國外在線教學網站教學資源研究

齊智敏　魯琴

摘 要：針對國外計算機類課程在線教學網站的建設現狀，分析對比不同類型教學網站的課程組織形式和教學資源的呈現方式，以斯坦福大學在線課程、斯坦福大學MOOC平臺以及Coursera為例，對三者資源的形式和內容進行對比，研究和分析異同點，以便國內高校借鑒，建設適合各專業培養目標的教學網站。

關鍵詞：在線教學；教學資源；斯坦福大學在線課程；斯坦福大學MOOC平臺；Coursera

0 引 言

國外在線教學網站按照課程的提供者不同可以分為兩類：一類是大學提供的在線課程，如斯坦福大學、哈佛大學、麻省理工學院等；第二類是機構提供的在線課程，如Coursera、 edX、OpenLearning等。其中，大學提供的在線課程又按照學習者的不同可以分為兩類：一類是主要面向本校學生的教學網站，第二類是面向世界范圍的MOOC平臺。筆者以斯坦福大學在線課程、斯坦福大學MOOC平臺以及Coursera為例，為讀者了解國外在線教學網站教學資源提供幫助。

1 斯坦福大學在線課程

斯坦福大學在線課程是斯坦福大學正常學期開設的課程，主要面向斯坦福大學在校的學生。

以斯坦福大學2016年秋季學期開設的CS145— Introduction to Databases（數據庫導論）[1]課程為例進行研究。課程主頁包括課程的基本情況、該學期的教學組織情況以及課程資料的下載鏈接，主要包括Description（概述）、Class Logistics（課程組織）、Lecture Plan（教學計劃）、Change log（更新日志）、Midterm Exam（期中考試安排）、Grading（評分方法）和Staff（課程組成員）等。另外，主頁提供Piazza（課程答疑）的鏈接。

1.1 Description（概述）

Description是概述這門課程的基本教學內容：課程涵蓋數據庫設計、應用系統中數據庫的使用和關系數據庫內部引擎的簡要介紹。主要內容包括關系模型、關系代數、SQL、數據庫設計、基于依賴和范式的關系設計原理，還包括索引、視圖和完整性約束，也涉及MapReduce框架（MapReduce framework）和鍵值存儲key-value stores等內容。課程的最后還涉及數據庫設計知識及SQL知識的web應用管理編程實踐項目。

1.2 Class Logistics（課程組織）

Class Logistics是課程相關軟件的下載鏈接、安裝和使用說明，主要包括：Jupyter notebook，用于課程實踐，提供更多交互性；Piazza，進行問題解答；Python，在項目開發和課程資料中使用的語言；Git，使用Git成批下載課程資料，并保持更新。Git是一個版本控制系統，可以存儲各種課程資料；IPython-SQL：使用戶能夠在Jupyter notebook中很好地使用SQL查詢。

1.3 Lecture Plan（教學計劃）

Lecture Plan以二維表格的形式列出課程的教學計劃，包括課程內容序號、上課時間、主要內容、課程資料、閱讀資料以及作業，同時指明，這些資料都是可供選擇的學習資料，在學期初就全部呈現出來，并隨著課程進展可能隨時更新。為方便學生查看，專門有一項“Change log”（更新日志）。

通過課程資料鏈接可以逐個下載課程資料，也可以使用Git成批下載。可下載的課程資料包括上課的課件（pdf、ppt兩種格式），實踐活動相關文件（ipynb文件、db數據庫文件，在Jupyter notebook中交互運行），作業相關的文件（pdf、py、sql、sh、db和txt等）。

在這部分的最前面（二維表格的前面）指明課程的參照教材是Garcia-Molina， Ullman 和 Widom的Database Systems： The Complete Book。在二維表格中的“閱讀資料”列，指出課程內容在教材中對應的章節，補充的內容以鏈接網頁的形式給出參考資料。

1.4 Change log（更新日志）

Change log列出在什么時間修改或增加哪個課程內容的課程資料，按時間升序排序。

1.5 Midterm Exam（期中考試安排）

學期初就明確指定期中考試的時間及地點。如：本學期（2016年秋季學期）的期中考試將定于10月27日下午3：00到4：20的上課時間進行，地點在NVIDIA Auditorium Hewlett 200。

