基于EduCoder平臺的高職程序設計類專業課程改革分析

夏旭 漆華妹

摘? ?要：針對高職院校程序設計類課程在實踐教學環節中存在的教學資源不足、教學互動性不夠、課程建設難度大等問題，文章分析了已有的各類教學平臺現狀和存在的問題，基于EduCoder平臺“智能化、開源化、全棧化、游戲化”等新機制，提出一種融合知識講授、工程實踐、能力考評和畢業求職為一體的新型實踐教學模式。實踐表明，該模式具有極大的適應性和擴展性，能夠有效支撐高職程序設計類專業課程的全面升級與優化。

關鍵詞：EduCoder;Trustie;高職教育;程序設計;課程改革

在全球信息化大潮的推動下，我國的信息技術和互聯網技術蓬勃發展，“互聯網+”已經成為國家發展戰略，在此背景下，計算機軟件產業對人才需求日益增長，這對于高職院校而言，是機遇，也是挑戰，培養具有項目開發經驗、較強動手能力、學習能力和創新精神的學生是高職院校培養合格人才的關鍵。結合程序開發類課程的實際特點，借助EduCoder平臺，充分運用“智能化、開源化、全棧化、游戲化”的特色，對原有教學模式進行改革，構建學生、教師、項目資源多元化的交互渠道，提升學生學習興趣，培養學生獨立思考、自主開發的能力，提高教師的教學效果，實現程序設計類課程的智能化是智慧教育的需要。

1? ? 高職院校各類教學平臺的現狀及問題

近年來，云計算、大數據和人工智能等新技術的出現帶來了教育領域的重大變更，教學手段、教學模式推陳出新，有力地推動了教學改革和人才培養。經統計，2018年全國職業院校技能大賽職業院校教學能力比賽中幾乎全部獲獎作品都使用了各類教學平臺，由此可見，利用教學平臺輔助教學已經成為信息時代背景下各類職業院校開展人才培養、課程建設的重要途徑。

1.1? 常見的教學平臺

目前，高職院校常用的教學平臺可以歸納為3類，分別是教學過程管理平臺、慕課（Massive Open Online Courses，MOOC）平臺和實踐教學平臺。

1.1.1? 教學過程管理平臺

教學過程管理平臺以藍墨云班課、雨課堂、課堂派等平臺為代表，是混合式教學、翻轉課堂的典型應用[1]。該類型平臺目前已經在各類高校中廣泛使用，通常包括PC端和移動APP端，其本質為辦公自動化在教育領域的具體實現，主要實現教師線上對教學過程的管理。教學資源由教師制作后上傳，平臺有資源推送、測驗、問卷、答疑討論、頭腦風暴、作業和評價等功能[2]。

教師使用該平臺通常會兼顧到課前、課中和課后3個環節。（1）課前教師可以將自己制作的視頻資源或者MOOC課程鏈接、習題、語音等資源推送到學生手機端，教師通過后臺監控學生的課前預習完成情況。（2）課中教師可以根據教學實施情況推送隨堂測試或組織分組搶答，活躍課堂氣氛。（3）課后教師可以推送課后復習資源和課后作業，了解學生對知識點的掌握情況，做到全過程教學管理。這類教學過程管理平臺不僅能實現過程管理，還能進行簡單的教學過程分析，例如課前推送測試題，測試完成后，對班級測試結果進行統計分析，讓教師了解學生對知識點的掌握情況。但是這類教學過程管理平臺無法實現教學過程的智能化管理，尤其是在實踐環節，教師僅能了解學生是否完成學習任務，并不能了解學生在哪些方面出現實踐操作錯誤，同時，該類平臺不具有完全的開放性。

1.1.2? MOOC平臺

MOOC平臺以“中國大學MOOC”“學堂在線”等為代表，是信息時代背景下智慧教育的創新發展。MOOC平臺資源通常由教師團隊開發，以視頻為主，由視頻制作公司協助完成視頻制作，每個視頻的時間長度控制在15 min左右，教師還需要制作配套的測試題，在MOOC平臺上建立課程，上傳資源。MOOC平臺不同于教學過程管理平臺，它對用戶完全開放，為教學活動提供了豐富的視頻資源，能在一定程度上解決知識講授的知識資源共享問題，學習者自行控制學習過程，獲得全球優質教學資源，有利于學習的平等化。

