MOOC在自動化實驗教學中的應用設計

田娟 林楠

摘要：在MOOC教學與新工科建設發展的背景下，越來越多的課程開始借助MOOC技術提高教學效果。本文以太原科技大學自動化工具軟件實驗為例，分析傳統實驗課程轉型成MOOC的方法。首先，分解實驗內容，形成知識點清單；其次，選擇合適的形式錄制視頻；然后，設計多樣化的練習活動，幫助學習者從不同角度了解自己的學習情況；最后，建立課程論壇，促進學習者間的知識共建。MOOC為自動化實驗教學改革開辟了新路徑。

關鍵詞：實驗教學；大規模在線開放課程；自動化

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）23-0267-02

MIT的前任校長最早提出：我們做MOOC，不是為了代替傳統教學，而是為了向網絡教育學習，用信息技術來改造學校的教育。當前，MOOC教學對新工科建設的促進作用，正在形成多方位的有力支撐。MOOC教學與新工科建設已成為我國高等教育教學改革、促進公平和產學合作協同育人的重要舉措。

一、實驗教學現狀

實驗教學作為高等教育的重要環節，要向學習者傳授知識、培養實驗技能，更要引導學習者掌握科學的思維方式，系統提高學習者綜合分析問題和解決問題的能力，養成良好的科學作風和協作精神。但在以往的實驗教學中，普遍采取教師講學生聽、教師演示學生看、最后學生統一操作練習的教學模式，導致學生跟不上教師的講解演示步伐，實驗過程中在教師反復強調的問題上出錯。同時，學生過度依賴教師，課堂效率不高，課下又懶于思考，且互相抄襲，缺乏創新思維，尤其上機編寫程序表現的更加明顯。

二、MOOC的特點

MOOC（慕課）全稱是“Massive Open Online Course”（大規模在線開放課程），實質是采用視頻的形式將網絡課程發布到網上，借助網絡免費共享，任何有學習需求的人均可通過網絡自主學習。MOOC可以是一門完全對應校內課程的課程，也可以是校內課程的一部分內容，內容不多，學習者的負擔不大。和傳統的視頻課程相比，MOOC課程的學習氛圍更濃厚，不僅要求學習者自我管理，而且加強作業、測評和互動環節，學習者更容易得到良好完整的課堂學習體驗，學習者有充分的自由決定怎么學習、看多少資料、是否做作業、是否參與討論，因此MOOC深受廣大師生的歡迎。

三、MOOC自動化實驗教學

1.MOOC自動化實驗教學的可行性分析。自動化工具軟件是太原科技大學自動化專業的一門必修實踐課程，采用實踐教學方式使學習者掌握控制領域廣泛應用的Matlab仿真軟件。教學過程中，主要采用多媒體進行編程演示，學習者通過上機實際操作訓練教學內容?？紤]到MOOC學習不受空間和時間的限制，更便于學習者反復學習和練習，因此提出將MOOC應用于自動化工具軟件實驗教學。學習者成為學習真正的主體，學習方式從接受式學習變為研究型學習，學習者在整個探究過程中能獲得極大的成就感和滿足感。

2.MOOC自動化實驗教學的設計方法。目前，主流MOOC教學活動采用技術的手段復制和改良傳統的以教師為主導的教學模式，主要包括視頻、練習和討論三大關鍵要素。MOOC教學中，視頻呈現的是傳統課堂中教師的講授、演示和板書，視頻中嵌入的問題模仿的是教師講授過程中的提問；課后作業通過平臺來布置并提交，大多數練習都是系統自動批改；傳統課堂上的討論以及課后的討論活動現在都發生在課程論壇中。下面詳細闡述自動化工具軟件MOOC實驗教學活動的設計方法。（1）內容規劃：內容規劃是傳統實驗課程轉型成MOOC的第一步，指根據知識點分解傳統實驗課程資源，并組織成模塊，然后按照網上課程的邏輯再重新組織，形成既獨立又相關的知識點?，F以自動化工具軟件的實驗二“圖形繪制的內容”為例進行規劃。①周主題：圖形繪制；②教學目標：掌握二維圖形和三維圖形的繪制方法，圖形窗口的分割；③視頻知識點清單：二維圖形的基本繪圖函數和控制符，三維圖形的三種繪圖函數和效果控制命令，圖形繪制的輔助操作，圖形窗口的控制與操作；④討論活動：如何利用圖形對象的句柄繪制精美的曲線；⑤課后作業或練習：兩道編程題，10分/道，對應知識點1、3、4和知識點2；⑥評分標準：同伴互評，根據編程語句的合理性和實現題目要求的情況打分。（2）視頻設計：視頻是MOOC學習內容傳遞的重要形式，要求主題聚焦、內容相對獨立完整、時間控制在10到15分鐘，有演講式、實地拍攝、綠幕摳屏等多種形式?？紤]到自動化工具軟件課程實踐性強，采用屏幕錄制軟件+PPT的制作方式，操作簡單且經濟實惠，只需一臺安裝Camtasia Studio 6的電腦和帶麥克風的耳機設備。Camtasia Studio 6是一款功能強大的屏幕動作錄制軟件，能在任何顏色模式下輕松記錄屏幕動作，支持各種視頻格式輸出。經測試，在win7 32位系統下，分辨率1024*768，麥克風音量調整為滿量程的1/4，此時視頻效果是最好的。（3）練習活動設計：MOOC的核心教學理念之一是用大量的練習來促進學習者掌握和吸收知識。目前常見的練習活動有三類，見表1。自動化工具軟件課程開展三類練習活動：①視頻中的提問：采用客觀題，類似傳統課堂中無風險的問話活動，目的在于加強視頻的學習效果，可以讓學習者帶著問題去觀看視頻，也可以檢查提醒學習者剛看過的概念和觀點；②測驗：采用客觀題，允許學習者測驗3次，取最好成績作為最終成績；和傳統課堂相比，大大增強了學習者的學習興趣；③開放作業：大多為編程題目，采用同伴互評的方式組織學習者進行批閱、提供評語；不僅可以提高學習者對教學目標的理解、對教學內容的認識，而且有利于拓展解題思路。（4）交互活動設計：交互活動相當于傳統課堂上的討論以及課后的討論活動。研究表明，在線討論比面對面的討論更能促進深刻的思考，因為學習者在論壇中發言時需要用文字組織思路并表達出來，這個過程有助于對思考的進一步加工和細化。自動化工具軟件的交互活動設計包含四方面的內容：①交互活動定位：課程論壇作為促進學習的重要工具，同時兼具答疑功能；②論壇結構設計：論壇大致劃分為軟件技術討論區、課程學習討論區、教師答疑區和教學建議區，分別提供自動化工具軟件的分享與應用探討、學習拓展及互助討論、教師輔導與答疑、網上學習體會與課程反饋；③對學習者參與討論的要求：本課程要求學習者參與教師每周發起的討論話題，并按照本周課外拓展要求進行回帖，引導討論貼的發帖數量不少于2條，發帖參與度5分，被置頂1次獲得質量分5分；④參與討論的規則：教師主要對引導貼進行有針對性的回復，對學習者共性問題給予相應的答疑解惑；置頂質量高的討論帖，必要時可以在課程學習過半和結束之前安排在線交流活動。

四、結語

MOOC和自動化實驗教學的結合，著眼于激發學習者的學習積極性和自主性，提高學習者的創新能力和協作能力，從整體上提高了實驗教學效果，對實驗教學改革有著不可估量的推動作用。

參考文獻：

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