1.6 Grading（評分方法）

Grading明確給出這門課程最終成績的組成比例。本學期（2016年秋季學期）的評分比例是：課堂出勤占10%，作業占20%，編程項目占20%，期中考試占20%，期末考試占30%。

1.7 Staff（課程組成員）

除一名課程主講教師之外，本學期共有十二名助教，為學生學習提供充分而及時的幫助。

1.8 Piazza（課程答疑）

Piazza是為課程教師提供的一個免費平臺，以便教師高效地管理課程答疑。Piazza用于模擬真實的課堂討論，其目的在于解決難題，快速得到高質量的答案。學生可以上傳問題，并能回答其他同學提出的問題；教師可以回答問題，可以核實學生的回答，也可以編輯和刪除問題。

另外，斯坦福專業發展中心（Stanford Center for Professional Development，SCPD）提供遠程學習課程，非在校學生可以在校園之外參加斯坦福正規課程的學習。學生注冊之后就可以觀看課程視頻，獲得與在校學生基本一致的在線學習資料。

2 斯坦福大學MOOC平臺（Stanford Online Lagunita）

Stanford Online Lagunita為全世界范圍內的終生學習者提供由斯坦福大學教師講授的在線免費課程，它與許多大學的院系共同提供多種職業教育機會。

以平臺的DB—Introduction to Databases[2] （數據庫導論）為例進行研究。課程主頁介紹課程的概況，包括課程簡介、教學大綱、教學團隊及FAQs等。該課程由Jennifer Widom教授講授，借鑒斯坦福大學的Introduction to Databases課程。課程的學習時間為10周，每周8～12小時，于2014年3月22日結束在線實時講授，目前可以注冊學習。

注冊后的學習頁面分為Courseware（課件）、Course Info（課程信息）、Discussion（討論區）、Wiki（維基）、Progress（學習進度）、Syllabus（教學大綱）、Readings（參考教材）、Software Guides（軟件使用指南）、Extra Problems（補充問題）和Additional Info（附加信息）。

2.1 Courseware（課件）

Courseware是課程學習的主頁面，主要提供4部分可下載的課程資料：不帶注釋的幻燈片、帶注釋的幻燈片、課程視頻和課程視頻字幕。

（1）不帶注釋的幻燈片。該幻燈片是老師上課前準備好的上課用的課件，是PPT格式。幻燈片頁面簡潔、內容醒目、重點突出。這只是上課內容的綱要，具體需要上課進一步詳細展開的地方，都留下充足的空隙，用于上課講解時填充。

（2）帶注釋的幻燈片。這是老師授課之后的幻燈片，是pdf格式的。幻燈片包含老師邊講解邊標注的知識要點和對課程主要內容具體講解的板書。

（3） 課程視頻。Jennifer Widom教授親自錄制的授課視頻，課件占據主要屏幕位置，老師上半身的錄像一直出現在屏幕的右下角位置，使學習者如親臨老師的課堂，老師的面部表情及動作會有效輔助學習者理解課堂內容。老師語速并不如想象中的快，語音清晰。關鍵是每一段視頻并不長，一個知識點一段視頻，大多數視頻都在十分鐘以內，最長的也就在二十分鐘左右。課程中一個知識點結束后，會有一個小測驗，是一兩道選擇題，考查上部分內容學習得怎么樣，提交后有提示回答的正誤，并且有題目解析。

