基于MOOC模式的計算機課程教學研究

程格平　寧彬

摘 要： MOOC是一種新型在線教育模式，為高校教學發(fā)展和改革提供了新的機遇和挑戰(zhàn)。針對高校傳統(tǒng)計算機教學中存在的問題，結(jié)合MOOC課程的設(shè)計思想和基本特征，分析并探討了計算機課程的教學模式改革，提出基于MOOC的計算機課程教學模式。

關(guān)鍵詞： MOOC； 在線教育； 計算機課程； 教學改革

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2015）03-66-03

Abstract： MOOC is a new online education mode， which provides both opportunity and challenge to the development and reform of college teaching. Aiming at the problems in the traditional computer teaching in colleges and universities， the teaching model reform of the computer course is analyzed and discussed， combined with the design idea and basic characteristic of the MOOC course. The computer course teaching mode based on the MOOC is proposed.

Key words： MOOC； online education； computer course； teaching reform

0 引言

隨著全球信息化建設(shè)的快速發(fā)展，人類社會即將進入后IT時代[1]，社會各行業(yè)對IT人才的質(zhì)量需求也日益提高。探索和實踐教育模式和教學方法的變革，培養(yǎng)創(chuàng)新型的IT后備人才，成為高校計算機專業(yè)教育亟待解決的首要問題。目前國內(nèi)高校的計算機課程大多采用教師授課為主和學生參與為輔的傳統(tǒng)教學模式，這導(dǎo)致學生只能單向接受教師所傳授的知識，使得學生學習的主動性并不高，進而影響學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，這種培養(yǎng)方式已不能滿足社會對計算機專業(yè)人才質(zhì)量的需要。

針對傳統(tǒng)教育模式的弊端，許多教育工作者對計算機課程教學改革進行了積極的探索，提出了CDIO模式、翻轉(zhuǎn)課堂和云計算輔助教學等改進的教學模式，其主要目的是轉(zhuǎn)換教學角度，激發(fā)學生學習的主動性，從而有效提高教學效率。

MOOC（Massive Open Online Courses）大規(guī)模在線開放課程是近幾年出現(xiàn)的一種新型教育模式，是現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)與先進教育技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，具有易于使用、費用低廉甚至免費、覆蓋人群廣、支持自主學習和學習資源豐富等優(yōu)點[2]。MOOC課程徹底改變了傳統(tǒng)課堂的教育理念和教學方式，它標志著教育信息化進程已經(jīng)進入到新的發(fā)展階段，MOOC模式為高校計算機教學的改革和創(chuàng)新提供了新的思路。

1 MOOC的發(fā)展現(xiàn)狀與基本特征

MOOC起源于知名大學的網(wǎng)絡(luò)開放課程，由加拿大學者Dave Cormier和Bryan Alexander首先提出[3]。隨后，美國一些世界著名大學與MOOC供應(yīng)商合作，通過互聯(lián)網(wǎng)建立開放學習平臺，為學習者提供免費的在線課程教育，引起了國際社會和教育界的廣泛關(guān)注。由斯坦福大學、哈佛大學和麻省理工學院倡導(dǎo)并創(chuàng)立的Udacity、Coursera 和edX網(wǎng)絡(luò)開放課程平臺是目前最著名的三大MOOC平臺，已擁有數(shù)千萬注冊用戶，并提供幾百門免費在線開放課程，吸引了大量來自世界各地的學生[4]。基于MOOC平臺，學習者針對感興趣的特定主題，能夠通過博客、論壇和其他網(wǎng)絡(luò)資源進行協(xié)作學習。

MOOC的興起給全球高等教育帶來了前所未有的變革，同時也對中國高等教育產(chǎn)生了深刻的影響。北京大學和清華大學等國內(nèi)重點高校已開始與三大平臺建立合作框架，為全世界的學生提供優(yōu)質(zhì)的MOOC在線教育課程。

不同于傳統(tǒng)課程的教學模式，MOOC對教學關(guān)系進行了重構(gòu)，將以教學者為中心的教學模式轉(zhuǎn)變成以學習者為中心的教學模式，課程采用知識單元的微型化設(shè)計和教學評價的網(wǎng)絡(luò)化管理等教學理念，從根本上發(fā)揮學生學習的主體作用[5]。也不同于以往的在線學習和網(wǎng)絡(luò)教育課程，MOOC集成了在線學習、社交網(wǎng)絡(luò)和移動互聯(lián)網(wǎng)等大量的互聯(lián)網(wǎng)工具，實現(xiàn)了教學過程的實時交流與互動。與傳統(tǒng)課堂和網(wǎng)絡(luò)在線課程相比較，MOOC具有以下四個顯著的個性特征。

