劉曉靜, 李東, 韓亮, 杜正君
(青海大學(xué) 計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用系, 西寧 810016)
2018年9月,全國教育大會(huì)召開,開啟了教育現(xiàn)代化建設(shè)的新征程,是我國教育發(fā)展史上新的里程碑,對(duì)新時(shí)代教育“培養(yǎng)什么人”提出了新的要求,以教育信息化,構(gòu)建教育教學(xué)新模式[1-3]。如何提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,如何發(fā)展創(chuàng)新意識(shí)、提高創(chuàng)新能力,已成為高等教育改革的重要方向[4]。近年來各種MOOC平臺(tái)的風(fēng)起云涌,我國高校MOOC上線課程數(shù)量飛速增長。如何轉(zhuǎn)變教學(xué)方式,將在線開放課程學(xué)以致用、用以促學(xué),也是西部地區(qū)高校課程建設(shè)工作的重中之重[5,6]。
多年來,青海大學(xué)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程建設(shè)與改革實(shí)踐中,堅(jiān)持以本為本,抓住“互聯(lián)網(wǎng)+”機(jī)遇,積極參與教學(xué)改革,將課程規(guī)劃與課程改革有機(jī)結(jié)合并協(xié)調(diào)并進(jìn),不斷創(chuàng)新課堂教學(xué)模式與方法,在教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)資源、教學(xué)活動(dòng)和教學(xué)評(píng)價(jià)方面進(jìn)行精心設(shè)計(jì),為學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)的教育服務(wù)[7]。
青海大學(xué)計(jì)算機(jī)系成立于2007年5月,從2007年開始招收計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生,在最初討論開設(shè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程時(shí),選用清華大學(xué)出版社出版的普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》,聘請(qǐng)清華專家進(jìn)行第一輪的講授。經(jīng)過10年的課程建設(shè)與改革,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程先后經(jīng)歷了青海大學(xué)三類、二類、一類課程的建設(shè)成為青海大學(xué)精品課程。
2009年春季學(xué)期,青海大學(xué)計(jì)算機(jī)系依托清華大學(xué)對(duì)口支援的優(yōu)勢(shì),聘請(qǐng)清華專家進(jìn)行第一輪數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)與課程建設(shè)指導(dǎo)工作。青海大學(xué)三位教師分A、B角擔(dān)任助教,從大綱制定、課程講解、作業(yè)批改到課程考核,全程跟蹤參與,并根據(jù)第一輪教學(xué)情況及學(xué)生反饋情況對(duì)教學(xué)大綱以及教學(xué)內(nèi)容等進(jìn)行修訂。
青海大學(xué)跨入“211”建設(shè)大學(xué)的行列后,借著青海大學(xué)實(shí)施“211”工程項(xiàng)目的契機(jī),2010年12月,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程被列為校級(jí)三類建設(shè)課程。課程組發(fā)揮團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢(shì),積極開展重點(diǎn)課程教學(xué)建設(shè)工作,2012年12月,“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程被列為校級(jí)二類建設(shè)課程。2013年3月,“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程被評(píng)為“青海大學(xué)精品課程”。2014年12月,“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程被列為校級(jí)一類建設(shè)。
(1)對(duì)課程進(jìn)行準(zhǔn)確定位,加快課程建設(shè)進(jìn)程
