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摘 要 通过探讨数据结构课程的MOOC教学模式，希望通过MOOC提供给学生一种与传统课堂教学和网络公开课不同的学习渠道，激发学生的学习兴趣，引导学生探索知识，更好地掌握数据结构这门课程。
关键词 数据结构课程；MOOC教学模式；教学设计
中图分类号：G642.3 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2017）01-0037-03
1 引言
随着互联网时代的到来，涌现出来一种大规模开放在线课程（MOOC）教育模式。那么什么是MOOC呢？MOOC一词是由加拿大学者Dave Cormier和Bryan Alexander提出的[1]。MOOC（Massive Open Online Course）是指大规模的免费网络开放课程。参与MOOC学习的人数规模庞大，全球各地的参与者都可以免费注册使用MOOC，参与信息提供、评价过程[2]。MOOC的核心是教学设计的改变以及参与者的互动性。
2012年，MOOC在美國取得空前成功，Coursera、edX、
Udacity三大课程提供商的兴起，给更多学生提供了系统学习的可能[3]。国内的知名大学如北京大学、清华大学、浙江大学等纷纷发布MOOC课程。MOOC的到来为高等教育带来新的机遇，可以促进优质教育资源共享和教育公平[4]。
高等教育的传统教学方式作为主流的教学模式[5-8]不会被替代，但MOOC将导致现有教学体系的全面革新，几千年来低效率的课堂教学将在今后若干年内有根本性的改变[9]。
在MOOC框架下如何利用一些新技术和新手段提高课程的教学质量？数据结构课程是计算机相关专业的核心专业课程，是一门实用性很强又抽象程度比较高的课程，课程内容抽象、复杂，涉及很多概念和算法技术，学习起来较困难。长期以来，传统的数据结构课程通过以教师为主体、学生被动学习的模式开展教学，使得学生的学习困难增加，学习兴趣得不到激发，教学效果并不理想。本文通过探讨数据结构课程的MOOC教学模式，希望通过MOOC提供给学生一种与传统课堂教学和网络公开课不同的学习渠道，激发学生的学习兴趣，引导学生探索知识，更好地掌握数据结构这门课程。
2 传统数据结构课程教学存在的问题
通过长期的数据结构一线岗位的实践摸索和对学生学习情况的调查分析，总结数据结构课程教学过程中主要存在的几点问题。
学生学习难度大，学习兴趣低 数据结构课程主要是培养学生分析解决问题能力，但由于该课程抽象程度高，对学生的抽象思维和逻辑思维能力要求较高，学生学习起来难度较大。如果教学过程中运用生动形象的教学方法，让学生自发参与学习，不仅教师能够取得较好的教学效果，提高教学质量，学生也不再是为了考试而死记硬背知识点，而是能真正把所学的知识点与实际应用相结合
传统教学模式不能满足教学需求 一直以来，数据结构课程的传统教学模式都是把教师作为主体，用讲授式的教学方法把相关知识点大量传输给学生。然而数据结构课程涉及繁多的概念和算法，传统的教学模式显然已不能满足这门逻辑思维能力要求很高的课程，否则教学目的、教学效果都会和预期相差甚大。另外，传统的教学方式主要是运用黑板和PPT，但PPT很多时候只是代替黑板和粉笔，演示数据结构的算法得到改进，直观性更强，而学生对数据之间的繁杂关系还是很难想象。并且信息量更大后，难以一直吸引学生的注意力，互动及延续性不能得到很好的改进，教学效果也受到很大影响。
3 数据结构课程MOOC教学模式设计
数据结构课程MOOC制作流程 在进行MOOC课程规划设计时，要充分了解MOOC教学模式的特点，以期能够有针对性地对课题进行规划。数据结构课程的MOOC制作流程如图1所示。
MOOC课程制作要想做得引人入胜，容易学习消化，需要专业技术团队的配合，经过专业技术团队的录制和后期制作，内容质量和视觉风格都会得到很好的提升，使得课程脱颖而出，取得理想的传播影响力。
