大类招生背景下的线上线下混合式教学模式改革探索
——以“算法与数据结构”课程为例

高 媛，付 丽，黄春光

（黑龙江大学，黑龙江 哈尔滨 150080）

2015年，国务院办公厅印发了《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》，提出“以推进素质教育为主题，以提高人才培养质量为核心，以创新人才培养机制为重点，以完善条件和政策保障为支撑，促进高等教育与科技、经济、社会紧密结合，加快培养规模宏大、富有创新精神、勇于投身实践的创新创业人才队伍”的教育发展战略[1]。鼓励各高校“要打通一级学科或专业类下相近学科专业的基础课程，开设跨学科专业的交叉课程，探索建立跨院系、跨学科、跨专业交叉培养创新创业人才的新机制，促进人才培养由学科专业单一型向多学科融合型转变”[1]。

在国家政策的激励下，高校人才培养模式发生了重大变革，以北京大学“元培计划”、南京大学“三三制”为开端和导向的大类招生改革举措在全国高校大范围推广，逐渐由盲目跟风转向理性选择，由研究型大学向外扩展，由点到面渐次推行，并逐渐形成大类招生、大类培养、大类管理的联动机制[2]。黑龙江大学从2019 级本科生开始，在条件成熟的学院实施大类招生培养模式改革，旨在“优化人才培养体系、推进学科专业整合、提高本科生源质量、促进学生成长成才”。电子工程学院作为黑龙江大学首批列入大类招生的试点学院，如何公平公正地“二次选拔”学生、修订并完善本科人才培养方案，是亟待探索的主要问题。

黑龙江大学电子工程学院按照“成绩优先、遵循志愿”的原则，施行专业分流“二次选拔”——制定了详细的专业分流实施方案，执行信息公开制度，对分流原则、实施步骤、学科专业整体情况、专业招收计划、学生成绩排名等各类信息进行公示；允许学生填报3 个志愿专业，根据学生成绩、专业名额顺次分流，确保“二次选拔”公平、公正、公开、透明。

“算法与数据结构”课程是继“高级语言程序设计（C语言）”课程之后，计算机类、电子信息类等专业学生必修的核心专业课，在专业课程体系建设中起到承上启下的重要作用，且开设在第3 学期专业分流“二次选拔”之前，使得该课程的专业地位更加凸显。但由于课程内容抽象、逻辑性强、知识点较多、算法比较难掌握，在以往的学习过程中，学生的畏难情绪和消极情绪均比较明显。如何合理利用丰富多样的线上资源，调动学生学习的积极性，提高他们的程序设计能力、计算思维能力，并将思政元素融入知识传授和能力培养的全链条教学过程中，与思想政治教育同向同行，形成协同效应，公平公正地辅助专业分流工作，是摆在课程教学团队面前的首要问题。

一、线上线下混合式闭环教学体系

在“算法与数据结构”课程教学过程中，课程团队经过积极筹备策划、摸索实践，逐渐构建了以“培养学生综合能力”为整体教学目标，以“能力培养”为教学主线，以学生为中心、教师为主导的线上线下混合式闭环教学体系[3]。

（一）构建OBE 闭环教学框架

成果导向教育是培养学生获得成功所需具备的知识、能力和素质的一种教育模式[4]，已纳入我国工程教育专业认证理念。在OBE 教育模式指导下，课程团队从传统的“以知识传授为导向”的灌输式教育，逐渐过渡至以“学生为中心、成果为导向”的教育模式，强调培养学生的综合能力（包括分析问题、计算思维、算法设计和编程实现等能力），不断打磨教学策略与方法，努力提高教学质量，形成了可持续改进的闭环教学框架（图1）。

图1 可持续改进的OBE 闭环教学框架

（二）构建双链式课程教学体系结构

根据课程内容的难易程度及特点，紧紧围绕“能力培养”的核心任务，课程团队由易到难、由浅入深，循序渐进地设计了“双链式”课程教学体系（图2）。

图2 “双链式”课程教学体系

链条一是按照课程内容逻辑结构设置的，侧重于知识细节，以课堂讲授为主，突出知识框架与脉络关系，挖掘典型数据结构和算法的基本原理，通过推演方式分析典型数据结构及算法的时间和空间效率。链条二是按照能力培养目标设置的，侧重于知识体系的全局掌握，引导学生综合运用所学知识去解决实际问题，用“动脑”指挥“动手”。在完成课堂教学任务后，首先指导学生独立完成6 次验证性算法实验，在接下来单独设置的课程设计月里，以不同背景的“工程项目”形式设计开放式大作业（设计性实验），由学生自由组合形成3 人项目小组，通过团队的交流学习、合作探究，完成“工程项目”的算法编程实践任务，引领学生体验“简化版”的工程项目完成过程，以层层推进的实验设计形式逐渐训练、培养学生的综合能力，不断提高学生的学习兴趣与解决实际问题的能力。“双链式”教学体系实现了教学与实验间的相辅相成、相互促进，持续性地推进了教学的高质量发展。

（三）构建线上线下混合式教学模式

传统的“算法与数据结构”课程教学以教师为中心，以课堂讲授为主，考核方式多采用笔试形式，侧重知识点的记忆。学生被束缚在应试教育的框架下，被动、机械地记忆知识，缺乏进取精神。

随着“互联网+教育”模式的逐步普及，形式丰富多样的学习资源将新时代教育推向了全新局面。课程团队对各种教学资源进行优化和整合，将传统课堂教学方式与网络学习进行深度融合，构建了“线下串讲+线上自主学习+线上辅导答疑”的融通式互补教学模式，已达到提高教学效率和效果的目的。

