基于微课的翻转课堂在军队院校数据结构教学中的应用

【摘要】微课以视频为载体，作为一种有效的教学手段，已越来越受人们的欢迎。本文认为微课在军队院校数据结构教学中同样具有优势。本文分析了目前军队院校数据结构教学的特点，研究了基于微课的翻转课堂在数据结构教学中的应用，探讨并举例分析了如何进行数据结构微课设计，证明了微课作为军队院校辅助教学方式，能够激起学生的兴趣，达到良好的教学效果。

【关键词】微课 翻转课堂 军队院校 数据结构 微课设计

【中图分类号】G42 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）03-0025-02

1.微课与翻转课堂

美国新墨西哥州圣胡安学院高级教学设计师戴维·彭罗斯（David Penrose）于2008年首次提出“微课”概念。2012年12月至2013年8月，教育部全国高校教师网络培训中心举办首届全国高校微课教学比赛，自此，微课正式进入中国教育界视野。

微课是以视频为主要载体，记录教师围绕某个知识点或教学环节开展的简短、完整的教学活动。一节微课一般控制在5-15分钟，适合微时代的移动学习、泛在学习、自主学习，更适合学生对不同学科知识点按需选择学习、个性化学习，既可查漏补缺又能巩固知识，能够满足学生不同层次的学习需求。

翻转课堂通过课前教学视频（本文采用微课形式）让学生自学完成课堂知识的传授任务，而利用课堂时间采用讨论、实践等课堂学习活动帮助学生实现知识内化，采用全新的教学理念和方式，真正体现了学生学习的主体性及教师的主导性，彻底改变了传统课堂的教学模式。基于微课的翻转课堂的基本流程是：（1）教师制作微课及微练习上传至网络；（2）学生课前自学微课；（3）课堂教学活动实施（讨论、交流、实践）；（4）教学效果评价、反馈。

2.军队院校数据结构教学的特点

数据结构是计算机科学教育的重要专业核心基础课。军队院校只要开设有与计算机学科相关的专业如通信专业、电气自动化、语言处理工程等专业，都设有数据结构课程，一般在C语言程序设计课程之后开课。由于军队院校自身的职业特点和人才培养目标的要求以及数据结构课程的性质，目前数据结构教学存在以下特点：

2.1教师讲，学生听

军队院校管理得严格，采用传统的教学模式，在教学实施上要求教师按照课程标准、教学计划分配学时和教学内容进行授课，这在一定程度上限制和制约了教师的教学，容易造成以教师为主体，学生充当“听众”，始终按着教师讲解的思路去理解问题、记忆知识，即存在“教师讲、学生听”的现象，难以调动学生探讨问题的积极性。

2.2验证多，设计少

军队院校的师资队伍建设总体情况较好，但一些教师虽然专业知识渊博，教学经验丰富，却对军队建设的基本情况、军队一线单位对人才和技术的需求缺乏了解，在教学中难以把握“学以致用”。数据结构课程通常采用“理论教学+实践教学”的方式，而实践教学环节中的实验大多是验证性实验，缺乏与军队一线单位实际相结合的设计实验和综合性实验，即存在“验证多、设计少”的现象，不利于学生创新能力和计算思维的培养。

2.3上机时间有限，课外资源较少

数据结构教学普遍课时不够，繁重的授课内容使得上机时间减少，很多学生无法体会数据结构课程在软件开发领域的价值。此外，由于军队院校管理模式的特点，要求整齐划一，学生集体活动多，自由学习时间少，他们课堂上没有理解的内容课下没有足够的时间去消化、上机实践。

针对此种现状，本文提出基于微课的翻转课堂在军队院校数据结构教学中的应用，探讨并举例分析如何进行数据结构微课设计，培养出有创造力的应用型学生。

3.数据结构微课设计

3.1 微课选题

微课既不是将全部教学内容划分为片段，也不是教学视频的缩版。微课需要突出课程的重点和难点，提炼教学内容精华。学生可以通过微课对在课堂上没有理解透彻的知识，继续加深理解。因此，合理选题是微课开发的最重要一步。在微课短短的时间内，教师应讲解一个完整的知识点，提炼出的问题应具有一定的代表性，帮助学生举一反三。

根据总体教学目标对课程分解成相应的微单元；对每个微单元进行自主学习任务单设计；对每个微单元进行微课制作；对每个微单元编制相应的微练习。结合数据结构课程相关内容、重点难点，选取以下知识点做微课，如表1所示。

