以計(jì)算思維為導(dǎo)向的MOOC支持的混合教學(xué)研究

方麗娟

以計(jì)算思維為導(dǎo)向的MOOC支持的混合教學(xué)研究

方麗娟

為改善大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的教學(xué)效果，文章提出了以計(jì)算思維能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的MOOC支持的線上線下混合教學(xué)模式，對MOOC支持的線上線下混合教學(xué)平臺的建設(shè)和線上線下混合教學(xué)活動的具體實(shí)施進(jìn)行了詳細(xì)闡述，為計(jì)算思維能力的培養(yǎng)提供了一種切實(shí)可行的教學(xué)模式。

計(jì)算思維 慕課（MOOC 線上線下 混合教學(xué)

引言

2006年3月，周以真教授提出了“計(jì)算思維”[1]的概念。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)面向非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，它承擔(dān)著計(jì)算機(jī)知識、技能的普及功能，更重要的是承擔(dān)著計(jì)算思維能力培養(yǎng)的一份重任。然而一直以來，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)主要采取的是線下傳統(tǒng)教學(xué)模式，教學(xué)效果差強(qiáng)人意，特別不利于學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)和提高。計(jì)算機(jī)教學(xué)陷入一種提升的困境。

一些學(xué)者提出了基于MOOC的新的教學(xué)模式，但對基于MOOC的混合教學(xué)的探討在具體實(shí)施方面可操作性不強(qiáng)?；谶@一研究現(xiàn)狀，作者立足于本校計(jì)算機(jī)教學(xué)的實(shí)際，提出了一種較為可行的MOOC支持的線上線下并重的混合教學(xué)模式，以期提高大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)質(zhì)量和效果，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生和教師的計(jì)算思維能力。

MOOC支持的線上線下混合教學(xué)平臺建設(shè)

1.MOOC支持的線上教學(xué)平臺建設(shè)

目前的線上教學(xué)平臺主要指MOOC平臺和典型的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。典型的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺包括專用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺與通用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，通用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺包括商業(yè)平臺（如國外的Blackboard、國內(nèi)的清華教育在線THEOL）和開源平臺（如Moodle、Sakai和Drupal）[2]61。

（1）線上教學(xué)平臺的建設(shè)方式

線上教學(xué)平臺有自建、借助MOOC平臺和對典型網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺改造升級三種建設(shè)方式。自建平臺需要的技術(shù)條件高、成本較大，所以不予采用。借助MOOC教學(xué)平臺建設(shè)的成本較低、周期較短，但與本地?cái)?shù)字校園的兼容存在很大問題，容易形成信息孤島，故也不予采用。

典型網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺經(jīng)過十多年的深度研發(fā)，其功能和性能從整體上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于剛剛起步的MOOC平臺，尤其是為教師自主建設(shè)和控制在線課程提供了豐富的工具，并能適應(yīng)不同教學(xué)機(jī)構(gòu)的管理需求。[2]67西北政法大學(xué)使用的是THEOL網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，它的本土化程度很高，在安全性和訪問速度方面也很好，特別是與本校的數(shù)字校園兼容性非常好。從教務(wù)管理系統(tǒng)、教育資源管理系統(tǒng)到評審系統(tǒng)等方面都已進(jìn)行了很好的對接。這樣既提高了原有網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的利用率，又節(jié)約了成本，更重要的是具備實(shí)施的可能性。

（2）線上教學(xué)平臺需整合的功能

為適應(yīng)線上線下的混合教學(xué)，線上教學(xué)平臺需提供基于知識點(diǎn)和功能模塊的多種導(dǎo)航，增加知識點(diǎn)討論區(qū)，為學(xué)生提供較強(qiáng)交互性的學(xué)習(xí)對象和學(xué)習(xí)體驗(yàn)。改進(jìn)學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)的跟蹤與分析功能，改進(jìn)課程設(shè)計(jì)、課件制作的功能，改進(jìn)系統(tǒng)自動測試評分功能。

（3）線上教學(xué)平臺需提供的課程資源與教學(xué)信息

課程資源包括教學(xué)大綱、課程安排、導(dǎo)學(xué)內(nèi)容、微視頻、PPT課件、參考書目、小組討論報(bào)告、優(yōu)秀作業(yè)或任務(wù)報(bào)告等。教學(xué)信息包括線下課堂教學(xué)前的任務(wù)單、線上線下教學(xué)時(shí)間和教學(xué)內(nèi)容對接表等。

2.MOOC支持的線下教學(xué)平臺建設(shè)

線下教學(xué)平臺為線下課堂教學(xué)提供信息服務(wù)及實(shí)體服務(wù)。為學(xué)生提供電子或紙質(zhì)的線上線下教學(xué)時(shí)間和教學(xué)內(nèi)容對接表、課程考試功能。實(shí)體服務(wù)包括為線下教學(xué)實(shí)施提供教室、實(shí)驗(yàn)室、圖書館及相關(guān)設(shè)備資源及軟件、數(shù)字校園網(wǎng)絡(luò)等。

MOOC支持的線上線下混合教學(xué)活動

1.課前線上教學(xué)

（1）教學(xué)條件

物的條件：終端設(shè)備和配套的教學(xué)支持平臺軟件、課程資源等，為學(xué)生專門提供的線上學(xué)習(xí)教室，WIFI的覆蓋及充足的流量。人的條件：師生的積極性和保障機(jī)制，教學(xué)助教的配備，管理人員和教學(xué)平臺維護(hù)人員等。

