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以学生为中心的移动教学在《数据结构》课程中的教学改革实践

2021-01-02任永强梁嘉熙张鸿宇左文喆

科教导刊·电子版 2021年1期
关键词:数据结构超星编程

任永强 李 婷 梁嘉熙 张鸿宇 左文喆

([1]华北理工大学矿业工程学院 河北·唐山 063210;[2]华北理工大学外国语学院 河北·唐山 063210)

0 引言

《数据结构》不仅是计算机专业的核心开发课程,也是地理信息科学专业的核心基础必修课程。该课程介绍了如何解决计算机软件开发中的一系列问题,特别是在处理程序设计问题时的各种数据组织,以及数据结构的算法。其内容包括线性表、栈、队列、字符串、树、图、排序、搜索等。该课程旨在帮助学生掌握各类数据结构,理解逻辑结构和存储结构,以及各类数据结构算法在场景中的应用,培养学生选择适当数据结构和编写高质量应用程序的能力。由于数据结构课程抽象的定义和概念,一些模型和算法对学生来说也难以理解,因此学生在学习这门课程时感到很难理解和掌握。许多学生无法真正理解算法的核心思想,因此无法将其应用于实际项目中去。综上所述,学生在学习这门课程时,由于缺乏学习兴趣,缺少应用能力和创新能力,导致无法融会贯通课程的内容,学习的积极性和掌握程度不高,自然兴趣也会越来越淡。

为了改善这种现状,本文充分分析了《数据结构》课程教学中存在的问题,基于以学生为中心的教学理念,充分利用超星学习通APP,改进教学方式方法。课前利用学习通设计相关问题和分享相关资料,学生提前自学;课上利用多媒体动画动态演示和引导课程内容,学生通过一系列活动参与课程教学过程,如设置抢答、提问、参与游戏环节,加深学生的理解程度;课下由老师发布随堂练习,巩固教学知识点。学生通过超星学习通移动教学平台发起讨论,回复讨论话题,提交随堂练习和完成课程作业,探讨学习中的各类疑惑。坚持以学生为中心,以学生学习为中心,通过超星学习通移动教学平台为本课程的教学带来巨大方便,提高了学生成绩。

1 《数据结构》在教学中存在的问题

经过多年教学一线的实践发现,教师发现学生在学习《数据结构》这门编程思想类课程中存在一系列问题,这些问题主要体现在以下几个方面:

(1)地理信息科学专业学生程序设计思维存在差异。地理信息科学专业学生对于软件开发语言只在大一学习了公共基础课C语言,有很大一部分学生还未入门,他们对程序设计的编程思维还未理解,相对计算机类专业的学生来说,地理信息科学专业学生对程序设计的编程思维存在很大的差异。

(2)学生算法编程实践能力存在差异。《数据结构》课程重点是要理解各类数据结构的应用场景,优缺点以及编程思想,学生在数据结构编程实践上的锻炼有所不同,对编程感兴趣的学生会积极主动上机实践,而不感兴趣的学生则会照抄代码,敷衍了事。

(3)课程内容抽象,难以理解。课程内容比较抽象,学生如果没有兴趣,很难理解其中的深意。课程中的线性表、栈、队列、字符串、树、图、排序、搜索等数据结构都是高度抽象的数据描述,学生难以将知识点具体化、形象化,导致难以理解内容,教师应该将课程内容设计的具体易懂,让学生更好地理解吸收。

2 以学生为中心的教学理念

“以学生为中心”的教育理念是一种真正的教育。成功的老师都有一个共同的特点就是能理解学生的需要,激发学生的兴趣和动机,开发课堂的活动,创新课堂的方法,从而培养学生的学习能力,而课堂教学的关键就是要坚守“以学生为中心”的教育理念。要悦纳学生、了解学生、理解学生、激发学生内在的学习力,这就是以学生为中心教学理念的最好的理解。在理念的指引下,教师们不再是“我要教什么,而是学生学什么”;也不再是“我要给学生什么,而是学生需要什么”。让学生对自己的学习负责,培养主动学习、自主学习、终身学习能力。