2013年清華大學和北京大學宣布與美國大型開放網絡課程巨頭Edx合作，隨后，同濟大學、大連理工大學等知名高校加入到MOOC平臺，共建中國高校慕課，成為我國教育界改革的重大里程碑。MOOC的影響并不局限在高等教育，在職業教育領域也獲得了極大的發展，2014年被稱為“中國高職慕課元年”。超星集團從2014年開始成功吸納全國數十所國家級、省部級高職骨干院校，組建了專門針對高職院校的慕課平臺，2014年4月，在第一屆中國職業教育微課程研討會上成立了中國職業教育微課程及MOOC聯盟（Chinese League of Microlecture and MOOC for Technical and Vocational Education and Training，CLMM—TVET）[3]，該組織是在教育部指導下自發組成的民間組織，致力于開發高質量的職業教育微課程資源和在線平臺。同年，福建軟件職業技術學院與福建華漁教育科技有限公司、星網銳捷公司等企業合作，構建了專業的校企融合職業教育云平臺—慕課先生[4]，該平臺專注于打造具有職業技能和職業素養的信息技術行業人才，截至2019年2月，福建軟件職業技術學院在該平臺開設了488門課程、并建立了學分銀行。但是，該類平臺不能充分滿足實踐教學的需求，難以支持各類實踐教學的開展。

1.1.3? 實踐教學平臺

近年來，有較大影響力的實踐教學平臺主要包括Trustie-EduCoder（以下簡稱：EduCoder）、Codecademy等，這類平臺有效地解決了上述教學過程管理平臺和MOOC平臺在實踐教學環節中存在的問題，對促進程序設計類專業課程的創新和改革有重要貢獻。20世紀90年代開始，開源社區作為最主要的實踐教學平臺得到快速發展，其中的代表包括SourceForge，以及隨后出現的GitHub，Trustie-Forge，CSDN，OSChina等，此類平臺為師生提供了大量開源技術的學習資源。但是由于開源社區主要面向開源項目的開發，其中的教學活動主要是自學行為或者自發的技術交流行為，和系統的教學活動有本質不同。

EduCoder平臺的出現，將成熟的開源項目開發資源和課程學習活動進行整合，在平臺上提供了與企業級開發環境一致的實踐教學資源，在線支持學習、編碼、編譯、運行、部署、測試等全部開發過程，教學活動不再依賴于實訓機房的配置環境，只需要登錄平臺就可以完成實訓，整個實踐教學過程都被后臺記錄，教師不僅能了解學生的學習進度，而且能掌握學生在開發過程中存在的問題，例如，后臺數據可以告知教師某同學在實現一個基于if語句的選擇功能時，所出現的錯誤。

從上述3類教學平臺的功能可以看出，教學過程管理平臺注重的是對教學過程的管理，難以解決學校和教師所面臨的教學資源不足、指導乏力等普遍性問題。MOOC平臺解決了教學資源的問題，但是這類平臺更適應于以概念講解和理論傳授類的課程，對于實踐性很強的程序設計類專業顯示出先天不足，而實踐教學平臺則更具有優勢。

1.2? 高職院校各類教學平臺存在的問題

高職院校以培養學生的職業能力、職業素養為主要目標，教學過程管理平臺開放性不夠，不能為教師提供豐富的教學資源，而MOOC平臺雖然貫通了諸多前沿的教育理念，但是，從現有的發展情況來看，對于實踐性很強的程序開發類課程，存在諸多問題，主要包括以下幾個方面。

1.2.1? 課程工程實踐性不夠，難以提升學生工程開發能力

高職院校程序開發類專業多、崗位種類多、技術變化快，使MOOC課程開發的難度大于其他專業課程。高職院校的信息類專業劃分較細，例如有軟件技術、移動應用開發、大數據技術與應用、計算機網絡技術等多個專業，這些專業通常都會開設與程序開發相關的課程，通過對高職院校多個慕課平臺進行數據統計可以發現，大部分慕課受眾面非常小，一門課程雖然開設多年，但是，僅局限在1～2所學校使用，例如，慕課先生平臺雖然開發了400多門課程，但是局限在福建軟件職業技術學院一個學校使用，平臺的使用效果不佳。究其原因，一方面，高職的MOOC課程大部分是由高職院校的教師團隊所開發，這些教師團隊普遍缺乏企業的技術支持，也難以得到其他高職院校同行的認可，造成平臺課程資源的難以推廣。另一方面，這些MOOC課程大部分視頻資源為主，缺乏開發類項目資源，工程實踐性不足，難以適應快速變化的技術要求，對提升學生的工程開發能力幫助甚微。

1.2.2? 課程互動性不足，學生退學率高

MOOC平臺的出現迎合了“90后”學生喜歡自由的特點，讓學生可以利用碎片化時間在課前和課后隨時隨地進行學習，從使用情況來看，高職院校的學生大部分在最初的學習過程中，由于接觸到新鮮事物，能保持較好的學習狀態，在觀看完視頻后自主進行程序開發練習，完成課后作業。但是隨著興奮度的降低，部分自控能力較差、自主學習能力不佳的學生開始將觀看視頻的學習過程轉變為“刷課”的過程，而后臺的助教或者教師難以掌握學生實際的學習狀態，僅能通過了解學生是否觀看完視頻、是否提交作業來判斷學生的學習情況是片面的，甚至部分學生在喪失了學習興趣、無法跟上課程進度后，出現放棄學習進而退學的情況。據統計，高退學率已經成為高職教育MOOC平臺發展的主要問題之一[5]，因此，如何提高教師和學生的交互性，保證教師掌握學生的真實學習軌跡，提升學生的學習興趣是平臺需要解決的主要難題。