青海大學(xué)計(jì)算機(jī)系在制定培養(yǎng)目標(biāo)時(shí),就將本專業(yè)定位于信息化應(yīng)用型人次培養(yǎng),而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程在制定課程建設(shè)目標(biāo)時(shí),就將本課程定位于創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng),以提高教學(xué)質(zhì)量為中心,學(xué)習(xí)國內(nèi)外高水平大學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的先進(jìn)教學(xué)理念,借鑒運(yùn)用國內(nèi)一流高校數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程建設(shè)的成果,不斷改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容,優(yōu)化教師隊(duì)伍,改善教學(xué)手段,采用靈活多樣的教學(xué)方法以提高同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣;開展編程實(shí)踐,使他們能夠創(chuàng)造性地應(yīng)用各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法,以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,探索研究能力,解決實(shí)際問題能力及培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
(2)豐富課程資源建設(shè),提高創(chuàng)新型人才培養(yǎng)質(zhì)量
在教學(xué)內(nèi)容上以“夯實(shí)基礎(chǔ)、強(qiáng)化能力、跟蹤前沿、重在應(yīng)用”為指導(dǎo)思想,緊密跟蹤國內(nèi)外計(jì)算機(jī)發(fā)展的動(dòng)態(tài)和需求。在授課過程中,注重對(duì)學(xué)生實(shí)踐技能的培養(yǎng),通過大量實(shí)驗(yàn)程序的編寫調(diào)試運(yùn)行過程來提升學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的理解和動(dòng)手解決實(shí)際問題的能力。同時(shí),適時(shí)將國內(nèi)外課程的先進(jìn)內(nèi)容和經(jīng)驗(yàn)吸收到教學(xué)中來,以提高學(xué)生對(duì)目前國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)的了解程度。在實(shí)踐教學(xué)中,本著“優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式和考核機(jī)制、建立完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系”的原則,按照“例題→習(xí)題→典型題解→課程設(shè)計(jì)”的方式進(jìn)行。在實(shí)踐過程中,個(gè)人編程和合作項(xiàng)目相結(jié)合,注重小組協(xié)作,集體評(píng)價(jià),使學(xué)生增加互相交流學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì),培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,提高綜合素質(zhì)和創(chuàng)造才能。
在課程建設(shè)過程中,課程負(fù)責(zé)人定期組織課題組成員進(jìn)行教學(xué)研究活動(dòng),結(jié)合自身教學(xué)工作和學(xué)科特點(diǎn),重點(diǎn)分析研究教學(xué)過程中的問題,活動(dòng)主題包括,教學(xué)大綱、教學(xué)模式、教學(xué)手段、項(xiàng)目建設(shè)準(zhǔn)備的內(nèi)容以及教學(xué)中存在的實(shí)際問題、如何上好實(shí)驗(yàn)課、如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒等,教研活動(dòng)做到群討論,及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)討論,并且開展本課程的觀摩課活動(dòng)。此外,利用班級(jí)、課程QQ群以及微信群加強(qiáng)與同學(xué)們的交流,定期召開師生座談會(huì),即時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,收集學(xué)生對(duì)課程的反饋,不斷更新教學(xué)方法及進(jìn)程。在課余時(shí)間,多次召開學(xué)生座談會(huì),收集了學(xué)生對(duì)課程的反饋,并能根據(jù)教學(xué)需要開展第二課堂活動(dòng),比如在學(xué)生課余時(shí)間開展程序設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)、學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)、聘請(qǐng)高年級(jí)同學(xué)為教學(xué)助教以及舉辦青海大學(xué)算法設(shè)計(jì)微視頻大賽等,增強(qiáng)了學(xué)生的綜合素質(zhì),提升了教學(xué)效果。
課程組在課程建設(shè)中時(shí)時(shí)注意“點(diǎn)、線、面”的結(jié)合,“點(diǎn)”即課程建設(shè)的創(chuàng)新點(diǎn),“線”即課程團(tuán)隊(duì)擰成一股繩,“面”即建設(shè)課程群,課程組成員也走出去參加教研會(huì)議如“MOOC與西部教育專題研討會(huì)”、“中國高校計(jì)算機(jī)大會(huì)”等,并積極做大會(huì)報(bào)告分享課程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。此外,課程組成員積極申報(bào)校級(jí)及省部級(jí)教研項(xiàng)目,從而進(jìn)一步加快課程建設(shè)進(jìn)程。