数据结构课程的MOOC教学内容必须合理碎片化 传统教学是教师把学生召集到指定教室一起学习，这种强有力的组织性形成外在驱动力。在这个驱动力下，学生虽然学习动力低，也会从枯燥的教学内容和呆板的教学方式中学到部分知识点。另外，传统教学的教学对象是年龄相仿、教育基础相仿的学生，教师的教学内容容易组织准备。然而，MOOC的学习对象有不同学习目的，来自不同的地方，有着不同的年龄，教育基础也不相同，因此，MOOC教学模式与传统教学模式相比，挑战性更大。开展MOOC教学模式要想增加吸引力，教师要在自己的课程内容设计上下功夫，增强吸引力，推动学生向前走。
在数据结构传统50分钟课堂上，一般教师会讲授至少30分钟抽象复杂的知识点。各种心理学研究显示，人类的注意力最有效的集中时间段是6～10分钟，超过这段时间就会下降，接受信息的能力也会随之降低，因此，信息获取的趋势必须是碎片化，如此才能被人类更好地接收。MOOC课程教学设计的一个重要内容就是把系统化的知识转化为碎片化的信息。在数据结构的MOOC教学设计中要把传统课堂50分钟教学内容，切分为多个10分钟的小视频，把整个课程精确地切分转化成多个独立的小视频讲授。这样不同学习目标的学生可以选择需要的小视频学习，每个学生还可以根据自己的业余时间随时随地学习，在注意力最集中的时间里学到相关知识点。
碎片的内容要紧扣主题，切割碎片时，内容不可以太长。比如堆排序，如果切割成一个视频，必然要至少20分钟，就要把内容进一步碎化，但又要使切割后的内容各成一主题。因此，如何使得内容切割的碎片更合理，使得逻辑组织更清晰，需要在PPT制作部分就考虑这个问题。
数据结构课程MOOC教学小视频制作要有吸引力和实效 视线引导是吸引学生注意力的一种方式。在传统课堂上，学生的视线跟随教师多样的肢体语言和教鞭等教学工具的指引发生变化，视线也会跟着讲台上教师位置的移动发生变化，增强了对学生的吸引力，让学生的思路跟随教师的节奏。在MOOC小视频制作中，可以通过讲授者的动作、动画播放、PPT放映中文字或者图片的层次进入以及视频编辑软件提供的高亮、笔画等功能达到同样的效果。至于讲授者和课件是穿插出现的，出现的比例、频率到底应该多少为宜，并没有具体的标准，关键是保持屏幕上要尽量变化，并且变而不乱、引人入胜。像静止的画面，或者充满文字的画面，在视频中不能持续较长时间。 思路引导较视线引导更为重要。课件设计风格应该是简单的，对所有课件中动画的设计，原则上是对思考过程的展示，所有无助于此的元素都不必出现。例如：在展示一个复杂算法的伪代码时，并不是一次性将全部伪代码放映出来，再逐行讲解其功能——这是计算机执行的过程，并不是人类思考的过程；应从整体思路入手，先根据算法流程展示出代码框架，再逐步演示框架内各个模块的细化过程，必要时辅以实例的动画演示。
数据结构课程MOOC教学模式的互动性 传统课堂上教师习惯于通过提问、设问的方式进行互动，在MOOC教学过程中可以通过在视频內插入提问、在视频间隙插入测验的方式进行师生互动，有助于增强教学效果。
在MOOC视频内插入提问，等同于传统课堂上教师提出一个简单问题，用来吸引学生的注意力，避免学生的思维懈怠。在传统课堂上，教师提出问题后，懈怠的学生可能不会思考，只是等其他学生的回答。但在MOOC教学过程中，看视频的所有学生必须对插入的问题做出思考及回答，才能继续观看视频。
在MOOC视频之间插入测验，是在一个小视频播放结束后，插入前一段小视频的相关测验，学生给出回答结果，MOOC系统会自动判题，立即给出测验结果。这样学生尽快发现问题，掌握自己对知识点的理解程度，对于不明白的还可以再次观看前一段视频。然而传统课堂测验会对教学进度造成影响，而且教师课后批改测验的工作量会增加，学生存在的问题也不能及时反馈。因此，在师生互动方面，MOOC比传统课堂的互动效果要更好。
MOOC的互动性优点，除了师生互动，还有生生互动。学生提交的作业是需要交流和分享的，并且还有学生的互评，这是MOOC的一个创新。通过互相之间的分享、观摩，可以提高学生的学习积极性，端正学习态度，这是传统的教学互动层次做不到的。
4 总结
数据结构课程重在培养学生的实践能力，在教学过程中希望通过教学手段如互动式学习等方式来激发学生的学习动力。在设计和实施数据结构课程MOOC教学时，重点要考虑如何组织教学内容，使得碎片化后的内容组织更合理，以满足不同对象的学习需求，以及如何制作更有吸引力的视频、动画或数字特效等，能突出算法的设计、清晰问题的求解思路以及不同方法之间的特点。
参考文献
[1]王文礼.MOOC的发展及其对高等教育的影响[J].江苏高教，2013（2）：53-57.