1.2.3? 課程建設周期長，教師工作量大

程序開發類課程由于社會應用的快速變化，需要頻繁地更新教學內容、更換開發工具，例如Android開發課程的開發工具由原有的Eclipse更換為Android studio，各開發工具的版本也具有變化較快的特點，因此，經常會出現課程資源開發完成后，所依托的軟件已經發生重大變化的情況，這對專業教師提出了巨大的挑戰。如果采用MOOC平臺進行課程建設，需要教師在授課之前完成大量視頻資源的開發，并制作配套的測試資源，一門課程建設完畢往往需要教師花費大量的精力。同時，還需要在課后抽出一部分時間對學生進行答疑，并對學生提交的作業進行檢查，從現有的運行情況來看，由于課后的工作在學校進行工作量計算時難以進行折算，因此，極易出現教師或助教答疑和作業批改不及時的情況。此外，各高職院校實訓室機房通常承擔了許多門程序開發課程的教學任務，因此，需要安裝多個開發環境，而這些開發環境之間極易產生沖突，對教學過程造成影響，而機房實訓環境的調試和維護無疑也會增加教師的教學工作量。

2? ? 基于EduCoder平臺的教學模式改革

2.1? EduCoder平臺特點

EduCoder是一個由學校和企業參與共建共享的IT工程教育服務社區，支持IT全技術棧的教學、實驗、實戰和科研活動，為各類院校、企業、聯盟、園區、個人提供高可擴展、高可定制的IT工程教育資源、工具及云服務。

EduCoder是國家863重點計劃項目“可信的國家軟件資源共享與協同生產環境”（Trusted National Software Resource Sharing and Collaborative Production Environment，Trustie），中文簡稱“確實”，在IT教育領域中得到大規模應用[6]。近年來，“確實”在全國服務于600多家高校，支持4 000多種開發能力的在線實訓，為中國計算機學會多項競賽提供實訓服務支撐平臺，并與中國開源推進聯盟、綠色計算聯盟、高校MOOC聯盟等合作，在湖南省已經和湖南科技職業技術學院、湖南工業職業技術學院、湖南信息職業技術學院、湖南軟件職業學院等示范性高職院校的教師合作進行課程資源開發。

EduCoder平臺不同于傳統的教學過程管理平臺和MOOC平臺，它的主要特點包括以下3個方面。

2.1.1? 教學平臺的智能化

EduCoder平臺利用了智能化技術和自動化評測技術，對于程序開發類課程可以記錄學生的編程軌跡，并進行自動測評，可以大幅降低教師的重復勞動。同時，平臺上以在線文檔、圖文、視頻等方式提供了免費學習資源，代表了工科類專業教學平臺的發展趨勢。

2.1.2? 教學實踐的融合化

教育大數據的匯聚對于提升教學質量、落實教學規劃具有重要意義，EduCoder平臺整合了教師、企業和開源社區的資源，支持教學、實踐、實訓等一系列環節，教師在EduCoder平臺不僅可以自己建立課程、開發資源，還可以獲取優質資源，實現理論教學和實踐教學的融合。

2.1.3? 內容建設的自主化

教師作為最具創新能力的高素質群體，應當參與到教學平臺和教學內容的創作和設計當中。EduCoder平臺支持教師開展實踐類課程資源的自主開發與創新活動，平臺可以聯合計算機業內權威企業對教師開發的資源進行指導，具有較強的權威性，有利于課程資源的推廣，讓更多的教師和學生受益。

2.2? 基于EduCoder平臺的教學模式改革

高職程序設計類專業課程對于高職學生而言學習難度較大。因此，教師在進行教學活動設計時，不僅要考慮編程訓練的工程性和針對性，還需要考慮充分調動學生的積極性，培養學生的學習興趣和學習能力，擴大學生的知識面。EduCoder平臺的出現將“游戲打怪”的思想引入其中，利用成熟的實訓資源、實戰項目和職業測評將知識講授、工程實踐、能力考評和畢業求職有機貫穿始終。

2.2.1? 基于EduCoder平臺的教學模式

在教學實施過程中，利用EduCoder平臺開展教學，將整個教學過程分為課前、課中和課后3個階段，教師根據EduCoder平臺后臺的數據對學生的學習情況進行調整，這些數據包括全過程實戰數據（含源代碼、測試記錄、錯誤原因、實訓時間等）、全過程教學數據（含提交作業的內容、評分記錄、排名記錄、考試記錄等）和深度綜合評估數據（含學生的編程能力自動評測、學生行為深度分析和學習報告等），該教學模式如圖1所示。

