论文部分内容阅读
[摘 要] 数据结构是计算机软件理论和技术的重要基础,课程具有相当的难度和抽象性,其教学模式是一个值得探讨的问题。本文主要对数据结构课程在远程开放教育中一种基于网络协作学习的教学模式进行论述。
[关键词] 数据结构;网络协作学习;学习资源;技术实现
doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2009 . 22 . 046
[中图分类号]TP393 [文献标识码]A [文章编号]1673 - 0194(2009)22 - 0123 - 03
数据结构课程内容涉及面广,是一门理论性和实践性都很强的课程,在计算机专业中具有承前启后的作用,是一门核心专业基础课。笔者多年来一直教授这门课程,且主要针对远程教学。远程教学的特点是:教与学的模式都不同以往,以学生自学为主,教师采用多种媒体教学手段进行教学,以帮助学生完成学习。传统教育的面授退居“二线”,学生到校参加面授辅导的时间是极其有限的。对此,本文提出一种全新的教学模式:基于网络协作学习的教学模式。
一、 网络协作学习
网络协作学习(Web-Based Collaborative Learning, WBCL),是指利用计算机网络以及多媒体等相关技术,由多个学习者针对同一学习内容彼此交互和协作,以达到对教学内容比较深刻理解与掌握的过程。
二、网络协作学习的特点
(1) 突破时间和空间的限制。网络使学习突破学校束缚,成为社会大环境下的学习,极大地促进了社会化学习和学习化社会,也使终身学习成为可能。
(2)交互的可控性。在网络协作环境中,协作的建立是由利用计算机相关技术搭建的协作平台实现的,教师和学生不能脱离此平台实现学习目标,因此保证了协作的稳定和控制权的合理分配。
(3)学习者分组方式更为灵活多样。计算机网络使得协作学习中的分组更为方便、灵活、多样。
(4)丰富的网络资源。数据库技术、网络技术、人工智能技术等各种现代化的先进技术手段使网络协作环境拥有丰富的资源,其中包括可供学习者选择的、丰富的和随时可得、与解决问题有关的各种信息资源(包括文本、图形、声音、视频和动画等)。
三、网络协作学习下面授辅导课的教学方法和教学形式
远程教育的一个主要特点是传统教育的面授退居“二线”,学生到校参加面授辅导的时间是极其有限的,在这种情形下就要求更加合理地安排面授辅导课。
(1)注重基础,突出应用,强化程序设计基本能力的训练。由浅入深,由简单到复杂,由特殊到一般,讲解相关概念和原理。
(2)增加案例教学的比重,从分析典型的应用案例入手,引出相关概念、理论和技术。理论教学采用启发式教学方法,并适当组织课堂讨论。实践教学可以组织学生进行“程序设计技术交流”。
(3)着重于重点归纳、难点剖析以及案例分析讨论等。
四、网络协作学习中多种教学媒体的使用
远程教育的另一个主要特点是以学生自学为主,教师采用多种媒体教学手段进行教学,帮助学生完成学习。
1. 文字教材
主要教学媒体。文字教材的内容是教学大纲所规定的教学基本内容,是该课程教与学和考核的基本依据。文字教材要求体系完整,适合成人自主学习的需求,体现网络教学的规律和特点。
2. 录像教材
辅媒体。讲授课程的重点和难点,思路和方法。充分利用电视教材直观性的特点,通过动画、演示等手段讲解抽象的概念和某些操作性内容的细节。
3. CAI课件
辅媒体。主要内容有算法执行过程演示、模拟实验、自测练习等。通过交互式的设计,帮助学生掌握课程的重点和难点,提高对算法和程序的分析、设计能力。
五、创建丰富的网络协作学习资源
在资源设计中要遵循以下几个原则:①信息量要足够,且与所要学习的内容密切相关;②资源结构要合理,要有一定的广度和深度,同时要具有层次性,以便满足不同程度学生的需要;③资源的表现形式要多样(文本、图形、动画、录像、案例等),要便于检索和查找。
网络学习资源包括教学大纲、实施细则、考核说明等教学文件,各章教学辅导、阶段性总结和复习,IP课件、VOD点播,课程讨论区、在线答疑等。
1. 导学模块
