2020年的春季学期是一次尤为特殊的开学季，面对突如其来的新型冠状病毒肺炎疫情，教育部、山东省教育厅多次发布关于做好延迟开学期间各层次学校教育教学和管理工作的通知，学校学院组织专业人员为教师进行业务培训，并鼓励广大教师充分利用信息化技术、网络资源和平台，开展网络教学、线上答疑等学业指导，让学生停课不停学。

《数据结构与算法》是一门面向计算机科学与技术（含专升本）、软件工程、物联网工程和信息与计算科学四个专业开设的专业基础课程，又是一门考研课，本学期由宋会英、祁鑫、陈强和姚洪波四位教师承担四个专业的教学任务，面对疫情期间线上教学的诸多困难，课程组也“披甲执锐”，主动出击，独辟蹊径，分阶段分层次保障线上教学的有力开展。

阶段一：打好开学第一战。

在开学前通过熟悉各种直播和视频制作与剪辑软件，选择录播直播平台最优解；整合包括教材、课件、视频、自测题和上机题库、考试题库以及学生学习指导书等各类资源，为学生居家学习提供最佳体验； “开学前，给学生的一封信”中寄语，鼓励学生面对困难，迎难而上，只争朝夕，不负韶华。通过大家的努力打好开学第一战。（具体内容详见课程组开学第一周《开课纪实与反思》）

阶段二：面对新问题，迎接新挑战

疫情期间丰富的网络教学资源、多种在线平台的支撑，在很大程度上弥补了延期开学的遗憾，同时也暴露出单纯依靠线上学习的诸多新问题，无论教师还是学生面临一场前所未有的挑战：

（1）教学模式完全颠覆课堂教学，传统的教学模式难以满足需求，必须在变中求发展，然而这种教学形式前所未有，没有经验可循，教学模式怎么变如何变成为研究的重点；

（2）在线教学与课堂授课有很大区别，信息化平台的使用和局限性对教师提出了新要求，如何及时转变教师自我定位提高教师的应变能力成为亟待解决的问题；

（3）原有的课堂设计已无法满足线上需要，如何最大程度的还原线下课堂场景，保质保量的完成教与学的任务，直播课堂设计策略研究成为问题的关键；

（4）学生居家学习缺乏良好的学习氛围，隔着屏幕无法及时与老师交流沟通，学习效果无法得到保证，如何使学生掌握主动学习方法，养成主动学习习惯，真正成为学习主体是问题的核心目标。

面对新问题，结合我校学生具体情况和课程特点，经过多次线上研究与讨论，《数据结构与算法》课程组提出了基于服务理念的线上“混合式”教学新模式的探索，基于OBE理念，从学生的认知角度出发，通过教学模式研究与实施策略探索，创造高质量的教学体验，最大程度的还原线下场景，降低疫情对教育教学的影响，提高教学效果。

一、构建“线上+线上”混合式教学模式，寻找最优解

传统的“混合式”教学，学生通过线上（课外）进行自主学习，通过线下（课堂）活动的开展对所学知识进行巩固和提高，既实现了学习主体向学生的转变，又发挥了教师在学生学习过程中的重要作用，在一定程度上弥补了单纯依靠线上和单纯依靠线下学习的不足。

疫情期间，以提高学生学习效果为最终目的，变“线上+线下”混合为“线上+线上”混合，基于线上的“录播+直播”的翻转课堂教学方式为我们提供一种可能的解决方案。

1. 录播+直播的翻转课堂教学模式

教学模式不同，教学实施方案不同，老师和学生的投入不同，课堂思维活跃水平不同，达成的学习效果也不同。基于线上的录播+直播相结合的翻转课堂模式，教师课前将学习资料（导学、视频、课件、电子 教材）推送给学生，学生课前完成自主学习，采用直播模拟课堂教学，进行难点攻克，知识内化和课堂讨论。经过问卷调查表明，学生更喜欢去看自己的任课教师录制的微课视频，一方面与教材和大纲契合度高，另一方面更加有利于师生共情。这种模式需要教师和学生均投入较多，由于学生课前做了一轮自主学习，因此课堂讨论参与度和学生的思维活跃水平均较高，测试效果较好。

表1 教学模式

教学模式	教师 投入	学生 投入	课堂讨论 契合度	作业 完成度	师生 共情
B混合式	多	多	32/53人	100%	好

其中课堂讨论契合度是以学生参与课堂讨论的比例作为依据，作业完成度以云班课中统计的自测题平均完成度和平均分为依据，师生共情以师生之间的交流比为依据。

教学模式要达到科学有效，必须保证线上“线下”的深度融合。教学模式也并不是一成不变的，可以是直播+课后视频复习模式（模式1），也可以是课前录播+直播的翻转模式（模式2），还可以是录播+答疑讨论的灵活模式（模式3）。针对不同的教学目标，在不同的教学阶段选择不同模式，也会达到不同的教学效果。以“数据结构与算法”课程为例，第一周的绪论，采用模式1先直播后微视频复习，主要目的是师生的第一周见面引导学生了解本门课的内容主线和教师将要进行的翻转课堂学习路线，为第二周做好铺垫。第二周开始，采用模式2进行翻转课堂，期间对于较好理解的章节可以采用模式3，比如与前序章节有着较强的类比关系，完全采用学生自学和课下答疑就能达到预期效果。

