微課移動學習系統設計與教學實踐

劉平山,張瑞霞,周婭

(桂林電子科技大學 計算機科學與工程學院，廣西 桂林 541004)

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微課移動學習系統設計與教學實踐

劉平山,張瑞霞,周婭

(桂林電子科技大學 計算機科學與工程學院，廣西 桂林 541004)

摘要：智能移動終端的普及以及Wi-Fi無線網絡的覆蓋范圍越來越廣，為移動學習的發展提供了很好的物質基礎。而微課短小精悍的特點適應移動學習碎片化、移動性的需求。將微課和移動學習相結合，設計微課移動學習系統的核心功能，闡述系統架構與部署情況，并以“數據結構”課程進行教學實踐，設計基于翻轉課堂的教學模型，為大學生學習“數據結構”課程提供了一種新的學習方式，具有一定的理論和實踐參考意義。

關鍵詞：微課；移動學習；翻轉課堂

目前，智能移動終端(本文主要指智能手機和平板電腦)的用戶越來越多，智能移動終端的性能越來越好，也支持Wi-Fi連接。在大學校園里，幾乎人人都有一部智能手機，部分學生擁有平板電腦(如iPad、三星Galaxy等)。另一方面，基于Wi-Fi的無線網絡覆蓋范圍越來越廣，不僅公共場所部署了越來越多的無線路由器，而且寬帶家庭用戶也是廣泛部署了無線路由器。這些廣泛部署的Wi-Fi無線網絡很好地支持了智能移動終端的聯網，并且無須消耗中國移動或中國聯通或中國電信的流量費用。這些現實情況為移動學習的發展提供很好的物質基礎，使得學習者能夠利用方便攜帶的智能移動終端進行有效學習，還不用擔心流量費用。

移動學習模式，用戶的學習時間一般比較短，具有碎片化學習的特點。而微課的出現正好適合移動學習碎片化的需求，微課視頻時長一般是5～10 min。因此，本文在基于Wi-Fi無線網絡的條件下設計了面向微課的移動學習系統(簡稱微課移動學習系統)，并在校園網內部署該系統，以“數據結構”課程為例，結合“翻轉課堂”的教學模式進行教學實踐，為大學生學習“數據結構”提供一種新的移動學習方式。

1微課移動學習系統設計

微課移動學習系統以微課為教學內容載體，支持移動學習方式以及翻轉課堂的教學模式。教學內容的組織按照三級模式：課程、知識單元、知識點。每門課程由多個知識單元構成，每個知識單元由多個知識點構成，每個知識點由1個或多個微課資源構成。

1.1微課

目前，面向微課的教育信息化研究與應用引起了我國學者的廣泛關注。關于微課的定義已有10多種。比如，胡鐵生等人的定義：微課又名微課程，是基于學科知識點而構建、生成的新型網絡課程資源。微課以“微視頻”為核心，包含與教學相配套的“微教案”“微練習”“微課件”“微反思”及“微點評”等支持性和擴展性資源，從而形成一個半結構化、網頁化、開放性、情景化的資源動態生成與交互教學應用環境[1]。該定義中，說明了微課資源的基本構成與應用環境。然而，如何構建微課資源與應用微課，不同的實踐者可以根據實際情況進行調整。在微課移動學習系統中，微課資源以微視頻為主并提供相關的課件和練習。針對高等教育的復雜性，微視頻時長以10 min左右為主，部分更加復雜的知識點在15 min左右。

1.2移動學習

移動學習是指利用無線移動通信網絡技術以及無線移動通信設備獲取教育信息、教育資源和教育服務的一種新型學習形式[2]。目前，主流無線移動通信設備是智能手機、平板電腦等，本文考慮的設備主要是基于Android系統的智能手機和平板電腦。移動學習在我國的研究起始于國際遠程教育專家德斯蒙德.基更(Desmond Keegan)博士在上海電視大學40年校慶上所作的報告[3]，基更博士指出移動學習是遠程學習的第三個階段，前兩個階段分別是遠程學習、電子學習。隨著移動技術的發展，我國移動學習研究取得迅速發展，然而在移動學習實踐研究領域仍有很大的發展空間[4]。本文就是結合現有的移動技術與移動環境，將移動學習應用到大學課程的教學中來。

