面向MOOC的程序設計語言課程教學設計

王之元　易曉東　李姍姍　劉芳

摘要：計算機程序設計語言的學習具有很強的實用性和普及性，隨著大規模在線課程（MOOC）的興起，計算機程序設計語言成為適合作為MOOC的課程之一。文章探討如何利用MOOC這一工具，與校園教育相結合進行課程設計。從概念圖、學習目標、主動學習和評價4個方面進行研究，說明具體的建議和操作方法，為未來計算機程序設計語言課程更好地適應MOOC變革做好準備。

關鍵詞：MOOC；課程設計；概念圖；學習目標；主動；評價

1、MOOC的興起

2012年是大規模網絡公開課程（MassiveOpen Online Course，MOOC）元年，MOOC開始在美國興起，全球知名大學紛紛加入到MOOC浪潮中，中國的知名高校也不例外。與早期功能單一的在線教育不同，MOOC幾乎可以完成傳統大學的一切，包括教師按進度授課、學生完成作業及考試乃至為學生頒發相應證書或文憑等。

這種顛覆式的革命使人們越來越意識到MOOC將對傳統的大學教育產生巨大沖擊。在什么都全球化的今天，MOOC也將教育推上了全球化的舞臺，這種變化帶來的好處顯而易見，最明顯的一個特征是打破了教育壁壘，令教育資源平等化。這意味著在世界的任何一個角落，只要有網絡就可以接受世界上最好大學的課程教育。

國內的教育家已經認識到MOOC帶來的巨大挑戰與機遇，國內大學也已經迅速行動起來，努力避免淪為少數國內外一流大學的代理機構。作為大學教師，我們已經深切感受到前所未有的緊迫感，并開始思考如何在MOOC革命的沖擊下設計和變革課程體系。

盡管MOOC不僅有視頻輔導材料還有互動評估系統，大規模地沖擊著校園教育，但是質疑的聲音仍然不絕于耳：有人提出這種MOOC的數字化教育并非等同于個性化學習，會導致教育的單一化、一致化和標準化，培養出的是思想僵化并只追求膚淺、通用知識的學生；還有人提出MOOC方式會讓學生缺乏壓力和動力，因為學生可以多次選修一門課程，直到通過為止。然而，所有的這些質疑都可以通過校園教育完成和彌補。“精品”的教學內容和“明星”式的教師、個性化的教學和及時的互動是MOOC背景下的必然趨勢。新興的教學模式和教學理念大量涌現，如研討型教學、翻轉課堂、先解決問題后解釋、傳授學習方法和思維方法等。

計算機程序設計語言課程如C語言課程，是一門受眾面廣、實用性強的課程，由于每個知識點相對簡單和完整，因此它也是適合采用MOOC教學的計算機類課程之一。在新模式和理念的指導下，我們以程序設計語言特別是C語言為案例，對MOOC環境下課程的設計進行一些初步探索和嘗試。

2、課程設計與實施

為了達到更好的教學效果，我們需要進行充分的課程設計，為教師和學生制訂課程安排，對使用課程資料的整個活動過程進行描述。課程設計在教學過程中需要不斷修正和改進，設計的內容包括活動或反饋的要點、指導或討論的時間、調動熱情的方法等。

教學過程應該包含幾個階段一直是教育工作者不斷研究和總結的問題，目前比較公認的是BOPPPS模型，該模型將教學過程劃分為引入（Bridge-in）、目標（0bjective）、預評價（Pre.assessment）、參與學習（Participatory learning）、后評價（Post-assessment）和小結（Summary）6個部分，簡稱為BOPPPS。

為了更好地實施BOPPPS模型，我們圍繞授課對象進行課程設計，需要考慮概念圖、學習目標、主動學習以及評價4個要素。其中，概念圖幫助構建BOPPPS模型中的引入（B），建立課程之間的關系；學習目標與BOPPPS模型中的目標（0）緊密相關；主動學習是為了更好地實施參與學習（P）；最后的評價體現在BOPPPS模型中的預評價（P）、后評價（P）和小結（S）。