课程组经过不懈努力，经常熬夜加班加点录制视频，精心制作课前学习和课堂教学ppt等资源两百余项，创建自测题376题、上机程序题库近百道、阶段性考试题库近两百道，目前根据课程进度紧张建设中。

2. 针对算法课，探索五段式翻转课堂

传统的翻转课堂是四段式的，分别是教师创设情境提供各类资源，学生自主学习，教师根据反馈进行二次备课，课堂梳理重点和组织讨论。针对程序设计类课程特点，提出“五段式”翻转课堂教学模式，增加第五段上机编程训练，实现从课前自主学习到课后编程训练的全程覆盖，做到理论与实践紧密结合，持续提供学习驱动力的服务流程。

二、转变教师自我定位，提高服务意识

“互联网+教育”的迅速普及，优势教育资源不再稀缺，学生对学习和课程的预期呈多样化发展，推动着教师进行自我提高和发展。教育是无数个基于“服务”的小场景组成的大系统，在线教学与课堂授课有着很大区别，“停课不停学”对教师提出了新要求。

1. 教师服务型定位

摆在教师面前的首要任务就是转变教师的自我定位。

传统课堂教师是学生学习资源的提供者，教师通过个人能力使自己讲的精彩学生听得明白。

传统混合式模式下教师是学生学习经历的陪伴者，学习成效的激励者，通过线上和线下引导学生自主学习，提供指导和答疑。

新形势下线上混合式模式更需要教师承担服务角色，这种角色是多样化的，既是“导师”，又是“导购”，更是“学伴”。首先，居家学习缺乏师生共同在场的氛围，教师只有像导师一样，给予每个学生个别化的指导和帮助，教育才能有效。其次，教师应该扮演好“导购”的角色。对学生来说，如何从互联网海量的信息和课程中选择自己合适的内容是在线学习的难点。教师既要充分了解这些资源和内容，同时了解学生的特点、层次和需求，才能指导学生做好内容选择，最大限度地提高教育的效能。最后，师生间应该建立新型互动性更强的学习伙伴关系，在学生居家学习缺乏学伴的情况下，教师要成为学生身边可以信赖的 “学伴”，远程在线但又时刻在场。

2. 提供服务型学习流程

在线教育时期，往往错误的认为学习的行为更多的依赖学生本身，教师成为次要位置，这是有所偏颇的，相比传统的课堂教学，教师的关键作用反而会更加凸显，为学生持续提供具有学习内在驱动力的服务流程。

课程组以周为单位为学生提供的的具体服务流程为：

图 服务型学习流程

可以看出，在整个教学流程中，教学过程形成一个闭环，教师成为这个闭环中的观察者、组织者、引导者和服务者，教师行为渗透到学习者的每一个关注点，成为学生真正的学习伙伴，教学中的亲密度和效果得有效提升，对学生效果起到决定性的关键作用。

三、五点定位，精心设计高效直播课堂

直播教学过程中，互动和反馈功能被严重削弱，教师难以开展“高行为活动”，使在线教学效果大打折扣。课程组以“学生思维发展为中心”，教师通过精心设计“高认知活动”直播课堂，通过“抓思维”、“话共情”、“促矛盾”、“搭桥梁”、“勤关注”的有效结合，充分调动学生思维能力，不仅可以最大化的还原线下教学场景,激起学生的学习兴趣,又能倒逼学生课前自主学习投入度，提高学生在线学习效果。

1. 抓思维

线上教学中教师和学生一屏之隔，学生是否在听、想不想听、听的怎么样都无法掌控，因此课程设计能够激发学生强烈的思维动机非常重要。学习者的大脑在众多感官信息中善于捕捉新奇活跃的信息，教师要擅于制造与所授课内容相关却又具有“意料之外”的新异信息，如诙谐幽默的表达、故事思维的运用，都会恰到好处的抓住学生的认知思维。

下图为第七章《图》中运用的故事思维，引出图的定义与处理,为了使学生更好的理解队列，通过动画实现舞伴配对，运用形象思维解决重难点。

2. 话共情

人的情感是认知的动机，只有产生了情感的行为就会产生动机，反过来产生动机的东西，必然有强烈的情感支持。在教学过程中擅长激发情感、情绪的老师教授的课程，往往成为学生最喜欢的课程之一。师生共情的培养要真正走进学生的心中，一方面教师多从学生的角度考虑学的问题，让学生感觉到知识跟“我”有关；另一方面教师所传递的信息要符合学生的社会认同天性，拉近师生之间的年代差，同时多给学生制造参与感，这样才会让学生牢牢的跟着走，进而理性和逻辑的教学才能生效。