3.2 微课设计与实施

微课必须有趣、简洁、易懂，能激发学生的学习兴趣，抓住学者的眼球，开篇点题，内容言简意赅，讲解要简单易懂。

（1）问题驱动式教学

微课设计要根据教学内容合理地设置问题引入教学内容的方法，采用“提出问题、分析问题、解决问题”的模式，引导学生独立思考、分析，改变“教师讲，学生听”的状态。

例如，在学习“栈”这部分内容时，教师可以提出比较有趣的“Hanoi塔”问题、八皇后问题或者迷宫问题让学生思考，再逐步引出“栈”的相关知识，然后鼓励学生应用“栈”编写算法解决这些问题并上机编程实现。以Hanoi塔问题为例，提出问题可以教师口述如下：Hanoi塔问题源于印度一个古老传说，印度北部贝拿勒斯的圣庙里，一块黄铜板上插着三根宝石针，印度教的主神梵天在创造世界的时候在其中一根针上从下到上穿好了由大到小的64片金片（即所谓的Hanoi塔）。不论白天黑夜，总有一个僧侣在按下面的法则移动这些金片：①每次只能移动一片金片；②金片可以插在任意一根针上；③任何时刻都不能将一个较大的金片压在较小的金片之上。如何实现移动金片的操作呢？这就是Hanoi塔问题。教师也可以用形象的图示或演示软件为学生展示问题。提出问题之后，让学生去思考分析，这样不仅激发学生的兴趣，也能培养他们分析解决实际问题的能力。

这节微课能够帮助学生理解并掌握栈的存储实现方法以及递归的应用；了解hanoi塔问题的背景；能应用递归编程实现类似问题。课程的主要教学内容和知识点见表2，教师可以根据实际情况适当调整时长。

（2）贴近军队一线的实例教学

在设计微课过程中以现实生活或贴近军队一线的例子作为引导，让学生认识到算法重要性的同时可以通过合理生动的实例帮助他们理解算法，达到学以致用，需要军队院校不断增进教师对部队实际工作的认识，通过安排教师到部队代职、任职，使教师能够全面了解部队计算机技术的使用情况，做到教学贴合实际，为学生提供一些设计性实验和综合性实验来源，解决“验证多，设计少”。验证性实验作为基本目标要求学生必须掌握，在此基础上，多展开设计性实验和综合性实验，使理论学习中需要解决的现实问题在一定程度上得到实现。

例如，在求解最短路径时，可以通过Dijkstra在军港物流保障中的应用去学习，由于基于信息系统作战能力建设已经成为我军信息化建设的重要方法，快速高效地实现对军港的物流保障具有重要的军事意义，因此，我们有必要去探讨Dijkstra算法在军港物流中的应用，之后通过举例、图示等方法求解最短路径，理解Dijkstra算法基本思想。

（3）注意PPT和视频的设计

除了教学内容的设计，还要注意PPT和视频的设计。PPT界面要简洁美观，由于数据结构算法抽象，尽可能多采用图、表和动画的形式来展现算法思想，让学生更容易理解算法过程；录制的视频效果要清晰，画面大小要适中。

3.3 课堂教学实施

教师首先针对学生在课前观看微课、做微练习中反应的实际问题与学生进行讨论、交流并答疑，对操作性问题进行演示讲解。再根据微单元的知识目标，组织开展上机实践，解决学生上机时间少的问题。基于微课的翻转课堂教学从课前到课后整个流程如图1所示。

在翻转课堂上教师的身份从讲授者转变为设计者、组织者、引导者，学生从被动的接受者成为主动的学习者，充分调动了学生的主动性，提高了自主学习能力。

4.结语

微课是现代化教学中的产物，微课的出现对于教师和学生都具有重要的现实意义，教师可以通过微课进行教学实践，提高教学水平，促进自身进一步的专业发展，学生可以通过微课自主学习，更好地理解课程的重点难点，利用微课，把翻转课堂教学模式应用到数据结构教学中去，教师主导作用、学生主体地位得以体现，学生的实践能力，自主学习能力得以提升。数据结构课程对学生软件开发能力的培养至关重要。微课作为军队院校数据结构课程的辅助教学方式，能够激起学生的兴趣，达到良好的教学效果。

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作者简介：

胡瑞娟，女，讲师，研究方向为数据挖掘、数据库系统。