（4）課程視頻字幕。字幕實際上是課程視頻中老師說的每一句話的英文原文，為外國的學習者提供聽課參考，方便學習。

2.2 Course Info（課程信息）

Course Info是按照日期發布課程更新信息和通知等公告信息。

2.3 Discussion（討論區）

課程相關的任何問題都可以在Discussion發起討論，可以發起提問、回答問題、瀏覽問題等。

2.4 Wiki（維基）

通過Wiki學生們可以協作工作，分享課程的知識。注冊的學習者可以添加、查看、編輯和更改文章。

2.5 Progress（學習進度）

Progress以柱形圖的方式列出目前登錄學習者學習過的每一部分內容的得分情況。

2.6 Syllabus（教學大綱）

Syllabus列出每周的上課日期、視頻課程的題目和時長、作業的題目及截止時間以及可選擇的不參加評分的工作。

2.7 Readings（參考教材）

Readings一共給出4本參考用書，包括A First Course in Database Systems （第3版），作者是Ullman和 Widom；Database Management Systems （第3版），作者是Ramakrishnan 和 Gehrke；Fundamentals of Database Systems （第6版）， 作者是 Elmasri 和 Navathe；Database System Concepts （第6版），作者是 Silberschatz，Korth 和 Sudarshan。按照教學大綱，Readings詳細地列出每一部分內容參考的是上述哪本教材。

2.8 Software Guides（軟件使用指南）

Software Guides提供課程用到相關軟件的使用說明，包括xml、SQLite、MySQL、PostgreSQL和Relational Algebra Interpreter（關系代數解釋器）。

2.9 Extra Problems（補充問題）

Extra Problems按教學的每一部分提供練習題，并配備答案。

2.10 Additional Info（附加信息）

Additional Info包括作業的截止日期和評分標準、常見問題解答和測驗說明。

3 Coursera

Coursera是目前全世界最大的MOOC平臺，它與全球一流大學和機構合作提供在線課程，致力于普及全世界最好的教育。Coursera提供數百門關于商務、計算機科學、數據科學的課程和專項課程。

Coursera的專項課程很有特色，目的是方便學習者掌握一個專題相關的幾門課程。以杜克大學的《從 Excel 到 MySQL：商業分析技術》[3]專項課程為例進行研究。該專項課程主要講授商業數據分析技術，包括5門課程：Business Metrics for Data-Driven Companies（數據驅動型公司的業務指標）、Mastering Data Analysis in Excel（掌握用Excel數據分析）、Data Visualization and Communication with Tableau（使用 Tableau 展示可視化數據）、Introduction to Managing Big Data with MySQL（用MySQL管理大數據）和Excel to MySQL： Analytic Techniques for Business（從 Excel 到 MySQL：商業分析技術畢業項目）。前4門課程獨立成篇，可以單獨選修，最后一門課程是綜合運用前面4門課程的知識完成一個開發項目，極具實用性。

《用MySQL管理大數據》[4]課程資料按周組織，本課程共5周，每周35小時。每周的課程資料主要包括課程視頻、閱讀材料和視頻字幕，另外，課程網站有成績、論壇、資源和課程信息頁面。

3.1 課程視頻

與斯坦福大學的MOOC一樣，教師在屏幕的右側，一個知識點一小段視頻，視頻不超過十分鐘，屏幕下方是英文字幕。

3.2 閱讀材料

課程視頻之后，是課程相關的閱讀材料，閱讀材料是pdf文檔，可下載。

3.3 英文字幕

為方便學習，課程提供課程片斷英文字幕下載和全部字幕下載。

3.4 測試和練習

在課程視頻中，知識點結束后提供小測試或練習，有在線提交計入成績的，也有pdf下載練習不計入成績的。

3.5 成績

學習者完成的作業、參加的測試及其得分情況。

3.6 論壇

學習者可以發起主題，也可以回復問題。

3.7 資源

提供課程相關的資源文檔，如Renewing Jupyter Notebooks（更新Jupyter Notebooks）、SQL Glossaries（SQL詞匯表）等。

3.8 課程信息

課程信息包括課程內容概述、課程授課時間、授課教師、教學大綱、運作方式及相關課程等。

4 三類網站教學資源設計分析

對這三類網站的教學資源設計進行分析（見表1）。

5 三類教學網站研究總結

5.1 三類教學網站的共同點

（1）教學體系完整嚴謹。每門課程都有完善的課程體系，關于課程的基本內容體系在課程學期一開始就會在網站上呈現出來。課程內容既包括傳統的課程內容，又根據知識技術的發展進行相應更新。如斯坦福大學的CS145在線課程，不僅講授傳統關系型數據庫的基本原理和基本方法，還與時俱進擴展MapReduce框架（MapReduce framework）和鍵值存儲key-value stores等知識，最后還有一個課程實踐編程項目，該項目涉及數據庫設計知識及SQL應用，更有效地提高課程的實用性。