课程组精心设计直播课程，开展丰富多彩的课间小游戏，增加师生情感，培养疫情期间的社会责任感。

3. 促矛盾

当有两个解释或者两个经验出现不同的结果时，冲突和矛盾就出现了，然而人都有追求认知一致的强烈心理动力。抓住这个心理动力，教师在设计教学活动时有意识的提出能够促进有效教学的好问题，这个问题要能够引起学生的强烈的悬念感或认知冲突，从认知和情感结合的层面激发学生的动机。

4. 搭桥梁

学生学习的本质就是在已知信息和未知信息之间创建连接，因此教师教的不是知识，而是教会学生如何在已知和未知之间架一座桥。认知语言学著作《表象与本质》中提出这样一句话：类比是思考之源与思维之火。人类的大脑就是通过理解类比、理解比喻获得对语言的理解。教师在设计教学过程中采用类比方法，通过案例式教学、情景式教学或体验式教学，使学生发生有效的学习行为。

直播课程的课堂活动开展是翻转课堂的核心，通过温故知新测三力（学习力、探索力和实践力），通过问题引入接龙等方式开启新篇章，在新旧知识之间、新新知识之间建起座座桥梁。

5. 勤关注

美国著名心理学家詹姆斯曾说：“人性中最深切的本质就是被人赏识的渴望”，教师一句肯定的话语，一次成功的鼓励，就会使人产生奋发向上的动力。教师要善于在直播过程中力争关注到更多的学生，不吝啬鼓励的话语，让更多的学生刷出存在感，激发学习自信。

借助在线教学平台的数据分析与反馈功能，老师力争关注到每一位同学，及时对学习标兵进行表扬，对掉队者进行督促，开展开诚布公的表扬与批评，对学生学习进行全过程监督。

四、输出式学习，有效转变学习主体

如下图所示的 “学习金字塔”模型是美国缅因州国家训练实验室的研究成果，用图表形式显示出了采用不同的学习方式，学习者在两周以后还能记住内容的比率（学习内容平均留存率）。知识在提取的过程中存在对知识的重构，提取后的知识用不同的方式表达出来，就会逐渐在大脑中稳固明晰，这就是输出式学习方法。学习金字塔告诉我们，输出式学习方法使学习者对知识理解更深刻，记忆更长久。

	学习内容平均留存率
听讲	5%
阅读	10%
视听	20%
演示	30%
讨论	60%
实践	75%
教授给他人	90%

图4 学习金字塔

授之以鱼不如授之以渔，在教学过程中通过创设主观题自测、客观题拍照提交、焦点呈现法总结、思维导图记录学习笔记、录制视频讲算法等多种情境，使学生掌握受用一生的输出式学习方法，促进隐性思维显性化，对知识理解更深刻，记忆更长久。

在教学中留白，鼓励学生自我学习，并且勇敢的讲出来，从认知金字塔顶端（听的知识留存率5%）转移到底端（讲的知识留存率90%），促进算法思维的明晰化。

五、阶段性考核，实施过程性评价机制

线上教学只讲不练，无法理论联系实际，只练不考，无法检验和实时反馈学习效果。在保障课堂教学前提下，课程组摸索在线考试和在线自测平台，选定自主研发的 nomooc平台实现在线上机训练与评测，通过问卷星进行每章阶段性考试，保证执教的学生“每周有题测，每周有程编，每章有试考”。同时为有效检测线上教学效果，摸底学生居家学习情况，为家里没有宽带的同学提供力所能及的帮助，保证每一位同学做到“三不缺”，不缺席线上听课，不缺席线上训练，不缺席线上考试。

每章进行的阶段性考试，结合历年考研试题，精选考试题目，确保试题的广度和难度，通过问卷星平台，限制每终端、每IP只能登陆一次，确保考试纪律和公平性，学生考完可立即查看错题和题目解析确保知错而改，通过成绩分析和反馈，教师针对低于平均分的同学和错误集中的题目进行沟通和讲解，全方位确保课程的建设和学生的掌握。

结束语

通过课程组的努力，学生很快适应了基于线上的新型混合式教学模式，从课前自主学习、作业完成和课堂互动的参与度均体现了较好的效果，在已经进行的四次阶段性考试中平均成绩均达到85分以上，体现了较好的居家学习效果。课程组将继续努力，探索和完善教学模式和教学策略，使学生度过了一个“有滋有味、以学促能”的特殊学期。

基础科学学院 祁鑫