包括:课程简介、课程要求、学习目标、学习方法、教学活动安排表。学生可以根据这些内容来制订自己的学习计划,合理地安排学习时间。
2. 直播课堂
包括章节内容、章节习题、补充练习,这是学习的重要内容和课程基础,用于配合课堂教学。
3. 算法演示
提供了数据结构课程中重要算法的动态交互演示,便于学生对算法的理解和掌握,符合联想性思维特点,动画直观、生动、形象等特点有助于学生深刻理解相应的算法,利于培养学生的发散性思维和建构性知识结构,激发学生的学习兴趣。
4. 习题解答
习题是获得反馈的重要途径,习题的选择必须广度和难度兼顾,要覆盖所学的内容,对课本上的习题选其精华,尽量选有启发性的习题。对练习中暴露出来的普遍问题,进行网上辅导或进行课堂集中讲评,帮助学生澄清模糊和错误的认识。
5. 实践环节
数据结构是一门实践性很强的课程,引导学生利用上机实验来加深理解和巩固所学的知识,提高学生对实际问题进行分析、设计、开发和调试算法的能力和水平。
(1)实验选题。依据实验教学要求,针对计算机和非计算机专业所要达到的不同的实验教学目标,以及考虑学生的个体差异,将实验设置成不同的类型,如必做实验和选做实验、综合性实验。
(2)实验提交。使用在线讨论来有效地辅导学生做好实验,学生通过上载将实验成果提交到服务器中,教师进行评定和批改。
6. 在线测试
试题类型包括:填空、单选、多选、判断、匹配、简答、论述、计算、其他。由教师选题,自动组卷,学生在完成相应章节的内容的学习后,进行在线测试,教师通过在线阅卷,学生可实时获得测试成绩,查看对错情况以及正确答案。有利于学生及时纠正错误认识,调整学习策略。
网上教学资源可以随时更新和补充,及时反映新的科研成果。学习者可根据网上教学资源的更新,随时增加新知识,了解学科新动向,实现自己的知识更新。
六、网络协作学习的技术实现
随着网络技术及通信技术的发展,支持协作学习的网络工具也日益丰富,实时、动态、可视化成为网络协作学习的发展趋势。先进的BBS、在线聊天等实时交流技术,为使用者提供了一个平等交流的机会,使交互式学习成为可能,为学习者创设了一种相互交流、信息共享、合作学习的环境。
1. 课程讨论区
教师做到经常上网,及时处理问题,使学生随时都能感受到教师的存在。在“课程讨论区”所发的帖子既有对一周网上学习的总结、阶段性学习建议、对学生作品的评论等与课程学习相关的信息,也有涉及课程疑难和非学科学习问题的解答。学生除了按要求参加讨论外,有的还对其他同学所发出的帖子做出回应或评论,也有的根据老师的提议,将自己的作业发送到这里供其他同学参考,还有一些是学生自发的社交类交流。课程讨论区的活动是整个网络辅助教学的重要部分,既有在教师指导下展开的,也有随意进行的,对帮助学生加深对课程的理解和学会协同学习等有很大促进作用。
2. 课程答疑室
可通过“课程答疑室”开展实时讨论会,以此作为帮助学生期末总复习的主要手段。学生可以向教师提出问题,请求指导,并且发表自己的看法;学生之间也可发生这种交互作用,从而有利于发挥小组学习的作用,进行协同式学习。
3. E-mail
电子邮件协作学习内容范围很广,除了文字内容的交流以外,还可以用E-mail来传递图形、图像和语音信息,它使信件从文字到字图结合,从无声到有声,丰富了协作学习的内容。
4. 网络聊天室
网络聊天具有更高的协作学习性能。它接近于人与人之间的面对面的交流,它增加了协作学习时双方的表情、动作,使协作学习更加逼真形象。网络聊天的一个最大的优点是协作学习的即时性,只要协作学习双方都在线,协作学习的速度就是输入信息的速度,为网络教学中师生交互的及时性提供了保障。
七、结束语
数据结构课程的教学目的在于培养学生的实践能力, 随着计算机科学技术的发展和培养人才的需要, 数据结构课程的教学模式及相应的教学内容和教学方法必将不断发展完善。
主要参考文献
[1] 严蔚敏.数据结构[M]. 北京:清华大学出版社,1996.
[2] 钟志贤. 信息化教学模式——理论建构与实践例说[M]. 北京:教育科学出版社,2005.
[3] 吴伟民. 数据结构和算法的可视化教学研究与实践[J]. 现代计算机,1999(3).
