基于MOOE的計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)

閆陽

摘要：本文闡述了MOOE實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的主要特點(diǎn)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于MOOE的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，并將該實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)應(yīng)用于我校計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，證明了該教學(xué)平臺(tái)的運(yùn)行與推廣會(huì)達(dá)到很好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：MOOC；MOOE；實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)

中圖分類號(hào)：N45 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）51-0266-02

MOOE（massive open online experiments，大規(guī)模開放式在線實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式產(chǎn)生的原因是MOOC教學(xué)模式不能滿足高校計(jì)算機(jī)專業(yè)課程理論與實(shí)踐相結(jié)合這一特點(diǎn)，計(jì)算機(jī)專業(yè)課必須有大量的實(shí)驗(yàn)操作，才能理解并運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)。MOOE實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式采用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，打破了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室在時(shí)間、空間以及實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容方面的限制，與MOOC一樣實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新變革[1，2]。

一、基于MOOE的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的主要特點(diǎn)

基于MOOE的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的主要特點(diǎn)體現(xiàn)在三個(gè)方面：大規(guī)模、在線支持、開放性。

1.大規(guī)模。基于MOOE的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的“大規(guī)模”特點(diǎn)表現(xiàn)在：參與的學(xué)生數(shù)量大規(guī)模、應(yīng)用范圍的大規(guī)模、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的大規(guī)模。如果說MOOC教學(xué)模式打破了大學(xué)的圍墻，那么可以說，MOOE實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式?jīng)_破了大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室[2]。MOOE實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)將實(shí)現(xiàn)學(xué)校之間、學(xué)校與社會(huì)之間的師資互動(dòng)，讓從前在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的精品實(shí)驗(yàn)課程、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、教學(xué)名師所擁有的資源成為新興的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的廣泛資源，讓企業(yè)專家、行業(yè)的業(yè)務(wù)精英及他們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)成為新興教學(xué)的補(bǔ)充[3]。

2.在線支持。場(chǎng)地有限、學(xué)習(xí)者規(guī)模有限、實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)時(shí)間有限、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分享有限等[2]問題一直是困擾傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)發(fā)展的主要問題。基于MOOE的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式很好地解決了這個(gè)問題，使得使用者與學(xué)習(xí)者可以自由地、不受時(shí)間地點(diǎn)的限制隨時(shí)參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。基于MOOE的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的在線支持還體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)結(jié)果及時(shí)驗(yàn)證和師生隨時(shí)交流討論等方面[4]。

3.開放性。基于MOOE的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的開放性特點(diǎn)首先體現(xiàn)在無論是教師還是學(xué)生，只要有網(wǎng)絡(luò)的訪問權(quán)限，便可使用MOOE實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，即MOOE是一個(gè)完全開放的平臺(tái)。同時(shí)，MOOE實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)還是一個(gè)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和成果積累與推廣的開放性平臺(tái)[1]。

二、基于MOOE的計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)各功能模塊的設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)專業(yè)的課程是理論與實(shí)踐密切結(jié)合的課程，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中必須大量動(dòng)手進(jìn)行實(shí)踐操作來驗(yàn)證理論知識(shí)，才能真正理解并掌握所學(xué)理論。針對(duì)這種實(shí)際情況，提出在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，使用基于MOOE的開放式在線實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)學(xué)。通過此平臺(tái)的使用，學(xué)生可以充分地利用排隊(duì)、等車、休息等“碎片”時(shí)間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)，教師也可以有更加靈活、充分的時(shí)間與學(xué)生進(jìn)行更為有效的交流與互動(dòng)，并且促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變：學(xué)生由從前的被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，教師由原來的傳授式變?yōu)辄c(diǎn)撥式、答疑式、引導(dǎo)式授課；學(xué)生由原來的單一學(xué)習(xí)與操作實(shí)驗(yàn)方式轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾绞饺诤蠈W(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐方式。