[2]杨丹.MOOC（慕课）初探[J].教育教学论坛，2014（12）：
105-106.
[3]张铭，奚春燕，彭远红.微课：唱响中国MOOC的前奏[J].计算机教育，2013（20）：11-13.
[4]苏小红，赵玲玲，张彦航，等.MOOC浪潮下，我们该做些什么[J].计算机教育，2015（7）：64-68.
[5]邢立峰，邢立群，张晓燕.翻转课堂模式在计算机基础课程中的应用研究[J].计算机光盘软件与应用，2014（24）：
231-232.
[6]刘华敏.“翻转课堂”教学模式的探讨：以《数据结构》课程教学为例[J].广东技术师范学院学报，2016（5）：70-72.
[7]张小刚.CDIO理念下的“数据结构”课程实践教学改进探索[J].赤峰学院学报：自然科学版，2016（10）20-21.
[8]李晓明，庄威，杨煦，等.计算机专业本科《数据结构》实验教学的改革与探索[J].实验室科学，2009（2）：106-107.
[9]伍民友，过敏意.论MOOC及未来教育趋势[J].计算机教育，2013（20）：5-8.
关键词 数据结构课程；MOOC教学模式；教学设计
中图分类号：G642.3 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2017）01-0037-03
1 引言
随着互联网时代的到来，涌现出来一种大规模开放在线课程（MOOC）教育模式。那么什么是MOOC呢？MOOC一词是由加拿大学者Dave Cormier和Bryan Alexander提出的[1]。MOOC（Massive Open Online Course）是指大规模的免费网络开放课程。参与MOOC学习的人数规模庞大，全球各地的参与者都可以免费注册使用MOOC，参与信息提供、评价过程[2]。MOOC的核心是教学设计的改变以及参与者的互动性。
2012年，MOOC在美國取得空前成功，Coursera、edX、
Udacity三大课程提供商的兴起，给更多学生提供了系统学习的可能[3]。国内的知名大学如北京大学、清华大学、浙江大学等纷纷发布MOOC课程。MOOC的到来为高等教育带来新的机遇，可以促进优质教育资源共享和教育公平[4]。
高等教育的传统教学方式作为主流的教学模式[5-8]不会被替代，但MOOC将导致现有教学体系的全面革新，几千年来低效率的课堂教学将在今后若干年内有根本性的改变[9]。
在MOOC框架下如何利用一些新技术和新手段提高课程的教学质量？数据结构课程是计算机相关专业的核心专业课程，是一门实用性很强又抽象程度比较高的课程，课程内容抽象、复杂，涉及很多概念和算法技术，学习起来较困难。长期以来，传统的数据结构课程通过以教师为主体、学生被动学习的模式开展教学，使得学生的学习困难增加，学习兴趣得不到激发，教学效果并不理想。本文通过探讨数据结构课程的MOOC教学模式，希望通过MOOC提供给学生一种与传统课堂教学和网络公开课不同的学习渠道，激发学生的学习兴趣，引导学生探索知识，更好地掌握数据结构这门课程。
2 传统数据结构课程教学存在的问题
通过长期的数据结构一线岗位的实践摸索和对学生学习情况的调查分析，总结数据结构课程教学过程中主要存在的几点问题。
学生学习难度大，学习兴趣低 数据结构课程主要是培养学生分析解决问题能力，但由于该课程抽象程度高，对学生的抽象思维和逻辑思维能力要求较高，学生学习起来难度较大。如果教学过程中运用生动形象的教学方法，让学生自发参与学习，不仅教师能够取得较好的教学效果，提高教学质量，学生也不再是为了考试而死记硬背知识点，而是能真正把所学的知识点与实际应用相结合
