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摘要：微课与翻转课堂是当下教育技术领域研究的热点，微课与翻转课堂的结合有着诸多优势，为课堂教学带来了新的思路。文章以《数据结构》课程为例，介绍了一种基于微课的翻转课堂模式，给出了流程与步骤。实践表明，该模式在一定程度上提高了学生的学习兴趣与解决问题的能力。
关键词：微课；翻转课堂；数据结构
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）03-0008-02
一、引言
现代社会节奏的加快，使人们的生活方式和学习方式越来越简单和有趣，微信、微博似乎已成为人们生活中必不可少的工具，随着互联网技术的日趋发达，“微”已成为了当今时代的一个标签，而高校教育触及着所有领域的先进技术和理念，理所当然要跟上时代。近年来，微课的研究和实践在我国教育界刮起了一股旋风。同时，基于微课的翻转课堂教学研究也正受到教育工作者的广泛关注。数据结构是计算机、电子专业的专业基础课，本文在分析探讨微课与翻转课堂教学内涵的基础上，提出了数据结构教学设计的具体流程。
二、研究基础
（一）微课
美国学者戴维·彭罗斯（David Penrose）在2008年秋季首创了“微课（Micro-Lesson）”的概念，在国内佛山市教育局的胡铁生于2010年首先提出微课概念。在胡铁生看来，“微课是按照新课程标准及教学实践要求，以教学视频为主要载体，反映教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源有机组合”[1]。
微课的主要特征表现为三个方面。
1.持续时间短。微课的核心内容由教学视频构成，相对于传统的每节课45分钟的课堂来说，微课可以称之为“微缩课堂”，其时间长度一般不超过13分钟。
2.内容的针对性强。传统课堂强调知识的系统性、全面性，而微课则是聚焦在课堂教学中的某个知识点（教学重点、难点）。传统每节课的教学内容复杂繁多，相比之下，微课的内容则显得更加精练、集中。
3.资源共享率高。受时长限制，微课视频容量一般不超过100兆，其视频格式均为流媒体格式，支持在线播放，因此学生可方便地在线观看视频。并且由于其容量小，可快速地将其下载到移动终端（如手机，PAD等），从而实现移动学习。[2]
（二）翻转课堂
翻转课堂的理念最初来自于美国林地公园学校的乔纳森·伯尔曼（Jonathan Bergman）和亚伦·萨姆斯（Aaron Sams）两位教师[3]。2007年，为了帮助那些因故不能按时上课的学生，他们利用录屏软件来将他们授课的过程录制成视频，并传到网上。然后，这两位老师让学生在家看教学视频，在课堂上做作业，同时对学习中遇到困难的学生进行单独辅导。两位老师这种开创性的教学实践成为翻转课堂的雏形，并开始得到越来越多教师的关注，逐渐成为全球教育界关注的新型教学模式。我国的南山实验教育集团在2012年率先在全国进行了“翻转课堂”的实验，南山实验教育集团的《云计算环境下的“翻转课堂”学习模式研究与实践》申报了国家“十二五”规划课题[4]。2013年，南山实验教育集团和华东师范大学慕课中心合作，举办了全国首次翻转课堂教学观摩会。目前，翻转课堂已成为热点，其与微课程的完美结合，为我们现在的课堂教学带来了新的思路[5]。翻转课堂将传统的课堂活动与课后活动颠倒过来，学生在课后自主安排学习知识、解决问题、完成任务，学习更主动、积极且更有效，充分体现了学生的主体地位。
三、翻转课堂的构建设计
（一）当前数据结构教学存在的问题
1.学生兴趣不足。相当一部分同学认为软件技术基础是一门理论课，抽象、枯燥、复杂，没有实用价值，甚至认为不学也能编出程序。
2.前导课程基础弱。C语言和高等数学是该课程的前导课程，而大部分学生对这两门课程的相关知识点掌握得不够牢固，导致学习起来感到困难。虽然教师在课堂上会花费一些时间重新介绍这些知识，但效果不太理想，这又极大地影响了学生的积极性。
3.教学模式不科学。教师牵着学生的鼻子走，学生被动地学习，投入的智力活动少，缺少探索性学习的机会。这种“灌输式”的教学有着“短平快”的特点，往往也会造成“填鸭式”的后果[6]，不但难以调动学生学习的积极性，也难以培养学生的创造性。
4.实践活动少。该课程是一门理论与实践并重的课程，有些任课教师往往只重于理论教学，忽视实践教学，给学生的实践机会太少，因此学生可能对老师讲授的内容听懂了，书上的内容也理解了，但自己上机做算法设计时就感到无从下手，实践能力得不到发展。
