余亮 吳塵 師曉曄 許斌 孫希霞

摘? 要： 學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋信息對(duì)于教師提高課堂教學(xué)質(zhì)量具有重要作用。針對(duì)“算法分析與設(shè)計(jì)”課堂中采用傳統(tǒng)反饋信息獲取方式存在的不足，文章設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于互聯(lián)網(wǎng)的學(xué)習(xí)反饋系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有適用性廣、準(zhǔn)確性高、不依賴(lài)教師授課經(jīng)驗(yàn)、不暴露學(xué)生個(gè)人隱私、成本低廉等特點(diǎn)?；趯W(xué)習(xí)反饋系統(tǒng)的“算法分析與設(shè)計(jì)”課堂教學(xué)實(shí)踐表明了該系統(tǒng)可幫助學(xué)生提高知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。

關(guān)鍵詞： 學(xué)習(xí)反饋系統(tǒng); 算法分析與設(shè)計(jì); 課堂教學(xué)實(shí)踐; 教學(xué)質(zhì)量

中圖分類(lèi)號(hào)：G642? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1006-8228（2019）08-103-03

Abstract： Learning feedback information from students contributes to the improvement of teaching quality for teachers. When adopting traditional methods of acquiring learning feedback information into the course of "Algorithm Analysis and Design"， some drawbacks could be found. In this paper， an Internet-based learning feedback system is implemented to overcome the drawbacks of traditional methods and offer some advantages （e.g.， wide applicability， high accuracy， without relying on teachers' teaching experience， without leaking privacy， and low cost）. The classroom teaching practice based on the learning feedback system shows that the system can help students to improve their understandings of algorithmic knowledge.

Key words： learning feedback system; algorithm analysis and design; classroom teaching practice; teaching quality

0 引言

算法分析與設(shè)計(jì)課程是高等學(xué)校計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)及其相關(guān)專(zhuān)業(yè)（如物聯(lián)網(wǎng)工程）的核心課程，其開(kāi)設(shè)對(duì)于提高學(xué)生利用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題的能力具有重要作用[1-2]。在講授算法分析與設(shè)計(jì)課程時(shí)，為了生動(dòng)形象地展示某種算法動(dòng)態(tài)執(zhí)行過(guò)程、快速展示某些定理的推導(dǎo)細(xì)節(jié)、快速展示幾種算法的性能對(duì)比等，通常采用以PPT為主的授課方式。由于PPT響應(yīng)速度較快，留給學(xué)生的思考時(shí)間較少，另外，算法分析與設(shè)計(jì)課程本身有大量公式，短時(shí)間內(nèi)不易消化。上述兩方面原因，會(huì)使學(xué)生學(xué)習(xí)信心下降，注意力不集中，進(jìn)而影響聽(tīng)課效果。為了有效地應(yīng)對(duì)這些困難，教師很有必要通過(guò)反饋方式獲知學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握程度。然后基于反饋結(jié)果，調(diào)整自身講課方式/方法，進(jìn)而改善學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

傳統(tǒng)的反饋信息獲取方式包括：課程練習(xí)、提問(wèn)、觀察學(xué)生表情和集體應(yīng)答等[3]。然而，這些反饋方式大多存在一些不足。例如，課程練習(xí)可能并不適用于一般概念性和算法思想的理解;提問(wèn)方式有采樣范圍小和不準(zhǔn)確等缺點(diǎn);教師通過(guò)觀察學(xué)生表情來(lái)判斷學(xué)生是否理解是憑經(jīng)驗(yàn)的;集體應(yīng)答主要是口頭應(yīng)答和舉手應(yīng)答?？陬^應(yīng)答準(zhǔn)確率不高，而舉手應(yīng)答面臨的挑戰(zhàn)在于個(gè)人隱私暴露顧慮（例如：舉手表達(dá)沒(méi)聽(tīng)懂容易被其他同學(xué)嘲笑，而舉手表達(dá)聽(tīng)懂了又會(huì)被其他同學(xué)認(rèn)為不謙虛）引發(fā)的低參與度。

為了彌補(bǔ)上述反饋方式存在的不足，我們?cè)O(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于互聯(lián)網(wǎng)的學(xué)習(xí)反饋系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有適用性廣、準(zhǔn)確率高、不依賴(lài)教師授課經(jīng)驗(yàn)和不暴露學(xué)生個(gè)人隱私等優(yōu)點(diǎn)。此外，該學(xué)習(xí)反饋系統(tǒng)不需要現(xiàn)有大多互動(dòng)反饋系統(tǒng)中用到的投票發(fā)射裝置、鍵盤(pán)等[3-5]，具有成本低廉和操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。我們將該學(xué)習(xí)反饋系統(tǒng)應(yīng)用到了本學(xué)期開(kāi)設(shè)的算法分析與設(shè)計(jì)課程中，初步教學(xué)實(shí)踐結(jié)果表明了該系統(tǒng)可有效幫助學(xué)生改善學(xué)習(xí)效果。本文后續(xù)部分將介紹基于互聯(lián)網(wǎng)的學(xué)習(xí)反饋系統(tǒng)并展示該系統(tǒng)在算法分析與設(shè)計(jì)課程教學(xué)實(shí)踐結(jié)果。最后，我們對(duì)全文進(jìn)行小結(jié)。

