基于BOPPPS模型的數據構造課程教學改良〔〕:

摘要：針對數據構造課程教學過程中學員普遍反映的"聽得懂，不會做";的問題，分析了產生這個問題的原因是在課程教學中忽略了上機實驗的重要性，從調整理論課和上機實驗所占的課時比例、精簡知識點、采用"以學生為中心";的教學形式三個方面提出了教學改良的方法，并探究了BOPPPS教學模型在數據構造課程教學中的應用。

關鍵詞：數據構造；BOPPPS；教學改良

本文引用格式：吳一塵,等.基于BOPPPS模型的數據構造課程教學改良[J].教育現代化,2022,6(85):150-151.

一數據構造課程教學中存在的問題

數據構造是計算機專業的一門重要的專業根底課程，是后續諸多核心專業課程的重要先導課程，例如操作系統、數據庫原理與應用、算法分析與設計等。因此，學好數據構造對計算機專業的學員來說具有非常重要的作用和意義。

數據構造主要研究在非數值計算的程序設計問題中計算機的操作對象以及它們之間的關系和操作。通過課程的學習，一方面，使學員學會分析研究計算機加工的數據構造的特性，以便為應用涉及的數據選擇適當的邏輯構造、存儲構造及相應的算法，并初步理解對算法的時間分析和空間分析技術。另一方面，通過對本課程算法設計和上機理論的訓練，培養學員的數據抽象才能和程序設計的才能【1】。

目前，在數據構造課程的學習中，學員普遍反映的問題是"聽得懂，不會做";。

數據構造課程一般開設在大二上學期，在學習這門課之前，學員接觸到的與編程有關的課程只有計算機程序設計語言。因此，在學習數據構造時，學員只是具備了使用C語言進展程序設計的根本才能。

目前，在數據構造課程的教學中，理論課占的比例往往很大，以我院網絡工程本科專業為例，數據構造課程的總課時是76學時，其中，理論課占了60學時，上機實驗只有16學時。教員更加關注帶著學員學習各類數據構造的特性和根本操作，分析在一些常見的非數值計算的程序設計問題中，如何選擇適宜的數據構造和算法，但對學員是否可以編程實現相應的算法，往往關注度不夠，認為數據構造不是一門學習程序設計語言的課程，學員在編程上有困難，應該自行解決。這種想法導致學員普遍反映理論課上聽得懂，但一做實驗就不知道該怎么辦，久而久之打擊了學好數據構造的自信心和積極性。

二數據構造課程教學改良的方法

〔一〕增加上機實驗課時

從數據構造課程的教學目的可以看出，這門課不僅僅要讓學員學會根據詳細的問題選擇適宜的數據構造和算法，另一方面也要通過上機實驗，進一步培養學員的程序設計才能。在學習數據構造課程之前，學員僅僅具備使用C語言進展程序設計的根本才能。從課程的延續性方面來看，數據構造課程從某種程度上可以認為是一門進一步培養學員程序設計才能的課程。因此，課程的教學應該非常重視上機實驗，所有對問題理論上的分析與設計都應該落地，實實在在的寫出程序來。只有通過這樣的鍛煉，學員才能真正具備使用計算機解決非數值計算問題的才能，為后續諸多核心專業課程的學習打好理論和編程理論兩個方面的根底。綜上所述，筆者認為應該增加數據構造課程的上機實驗課時數，著力鍛煉學員的編程理論才能。

〔二〕精簡知識點

目前，大學對四年制本科的課程學分要求普遍在150學分左右，一般16學時記1個學分。因為四年級春季學期的大局部時間用于畢業設計，一般不安排課程教學，因此，假設以7個學期，每個學期20個教學周

為輸入進展計算，一名本科生每周要上17節課。而實際情況還要刨除理論教學、選修課程、考試周、法定節假日等時間，實際用來上課的時間并沒有這么多。由此可以看出，目前，本科生的學習任務已經很重了。在這樣的情況下，大幅增加數據構造課程的上機實驗課時可行性不大，較為適宜的做法是在保持課程現有總課時的情況下，調整理論課和上機實驗所占的課時比例。然而，減少理論課的課時數，必需要考慮的一個問題就是能不能完成課程教學方案，能不能達成教學目的。