2013年春季,對(duì)本課程進(jìn)行教學(xué)改革,由劍橋大學(xué)岳書亞博士采用全英文課件、全英文講授,不僅培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力、學(xué)習(xí)興趣和科學(xué)態(tài)度,而且有助于培養(yǎng)學(xué)生的英語閱讀、英語翻譯等應(yīng)用能力,為后期專業(yè)英語的學(xué)習(xí)和專業(yè)新技術(shù)的掌握打下基礎(chǔ)。
2014年開始對(duì)本課程進(jìn)行教學(xué)和考試綜合改革,通過在理論教學(xué)中以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為核心和主線,融合程序設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)、引入研討型教學(xué)模式,構(gòu)建與實(shí)施“問題—探究”教學(xué)模式、采用興趣驅(qū)動(dòng)和項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)相結(jié)合的教學(xué)模式等,從而創(chuàng)設(shè)和諧、生動(dòng)、愉快的課堂教學(xué)環(huán)境,突出以學(xué)生發(fā)展為中心,學(xué)為重、教為輔,學(xué)生主體參與的教學(xué)策略;通過在實(shí)踐教學(xué)中分層實(shí)踐教學(xué)模式、綜合性實(shí)驗(yàn)中引入大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽題、課程設(shè)計(jì)采用模擬項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式進(jìn)行等方式,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探索知識(shí)的欲望,引導(dǎo)學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí),以取得最佳教育品質(zhì)及效能;通過優(yōu)化考核評(píng)價(jià)體系,從而細(xì)化教學(xué)過程管理,改變?cè)械膯我蛔⒅亟Y(jié)果的教育評(píng)價(jià)方式和課程考核方式,注重學(xué)習(xí)過程結(jié)點(diǎn)質(zhì)量控制,切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量。
2014年3月,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程MOOC試點(diǎn)工作第一次工作會(huì)議在清華召開,討論MOOC如何落地問題。2014年春季學(xué)期,課程組成員與學(xué)生共享了清華鄧俊輝老師MOOC學(xué)堂243個(gè)微視頻,并選擇部分章節(jié)開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的嘗試。2014年12月至2015年7月,在教育部在線教育中心老師們的幫助下,課程組在青海大學(xué)SPOC平臺(tái)開設(shè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程,利用清華OJ平臺(tái)部署自己的實(shí)驗(yàn),并自2015年春季學(xué)期以來開展以翻轉(zhuǎn)課堂為主的混合式教學(xué)模式的嘗試。
在混合式教學(xué)中,教學(xué)實(shí)施活動(dòng)設(shè)計(jì)與組織的技巧和方法,對(duì)于混合式教學(xué)的教學(xué)效果起到?jīng)Q定性作用。課程組根據(jù)學(xué)生所學(xué)過的前序課程的成績,綜合考慮學(xué)生的編程能力等方面將進(jìn)行分組。在具體實(shí)施過程中,通過三種形式進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。第一種,學(xué)生課下學(xué)習(xí)知識(shí),課堂解決實(shí)際問題。第二種,學(xué)生課下學(xué)習(xí)知識(shí),課堂上利用問題講解知識(shí)點(diǎn)。第三種,學(xué)生課下學(xué)習(xí)知識(shí),課堂上利用角色扮演熟悉知識(shí)。教師更多地是在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí),而不是發(fā)布指令,目的是讓學(xué)生成為最好的學(xué)習(xí)者,并真正理解課程的內(nèi)容。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法,突出以學(xué)生發(fā)展為中心,讓學(xué)生真正“動(dòng)”起來,從而創(chuàng)設(shè)了和諧、生動(dòng)、愉快的課堂教學(xué)環(huán)境,提升了學(xué)生的主觀能動(dòng)性[8]。