可見，概念圖、學習目標、主動學習和評價4個要素貫穿課程實施過程中BOPPPS模型的始終，是增強教學效果和提高教學水平的重要保證。

3、適應MOOC的c語言課程設計

3.1 概念圖

概念圖是進行課程設計的基礎，反映課程中各個知識點之間的組織關系。構建概念圖使得教師在進行課程設計時，能夠更好地梳理課程脈絡，突出重點內容，從而指導課程的進度安排。

教師在構建概念圖時，首先需要挑選課程內容中的關鍵知識點，形成概念并將其羅列出來，接著以層次、網絡等方式將這些概念關聯起來，形成概念圖。在課程教學過程中，需要不斷地對這些概念進行必要的評價和修改，并形成新的概念圖。對同一課程而言，不同教師有不同的內容組織方法和教學方法，因此會有不同的概念圖。即使是同一教師，隨著認識的深入和時間的推移，也會令概念圖隨之變化。

對c語言課程而言，課程的關鍵概念或知識點比較明確，如語句、控制結構、順序結構、選擇結構、循環結構、函數、遞歸函數、數組、指針、引用、結構、if-else、switch、for、while等，需要先將其羅列出來。概念有不同的層次和范圍，即概念之間有隸屬或關聯關系，因此需要梳理這些概念之間的關系并建立概念圖，我們以控制結構章節的概念子圖為例。控制結構概念圖如圖1所示。

容易看出，在控制結構這一章中，知識點以層次式結構組織。當然，概念圖不都是層次式結構，根據不同的理解能夠構建出不同結構的概念圖，教師在授課過程中可以根據學生的反饋進行調整和修改。

3.2 學習目標

學習目標確定了期望學習者通過課程學習在一定條件下可觀察或可量化的新的知識、技能及情感。制訂這種定量化的學習目標還有利于后期的課程設計評價。

課程的學習目標通常能夠劃分為不同的層次。2005年，Bloom按照人的認知層次將學習目標由低到高逐漸劃分為記憶（remembering）、理解（understanding）、應用（applying）、分析（analyzing）、評估（evaluating）、創新（creating）6個層次。Bloom建議針對課程內容，在上述6個層次中定量地制訂相應的學習目標，提高可操作性。endprint

學習目標有一定的表述規范，1962年，Mager提出制訂學習目標應包含3個要素：成效（學生能夠完成什么）、條件（何時/何地學生能夠完成）和標準（學生能夠做到的程度）。上述3個要素必須具體、可度量、明確而清晰，為的是便于教師實施和操作。

結合Bloom和Mager的理論，科學的方法應是在Bloom的不同層次用Mager規范描述和制訂學習目標。以控制結構章節為例制訂的學習目標見表l，其中認知層次的學習目標成效是學生能夠羅列出控制結構的常用語句，條件是當問到控制結構章節內容時，標準是語句羅列的完整程度以及正確與否。在明確了不同層次的學習目標后，教師和學生可以根據不同層次的需要分別制訂各自的主動學習方案。

3.3 主動學習

1978年，諾貝爾經濟學獎得主赫伯特西蒙說過，“實踐與思考是學生學到知識的途徑，也是唯一的途徑”，這一點對于c語言課程尤為重要。學生想要具備相關領域中的計算機應用開發能力以及利用計算機分析和解決問題的意識，必須主動學習并動手實踐。當學生學會自己對問題進行解釋，而不是被動地聽教師講解時，學習效果會好很多。

主動學習是指學生在課堂上主動參與與課程相關的活動，而不僅僅是被動地看、聽和記筆記。主動學習過程是以學生為主體的教學過程，是以激發學生的興趣為目標，強調實踐和思考的教學方式。學生更多的是通過自主閱讀、書寫、討論、實驗等方式達到學習目的。