1.3翻轉課堂

翻轉課堂(Flipped Classroom或者 Inverted Classed)是一種新的課堂教學方式，學生課前觀看教師講解視頻，課堂上在教師指導下完成作業，是傳統課堂中知識傳授與知識內化的顛倒。傳統教學模式是：課堂上教師進行知識傳授，課后學生完成作業，進行知識內化。翻轉課堂起源于美國科羅拉多州林地公園高中的2位化學教師：喬納森·伯爾曼(Jonathan Bergmann)和亞倫·薩姆斯(Aaron Sams)在2007年前后的教學嘗試。起初，他們只是使用屏幕捕捉軟件錄制PPT演示文稿的播放和講解，并將視頻上傳到網絡，目的是為耽誤上課的學生補課[5]。而這些視頻也被其他不需要補課的學生所接受，最后逐漸形成了“翻轉課堂”的教學模式：課前學生在家觀看視頻學習，課堂上教師幫助學生處理作業或實驗中碰到的困難。另外，隨著“可汗學院”的迅速發展，翻轉課堂的教學模式在國際教育界取得廣泛關注和積極推廣。

翻轉課堂的教學模式能夠在國際教育界迅速走紅，何克抗教授[6]總結了學術界的一些主流觀點：翻轉課堂能夠體現“混合式學習”的優勢，符合人類的認知規律，有助于構建新型的師生關系，促進教學資源的有效利用和研發，是“生成課程”這一全新理念的充分體現。上述觀點從理論上說明了翻轉課堂的教學模式值得推廣和應用。

1.4系統功能設計與部署

微課移動學習系統設計主要目的為在校大學生的課程學習提供服務。基于該系統，教師可以實施翻轉課堂教學模式。學生、教師、管理員都可以使用智能移動終端在Wi-Fi環境下使用該系統。微課移動學習系統的功能分為3大模塊：學生端模塊、教師端模塊、管理員端模塊。

學生端模塊主要包含8個功能。1)注冊登錄：學生第一次使用系統，需要用真實信息進行注冊。學生登錄后，出現學生用戶界面。2)微視頻學習：提供微視頻查詢、微視頻在線學習、微視頻離線學習、微視頻播放記錄、微視頻下載記錄等功能。3)課件學習：提供了與微視頻對應的課件，允許學生在線查看課件或離線查看課件。4)個性化學習信息中心：可以讓學生選擇要學習的課程，記錄學生個人的學習記錄和登錄記錄，學生可以隨時從上次學習中斷的地方繼續學習。5)在線練習：學生在學完微視頻和課件之后，進行自測練習，系統記錄學生的正誤率并提供答案參考。6)疑問管理：學生在學習微視頻、課件、以及做自測練習過程中，可能會對某些問題產生疑問，系統允許學生記錄自己的疑問，提交給系統，由教師在課堂進行集中講解。7)查看FAQ：學生可以查看與一個知識點相關的常見問題及其解答，也可以輸入關鍵字查詢FAQ。8)學習論壇：學習論壇的組織以課程為單位，實現師生互動、生生互動。

教師端模塊主要包含6個功能。1)注冊登錄：教師第一次使用系統，需要注冊真實信息。教師登錄系統后，出現教師用戶界面。2)課程信息管理：教師可以添加或刪除課程信息，可以對課程的知識單元進行增刪改查。3)基于知識點的資源管理：微課資源包含微視頻、課件、練習題，教師以知識點為單元，對微課資源進行管理。4)統計信息：系統可以給教師提供學生學習情況的統計信息，有多少人完成視頻學習或下載，有多少人查看過課件，有多少人完成了練習，所做練習的正確率如何。5)學習論壇：進入一個課程的論壇，實現師生互動。6)FAQ列表管理：教師可以管理常見問題，形成FAQ列表。