[4] 谢舒潇,黎景培. 网络环境下的基于问题的协作学习模式的构建与应用[J]. 电化教育研究,2002(8).
[关键词] 数据结构;网络协作学习;学习资源;技术实现
doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2009 . 22 . 046
[中图分类号]TP393 [文献标识码]A [文章编号]1673 - 0194(2009)22 - 0123 - 03
数据结构课程内容涉及面广,是一门理论性和实践性都很强的课程,在计算机专业中具有承前启后的作用,是一门核心专业基础课。笔者多年来一直教授这门课程,且主要针对远程教学。远程教学的特点是:教与学的模式都不同以往,以学生自学为主,教师采用多种媒体教学手段进行教学,以帮助学生完成学习。传统教育的面授退居“二线”,学生到校参加面授辅导的时间是极其有限的。对此,本文提出一种全新的教学模式:基于网络协作学习的教学模式。
一、 网络协作学习
网络协作学习(Web-Based Collaborative Learning, WBCL),是指利用计算机网络以及多媒体等相关技术,由多个学习者针对同一学习内容彼此交互和协作,以达到对教学内容比较深刻理解与掌握的过程。
二、网络协作学习的特点
(1) 突破时间和空间的限制。网络使学习突破学校束缚,成为社会大环境下的学习,极大地促进了社会化学习和学习化社会,也使终身学习成为可能。
(2)交互的可控性。在网络协作环境中,协作的建立是由利用计算机相关技术搭建的协作平台实现的,教师和学生不能脱离此平台实现学习目标,因此保证了协作的稳定和控制权的合理分配。
(3)学习者分组方式更为灵活多样。计算机网络使得协作学习中的分组更为方便、灵活、多样。
(4)丰富的网络资源。数据库技术、网络技术、人工智能技术等各种现代化的先进技术手段使网络协作环境拥有丰富的资源,其中包括可供学习者选择的、丰富的和随时可得、与解决问题有关的各种信息资源(包括文本、图形、声音、视频和动画等)。
三、网络协作学习下面授辅导课的教学方法和教学形式
远程教育的一个主要特点是传统教育的面授退居“二线”,学生到校参加面授辅导的时间是极其有限的,在这种情形下就要求更加合理地安排面授辅导课。
(1)注重基础,突出应用,强化程序设计基本能力的训练。由浅入深,由简单到复杂,由特殊到一般,讲解相关概念和原理。
(2)增加案例教学的比重,从分析典型的应用案例入手,引出相关概念、理论和技术。理论教学采用启发式教学方法,并适当组织课堂讨论。实践教学可以组织学生进行“程序设计技术交流”。
(3)着重于重点归纳、难点剖析以及案例分析讨论等。
四、网络协作学习中多种教学媒体的使用
远程教育的另一个主要特点是以学生自学为主,教师采用多种媒体教学手段进行教学,帮助学生完成学习。
1. 文字教材
主要教学媒体。文字教材的内容是教学大纲所规定的教学基本内容,是该课程教与学和考核的基本依据。文字教材要求体系完整,适合成人自主学习的需求,体现网络教学的规律和特点。
2. 录像教材
辅媒体。讲授课程的重点和难点,思路和方法。充分利用电视教材直观性的特点,通过动画、演示等手段讲解抽象的概念和某些操作性内容的细节。
3. CAI课件
辅媒体。主要内容有算法执行过程演示、模拟实验、自测练习等。通过交互式的设计,帮助学生掌握课程的重点和难点,提高对算法和程序的分析、设计能力。
五、创建丰富的网络协作学习资源
在资源设计中要遵循以下几个原则:①信息量要足够,且与所要学习的内容密切相关;②资源结构要合理,要有一定的广度和深度,同时要具有层次性,以便满足不同程度学生的需要;③资源的表现形式要多样(文本、图形、动画、录像、案例等),要便于检索和查找。
网络学习资源包括教学大纲、实施细则、考核说明等教学文件,各章教学辅导、阶段性总结和复习,IP课件、VOD点播,课程讨论区、在线答疑等。
1. 导学模块
包括:课程简介、课程要求、学习目标、学习方法、教学活动安排表。学生可以根据这些内容来制订自己的学习计划,合理地安排学习时间。
2. 直播课堂
