計算機(jī)類專業(yè)MOOC教學(xué)模式的研究

李建設(shè) 文鴻

摘要：現(xiàn)代教育技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合改變了現(xiàn)有的教學(xué)模式，在分析計算機(jī)類專業(yè)自身特點及與MOOC結(jié)合的天然優(yōu)勢基礎(chǔ)上，給出MOOC在應(yīng)用于計算機(jī)類專業(yè)的理論和實踐教學(xué)時所采用的教學(xué)模式，并進(jìn)一步探討與MOOC教學(xué)模式相匹配的教學(xué)管理體系的建立。

關(guān)鍵詞：教學(xué)模式；MOOC；計算機(jī)；大數(shù)據(jù)

引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計算和海量數(shù)據(jù)存儲等技術(shù)的快速發(fā)展，人類已經(jīng)進(jìn)入大數(shù)據(jù)時代。大數(shù)據(jù)時代，計算機(jī)科學(xué)與其他學(xué)科之間也越來越廣泛和深入地滲透和融合，這對計算機(jī)學(xué)科的人才培養(yǎng)提出了更高的要求。使用先進(jìn)的教育理念和教學(xué)手段，提高高等學(xué)校計算機(jī)類專業(yè)的整體教學(xué)水平，是計算機(jī)專業(yè)教育者應(yīng)深入思考和亟待解決的問題。

MOOC（Massive opcn Online Courses，大規(guī)模開放在線課程）是互聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)代教育技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它具有大規(guī)模、在線、易用、覆蓋廣、支持自主學(xué)習(xí)及學(xué)習(xí)資源豐富等優(yōu)點。隨著MOOC的誕生，一些全新的教學(xué)模式，如“翻轉(zhuǎn)式課堂”（Flipped Class Model）與“小型私有在線課程”（small Private Online Courses）等也應(yīng)運而生，這些新的教學(xué)模式變換了教師與學(xué)生在課堂教學(xué)中的角色，以學(xué)生為中心，并通過對學(xué)習(xí)流程的重構(gòu)、在線參與、自主學(xué)習(xí)、互助與線上討論、即時在線測驗、測驗結(jié)果的反饋和評價等形式，激發(fā)學(xué)生主動和互助學(xué)習(xí)的熱情，極大地提高了教學(xué)質(zhì)量，改善了教學(xué)效果。MOOC的出現(xiàn)使傳統(tǒng)課堂的教學(xué)方式和教育理念得到了徹底改變，引發(fā)了大學(xué)教學(xué)模式的一次“顛覆性創(chuàng)新”，也為高校計算機(jī)類課程的教學(xué)改革和創(chuàng)新提供了全新的思路。

目前，基于MOOC的教學(xué)模式還存在一些問題，如學(xué)習(xí)資源整合和創(chuàng)建、教師教學(xué)能力的提升、充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性等。另外，不同層次院校學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)不同，培養(yǎng)應(yīng)體現(xiàn)差異性。但由于MOOC課程面向全球，課程沒有體現(xiàn)差異性，因此，MOOC教學(xué)模式的適用性和效果評價等還有待進(jìn)一步研究與提高，這對切實提高計算機(jī)學(xué)科人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實意義。

1計算機(jī)類專業(yè)MOOC教學(xué)的特點及優(yōu)勢

MOOC最初始于計算機(jī)課程，計算機(jī)類專業(yè)的課程以計算機(jī)作為學(xué)習(xí)和研究對象，而MOOC以計算機(jī)為基礎(chǔ)、以網(wǎng)絡(luò)為平臺進(jìn)行教學(xué)和交流，因此，計算機(jī)類專業(yè)課程采用MOOC教學(xué)模式具有得天獨厚的優(yōu)勢，能夠很好地達(dá)到對計算機(jī)類人才在知識、能力、素質(zhì)等方面的要求。針對這些優(yōu)勢及計算機(jī)類課程自身的特點來研究MOOC的教學(xué)模式，必將對MOOC在計算機(jī)類專業(yè)課程的教學(xué)帶來深遠(yuǎn)而重大的影響。

