與期末成績的比例為40%與60%。平時成績評定的主要依據(jù)是學(xué)生對線上課程資源的學(xué)習(xí)、上課出勤、課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)、線上單元測試、上機實驗等的綜合評價結(jié)果，所占比重如表2所示。

表2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)混合式教學(xué)考核方式

由于平時成績的評定有充分的依據(jù)且只要教師保持公平公正，故在班上公示的時候?qū)W生都很認(rèn)同，運用好平時成績這個杠桿，在整個教學(xué)過程中可充分調(diào)動學(xué)生的積極性，譬如大多數(shù)學(xué)生都會進行課前預(yù)習(xí)，課堂上會積極回答教師的提問，會很在乎教師批改作業(yè)或?qū)嶒瀳蟾鏁r給的等級。雖然平時成績的統(tǒng)計會花費教師一定的精力，但提高了教學(xué)質(zhì)量，實現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教學(xué)目標(biāo)，教師付出再多的努力也是值得的。

2 教學(xué)反思

混合式教學(xué)已成為“課堂革命”的主流，混合式教學(xué)沒有統(tǒng)一的模式，智慧樹、云班課、學(xué)堂在線等線上教學(xué)平臺是混合式教學(xué)的重要支撐條件，而翻轉(zhuǎn)課堂、SPOC、雨課堂等則是混合式教學(xué)的具體形式和應(yīng)用。在混合式教學(xué)過程中，有些教師只注重形式上的混合式教學(xué)，而忽略了混合式教學(xué)的本質(zhì)與內(nèi)涵，其教學(xué)效果并不好。從教學(xué)實踐來看，影響數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)混合式教學(xué)質(zhì)量的主要因素為：1）課堂采用了翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式，但沒有與線上豐富的教學(xué)資源對應(yīng)起來，混合式教學(xué)流于形式；2）教學(xué)視頻的質(zhì)量有待提高，如視頻內(nèi)容重點、難點不突出，對知識點的分解不合理，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，自學(xué)效果不佳；3）線上教學(xué)平臺的功能沒有得到充分利用，線上教學(xué)資源沒有發(fā)揮出應(yīng)有的價值。

3 結(jié)束語

本文在金課背景下針對GIS 專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)過程中存在的問題，提出了混合式教學(xué)改革的目標(biāo)及實施路徑。近兩年的混合式教學(xué)改革表明，采用混合式教學(xué)既可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也能促進教師教學(xué)水平的提高，實現(xiàn)了教學(xué)相長，教學(xué)質(zhì)量顯著提高，筆者所授課班級的學(xué)生近兩年在參加湖南省大學(xué)生測量程序設(shè)計競賽及GIS 應(yīng)用競賽中獲一等獎6 項、二等獎3 項；同時，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)混合式教學(xué)改革為其他課程的混合式教學(xué)提供了借鑒與參考。在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代下，混合式教學(xué)已是大勢所趨，每一位高校教師都肩負(fù)著“課堂革命”的重任，要勇于從傳統(tǒng)教學(xué)模式中走出來，努力打造適合本校本專業(yè)的線上+線下混合式“金課”。