1.1 大規(guī)模

大規(guī)模是指MOOC打破了以往傳統(tǒng)課堂對學生人數(shù)和地域的限制。參與MOOC課程學習的人數(shù)規(guī)模是可擴展的，有些課程的上課人數(shù)甚至可以達到成千上萬，學習者也可以來自不同的國家和地區(qū)。

1.2 開放性

開放性是指MOOC所有教學資源實現(xiàn)免費和共享。與傳統(tǒng)課堂和網(wǎng)絡(luò)課程不同，MOOC課程對所有有意愿接受教育的人提供學習平臺，學習者只需通過互聯(lián)網(wǎng)進行注冊即可免費參與課程的學習，共享優(yōu)質(zhì)的教學資源和教學環(huán)境。

1.3 個性化

個性化是指學習者能夠根據(jù)自己的興趣和愛好選擇課程的學習方式。鑒于MOOC課程的特征，參與課程的學習者之間可能會有很明顯的個體差異，包括個人的學習基礎(chǔ)和獲取知識的能力，MOOC教學平臺努力為學習者創(chuàng)建個性化、多元化和多層次的學習平臺。

1.4 交互性

交互性是指學習者在課程學習過程中能夠進行實時互動與交流。MOOC平臺集成了互聯(lián)網(wǎng)許多具有實時特性的網(wǎng)絡(luò)互動工具，如博客、論壇和虛擬教室等，使得學習者能夠充分利用這些工具實現(xiàn)課程學習過程的有效互動，從而提高課程的學習效率。

2 基于MOOC的計算機課程教學模式

MOOC課程開放共享和分布式的教學資源特性改變了傳統(tǒng)的課堂教學理念，解決了傳統(tǒng)教學模式中存在的一些問題，有效促進了高等教育的發(fā)展，為高校計算機課程和教學模式改革提供了新的方法。

計算機專業(yè)課程教學分課堂理論教學和實踐教學兩個部分。其中理論教學是基礎(chǔ)；實踐教學則是理論教學的擴展和延伸，是增強學生實際動手能力，培養(yǎng)應(yīng)用創(chuàng)新性型人才的重要方式。目前計算機專業(yè)理論教學普遍采用多媒體課件呈現(xiàn)課程資源的教學方式；而實驗環(huán)境則主要依賴傳統(tǒng)PC機的軟硬件資源。由于教學資源和實驗環(huán)境的限制，教師和學生之間的互動性和協(xié)作性都非常有限，直接影響了知識傳遞的效果。針對這些問題，借鑒MOOC課程教學模式的優(yōu)點，本文將對高校計算機課程教學模式的設(shè)計方法進行研究和探索。

2.1 課程教學資源的設(shè)計

課程教學資源包括課程大綱、教學視頻、課程講義和實驗項目等類型，但以教學視頻為主要載體。在傳統(tǒng)課堂和網(wǎng)絡(luò)課程中，教師往往事先根據(jù)課程規(guī)定的教學內(nèi)容制作好課程講義和教學視頻，然后按照固定的流程開展教學。傳統(tǒng)課程的教學視頻經(jīng)常被當成一種教學輔導(dǎo)資料，作為課堂教學的補充形式。而且，這種教學模式通常由教師主導(dǎo)整個教學活動并把握各個教學環(huán)節(jié)，學生只是被動地參與課程學習，導(dǎo)致學生學習的主動性和積極性并不高，從而影響了課程的整體教學效果。基于MOOC的計算機課程教學設(shè)計將采用以學生為主體的微課程教學模式，其設(shè)計理念是將課程內(nèi)容劃分為若干知識模塊，學生可以根據(jù)自己的學習速度主動把握學習的節(jié)奏，從而有效提升學習效率。

微課程教學模式根據(jù)計算機課程的教學目標，將傳統(tǒng)課程的教學內(nèi)容分割為若干知識模塊，每個知識模塊包含教學視頻、課堂測試、課程討論和課后作業(yè)等教學過程所需要的教學活動。鑒于教學視頻在教學資源中的主體地位，微課程教學模式將以微視頻作為教學資源的主要呈現(xiàn)載體。具體設(shè)計方法可分為三個方面：以課程章節(jié)中的理論知識點為基本單位，將傳統(tǒng)教學視頻劃分為若干微視頻，每個微視頻的設(shè)計時長一般為十至十五分鐘左右；每個微視頻內(nèi)嵌相應(yīng)知識模塊的在線測試習題，并能夠?qū)y試結(jié)果提供信息反饋；學生只有完成本知識模塊的學習，才能進入下一個知識模塊的學習。