传统教学模式不能满足教学需求 一直以来，数据结构课程的传统教学模式都是把教师作为主体，用讲授式的教学方法把相关知识点大量传输给学生。然而数据结构课程涉及繁多的概念和算法，传统的教学模式显然已不能满足这门逻辑思维能力要求很高的课程，否则教学目的、教学效果都会和预期相差甚大。另外，传统的教学方式主要是运用黑板和PPT，但PPT很多时候只是代替黑板和粉笔，演示数据结构的算法得到改进，直观性更强，而学生对数据之间的繁杂关系还是很难想象。并且信息量更大后，难以一直吸引学生的注意力，互动及延续性不能得到很好的改进，教学效果也受到很大影响。
3 数据结构课程MOOC教学模式设计
数据结构课程MOOC制作流程 在进行MOOC课程规划设计时，要充分了解MOOC教学模式的特点，以期能够有针对性地对课题进行规划。数据结构课程的MOOC制作流程如图1所示。
MOOC课程制作要想做得引人入胜，容易学习消化，需要专业技术团队的配合，经过专业技术团队的录制和后期制作，内容质量和视觉风格都会得到很好的提升，使得课程脱颖而出，取得理想的传播影响力。
数据结构课程的MOOC教学内容必须合理碎片化 传统教学是教师把学生召集到指定教室一起学习，这种强有力的组织性形成外在驱动力。在这个驱动力下，学生虽然学习动力低，也会从枯燥的教学内容和呆板的教学方式中学到部分知识点。另外，传统教学的教学对象是年龄相仿、教育基础相仿的学生，教师的教学内容容易组织准备。然而，MOOC的学习对象有不同学习目的，来自不同的地方，有着不同的年龄，教育基础也不相同，因此，MOOC教学模式与传统教学模式相比，挑战性更大。开展MOOC教学模式要想增加吸引力，教师要在自己的课程内容设计上下功夫，增强吸引力，推动学生向前走。
在数据结构传统50分钟课堂上，一般教师会讲授至少30分钟抽象复杂的知识点。各种心理学研究显示，人类的注意力最有效的集中时间段是6～10分钟，超过这段时间就会下降，接受信息的能力也会随之降低，因此，信息获取的趋势必须是碎片化，如此才能被人类更好地接收。MOOC课程教学设计的一个重要内容就是把系统化的知识转化为碎片化的信息。在数据结构的MOOC教学设计中要把传统课堂50分钟教学内容，切分为多个10分钟的小视频，把整个课程精确地切分转化成多个独立的小视频讲授。这样不同学习目标的学生可以选择需要的小视频学习，每个学生还可以根据自己的业余时间随时随地学习，在注意力最集中的时间里学到相关知识点。
碎片的内容要紧扣主题，切割碎片时，内容不可以太长。比如堆排序，如果切割成一个视频，必然要至少20分钟，就要把内容进一步碎化，但又要使切割后的内容各成一主题。因此，如何使得内容切割的碎片更合理，使得逻辑组织更清晰，需要在PPT制作部分就考虑这个问题。
数据结构课程MOOC教学小视频制作要有吸引力和实效 视线引导是吸引学生注意力的一种方式。在传统课堂上，学生的视线跟随教师多样的肢体语言和教鞭等教学工具的指引发生变化，视线也会跟着讲台上教师位置的移动发生变化，增强了对学生的吸引力，让学生的思路跟随教师的节奏。在MOOC小视频制作中，可以通过讲授者的动作、动画播放、PPT放映中文字或者图片的层次进入以及视频编辑软件提供的高亮、笔画等功能达到同样的效果。至于讲授者和课件是穿插出现的，出现的比例、频率到底应该多少为宜，并没有具体的标准，关键是保持屏幕上要尽量变化，并且变而不乱、引人入胜。