在“线上自主学习”模式中，以超星学习通为自主学习平台，以中国大学MOOC（慕课）、哔哩哔哩网站为辅助平台，为学生推送课前预习、课后补充学习视频，向有限的课堂学时外要时间，提高了学生知识学习的深度与广度；线上学习平台可记录学生自主学习时长、任务点完成情况、课堂表现积分、章节测试成绩、课后作业完成效果等信息，用“留痕”方式监督学生的学习过程。教师利用腾讯会议平台，在“线上辅导答疑”环节中为学生做习题辅导、作业串讲，及时解决学生遇到的共性复杂问题和个性解惑问题，采取“分而治之”的策略解决了学生学习上的众多障碍，受到学生的欢迎。

课程团队通过集体备课、教学研讨活动，不断改进“线下串讲”的课堂教学模式。在课堂教学活动设计中，穿插采用翻转课堂、头脑风暴、思维导图、小组讨论、案例分析等形式，丰富了课堂教学元素，提高了学生的课堂参与度，提升了学生完成任务的成就感，圆满完成了既定教学任务。

（四）构建公平公正的课程考核机制

课程团队改变了传统教学中以期末考试为主的课程考核形式，以公平公正为原则，构建了“过程性评价+实践能力评价+终结性评价”的课程考核机制，为专业分流“二次选拔”提供了合理、公正的评价依据（图3）。

图3 基于OBE 的课程考核机制

过程性评价关注学生的学习过程，主要包括课堂表现与参与度、识记型知识点小测、课后作业完成情况等，占总成绩的30%。课堂表现与参与度评价中设置了知识点抢答、热点问题讨论、调查问卷填写等多种任务形式，利用学习通平台累计课程积分；识记型知识点小测评价以识记型概念、术语、结构、算法的客观题为主，由学年组在线统一发布章节测试，要求学生在学习通平台限时答题，平台自动记录考试分数。

实践能力评价更关注学生的能力培养，在课程配套实验环节中，考核学生解决实际问题的能力。课程团队将此部分评价分成验证性实验部分与课程设计团队项目验收两部分，分别以实验报告和项目答辩形式进行考核，占总成绩的20%。尤其在课程设计环节中，为了让学生亲历工程项目完成过程，分别设置了需求调研、立项答辩、可行性报告、总体设计、代码编写、运行调试、验收答辩等环节，激发了学生的好奇心与研究兴趣，并通过“学、比、赶、帮、超”公开答辩的形式，燃起了学生在算法设计上的竞争欲，形成了良好的学习风气、氛围。

终结性评价采用期末闭卷笔试考核的形式进行，占总成绩的50%。经过反复几轮教学实践，不断探讨、研究考核题型，课程团队组建了课程题库，设计了以主观题目为主、重能力考核的题库模式，试卷题型包括应用型选择题、依托程序段的分析题、侧重于考核结构的应用题及考查综合能力的算法设计题，更加强调对学生灵活应用、学以致用能力的考核。

考虑到电子信息类专业各班级在学习效果、主讲教师授课和主观评价上存在差异，在上述各评价环节的所有主观性评价中，课程团队均采用“归一化”考评形式统一进行评档评分，有效地保证了“算法与数据结构”课程更加公平公正地为“二次选拔”提供合理的成绩依据。

经过2 轮课程教学的不断改进与实践，虽然总体考核难度较以往更大，但在各种教学新模式对学生能力加持的作用下，学生成绩不降反升，过科率始终保持在80%以上，并稳步提升，逐渐达到了OBE 模式下的教育目标。

二、以价值塑造为主线的课程思政体系

进入人工智能时代，“算法与数据结构”课程属于人工智能技术的基础课程，在大数据领域占有举足轻重的地位。课程团队结合学科专业特点，有机融入思政元素，坚持用好课堂教学主渠道，以树人为核心、立德为根本、社会主义核心价值观为引领，努力将价值塑造、知识传授与能力培养进行有机整合，与思政课程同向同行，形成协同效应，为人工智能时代培养德才兼备的社会主义建设者和接班人。

根据《高等学校课程思政建设指导纲要》，高校计算机类课程思政教学应以政治认同、家国情怀、道德修养、文化素养、国家战略与安全等方面为切入点，自然地将思政元素融入到专业课程教学过程中，实现专业课程的课程细节与思政元素之间相辅相成、彼此交错，推动课程思政全程融入课堂教学建设，把课程思政贯穿人才培养各环节[5]，实现课程的育人价值。

课程团队经过深入挖掘、精心设计，通过类比、关联、隐喻等方式将思政元素潜移默化地映射到课程教学过程中，努力实现知识传授、能力提升与价值引领相统一。表1呈现了课程团队设计的部分思政案例与课程知识点之间的映射关系。

表1 思政案例与课程知识点的映射关系

课程思政环节设计的调查问卷表明，课程团队设计的思政案例可以与教学内容紧密融合、相辅相成，提升了学生的爱国爱家情感，增强了学生的中国特色社会主义道路自信、理论自信、制度自信、文化自信，增强了对国家战略的政治认同，帮助他们树立了正确的世界观、人生观、价值观，持续推进了立德树人的教育目标。

三、结束语

通过构建OBE 闭环教学框架、“双链式”课程教学体系结构与线上线下混合式教学模式，“算法与数据结构”课程在持续推进的课程改革建设中，逐渐形成了优势特色——以学生为中心，注重能力培养，善于调动学生学习的积极性，形成了团结互助学习风气，打造了公平公正的考评机制，创建了以价值塑造为主线的课程思政体系，对黑龙江大学电子工程学院电子信息类学生“二次选拔”工作大有助益。