計算機科學是一門實踐性很強的學科，很多知識點都需要通過具體的實踐操作去驗證和測試，采用微課程教學模式比較適合計算機課程的教學特點。

2.2 課堂學習互動的設(shè)計

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)課程的教學模式設(shè)計較為固定，缺乏師生廣泛參與互動交流的學評機制[6]。基于MOOC的計算機課程教學模式結(jié)合了傳統(tǒng)課堂和網(wǎng)絡(luò)課程的優(yōu)點，最大程度地體現(xiàn)了傳統(tǒng)課堂的教學交流模式，又具有比傳統(tǒng)課堂更加簡便靈活的網(wǎng)絡(luò)教育特性。這種新型網(wǎng)絡(luò)教學模式涵蓋了教學活動的全過程，能夠為課程教學提供在線測試和討論。

在采用微課程設(shè)計的計算機課程教學模式中，每個知識模塊內(nèi)嵌的在線測試題目可以是單選題、多選題和微型程序設(shè)計題等形式。學生完成課堂在線測試習題后，系統(tǒng)將自動反饋測試結(jié)果，而且測試過程能夠?qū)崿F(xiàn)測試題目與支撐平臺的自動切換。對于在學習過程中存在的主觀性問題，學生則可以通過論壇、微博和即時通訊等社交網(wǎng)絡(luò)工具進行實時交流。這種互動交流方式有助于提高學生參與學習的積極性，能夠有效提升課程的教學效果，非常符合計算機課程教學的基本特征。

2.3 課程評價考核的設(shè)計

目前，大學計算機專業(yè)課程一般從平時成績和期末成績兩個方面完成教學考核評價。平時成績主要包括課堂考勤、程序驗證和程序設(shè)計等形式；期末成績則以試卷考核和機器考核為主。然而，這些考核方式并不能完全反映學生對課程知識的掌握程度。為了充分發(fā)揮考核評價的引導(dǎo)和激勵作用，基于MOOC的計算機課程教學模式采用教師評價、同伴互評和自我評價相結(jié)合的方式來綜合評價學生的知識能力水平。

具體設(shè)計原則是教師評價根據(jù)學生的課程程序設(shè)計和實際項目考核的方式進行；同伴互評借助翻轉(zhuǎn)課堂的思維方法，學生采用角色轉(zhuǎn)換的方式相互匿名評價對方；而自我評價則是學生對整個課程知識的總結(jié)和概括，以課程報告的形式提交到課程平臺，作為專業(yè)課程學習的階段性評價。教師可根據(jù)不同專業(yè)課程的人才培養(yǎng)目標，對以上三種考核方式合理設(shè)置不同比例，從而得到學生所學課程的綜合評價。

2.4 學生學習行為的分析

從課堂學習互動的設(shè)計環(huán)節(jié)可以看到，計算機專業(yè)課程的教學互動主要基于社交網(wǎng)絡(luò)平臺，學生在學習互動的過程中會產(chǎn)生大量的行為數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)會反映出學生在學習過程中存在的各種問題。基于云計算和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，根據(jù)采集的學生行為數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，通過使用相應(yīng)的數(shù)據(jù)挖掘算法進行分析和處理，從而提取出可用的信息。教師可根據(jù)提取到的信息，對課程的教學方法、教學資源和教學決策進行合理的改進，為學生提供個性化、多樣化和人性化的學習環(huán)境，有效解決學生學習的層次差異性問題。

2.5 實驗教學環(huán)境的設(shè)計

計算機實踐教學是計算機專業(yè)課程教學的重要環(huán)節(jié)，也是提高應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要手段。由于教學資源的限制，國內(nèi)許多高校并不具備完善的實驗教學設(shè)備和現(xiàn)代化的實驗環(huán)境，進而影響了計算機實踐教學的效果，導(dǎo)致學生的動手能力、設(shè)計能力和創(chuàng)新能力嚴重不足。

基于云計算的虛擬化技術(shù)，建立具有交互性和個性化的虛擬實驗教學平臺。充分利用云平臺提供的計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源，將教學、管理和服務(wù)集成化，建立虛擬實踐教學課堂。根據(jù)計算機專業(yè)課程教學的需要，在云平臺上整合各類教學資源，徹底取消傳統(tǒng)課程教學在空間和時間上的限制，為教師教學和學生學習提供多元化、多角度和多層次的分布式教學環(huán)境，為創(chuàng)新教學模式和優(yōu)化教學資源提供平臺支撐。

3 結(jié)束語

MOOC為未來教育發(fā)展提供了新的發(fā)展方向，這種新型教育模式將會對現(xiàn)有的高等教育產(chǎn)生巨大的沖擊。本文借鑒MOOC課程的教學設(shè)計理念，對高校計算機課程教學改革進行了研究和探討。將MOOC課程模式引入到計算機專業(yè)的教學設(shè)計，是一種積極而又有益的嘗試。然而，由于高校傳統(tǒng)計算機課程教學與MOOC課程教學在設(shè)計思想上存在一定的差異性，如何將這兩種教學模式進行完美的結(jié)合，并在具體的教學過程中實施，仍需要廣大計算機教育工作者進行更加深入的探索。

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