像静止的画面，或者充满文字的画面，在视频中不能持续较长时间。 思路引导较视线引导更为重要。课件设计风格应该是简单的，对所有课件中动画的设计，原则上是对思考过程的展示，所有无助于此的元素都不必出现。例如：在展示一个复杂算法的伪代码时，并不是一次性将全部伪代码放映出来，再逐行讲解其功能——这是计算机执行的过程，并不是人类思考的过程；应从整体思路入手，先根据算法流程展示出代码框架，再逐步演示框架内各个模块的细化过程，必要时辅以实例的动画演示。
数据结构课程MOOC教学模式的互动性 传统课堂上教师习惯于通过提问、设问的方式进行互动，在MOOC教学过程中可以通过在视频內插入提问、在视频间隙插入测验的方式进行师生互动，有助于增强教学效果。
在MOOC视频内插入提问，等同于传统课堂上教师提出一个简单问题，用来吸引学生的注意力，避免学生的思维懈怠。在传统课堂上，教师提出问题后，懈怠的学生可能不会思考，只是等其他学生的回答。但在MOOC教学过程中，看视频的所有学生必须对插入的问题做出思考及回答，才能继续观看视频。
在MOOC视频之间插入测验，是在一个小视频播放结束后，插入前一段小视频的相关测验，学生给出回答结果，MOOC系统会自动判题，立即给出测验结果。这样学生尽快发现问题，掌握自己对知识点的理解程度，对于不明白的还可以再次观看前一段视频。然而传统课堂测验会对教学进度造成影响，而且教师课后批改测验的工作量会增加，学生存在的问题也不能及时反馈。因此，在师生互动方面，MOOC比传统课堂的互动效果要更好。
MOOC的互动性优点，除了师生互动，还有生生互动。学生提交的作业是需要交流和分享的，并且还有学生的互评，这是MOOC的一个创新。通过互相之间的分享、观摩，可以提高学生的学习积极性，端正学习态度，这是传统的教学互动层次做不到的。
4 总结
数据结构课程重在培养学生的实践能力，在教学过程中希望通过教学手段如互动式学习等方式来激发学生的学习动力。在设计和实施数据结构课程MOOC教学时，重点要考虑如何组织教学内容，使得碎片化后的内容组织更合理，以满足不同对象的学习需求，以及如何制作更有吸引力的视频、动画或数字特效等，能突出算法的设计、清晰问题的求解思路以及不同方法之间的特点。
参考文献
[1]王文礼.MOOC的发展及其对高等教育的影响[J].江苏高教，2013（2）：53-57.
[2]杨丹.MOOC（慕课）初探[J].教育教学论坛，2014（12）：
105-106.
[3]张铭，奚春燕，彭远红.微课：唱响中国MOOC的前奏[J].计算机教育，2013（20）：11-13.
[4]苏小红，赵玲玲，张彦航，等.MOOC浪潮下，我们该做些什么[J].计算机教育，2015（7）：64-68.
[5]邢立峰，邢立群，张晓燕.翻转课堂模式在计算机基础课程中的应用研究[J].计算机光盘软件与应用，2014（24）：
231-232.
[6]刘华敏.“翻转课堂”教学模式的探讨：以《数据结构》课程教学为例[J].广东技术师范学院学报，2016（5）：70-72.
[7]张小刚.CDIO理念下的“数据结构”课程实践教学改进探索[J].赤峰学院学报：自然科学版，2016（10）20-21.
[8]李晓明，庄威，杨煦，等.计算机专业本科《数据结构》实验教学的改革与探索[J].实验室科学，2009（2）：106-107.
[9]伍民友，过敏意.论MOOC及未来教育趋势[J].计算机教育，2013（20）：5-8.