包括章节内容、章节习题、补充练习,这是学习的重要内容和课程基础,用于配合课堂教学。
3. 算法演示
提供了数据结构课程中重要算法的动态交互演示,便于学生对算法的理解和掌握,符合联想性思维特点,动画直观、生动、形象等特点有助于学生深刻理解相应的算法,利于培养学生的发散性思维和建构性知识结构,激发学生的学习兴趣。
4. 习题解答
习题是获得反馈的重要途径,习题的选择必须广度和难度兼顾,要覆盖所学的内容,对课本上的习题选其精华,尽量选有启发性的习题。对练习中暴露出来的普遍问题,进行网上辅导或进行课堂集中讲评,帮助学生澄清模糊和错误的认识。
5. 实践环节
数据结构是一门实践性很强的课程,引导学生利用上机实验来加深理解和巩固所学的知识,提高学生对实际问题进行分析、设计、开发和调试算法的能力和水平。
(1)实验选题。依据实验教学要求,针对计算机和非计算机专业所要达到的不同的实验教学目标,以及考虑学生的个体差异,将实验设置成不同的类型,如必做实验和选做实验、综合性实验。
(2)实验提交。使用在线讨论来有效地辅导学生做好实验,学生通过上载将实验成果提交到服务器中,教师进行评定和批改。
6. 在线测试
试题类型包括:填空、单选、多选、判断、匹配、简答、论述、计算、其他。由教师选题,自动组卷,学生在完成相应章节的内容的学习后,进行在线测试,教师通过在线阅卷,学生可实时获得测试成绩,查看对错情况以及正确答案。有利于学生及时纠正错误认识,调整学习策略。
网上教学资源可以随时更新和补充,及时反映新的科研成果。学习者可根据网上教学资源的更新,随时增加新知识,了解学科新动向,实现自己的知识更新。
六、网络协作学习的技术实现
随着网络技术及通信技术的发展,支持协作学习的网络工具也日益丰富,实时、动态、可视化成为网络协作学习的发展趋势。先进的BBS、在线聊天等实时交流技术,为使用者提供了一个平等交流的机会,使交互式学习成为可能,为学习者创设了一种相互交流、信息共享、合作学习的环境。
1. 课程讨论区
教师做到经常上网,及时处理问题,使学生随时都能感受到教师的存在。在“课程讨论区”所发的帖子既有对一周网上学习的总结、阶段性学习建议、对学生作品的评论等与课程学习相关的信息,也有涉及课程疑难和非学科学习问题的解答。学生除了按要求参加讨论外,有的还对其他同学所发出的帖子做出回应或评论,也有的根据老师的提议,将自己的作业发送到这里供其他同学参考,还有一些是学生自发的社交类交流。课程讨论区的活动是整个网络辅助教学的重要部分,既有在教师指导下展开的,也有随意进行的,对帮助学生加深对课程的理解和学会协同学习等有很大促进作用。
2. 课程答疑室
可通过“课程答疑室”开展实时讨论会,以此作为帮助学生期末总复习的主要手段。学生可以向教师提出问题,请求指导,并且发表自己的看法;学生之间也可发生这种交互作用,从而有利于发挥小组学习的作用,进行协同式学习。
3. E-mail
电子邮件协作学习内容范围很广,除了文字内容的交流以外,还可以用E-mail来传递图形、图像和语音信息,它使信件从文字到字图结合,从无声到有声,丰富了协作学习的内容。
4. 网络聊天室
网络聊天具有更高的协作学习性能。它接近于人与人之间的面对面的交流,它增加了协作学习时双方的表情、动作,使协作学习更加逼真形象。网络聊天的一个最大的优点是协作学习的即时性,只要协作学习双方都在线,协作学习的速度就是输入信息的速度,为网络教学中师生交互的及时性提供了保障。
七、结束语
数据结构课程的教学目的在于培养学生的实践能力, 随着计算机科学技术的发展和培养人才的需要, 数据结构课程的教学模式及相应的教学内容和教学方法必将不断发展完善。
主要参考文献
[1] 严蔚敏.数据结构[M]. 北京:清华大学出版社,1996.
[2] 钟志贤. 信息化教学模式——理论建构与实践例说[M]. 北京:教育科学出版社,2005.
[3] 吴伟民. 数据结构和算法的可视化教学研究与实践[J]. 现代计算机,1999(3).
[4] 谢舒潇,黎景培. 网络环境下的基于问题的协作学习模式的构建与应用[J]. 电化教育研究,2002(8).