（二）翻转课堂的流程
基于上述问题，笔者通过分析国内外实施翻转课堂教学模式的成功案例，尝试给出了如图1所示的基本流程。
1.微课的设计与制作。合理选题是微课开发重要的第一步。教师制作微课往往也要花费自身大量的时间，因而教师应该选择教学中的重点与难点或者是那些不容易讲清楚或不容易接受的知识作为微课的内容。教师也可以针对那些较难的习题，利用微课对习题进行讲解。根据教学目标以及历届学生的反馈，笔者选择算法复杂度、栈、队列、线性链表、树、图、查找、排序等知识点作为微课内容，每一个知识点对应一个微单元，对每个微单元都需进行自主学习任务单的设计，任务单包括学习指南、学习任务、练习题、疑问记录、学习反思等[4]。学生一旦根据学习任务单保质保量完成课前学习任务，任课教师就可有效地实施课堂教学。微课的时长控制在10～13分钟，这符合学生保持注意力时间较短的特征，在自主学习过程中，时间过长，容易产生厌倦；其次，微课的一个重要作用是实现碎片时间的移动学习，时间太长，也就难以利用时间碎片了。白纸 手机是目前比较流行的视频录制方式，这比黑板 摄像录制更方便。布置录制环境时，为增佳声音效果，可在一个小面积的室内空间（如洗手间）录制，用专用支架将手机固定在桌面上方，调整高度使拍摄范围最大化呈现整张白纸，调整灯光的角度以避免在白纸上出现反光。录制时旁边应有一个人协助递纸，以使过程紧凑，教师和助手都不可出镜。录制完成后，用录屏软件Camtasia Studio 8.0进行后期制作，利用该软件还可将PPT等素材添加到视频中。制作完成后，将课件上传至微信、云盘，学生便可在线或下载学习。 2.课堂教学活动实施。在课堂内，首先进行探究讨论。根据学生的不同特点进行分组，并分配给每个小组题目。每组人数3～5人，并推选出一个组长作为代表。小组中的每个成员都要积极地思考问题，提出自己的意见，小组成员之间通过交流、协作共同完成学习任务。教师巡视观察各小组的探究动态，当有学生举手时及时加以指导，并根据实际情况给出恰当的小组学习策略。
需要补充的是，针对数据结构课程的特点，教师在确定题目时要注意层次性。例如队列问题。学生课前通过微课已了解了插入、删除、查找等基础性知识，到了课堂上则可以先布置综合性题目，如要求学生将队列的基本运算进行整合，包括队列结构体的创建、入队、出队等，之后再布置应用性题目，如经典的“停车场管理”问题，通过对这个项目的分析、设计、编程实现，让学生体会像队列这样的数据结构如何从现实中抽象出来，又如何用其来解决现实问题。
3.教学效果评价、反馈。教师要从学生个人、各个小组以及整个班的角度，对课程进行评价，重视评价的全面性和公平性。评价应根据测验的成绩、所提的问题、小组探究时的表现、课堂独立解决问题的情况等方面进行。教师在拟定下节课的探究问题、制定后续的教学计划时要以这些评价的结果为据。把上述翻转课堂教学模式应用在课程教学中，从反馈结果来看，在该教学模式下，大部分同学表现出了较高的学习积极性，和同学、老师的交流增多了，但也有同学反映在小组合作学习中，个别同学并没有积极参与，懒散的态度不仅没有促进自己的学习，还影响了组内其他小组成员。实践证明，在数据结构课程中实施翻转课堂是可行的，教师主导作用、学生主体地位得以体现，学生的主动学习能力、交流能力、解决问题能力都得以提升。
四、总结与展望
微课与翻转课堂在中国的高校教育中刚刚起步，老师和相关教育人员也都正在进行一些积极的探索和尝试，本文仅以数据结构课程为例进行了简单的改革和实践，所提出的模式是否适用于其他内容的教学还有待验证和研究。另外，该教学模式对于促进学生学习绩效方面的有效性也还需要进一步去验证。相信随着探索的不断深入及经验的积累，基于微课的翻转课堂模式会日趋完善，也将会发挥更加显著的作用。
参考文献：
[1]杨坤，赵同彬，程国强.工程类课程的微课教学模式创新与实践[J].中国地质教育，2014，（2）：53-55.
[2]殷海明，叶利华.“微课”在软件工程课程教学中的应用[J].计算机教育，2014，（6）：50-52.
[3]王红，赵蔚，孙立会，刘红霞.翻转课堂教学模型的设计[J].现代教育技术，2013，（8）：5-9.
[4]金燕.基于微课的翻转课堂教学模式实践研究[J].职教论坛，2014.23：55-58.
[5]陈怡，赵呈领.基于翻转课堂模式的教学设计及应用研究[J].现代教育技术，2014，（2）：49-53.