一個(gè)好的在線教學(xué)平臺(tái)，完善的功能和新穎的內(nèi)容是至關(guān)重要的。基于MOOE的計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)具備如下功能模塊：課程資源學(xué)習(xí)模塊、信息推送模塊、個(gè)性化定制模塊、教學(xué)問答模塊、團(tuán)隊(duì)討論模塊、及時(shí)通信模塊、成果提交模塊、數(shù)據(jù)分析模塊。下面逐一對(duì)技術(shù)方案進(jìn)行介紹。

1.通過信息推送模塊，將與圖形圖像實(shí)驗(yàn)課程相關(guān)的MOOC資源、MOOE資源、參考文獻(xiàn)、網(wǎng)站資源、論壇等資源及時(shí)發(fā)送，供學(xué)生根據(jù)自身的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和知識(shí)水平自主學(xué)習(xí)；

2.個(gè)性化定制模塊，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況反饋，定制專業(yè)高效的個(gè)性化學(xué)習(xí)方案，不局限于整齊劃一的進(jìn)度，不局限于“教師教、學(xué)生聽”的單一教學(xué)方法，讓學(xué)生的個(gè)性獲得最大的尊重和發(fā)展；

3.教學(xué)問答和團(tuán)隊(duì)討論模塊，目的在于使得學(xué)生在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過程中遇到的問題得以快速解決，并且可以分享解決問題的心得體會(huì)供同學(xué)們借鑒學(xué)習(xí)，使學(xué)生與教師、學(xué)生與學(xué)生之間的聯(lián)系越發(fā)緊密；

4.成果提交模塊，主要用于學(xué)生將實(shí)驗(yàn)結(jié)果上傳提交，簡(jiǎn)單方便，易于管理；

5.數(shù)據(jù)分析模塊，使教師可以及時(shí)獲取反饋的數(shù)據(jù)，隨時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，準(zhǔn)確跟蹤并督促學(xué)生的學(xué)習(xí)，同時(shí)，通過分析反饋的數(shù)據(jù)，與預(yù)定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)比較，找出差距，進(jìn)而制定措施，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

其中課程資源學(xué)習(xí)模塊是整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的核心部分，其又細(xì)化分為五個(gè)子模塊，各個(gè)子模塊的技術(shù)方案如下：①課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱和課程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書兩個(gè)子模塊，通過簡(jiǎn)明扼要的文字及圖片內(nèi)容對(duì)課程及授課計(jì)劃給予介紹，告知學(xué)生本實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)目的、要點(diǎn)及難點(diǎn)內(nèi)容，讓學(xué)生對(duì)課程有一個(gè)整體的認(rèn)知；②基于重點(diǎn)難點(diǎn)介紹的微課視頻子模塊，教師需要上傳已錄制好的視頻內(nèi)容，可以是教室環(huán)境及硬件設(shè)備、軟件環(huán)境的介紹，也可以是課程的演示文稿的內(nèi)容，教學(xué)視頻的目的在于幫助學(xué)生預(yù)習(xí)，學(xué)生可以反復(fù)、不限時(shí)間地點(diǎn)地觀看。根據(jù)“注意力10分鐘法則”，人們普遍對(duì)某一事物的專注力一般只能維持10分鐘左右，若長(zhǎng)時(shí)間瀏覽會(huì)造成閱讀疲勞，因此每個(gè)微課視頻應(yīng)控制在10分鐘以內(nèi)[5]；③演示與操作及知識(shí)點(diǎn)在線體驗(yàn)子模塊，對(duì)于學(xué)生的課前自主預(yù)習(xí)起到重要的作用，是核心之核心，重點(diǎn)之重點(diǎn)。通過此子模塊的使用，學(xué)生可以直觀地學(xué)習(xí)到各種算法、各種變換所帶來的直接效果，可以快速地對(duì)抽象的算法與概念在頭腦中產(chǎn)生清晰明確的認(rèn)識(shí)與理解，并且可以反復(fù)、多次地觀看演示與操作。