1 基于互聯(lián)網(wǎng)的學(xué)習(xí)反饋系統(tǒng)

基于互聯(lián)網(wǎng)的學(xué)習(xí)反饋系統(tǒng)示意圖如圖1所示，其中：每個(gè)學(xué)生的智能手機(jī)終端通過(guò)移動(dòng)基站或AP接入點(diǎn)與互聯(lián)網(wǎng)相連。通過(guò)手機(jī)掃碼或直接輸入網(wǎng)址的方式，學(xué)生可以訪(fǎng)問(wèn)部署在Web服務(wù)器上的課程投票系統(tǒng)并參與知識(shí)點(diǎn)掌握情況的投票。教師可以通過(guò)教室內(nèi)連接互聯(lián)網(wǎng)的臺(tái)式機(jī)訪(fǎng)問(wèn)Web服務(wù)器獲取全體同學(xué)投票信息。而且，該信息可以通過(guò)連接臺(tái)式機(jī)的投影儀顯示在屏幕上。由于投票反映的是總體情況，故不會(huì)泄露每個(gè)學(xué)生的隱私信息。最后，教師根據(jù)總體反饋信息，決定是否需要進(jìn)一步調(diào)整授課方式/方法來(lái)加深學(xué)生對(duì)某些知識(shí)點(diǎn)的理解。

部署在Web服務(wù)器上的課程投票系統(tǒng)可支持管理員（可管理學(xué)生和教師的個(gè)人注冊(cè)信息）、教師和學(xué)生三種角色（不同角色下的功能模塊如圖2所示）。教師角色的功能模塊包括賬號(hào)管理、投票主題管理、教學(xué)資源管理和問(wèn)題反饋管理。賬號(hào)管理包括修改和查詢(xún)個(gè)人注冊(cè)信息等。投票主題管理包括投票主題的新建、刪除、顯示、隱藏和查看等。教學(xué)資源管理包括課件等資源的上傳/下載。問(wèn)題反饋管理包括查看和回復(fù)問(wèn)題。學(xué)生角色的功能模塊主要包括搜索/查看投票主題、參與投票、匿名提問(wèn)、下載教學(xué)資源等。在實(shí)際使用過(guò)程中，教師和學(xué)生通過(guò)該課程投票系統(tǒng)進(jìn)行互動(dòng)，具體流程圖如圖3所示。首先，教師上課前應(yīng)當(dāng)根據(jù)想獲取的反饋信息設(shè)置好投票主題，然后根據(jù)大綱要求進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的課堂講授。教師講解完一個(gè)或若干個(gè)知識(shí)點(diǎn)后，讓學(xué)生通過(guò)各自的智能手機(jī)終端訪(fǎng)問(wèn)課程投票系統(tǒng)并獲取投票主題信息。待匿名投票階段結(jié)束后，教師訪(fǎng)問(wèn)課程投票系統(tǒng)，獲取投票總體信息，結(jié)合大部分同學(xué)的理解掌握情況，有針對(duì)性地對(duì)重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充講解。通過(guò)改變講解方式/方法來(lái)改善學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。

2 基于學(xué)習(xí)反饋系統(tǒng)的“算法分析與設(shè)計(jì)”課堂教學(xué)實(shí)踐

本節(jié)展示了學(xué)習(xí)反饋系統(tǒng)在“算法分析與設(shè)計(jì)”課堂教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用。圖4展示了以教師角色登錄后的部分界面截圖。教師可以管理自己個(gè)人信息、新建投票主題、查看主題投票情況、管理與自己關(guān)聯(lián)的學(xué)生、回復(fù)學(xué)生匿名提問(wèn)、上傳下載教學(xué)資源。

3 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)傳統(tǒng)學(xué)習(xí)反饋信息獲取方式應(yīng)用到算法分析與設(shè)計(jì)課程時(shí)存在的不足，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于互聯(lián)網(wǎng)的學(xué)習(xí)反饋系統(tǒng)，并展示了該系統(tǒng)用于算法分析與設(shè)計(jì)課堂教學(xué)實(shí)踐的初步結(jié)果。實(shí)踐結(jié)果表明：采用該系統(tǒng)能有效幫助學(xué)生提高對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。后續(xù)將繼續(xù)開(kāi)展課堂教學(xué)實(shí)踐并完善系統(tǒng)功能（提升主題列表加載速度和頁(yè)面穩(wěn)定性等），結(jié)合本學(xué)期學(xué)生期末考試中各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的答題情況反過(guò)來(lái)分析學(xué)習(xí)反饋系統(tǒng)在反映學(xué)生知識(shí)點(diǎn)掌握程度方面的可信程度，為以后進(jìn)行基于學(xué)習(xí)反饋系統(tǒng)的算法分析與設(shè)計(jì)課堂教學(xué)實(shí)踐（如問(wèn)題類(lèi)型設(shè)置、選項(xiàng)設(shè)置等）提供經(jīng)驗(yàn)積累。

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