課堂上的互動是教師在授課過程中促使學生主動學習的主要方式之一。課程中互動環節的設計符合大腦工作規律，John Medina博士針對人類大腦進行了一系列研究，他在注意力方面指出兩條規律和兩個限制：情感刺激規律和要點層次式規律以及單任務和10分鐘限制。因此，互動不僅能夠充分調動學生的課堂情緒，而且能夠將課堂劃分成多個短時（10分鐘）的子單元，更好地提高教學效率。互動的方式很多，如可以回答問題、畫概念圖、作研討報告、討論、辯論、案例教學、頭腦風暴、課堂練習、問卷調查等，其主旨就是要讓學生與教師互動，達到激發興趣并主動參與的目的。

我們提出一種新的教學模式，旨在設計課堂教學與MOOC相結合的主動學習方案，因此提出“翻轉課堂”的學習模式：學生在課下通過MOOC視頻學習新的知識或內容，課堂上進行討論、練習或評述等。在具體操作時，教師需要給出具體的討論內容和課程進度并將學生編配分組。考慮到人腦注意力的10分鐘規律，我們將50分鐘的課程劃分成5個階段，平均以10分鐘為一個階段進入不同的教學流程。每進入一個階段，相當于對大腦進行一次新的刺激，以引起新的興奮點和注意力。

具體來講，學生可以在下一次上課之前自行觀看MOOC視頻和預習書本內容。第一節課的5個階段如下：（1）由學生講心得，可以畫出概念圖；（2）由其他組的學生對其進行講評；（3）全體學生參與討論，互相提問并回答；（4）教師根據討論結果進行總結和講評；（5）再由另一組學生講評上次布置的作業，然后教師布置新的作業。第二節課主要以實際動手練習為主，教師布置課堂練習并進行實踐性指導，學生可以隨時提問，由教師或教輔人員進行一對一指導，在課程的最后10分鐘，教師進行實踐講評和答疑。需要特別強調的是，每次的課堂表現都計人課程的平時成績中。

3.4 評價

評價是課程實施過程中階段性的量化考核，用以反映前一階段的教學效果。前期對于學習目標的量化，就是為了能夠準確而有效地進行評價¨們，因此教學評價與制訂的學習目標是緊密結合的。不同于傳統考試，評價的方式和目的更加多樣化。評價能夠為學生在學習過程中提供反饋，也能夠為教師獲得學生對教學方法的反饋。這些反饋能夠幫助教師及時調整課程內容和進度，為順利完成教學目標提供支持。

根據要評價的對象，如課程實施、實驗安排等，羅列出對象的不同評價條目；根據不同的學習目標和授課對象分別劃分出高、中、低3個等級，還可以引人Bloom分類法，注明評價條目的所屬層次，繪制出表格，以此給出具體而明確的評價結果。例如，可以將表1中不同層次的學習目標按照高、中、低3個層次打分，從而完成這一學習目標的評價，控制結構學習效果評價見表2。當然，教師可以評價學生，學生也可以評價教師，教師根據不同的目的，均可以制訂評價方案以及時獲取反饋。

綜上所述，在MOOC背景下，筆者針對C語言課程的概念圖、學習目標、主動學習和評價4個要素進行課程設計初探，給出了具體的設計方案、實施辦法及量化指標，為未來c語言課程更好地適應MOOC變革提供準備。

4、結語

隨著MOOC的興起，傳統大學教育的觀念和方法都會隨之改變，如何應對這一變化，提高學生的學習效果，培養基于深厚理論知識系統的實踐能力，是教師面臨的一項巨大挑戰。從筆者的教學實踐情況來看，這種教學設計方式確定了課程的實施方案及操作步驟，以提高學生學習積極性和主動性為導引，能夠及時獲得反饋，取得了很好的教學效果。

同時，這種新的模式也對教師提出更高要求，如在Bloom的不同層次下，針對4個要素制訂詳細可行及合理的計劃，這不僅需要教師更加精通相應的課程內容和結構，而且能夠將其與教育理論融會貫通。不斷地改進和努力依然是教師的目標，制定的課程設計計劃還需要我們在長時間的教學過程中不斷總結和完善。endprint