計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程等本科計算機(jī)類專業(yè)人才有著類似的培養(yǎng)目標(biāo)和規(guī)格。該類專業(yè)都要求培養(yǎng)的人才既要有扎實系統(tǒng)的專業(yè)知識，又要有工程技術(shù)能力、工程管理能力，還要有科學(xué)精神、團(tuán)隊精神、網(wǎng)絡(luò)工程意識、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識等。在系列的教學(xué)和學(xué)習(xí)活動過程中要有意識、有計劃地提升學(xué)生的綜合專業(yè)素質(zhì)。工程意識、創(chuàng)新意識等專業(yè)素質(zhì)，需要通過多個工程項目的鍛煉、多次有意識的創(chuàng)新訓(xùn)練逐步培養(yǎng)。基于MOOC的教學(xué)模式有組織地引導(dǎo)學(xué)習(xí)者全方位和系統(tǒng)地學(xué)習(xí)課程知識，不斷地提升專業(yè)技能，為啟迪與激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維提供一個可操作性、資源共享的平臺，有利于促進(jìn)學(xué)生個體自覺學(xué)習(xí)興趣的養(yǎng)成，從而達(dá)到綜合素質(zhì)的提升。

2面向MOOC的課程體系

根據(jù)國內(nèi)目前計算機(jī)類專業(yè)MOOC建設(shè)和使用情況，當(dāng)務(wù)之急是建設(shè)一批高水平的計算機(jī)類專業(yè)MOOC核心課程與特色課程。在MOOC課程資源建設(shè)之前，要制定每門課程都必須遵守的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，以確保每門課程的制作都是高質(zhì)量的。計算機(jī)類專業(yè)MOOC課程體系的建設(shè)可使用3種不同的方式：首先，國內(nèi)外計算機(jī)類專業(yè)MOOC優(yōu)秀課程體系與課程資源整合；其次，計算機(jī)類專業(yè)精品課程資源的改造等；最后，其他MOOC課程的自制。通過上述3種不同的方式整合改造和自制相關(guān)的課程資源，建立起一個完善的MOOC課程體系。除了課程資源的建立外，還需要為這些資源建立一個網(wǎng)絡(luò)平臺，該平臺應(yīng)包括：計算機(jī)類專業(yè)MOOC課程資源中心及云平臺、MOOC資源池及共享機(jī)制和開放式優(yōu)秀課堂云、基于MOOC的SPOC教學(xué)環(huán)境、利用虛擬仿真等技術(shù)的云實驗室等。

基于MOOC課堂云平臺，還將建立計算機(jī)類專業(yè)MOOC網(wǎng)絡(luò)化開放式教學(xué)體系與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，構(gòu)建計算機(jī)類專業(yè)的MOOC教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)與課程質(zhì)量保證與認(rèn)證體系。

3面向MOOC的教學(xué)模式

3.1理論課教學(xué)模式

3.1.1課堂教學(xué)模式

培養(yǎng)模式應(yīng)依據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)而定，認(rèn)真分析和研究國內(nèi)外MOOC教學(xué)模式，結(jié)合我國目前計算機(jī)類專業(yè)教學(xué)的實際，課堂上可采用翻轉(zhuǎn)課堂、小型私有在線課程、混合式教學(xué)等教學(xué)手段設(shè)計教學(xué)模式。課前學(xué)生可使用MOOC來預(yù)習(xí)將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容；課堂上采用分組討論和課堂評述的方式，教師通過知識點梳理、點評，結(jié)合案例來授課。這樣既能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，促進(jìn)師生之間的互動，也提高了教學(xué)效率。