普通院校的学生独立意识强,加上高中有些学生学习习惯不良,学习无力感。课堂上玩手机、睡觉、开小差、迟到旷课、甚至捣乱。这是我们普通学校课堂管理的共同难题。但老师们假如换一种角度看问题,就会发现学生同样渴望积极向上,渴望成才成功,而学生所表现出来的问题只是特定年龄的客观表现,是可以理解的。所以,教师不要讨厌学生,而是要了解学生行为背后的原因,了解学生心中的需要,从而理解学生,根据学生的特点,找寻合适学生的教学方法,从而实现课堂教学的快乐。普通院校的学生在课堂上都有这样的心理需要:他们想学,想老师引导他们学;他们想表现,想老师能搭设平台让他们表现;他们也想能快乐地学,想老师的方法更新,更有创意。只有教师从学生实际出发,才能真正实现教育的最佳效果。

3 以学生为中心的移动教育改革实践

“以学生为中心”包含三个维度:“以学生发展为中心”、“以学生学习为中心”“以学习效果为中心”。让学生学习需要做到让学生参与、动手、体验、动脑,让学生身体动起来,让学生大脑转起来,诸如基于问题的学习、基于课题的学习、服务学习、探究式学习、体验式学习或者翻转课堂等。通过超星学习通移动教学平台,将《数据结构》课程中的知识点碎片化、结构化和具体化。在信息时代,获取知识的快捷便利,随时随地产生网络学习,超星学习通移动教学平台正是在这样的应用需求下产生的。

课前提供课程章节内容相关的预习材料,让学生在课前学知识,圈定不理解的知识点。设计课程知识点相关的问题,构建以问题为导向的学习方式,把学习置于真实的或接近真实的、有意义的问题情境中,通过让学生解决问题来探究问题背后隐含的概念和原理,激发学生学习的内部动机,培养建构知识、解决问题、团队合作、自主学习等能力,提升课中时的课堂境界,实现深度学习。

课中参与教师设定的问题讨论,参与小组的互动交流。在教师的积极引导下,学生积极参与课堂,教师与学生之间形成良性互动关系。精心设计教学活动把学生卷入学习之中,教师不仅仅是讲授者,更是学习活动的设计者(精心设计)、学习环境的营造者(用心营造)、学习过程的辅导者(有效辅导),使学生意识到自己才是学习的主体。将教学活动任务具体化,如以游戏的方式体验队列数据结构中的插入原理。组建课程学习小组,课前课中和课后都可以进行交流和分享,定期公布小组得分情况,使学生拥有小组荣誉感和紧迫感。在超星学习通上组建小组,可随机建组也可指定建组,构建学习共同体,小组分工合作,小组汇报,建立规则意识,组员互评,小组互评,互换角色,及时反馈,培养责任感。

课后通过课程小结或者随堂测验、作业等方式巩固本堂课知识内容,做好学习后的及时总结,查漏补缺。小组及时总结,查找不足,互相提问,形成良好的互帮互助学习氛围。在线疑难问题提问和解答,学生也可解答其他学生在线提出的问题,建立良好的课后线上讨论机制,没有问题的学习才是最大的问题。

针对学习效果采用多元化考核评价方式,调动学生的积极性,激活学习态度。重过程轻结果,重能力轻知识,重视学生的素质教育和能力提高,重视实际学习效果,建立目的、过程与结果之间的反馈与改进关系,强调测量、反馈和评价在学习中的关键作用。重视过程教学,改变“平时不学习,一考定终身”的不良局面,扭转学生只应付考试的状态,让他们在学习过程中成长。

4 结论

《数据结构》是一门考核逻辑思维的编程课程,教师如果不能吸引、引导和鼓励学生,很容易造成学生失去兴趣、畏惧编程、被动学习的不良后果。本文通过“以学生为中心”的教育理念,充分利用超星学习通APP辅助《数据结构》课堂教学,改变传统教学方式,使得原本抽象的数据结构变得具体,原本沉闷的算法变得生动,极大地激发了学生的学习热情,增强了学生的自信心。学生们有目的地阅读课外学习资料,使用数据结构知识来分析问题和解决问题的能力得到了提高,为以后专业课程学习奠定了坚实的基础。经近两年来,150多名学生的教学反馈结果看,使用超星学习通APP授课的方式取得较大的成功,受到大家的一致认可。

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