此外,在教學(xué)中將趣味教學(xué)法引入課堂,讓學(xué)生用角色扮演的方式參與到老師的課堂,使學(xué)生在一種輕松、愉悅的環(huán)境中學(xué)習(xí);在教學(xué)中采用案例教學(xué)法,通過對(duì)案例內(nèi)容的分析、討論和實(shí)踐,使理論與實(shí)際更好地結(jié)合起來,讓學(xué)生更好地掌握理論及其實(shí)際應(yīng)用;嘗試將CDIO理念引入課程設(shè)計(jì)中,采用學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行答辯的方式考核,從開始的查閱資料、設(shè)計(jì)方案、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼到最后的總結(jié)答辯,每一個(gè)環(huán)節(jié)都可以鍛煉學(xué)生的溝通能力、解決問題能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,從而提高了學(xué)生的綜合能力,增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。
通過翻轉(zhuǎn)課堂、趣味教學(xué)、案例教學(xué)、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、合作學(xué)習(xí)等混合式教學(xué)方式激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探索知識(shí)的欲望,引導(dǎo)學(xué)生從“要我學(xué)”向“我要學(xué)”轉(zhuǎn)變,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力,讓學(xué)生參與教學(xué)的全部環(huán)節(jié)之中,可以提出針對(duì)性的建議,實(shí)現(xiàn)真正的“我的學(xué)習(xí)我做主”。
實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)與能力融合發(fā)展的培養(yǎng)目標(biāo),從學(xué)生學(xué)習(xí)考核評(píng)價(jià)方式上入手,以人性化、引導(dǎo)式為主更有效的、激勵(lì)式的考核評(píng)價(jià)方式,根據(jù)每個(gè)學(xué)生的情況設(shè)置明確的階段學(xué)習(xí)目標(biāo)和激勵(lì)措施,為學(xué)生和教師提供實(shí)時(shí)的學(xué)習(xí)情況反饋機(jī)制,使每個(gè)學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)情況都能即時(shí)了解,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,也使教師能夠通過即時(shí)了解的學(xué)生學(xué)習(xí)情況為學(xué)生提供及時(shí)有針對(duì)性的輔導(dǎo),從兩邊著手,改善教學(xué)質(zhì)量,促進(jìn)學(xué)生知識(shí)與能力融合發(fā)展。
在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)階段性考核中,通過機(jī)考模式的引入實(shí)現(xiàn)了無紙化考試。根據(jù)階段目標(biāo)要求,培養(yǎng)效果設(shè)定,知識(shí)點(diǎn)達(dá)成度等,設(shè)定若干次考查,形成“隨教隨查”的評(píng)價(jià)形式。
考試改革改變了過去的期末單一的考核形式,改為新型的考試模式,加強(qiáng)了過程性考核,較之以往教學(xué),主要體現(xiàn)在以下方面:
(1)改革考試內(nèi)容,注重學(xué)生的能力考核。考試的內(nèi)容除了注重基本知識(shí),基本理論,基本技能外,還增加了一些反映專業(yè)特色的具有探索性,實(shí)踐性的內(nèi)容,重視考核學(xué)生分析問題和解決問題能力。
(2)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的監(jiān)督考核,期末考核與平時(shí)考核并重。期末課程總評(píng)成績?yōu)槠綍r(shí)考勤占5%、SPOC作業(yè)占10%、實(shí)驗(yàn)成績占35%(OJ平臺(tái)實(shí)驗(yàn)占10%+階段性考試20%+課程設(shè)計(jì)占5%)、(翻轉(zhuǎn))課堂表現(xiàn)占10%以及期末考試成績占40%。
(3)在作業(yè)批改中利用作業(yè)在線批改及相似度檢測(cè)系統(tǒng)。作業(yè)在線批改及相似度檢測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)ψ鳂I(yè)內(nèi)容解析并進(jìn)行兩兩比對(duì),給出量化結(jié)果并進(jìn)行聚類分析,并以直觀形式給出作業(yè)雷同程度的分布情況以供教師參考,這對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。
(4)在課程設(shè)計(jì)的答辯環(huán)節(jié),讓學(xué)生參與評(píng)分。在課程設(shè)計(jì)答辯過程中,即是答辯人,又是評(píng)審人的同學(xué)們,秉著認(rèn)真負(fù)責(zé)的原則,給出了自己認(rèn)為最合理的分?jǐn)?shù),除答辯外,自己也從評(píng)審人的角度收獲頗多。
由于加大了平時(shí)和實(shí)驗(yàn)的考核力度,學(xué)生自始至終都特別重視這門課的學(xué)習(xí),而不是到期末突擊應(yīng)付,收到了較好的教學(xué)效果,提高了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)質(zhì)量。