3.1.2課后學(xué)習(xí)模式

把學(xué)生變成整個學(xué)習(xí)過程的真正主人是MOOC教學(xué)模式的核心。學(xué)生除了課堂這種有限的時空學(xué)習(xí)之外，還可在課后利用零碎時間安排個人的學(xué)習(xí)。自主學(xué)習(xí)、互助學(xué)習(xí)、引導(dǎo)學(xué)習(xí)成為課后學(xué)習(xí)新方法，自主學(xué)習(xí)與交互學(xué)習(xí)、教師與學(xué)生或者學(xué)生與學(xué)生間的互動、線上線下學(xué)習(xí)、理論與實踐結(jié)合等新方法可充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。此外，學(xué)生組建的各類學(xué)習(xí)社群也成為MOOC學(xué)習(xí)的重要特征，通過跨班、跨校、跨國的MOOC課程或?qū)I(yè)學(xué)習(xí)社群，學(xué)生們能夠充分地互幫互助、共同進(jìn)步。

3.1.3以大數(shù)據(jù)實現(xiàn)MOOC的因材施教-

MOOC教學(xué)互動主要基于社交網(wǎng)絡(luò)平臺，學(xué)生在整個學(xué)習(xí)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(xué)生在互動學(xué)習(xí)過程中存在的種種問題。基于云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以根據(jù)采集到的學(xué)生行為數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)挖掘算法進(jìn)行分析和處理，提取可用的信息。教師根據(jù)提取到的信息，對課程的教學(xué)方法、教學(xué)資源和教學(xué)決策進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，為學(xué)生提供個性化和多樣化的學(xué)習(xí)環(huán)境，有效解決因材施教的問題。基于MOOC理論課教學(xué)模式如圖1所示。

目前，傳統(tǒng)教育主要以中等水平的學(xué)生為對象實施教學(xué)，這必然損害正態(tài)分布曲線兩側(cè)的優(yōu)等生和落后生的學(xué)習(xí)利益，使用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以改變這一狀況。學(xué)生在使用MOOC學(xué)習(xí)時，其學(xué)習(xí)行為被跟蹤記錄，通過對這些行為數(shù)據(jù)的分析，可分析出每個學(xué)生的認(rèn)知能力、學(xué)習(xí)的行為習(xí)慣、哪些知識點存在學(xué)習(xí)困難等。例如，如果一段課程視頻被某學(xué)生反復(fù)觀看，說明該學(xué)生學(xué)習(xí)這一段視頻講述的知識點有困難；另外，還可通過該學(xué)生做習(xí)題和階段自測等情況，采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)進(jìn)行分析和處理，為其推送更適合的學(xué)習(xí)資源，并針對性地給出對應(yīng)的學(xué)習(xí)策略，這樣就有效地解決了因材施教的問題。

3.2實踐課教學(xué)模式

計算機(jī)類專業(yè)實踐類教學(xué)環(huán)節(jié)可分為實驗、課程設(shè)計、認(rèn)識實習(xí)、綜合實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)等類型，不同類型的實踐課程的教學(xué)目的和內(nèi)容是不相同的，教學(xué)的手段和方法也有所區(qū)別，對于不同類型的實踐課程需要使用不同的環(huán)境和不同的教學(xué)模式。分析計算機(jī)類專業(yè)實踐課程的特點，按照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和相關(guān)知識的邏輯關(guān)系，利用虛擬實驗和遠(yuǎn)程實驗，可以構(gòu)建一個能夠為各類實踐項目提供資源的平臺，從而進(jìn)一步合理地設(shè)計實踐課的內(nèi)容。