管理員端模塊主要包含3個功能。1)注冊登錄：管理員分為超級管理員和普通管理員。系統只有一個超級管理員賬號admin，密碼也是admin。超級管理員登錄后，可以修改賬號名稱和密碼。超級管理員可添加其他的管理員(也稱為普通管理員)。2)用戶管理：普通管理員可以審核教師注冊信息和學生注冊信息的真實性，并予以通過。3)數據管理：主要包括數據清理、備份、還原。

微課移動學習系統實現以后，部署校園網內的一臺工作站中，申請校內IP地址，智能移動終端可以通過Wi-Fi訪問該系統，使用該系統的功能。

2基于翻轉課堂的教學實踐

按照如圖 1所示的教學模式對一個課程選修班的學生開展了教學實踐。下面以線性表知識單元為例，說明開展情況。線性表知識單元由6個知識點構成：線性表定義、線性表的順序表示和實現、線性鏈表、循環鏈表、雙向鏈表、一元多項式的表示與相加。針對這6個知識點，設計了對應的微課資源，并將這些資源導入到系統中。

在第一次上課時，教師介紹緒論，提供網址，要求學生注冊、登錄，并要求學生在第二次上課之前完成：1)自學微視頻，包括線性表定義、線性表的順序表示和實現、線性鏈表；2)完成自測練習并整理疑問。并且，建議學生根據需要查看FAQ和進入學習論壇進行交流。

在第二次上課時，教師針對學生的疑問進行解答。接著，教師設計一些編程訓練題，要求學生5～10 min寫出答案，教師抽樣瀏覽學生的解答并進行講解，指出存在的問題，對整個知識點進行總結。然后，教師布置課后要求編程訓練要求與提交總結。最后，布置自學完成的內容：循環鏈表、雙向鏈表、一元多項式的表示與相加。在第三次上課時，采用與第二次上課時的相同步驟進行，完成線性表知識單元的教學。

圖1　翻轉課堂教學模式

通過與學生訪談交流，學生的主流觀點：知識掌握效果更好。原因在于：翻轉課堂的教學模式“逼迫”他們課前花更多的時間進行學習，練習放在課堂上做，避免同學之間抄襲作業，使得他們獨立認真做練習，扎實完成了知識內化的過程。

3結語

本文設計并實現了一個部署在校園網內的微課移動學習系統，并通過“數據結構”課程進行測試與教學實踐，實踐效果良好。不過，微課移動學習系統目前僅支持基于Android的智能手機與平板電腦，尚不能支持基于IOS的iPhone與IPAD。因此，后續待完成的主要工作是讓微課移動學習系統支持iPhone與IPAD，從而擴大微課移動學習系統的應用范圍。

參考文獻:

[1] 胡鐵生，黃明燕，李民.我國微課發展的三個階段及其啟示[J].遠程教育雜志，2013(4)：36-42.

[2] 葉成林，徐福蔭，許駿.移動學習研究綜述[J].電化教育研究，2004(3)：12-19.

[3] Desmond Keegan.從遠程學習到電子學習再到移動學習[J].丁興福(譯).開放教育研究，2000(5)：6-10.

[4] 王佑美,王娟,楊曉蘭，等.近二十年我國移動學習研究現狀與未來趨勢[J].現代遠程教育研究，2013(1):49-55.

[5] The flipping classroom[DB/OL]. 2014-4-10. http://educationnext.org/the flipping classroom.html.

[6] 何克抗.從“翻轉課堂”的本質，看“翻轉課堂”在我國的未來發展[J]．電化教育研究，2014(5)：5-16.

(責任校對晏小敏)

doi:10.13582/j.cnki.1674-5884.2016.05.026

收稿日期：20151108

基金項目：廣西高等教育改革工程重點項目(2014JGZ117);廣西區數據結構精品課程

作者簡介：劉平山(1977- )，男，湖北潛江人，副教授，博士，主要從事微課慕課應用、教育信息化、云計算等研究。

中圖分類號：G642.0

文獻標志碼：A

文章編號：1674-5884(2016)05-0085-03