[6]崔学荣，李娟，吴春雷.数据结构与算法课程教学现状分析[J].课程教育研究，2015，（1）：151
关键词：微课；翻转课堂；数据结构
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）03-0008-02
一、引言
现代社会节奏的加快，使人们的生活方式和学习方式越来越简单和有趣，微信、微博似乎已成为人们生活中必不可少的工具，随着互联网技术的日趋发达，“微”已成为了当今时代的一个标签，而高校教育触及着所有领域的先进技术和理念，理所当然要跟上时代。近年来，微课的研究和实践在我国教育界刮起了一股旋风。同时，基于微课的翻转课堂教学研究也正受到教育工作者的广泛关注。数据结构是计算机、电子专业的专业基础课，本文在分析探讨微课与翻转课堂教学内涵的基础上，提出了数据结构教学设计的具体流程。
二、研究基础
（一）微课
美国学者戴维·彭罗斯（David Penrose）在2008年秋季首创了“微课（Micro-Lesson）”的概念，在国内佛山市教育局的胡铁生于2010年首先提出微课概念。在胡铁生看来，“微课是按照新课程标准及教学实践要求，以教学视频为主要载体，反映教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源有机组合”[1]。
微课的主要特征表现为三个方面。
1.持续时间短。微课的核心内容由教学视频构成，相对于传统的每节课45分钟的课堂来说，微课可以称之为“微缩课堂”，其时间长度一般不超过13分钟。
2.内容的针对性强。传统课堂强调知识的系统性、全面性，而微课则是聚焦在课堂教学中的某个知识点（教学重点、难点）。传统每节课的教学内容复杂繁多，相比之下，微课的内容则显得更加精练、集中。
3.资源共享率高。受时长限制，微课视频容量一般不超过100兆，其视频格式均为流媒体格式，支持在线播放，因此学生可方便地在线观看视频。并且由于其容量小，可快速地将其下载到移动终端（如手机，PAD等），从而实现移动学习。[2]
（二）翻转课堂
翻转课堂的理念最初来自于美国林地公园学校的乔纳森·伯尔曼（Jonathan Bergman）和亚伦·萨姆斯（Aaron Sams）两位教师[3]。2007年，为了帮助那些因故不能按时上课的学生，他们利用录屏软件来将他们授课的过程录制成视频，并传到网上。然后，这两位老师让学生在家看教学视频，在课堂上做作业，同时对学习中遇到困难的学生进行单独辅导。两位老师这种开创性的教学实践成为翻转课堂的雏形，并开始得到越来越多教师的关注，逐渐成为全球教育界关注的新型教学模式。我国的南山实验教育集团在2012年率先在全国进行了“翻转课堂”的实验，南山实验教育集团的《云计算环境下的“翻转课堂”学习模式研究与实践》申报了国家“十二五”规划课题[4]。2013年，南山实验教育集团和华东师范大学慕课中心合作，举办了全国首次翻转课堂教学观摩会。目前，翻转课堂已成为热点，其与微课程的完美结合，为我们现在的课堂教学带来了新的思路[5]。翻转课堂将传统的课堂活动与课后活动颠倒过来，学生在课后自主安排学习知识、解决问题、完成任务，学习更主动、积极且更有效，充分体现了学生的主体地位。
三、翻转课堂的构建设计
（一）当前数据结构教学存在的问题
1.学生兴趣不足。相当一部分同学认为软件技术基础是一门理论课，抽象、枯燥、复杂，没有实用价值，甚至认为不学也能编出程序。
2.前导课程基础弱。C语言和高等数学是该课程的前导课程，而大部分学生对这两门课程的相关知识点掌握得不够牢固，导致学习起来感到困难。虽然教师在课堂上会花费一些时间重新介绍这些知识，但效果不太理想，这又极大地影响了学生的积极性。
3.教学模式不科学。教师牵着学生的鼻子走，学生被动地学习，投入的智力活动少，缺少探索性学习的机会。这种“灌输式”的教学有着“短平快”的特点，往往也会造成“填鸭式”的后果[6]，不但难以调动学生学习的积极性，也难以培养学生的创造性。
4.实践活动少。该课程是一门理论与实践并重的课程，有些任课教师往往只重于理论教学，忽视实践教学，给学生的实践机会太少，因此学生可能对老师讲授的内容听懂了，书上的内容也理解了，但自己上机做算法设计时就感到无从下手，实践能力得不到发展。
（二）翻转课堂的流程
基于上述问题，笔者通过分析国内外实施翻转课堂教学模式的成功案例，尝试给出了如图1所示的基本流程。