（2）教學資料豐富多樣。圍繞課程主題，課件、實踐、參考文檔、視頻、視頻字幕、習題等各種資料全面細致，課前資料和課程資料嚴格區分，資料更新日志提示，資料下載方式亦可選擇（可單獨也可成批下載）。

（3）教學輔助手段實用有效。三類教學網站都很重視師生的交互，Piazza、Wiki、Discussion等平臺，為師生交流、討論課程、答疑輔導提供支持。

交互的實踐手段（如斯坦福大學的Jupyter Notebook）為理解知識提供實踐基礎；課間習題，課后習題為知識鞏固提供資源；多名助教的課后輔導機制為更好地掌握教學內容提供保障。

（4）MOOC平臺教學視頻特點。無論是斯坦福大學的MOOC，還是Coursera的MOOC制作得都很優秀。

①屏幕主要內容是課件，教師同時出現在屏幕的一側。有研究表明，教師出現在屏幕上更利于學生掌握知識，學生從教師的表情上，語氣中更能體會出課程內容的重點，并加深記憶。②每個知識點制作成一小段視頻，十分鐘左右，之后是這個知識點的小測試或者討論，這樣增加了交互性，而且知識學習有反饋，更有利于知識的掌握。③多種不同的媒體呈現方式，如幻燈片、文本、視頻等。每種媒體都有它自身的教學優勢和資源需求。④字幕的配合更有利于外國學生學習課程。

5.2 三類教學網站的不同點

（1）各類網站教學資源的側重點不同。大學課程網站主要面向的是在校學生，主要的教學形式還是面對面的教學，所以更注重課程的組織和課程體系的呈現，網上教學資源只是起到輔助教學的目的，資源類型以各類文檔為主。

而MOOC類網站，由于教學方式就是在線教學，所以更注重課程內容的呈現，教學資源主要是教學視頻，為提高學習者的學習效果，將其它資源（如文本、小測試、幻燈片等）嵌入教學視頻中。

（2）各類網站教學資源的實時性不同。大學課程網站的課程資料隨著上課學期變化，每年都在調整，所以內容更新穎、實時性更強，尤其對計算機相關知識發展很快的課程體現得更明顯。

而MOOC類網站，有制作周期，可能一段時間內不會調整多少。如Stanford Online Lagunita的Introduction to Databases，于2014年3月22日結束在線實時講授，目前可以注冊學習。

（3）斯坦福大學MOOC和Coursera各有特色。斯坦福大學MOOC相關的課程輔助教學資源更全面：課前的ppt，課后加注釋的pdf，教學參考用書提供得全面細致，測試及練習答案解析很到位。

Coursera的特色就是專題課程，把幾門相關的課程組織起來，給學習者提供一個完整的課程體系，尤其是專題的最后一門課程是綜合畢業項目，使學習者經過實踐練習，融會貫通所學的技術。

6 結 語

國外的在線教學發展得比較成熟，不同類型的網站各有其優點和優勢。計算機類課程由于其自身的特點，如知識發展快、學習難度大等，很適合在線學習。如何借鑒國外計算機類課程在線教學網站建設的經驗，優化課程組織形式及教學資源呈現方式，建設適合各高校各專業培養目標的課程網站，值得我們進一步研究[5]。

參考文獻：

[1] Piazza. CS145 Introduction to Databases [EB/OL]. [2016-10-05]. https：//web.stanford.edu/class/cs145/.

[2] Lagunita. Engineering： DB Introduction to Databases [EB/OL]. [2016-10-05]. https：//lagunita.stanford.edu/courses/Engineering/db/2014_1/about.

[3] Coursera. 從Excel到MySQL： 商業分析技術[EB/OL]. [2016-10-15]. https：//www.coursera.org/specializations/excel-mysql.

[4] Coursera. 用MySQL管理大數據[EB/OL]. [2016-10-15]. https：//www.coursera.org/learn/analytics-mysql/home/welcome.

[5] 魯琴， 曹傳晏. 斯坦福大學程序設計入門類課程研究[J]. 計算機教育， 2015（5）： 107-110.

（編輯：史志偉）