目前，數據構造課程的教學內容一般是按照邏輯構造來設置的，先介紹線性構造中的線性表、棧和隊列、串、數組和廣義表，再介紹非線性構造中的樹和二叉樹、圖，最后介紹數據構造在查找和排序兩類算法中的應用。除了查找和排序算法之外，每個局部都是按照根本概念、邏輯構造、存儲構造、根本操作、詳細應用的順序展開的。但以筆者的教學經歷來看，以線性構造為例，在學習完線性表之后，學員已經知道線性表是由n個數據元素構成的有限序列了，在學習串時，只要指出串也是一個線性表，只是把數據元素限定為字符而已，學員就很容易明白。或者說，學員此時完全有才能自學理解串的概念，這個問題沒有必要再在課堂上反復地講。數組和廣義表也是類似的情況。但在目前的課程教學方案中，這兩個局部安排了1個學時的理論課教學時間。筆者認為課程教學方案追求知識點的"全";在實際教學中意義不大，可以對目前設置的知識點進展適當的精簡。

〔三〕采用以"學生為中心";的教學形式

目前，教員在授課過程中，普遍還是使用"以教師為中心";的教學形式，以放映PPT配合理論講授的教學方法為主，重視教的過程，關注把知識點講全、講細、講透。但筆者更加認同羅宇等在文獻【2】中提出的觀點，"教學效果好壞的標準不是教師傳授知識點的系統性，而是學生對知識的掌握程度，更是對知識運用的才能。少灌一點知識而培養學生主動學習的品格和才能，比僵硬地灌輸知識要好得多。";?國家中長期教育改革和開展規劃綱要〔2022-2022年〕?中也明確指出，"注重學思結合。倡導啟發式、探究式、討論式、參與式教學，幫助學生學會學習。激發學生的好奇心，培養學生的興趣愛好，營造獨立考慮、自由探究、用于創新的良好環境";。它們共同的主題都是倡導"以學生為中心";的教學形式，關注學員學習的效果和主動性。

三BOPPPS模型在數據構造課程教學中的應用

目前，許多新的教學方法正在被積極的探究和理論，例如：BOPPPS、雨課堂、MOOC、翻轉課堂、伙伴式學習等。目的都是激發學員的學習動力，將"要我學";轉變為"我要學";。

其中，BOPPPS模型是近年來北美諸多知名院校所推崇的一種教學模型，該模型將教學過程劃分為引入〔Bridge-in〕、目的〔Objective〕、前測〔Pre-assessment〕、參與式學習〔Participatorylearning〕、后測〔Post-assessment〕和小結〔Summary〕6個局部，簡稱BOPPPS【3】。BOPPPS模型的核心有兩點：一是強調學生全方位參與式學習而不只是聽講；二是要及時獲得學生的反響信息，以調整后續教學活動【2】。

筆者對BOPPPS模型在數據構造課程教學中的應用進展了探究。

〔一〕引入

引入是為了吸引學員的注意，激發學員繼續學習的熱情。例如，在學習圖的遍歷時，可以用"六度空間理論";作為引入，提問雖然我們還沒有從數學上證明"六度空間理論";，但如今全球有大約40億互聯網用戶，我們能不能以此來計算"六度空間理論";成立的概率有多大呢？

〔二〕目的

目的明確了這次課要到達的教學目的。在課堂中介紹教學目的的目的并不是走流程，而是要讓學員明確的知道通過這次課的學習，我應該可以做什么，做到什么程度。例如，相較于"掌握普利姆算法";，把教學目的描繪成"給你一個無向連通網，你可以利用普利姆算法畫出它的最小生成樹，并計算出這課最小生成樹的代價";更為適宜。

〔三〕前測

前測考察學員是否掌握了展開學習需要具備的根底知識，例如，在學習二叉樹的遍歷時，學員要知道什么是二叉樹，可以通過提問"二叉樹和度為二的有序樹是一回事嗎？";來進展考察。

〔四〕參與式學習

參與式學習強調學員在教學過程中的深度參與，可以采用多種形式展開，例如師生之間的互動、學生之間的互動、小組討論、頭腦風暴等。例如，在學習二叉樹的五種性質時，可以將學員分成五組，每組組內討論并證明其中一種性質，然后按照同一小組的成員下一次不在同一組的規那么重新進展分組，讓組內成員互相講解一種性質。以筆者的經歷，這種方式比小組討論、代表發言的方式更能激發學員的積極性。在實際教學過程中，筆者發現，假設展開小組討論，往往有"渾水摸魚";的同學，很容易就變成只有一兩個學員在討論，小組的其他同學還是游離在課堂之外，而這種方式迫使學員必須參與進來。在參與式學習過程中，教員扮演的是引導員的角色，要請教員對課堂有較強的掌控力，一方面可以引導學員不偏離主題，另一方面也必須把控每個環節的時間，不能讓某個環節無休止地進展下去。

〔五〕后測

后測是為了檢查學員是否到達了教學目的，可以用隨堂提問、小測驗、課后作業等形式進展。

〔六〕小結

小結對這次課進展總結，也可以引出下次課的內容。

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