1.微课的设计与制作。合理选题是微课开发重要的第一步。教师制作微课往往也要花费自身大量的时间，因而教师应该选择教学中的重点与难点或者是那些不容易讲清楚或不容易接受的知识作为微课的内容。教师也可以针对那些较难的习题，利用微课对习题进行讲解。根据教学目标以及历届学生的反馈，笔者选择算法复杂度、栈、队列、线性链表、树、图、查找、排序等知识点作为微课内容，每一个知识点对应一个微单元，对每个微单元都需进行自主学习任务单的设计，任务单包括学习指南、学习任务、练习题、疑问记录、学习反思等[4]。学生一旦根据学习任务单保质保量完成课前学习任务，任课教师就可有效地实施课堂教学。微课的时长控制在10～13分钟，这符合学生保持注意力时间较短的特征，在自主学习过程中，时间过长，容易产生厌倦；其次，微课的一个重要作用是实现碎片时间的移动学习，时间太长，也就难以利用时间碎片了。白纸 手机是目前比较流行的视频录制方式，这比黑板 摄像录制更方便。布置录制环境时，为增佳声音效果，可在一个小面积的室内空间（如洗手间）录制，用专用支架将手机固定在桌面上方，调整高度使拍摄范围最大化呈现整张白纸，调整灯光的角度以避免在白纸上出现反光。录制时旁边应有一个人协助递纸，以使过程紧凑，教师和助手都不可出镜。录制完成后，用录屏软件Camtasia Studio 8.0进行后期制作，利用该软件还可将PPT等素材添加到视频中。制作完成后，将课件上传至微信、云盘，学生便可在线或下载学习。 2.课堂教学活动实施。在课堂内，首先进行探究讨论。根据学生的不同特点进行分组，并分配给每个小组题目。每组人数3～5人，并推选出一个组长作为代表。小组中的每个成员都要积极地思考问题，提出自己的意见，小组成员之间通过交流、协作共同完成学习任务。教师巡视观察各小组的探究动态，当有学生举手时及时加以指导，并根据实际情况给出恰当的小组学习策略。
需要补充的是，针对数据结构课程的特点，教师在确定题目时要注意层次性。例如队列问题。学生课前通过微课已了解了插入、删除、查找等基础性知识，到了课堂上则可以先布置综合性题目，如要求学生将队列的基本运算进行整合，包括队列结构体的创建、入队、出队等，之后再布置应用性题目，如经典的“停车场管理”问题，通过对这个项目的分析、设计、编程实现，让学生体会像队列这样的数据结构如何从现实中抽象出来，又如何用其来解决现实问题。
3.教学效果评价、反馈。教师要从学生个人、各个小组以及整个班的角度，对课程进行评价，重视评价的全面性和公平性。评价应根据测验的成绩、所提的问题、小组探究时的表现、课堂独立解决问题的情况等方面进行。教师在拟定下节课的探究问题、制定后续的教学计划时要以这些评价的结果为据。把上述翻转课堂教学模式应用在课程教学中，从反馈结果来看，在该教学模式下，大部分同学表现出了较高的学习积极性，和同学、老师的交流增多了，但也有同学反映在小组合作学习中，个别同学并没有积极参与，懒散的态度不仅没有促进自己的学习，还影响了组内其他小组成员。实践证明，在数据结构课程中实施翻转课堂是可行的，教师主导作用、学生主体地位得以体现，学生的主动学习能力、交流能力、解决问题能力都得以提升。
四、总结与展望
微课与翻转课堂在中国的高校教育中刚刚起步，老师和相关教育人员也都正在进行一些积极的探索和尝试，本文仅以数据结构课程为例进行了简单的改革和实践，所提出的模式是否适用于其他内容的教学还有待验证和研究。另外，该教学模式对于促进学生学习绩效方面的有效性也还需要进一步去验证。相信随着探索的不断深入及经验的积累，基于微课的翻转课堂模式会日趋完善，也将会发挥更加显著的作用。
参考文献：
[1]杨坤，赵同彬，程国强.工程类课程的微课教学模式创新与实践[J].中国地质教育，2014，（2）：53-55.
[2]殷海明，叶利华.“微课”在软件工程课程教学中的应用[J].计算机教育，2014，（6）：50-52.
[3]王红，赵蔚，孙立会，刘红霞.翻转课堂教学模型的设计[J].现代教育技术，2013，（8）：5-9.
[4]金燕.基于微课的翻转课堂教学模式实践研究[J].职教论坛，2014.23：55-58.
[5]陈怡，赵呈领.基于翻转课堂模式的教学设计及应用研究[J].现代教育技术，2014，（2）：49-53.
[6]崔学荣，李娟，吴春雷.数据结构与算法课程教学现状分析[J].课程教育研究，2015，（1）：151