2013年以來,課程組成員負(fù)責(zé)承辦“藍(lán)橋杯全國軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽”省級(jí)比賽(軟件類),幾年來青海大學(xué)計(jì)算機(jī)系共報(bào)名參賽學(xué)生100余人,其中獲得國家三等獎(jiǎng)2名,國家優(yōu)秀獎(jiǎng)2名,省級(jí)一等獎(jiǎng)13名,省級(jí)二等獎(jiǎng)15名,省級(jí)三等獎(jiǎng)22名。
2015年以來,課程組成員組建ASC世界大學(xué)生超級(jí)計(jì)算機(jī)競(jìng)賽團(tuán)隊(duì),歷屆學(xué)生共23人,在ASC2016比賽中榮獲優(yōu)勝獎(jiǎng)(成績總排名42/175名),在ASC2017比賽中榮獲全球區(qū)二等獎(jiǎng)(成績總排名26/230名),在ASC18比賽中青海大學(xué)共派出2支隊(duì)伍參賽,最終一支參賽隊(duì)伍闖入全球區(qū)總決賽并獲得全球一等獎(jiǎng),另一支參賽隊(duì)伍獲得了全球二等獎(jiǎng)的好成績,這是青海大學(xué)第一次入圍ASC總決賽,也是西部高校中唯一一所入圍總決賽的高校隊(duì)伍。
2017年以來,課程組成員組建算法訓(xùn)練營,開展算法訓(xùn)練營至今,其間先后八次邀請(qǐng)清華大學(xué)信息類競(jìng)賽冠軍隊(duì)成員為學(xué)生開展專項(xiàng)算法培訓(xùn)指導(dǎo),提升了學(xué)生的編程能力與競(jìng)賽能力,學(xué)生們先后獲CCF大學(xué)生計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽CCSP銅獎(jiǎng)、團(tuán)體程序設(shè)計(jì)天梯賽青海省特等獎(jiǎng)、團(tuán)體程序設(shè)計(jì)天梯賽全國團(tuán)隊(duì)三等獎(jiǎng)以及第十屆四川省大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽銀獎(jiǎng)。此外,自2016年9月以來,青海大學(xué)計(jì)算機(jī)系已經(jīng)連續(xù)組織了6次CCF CSP程能力認(rèn)證考試,考試成績穩(wěn)步上升,并在第11次CCF CSP能力認(rèn)證考試中名列全國第28名。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程建設(shè)與改革,經(jīng)過10年的探索和實(shí)踐,人才培養(yǎng)質(zhì)量顯著提高,學(xué)生創(chuàng)新能力大幅度提升,獎(jiǎng)項(xiàng)榮譽(yù)碩果累累。2016年“基于慕課的學(xué)校間課程共享與混合式教學(xué)模式研究”獲教育部在線中心優(yōu)秀項(xiàng)目獎(jiǎng),“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課堂教學(xué)和考試綜合改革”在2016年全國高等院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育研究會(huì)結(jié)題驗(yàn)收中被評(píng)為優(yōu)秀項(xiàng)目,2013年數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)獲“青海大學(xué)精品課程”稱號(hào)。課程建設(shè)及改革期間,課程組共獲批教研項(xiàng)目14項(xiàng),其中省部級(jí)項(xiàng)目3項(xiàng);發(fā)表教研論文11篇,獲得教學(xué)獎(jiǎng)勵(lì)13項(xiàng);申報(bào)軟件著作權(quán)1項(xiàng);課程組有1位教師獲得寶鋼優(yōu)秀教師獎(jiǎng),2位教師入選青海省第二輪“135高層次人才培養(yǎng)工程”創(chuàng)新教學(xué)科研骨干,1位教師入選“青海省第九批省級(jí)骨干教師”培養(yǎng)對(duì)象,1位教師入選“青海大學(xué)名師”培育計(jì)劃。
經(jīng)過10年課程建設(shè)與改革,人才培養(yǎng)質(zhì)量顯著提高,學(xué)生創(chuàng)新能力大幅度提升,取得了良好的教學(xué)成效。以本為本,在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的建設(shè)中,課程組依托對(duì)口支援所引入的優(yōu)質(zhì)資源,建立科學(xué)的課程體系,結(jié)合項(xiàng)目及各類競(jìng)賽來激發(fā)學(xué)生的能力和潛質(zhì),實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)。此外,利用MOOC上名校的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源,在青海大學(xué)SPOC平臺(tái)建立自己的SPOC專區(qū),并不斷進(jìn)行課內(nèi)課外相結(jié)合、線上線下互補(bǔ)的混合式教學(xué)改革,引導(dǎo)學(xué)生從“要我學(xué)”向“我要學(xué)”轉(zhuǎn)變,讓學(xué)生參與教學(xué)的全部環(huán)節(jié)之中,實(shí)現(xiàn)真正的“我的學(xué)習(xí)我做主”,也激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。