從圖1可以看出，該教學模式充分利用EduCoder平臺搭建的教學專家、企業的協同合作關系，使用覆蓋前端開發、后端開發、移動開發、計算機網絡，數據庫、運維與測試、大數據&云計算等具有權威性項目實訓資源，彌補了MOOC平臺課程工程實踐性不強的缺陷。利用平臺的Trustie群體化方法[7]和大數據技術實現對學生程序開發過程進行實時記錄、分析和反饋，并構建趣味性強的游戲闖關實訓活動，使教師充分了解學生的學習軌跡，有針對性地調整教學策略，提升學生學習興趣，解決課程互動性不足、學生退學率高的問題。利用開源社區的產學協同機理[8]，幫助教師充分利用各類開源項目和資源，平臺中不僅擁有項目資源，同時也涵蓋了多類配置環境，所有實訓項目的開展不再依賴于實訓機房，解決了課程建設周期長、教師教學工作量巨大的問題。目前，該平臺已經在全國多所高職院校使用，構建了教師自主參與共建、學生自主學習提升的開放共享IT工程教育生態環境。

2.2.2? 基于EduCoder平臺的教學實施過程

基于EduCoder平臺的課程實施過程如下。首先，教師在平臺創建課堂，并布置課前任務。其次，學生登錄平臺進入教師所創建的課堂，學習教師布置的課前任務，平臺對學生的課程任務完成情況進行數據統計分析，并得出基本結論，教師根據平臺的數據分析情況，充分了解學生的學習基礎，對課程的實施進行設計。再次，開始進入授課環節，該環節在理實一體機房完成，教師在理論課程講授完畢后，通過平臺發起實訓闖關挑戰，實訓內容可以來自于平臺已有資源，也可以由教師在課前創建，闖關挑戰采用游戲模式展開，有效地調動學生的學習興趣，教師在平臺后臺查看學生任務完成情況，在平臺智能分析的協助下，再一次調整教學策略，針對普遍存在的問題進行重點解說和訓練。最后，課后教師利用平臺發起職業能力測評，根據學生測評結果在平臺幫助下給出職業路徑發展建議，學生根據教師的建議在平臺上開展自主學習。此外，還可以利用該平臺參與各類職業技能競賽，例如“綠盟杯”高校綠色計算大賽等，實現教育認證。

2.2.3? 基于EduCoder平臺的教學效果分析

EduCoder平臺有效地彌補了傳統教學平臺在程序設計類專業課程教學中的不足，以項目為中心、以師生為中心，構建在線課堂平臺、專業實驗平臺、職業實訓平臺和教育認證平臺，實現教學過程的游戲化、教學課程的軟件化、實訓環境的生產化、實訓評估的智能化，實現了如圖2所示的學生工程能力提升路徑。利用該平臺開展教學的效果可以從學生、教師和學校3個方面進行分析。

（1）學生學習效果方面：對于高職學生而言，平臺提供工業級運行環境和綜合實戰，實現邊學邊練，有效提升實踐能力。平臺提供云計算、大數據和人工智能等最新技術實戰，結合企業最新需求，有效提升職業起點。平臺積累學習及實戰數據，提供厚實可信的簡歷，有效提升人才市場職場競爭力。

（2）教師教學效果方面：對于高職院校教師而言，平臺提供與老師授課內容相一致的配套實訓，有效提升教學效果。平臺提供智能在線課堂，方便實現對學生和教學過程的智能管理，有效提升教學效率。平臺提供全面的開發配置環境，教學保障團隊，全程保障老師教學，有效降低老師教學負擔。

（3）學校教育效果方面：對于高職院校而言，平臺提供豐富的資源和實訓環境，可極大節省學校在師資和資源等方面的建設投入。平臺提供綜合性教學管理和教學大數據，可有效加強對全校的教學管理、提升教學質量。平臺可有效提升學生實戰能力，提高學生就業率，可幫助學校打響聲譽、打造品牌，并促進教學資源庫的建設。

3? ? 結語

高職院校程序設計類專業課程利用EduCoder平臺開展融合理論和實踐的課程改革將為高職信息類專業的建設提供創新性思路和實現途徑。學生可以利用該平臺自主學習，了解職業發展路徑，教師應利用該平臺不斷學習，提升自己的實踐教學能力，提升教學效果。學校應該依托該平臺，積極制定相關激勵措施，促進教學模式改革常態化。事實上，該平臺不僅可以在高職院校使用，在應用型本科的程序設計類專業也同樣適應。

[參考文獻]

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