三、基于MOOE的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)取得的效果

通過基于MOOE的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的使用，將整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程從時(shí)間上分成課外階段和課內(nèi)階段，每個(gè)階段從角色上分成教師活動(dòng)和學(xué)生活動(dòng)。

在課外階段，主要是課前階段，首先教師要針對(duì)學(xué)生的特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容指導(dǎo)書并制作成微課視頻，同時(shí)設(shè)計(jì)重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)的在線體驗(yàn)環(huán)境。然后將實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、微課視頻和體驗(yàn)與測(cè)試材料傳送給學(xué)生，回答學(xué)生問題，收集學(xué)生學(xué)習(xí)情況。根據(jù)與學(xué)生交互的過程，確定課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。對(duì)于學(xué)生來說，首先通過接收教師發(fā)送的實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)書及微課視頻，對(duì)課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容做全面的了解，清楚自主學(xué)習(xí)的目標(biāo)。通過使用演示與操作、知識(shí)點(diǎn)在線體驗(yàn)?zāi)K，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行驗(yàn)證學(xué)習(xí)并記錄學(xué)習(xí)情況。同時(shí)，與同學(xué)和老師進(jìn)行廣泛交流，交流自主學(xué)習(xí)中遇到的問題及解決問題的心得體會(huì)。

在課堂學(xué)習(xí)階段，教師改變傳統(tǒng)的“講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及設(shè)備使用→指導(dǎo)學(xué)生熟悉設(shè)備及軟件環(huán)境→學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（如果遇到問題向教師求助）”的實(shí)驗(yàn)授課模式，將學(xué)習(xí)的主要角色轉(zhuǎn)換給學(xué)生，讓學(xué)生在有限的課堂時(shí)間進(jìn)行高效的實(shí)驗(yàn)操作，而不再只是機(jī)械地根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟去驗(yàn)證，教師也不用重復(fù)地解答學(xué)生遇到的普遍性的簡(jiǎn)單問題，可以進(jìn)行更加深入的師生互動(dòng)，學(xué)生可以有更加充足的時(shí)間進(jìn)行綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的操作。

通過大規(guī)模在線開放式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)MOOE模式研制開發(fā)的計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中的運(yùn)行與推廣，達(dá)到了如下實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果：①學(xué)習(xí)可以不受時(shí)間、地點(diǎn)、人員的限制，學(xué)生真正實(shí)現(xiàn)“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)”；②實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段及內(nèi)容新穎、全面；③多人、多組并行實(shí)驗(yàn)，互不干擾；④自主個(gè)性學(xué)習(xí)。真正實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為學(xué)習(xí)主角，倡導(dǎo)個(gè)性化學(xué)習(xí)；⑤實(shí)時(shí)教學(xué)互動(dòng)。既是教學(xué)與學(xué)習(xí)的平臺(tái)，又是經(jīng)驗(yàn)交流與互動(dòng)的平臺(tái)；⑥資源廣泛。學(xué)生實(shí)現(xiàn)與教學(xué)名師、優(yōu)秀資源、精品實(shí)驗(yàn)的近距離接觸。教師亦實(shí)現(xiàn)教學(xué)創(chuàng)新與成果積累。

四、總結(jié)

實(shí)踐表明，在計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中推廣使用基于MOOE的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)后，與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)教學(xué)環(huán)境相比較，MOOE實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以為學(xué)生提供更廣泛的自學(xué)條件，為學(xué)生的成長(zhǎng)成才提供更良好的支持。學(xué)生對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)積極性必將更高，對(duì)于知識(shí)的理解也必將更深刻。隨著越來越多的MOOE實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)必將迎來一個(gè)全新的時(shí)代。

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Abstract：Based on the analysis of MOOC teaching model，a new experimental teaching model MOOE is put forward. This paper expounds the main characteristics of MOOE experimental teaching mode，designs and realizes the experimental teaching platform based on MOOE，and applies this platform to the teaching of experimental course of computer specialty in our school，which proves that the operation and promotion of the teaching platform will reach Good teaching effect.

Key words：MOOC；MOOE；experimental teaching platform