伴隨著MOOC的出現(xiàn)，MOOP（massive openonline practice，大規(guī)模在線課程實踐）也應(yīng)運而生，它是借助于云計算技術(shù)提供在線實踐的一種互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。MOOP與計算機(jī)類專業(yè)教學(xué)具有天然的完美結(jié)合能力，與教育部強(qiáng)調(diào)的“虛擬仿真實驗平臺的建設(shè)與實驗教學(xué)資源共享”要求是一致的。根據(jù)課程類型的不同可使用MOOP平臺中提供的VMware虛擬實驗、仿真系統(tǒng)、在線真機(jī)或在線項目來完成實踐課內(nèi)容。例如，對于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)類課程，由于實踐課要使用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可使用MOOP平臺提供的在線真機(jī)遠(yuǎn)程完成實踐課程所要求的內(nèi)容；程序設(shè)計類課程的課程設(shè)計可采用在線項目的方法完成；對于涉及大量不同種類設(shè)備、復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境以及線上資源受限制而難以在MOOP上實現(xiàn)的實踐項目，生產(chǎn)實習(xí)和綜合實習(xí)可以依托本地企業(yè)進(jìn)行校企聯(lián)合在真實環(huán)境中完成。基于MOOP的實踐課教學(xué)模式設(shè)計如圖2所示。

MOOP實現(xiàn)了保證每人在任何時間、任何地點擁有一套實驗設(shè)備，并實現(xiàn)了實驗室從封閉走向開放。如果說MOOC解決了理論的互聯(lián)網(wǎng)化，那么MOOP則解決了實踐的互聯(lián)網(wǎng)化。

4多元的評價與教學(xué)管理體系

按照課程自身的特點，可通過線上的作業(yè)和平時測驗、線下的期末考試、課堂內(nèi)與線上論壇參與情況相結(jié)合的方式來實施考核，從評價的主體、方法和手段等方面建立一種多元的、立體化的評價體系。評價主體從以往的教師評價，發(fā)展成“自評、互評、師評”相結(jié)合的方式。評價方法采用定性與定量評價相結(jié)合，評價手段則使用終結(jié)性與形成性評價相結(jié)合。具體原則如下：自評是學(xué)生對某些以課程報告形式提交到課程平臺的專業(yè)課的學(xué)習(xí)評價；互評是學(xué)生之間匿名評價；而師評則是教師根據(jù)學(xué)生課程學(xué)習(xí)的考核結(jié)果進(jìn)行評價。教師可根據(jù)不同專業(yè)課程的人才培養(yǎng)目標(biāo)，對以上3種考核方式合理設(shè)置不同比例，從而得到學(xué)生所學(xué)課程的綜合評價。

應(yīng)通過建立一個適合MOOC教學(xué)模式的管理體系，對MOOC課程的課堂教學(xué)質(zhì)量、教研室工作質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量進(jìn)行評估和跟蹤，對教學(xué)進(jìn)程控制、任務(wù)控制、考核方式給出定量化標(biāo)準(zhǔn)，并且制定MOOC課程資源共享方式、MOOC以及SPOC的教學(xué)規(guī)范與模式、教學(xué)質(zhì)量保證機(jī)制、學(xué)生的注冊及課程選擇機(jī)制以及課程的成績與學(xué)分互認(rèn)等，采用一整套科學(xué)、規(guī)范、高效的教學(xué)管理措施，為提高教學(xué)質(zhì)量培養(yǎng)優(yōu)秀人才鋪平道路。

5結(jié)語

MOOC是信息化高速發(fā)展的必然產(chǎn)物，MOOC教學(xué)模式的建立對教學(xué)環(huán)境、教學(xué)資源以及教與學(xué)的模式等產(chǎn)生積極而深遠(yuǎn)的影響。我們在如何改變傳統(tǒng)教學(xué)理念、如何建立起一個行之有效的教學(xué)管理體系、如何在符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的基礎(chǔ)上建立一套有效的規(guī)范的MOOC教學(xué)模式等方面做了大量細(xì)致而踏實的工作，從而利用MOOC這一先進(jìn)的教學(xué)模式培養(yǎng)出更多適應(yīng)社會需求的高素質(zhì)計算機(jī)專業(yè)人才。

基于MOOC的教學(xué)模式是對傳統(tǒng)教學(xué)模式的顛覆，是多媒體教學(xué)手段、教學(xué)理念、培養(yǎng)途徑創(chuàng)新改革的升華，是高校工科創(chuàng)新人才的孵化器。它實現(xiàn)了大數(shù)據(jù)時代教育信息化的有效匹配。