（2）教學(xué)活動

課前線上教學(xué)活動在線上教學(xué)平臺中進(jìn)行，具體包括以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：

a.觀看微視頻。授課教師通過課程通知功能發(fā)起學(xué)習(xí)要求，學(xué)生根據(jù)自己的情況觀看微視頻。這些學(xué)習(xí)活動被記錄下來作為過程評價(jià)的依據(jù)。線上學(xué)習(xí)活動滿足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，解決了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)面臨的“非零起點(diǎn)”和“非同一起點(diǎn)”的個(gè)體差異大的問題。在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，將教師從重復(fù)性的知識講授中解放出來。

b.課前練習(xí)。一定數(shù)量、難度適中、帶有反饋的練習(xí)有助于學(xué)生知識的內(nèi)化。學(xué)生可以跳過微視頻的觀看，但必須完成單元后的練習(xí)，否則本單元學(xué)習(xí)狀態(tài)被標(biāo)記為“未完成”，不能開始下一單元的學(xué)習(xí)。

c.課前問答。觀看微視頻和做課前練習(xí)中遇到的問題，可通過幾種途徑解決。①自行解答。通過反復(fù)觀看視頻獲得問題答案。②常見問題解答。通過查閱常見問題區(qū)的內(nèi)容進(jìn)行解答。③自動答疑。系統(tǒng)根據(jù)提交的問題在常見問題庫中檢索關(guān)聯(lián)的答案。④互助解答。當(dāng)問題在課程討論區(qū)被提出時(shí)，同學(xué)之間可以相互解答。⑤助教答疑。安排多名助教在線答疑。⑥郵件答疑。系統(tǒng)提供內(nèi)部郵箱，學(xué)生可以將問題直接發(fā)送到教師郵箱。

d.課前討論。課前討論是線下課堂教學(xué)主題的有針對性的討論，包括小組討論或案例教學(xué)的預(yù)討論。課前的主題討論在課堂線下教學(xué)1-2周前由教師利用課程通知功能發(fā)布，同時(shí)在課程討論區(qū)中發(fā)起，學(xué)生在線上發(fā)表看法。課前討論在提高課堂線下教學(xué)針對性的同時(shí)可以緩解教學(xué)課時(shí)的局限。

e.課前匯總。課前匯總主要由助教承擔(dān)。助教針對課前問答與討論環(huán)節(jié)中出現(xiàn)頻率較高的問題、存疑的問題或未解答的問題及課前討論的內(nèi)容進(jìn)行整理、匯總，在課堂線下教學(xué)之前提交給教師。

f.課前評價(jià)。課前評價(jià)使用過程評價(jià)的方式。線上教學(xué)平臺可以跟蹤、統(tǒng)計(jì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，同時(shí)以圖表形式及時(shí)反饋提醒學(xué)生。教師根據(jù)學(xué)習(xí)的跟蹤統(tǒng)計(jì)對課前學(xué)習(xí)進(jìn)行評價(jià)，它是平時(shí)成績的組成部分，占課程總成績比例的20%。

2.課堂線下教學(xué)

（1）教學(xué)條件

物的條件：電子或紙質(zhì)化課程資源，如主教材與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、案例資源、圖書館資料、優(yōu)秀作業(yè)或任務(wù)報(bào)告、篩選后的課前討論材料、多媒體教室、計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室及相關(guān)軟件和圖書館。人的條件：師生的積極性和保障機(jī)制、評價(jià)機(jī)制。

（2）教學(xué)活動

課堂線下教學(xué)活動在傳統(tǒng)的課堂和實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，根據(jù)課前線上學(xué)習(xí)的情況及學(xué)習(xí)內(nèi)容的性質(zhì)，作者提出了以下幾種教學(xué)方式：

a.問題講解。教師在課前獲得助教提交的課前問題匯總并進(jìn)行梳理。根據(jù)問題的數(shù)量和難度安排專門的問題解答課，或在其他課堂教學(xué)活動開始前進(jìn)行解答。

b.小組討論。教師在線上教學(xué)平臺的課程討論區(qū)中發(fā)布小組討論主題，學(xué)生在課前進(jìn)行預(yù)討論。然后教師對助教提交的課前討論進(jìn)行整理，確定討論的主題、重點(diǎn)或方向，或者是新的主題。課前教師根據(jù)能力或隨機(jī)方式建立4-6人的討論小組。教師對討論過程實(shí)時(shí)掌控，調(diào)整引導(dǎo)，小組討論結(jié)束后形成結(jié)論，教師對小組討論過程或結(jié)論進(jìn)行點(diǎn)評。

c.案例教學(xué)。教師首先根據(jù)計(jì)算思維的要素構(gòu)造案例，可以構(gòu)造三個(gè)層次的案例，即簡單的計(jì)算問題案例、與專業(yè)相關(guān)的非計(jì)算問題案例和具有實(shí)用意義的案例。[3]如講授遞歸方法時(shí)可以使用計(jì)算機(jī)中文件夾的復(fù)制，掃雷游戲中的遞歸問題，飯菜流水線作業(yè)[4]等案例。再如講授CPU的調(diào)度算法時(shí)，以學(xué)生期末考試復(fù)習(xí)時(shí)間安排作為案例，從問題的抽象、算法的選擇，到算法的調(diào)整與算法的實(shí)現(xiàn)等過程引導(dǎo)學(xué)生的計(jì)算思維。教學(xué)地點(diǎn)可以更多地選擇在實(shí)驗(yàn)室，這樣有助于內(nèi)容的演示、分析、討論和協(xié)作。

d.任務(wù)驅(qū)動。任務(wù)驅(qū)動是提高學(xué)生實(shí)踐操作能力和計(jì)算思維應(yīng)用能力的必要方式。教師已經(jīng)在課前將任務(wù)單在線上教學(xué)平臺發(fā)布，學(xué)生明確任務(wù)，作好學(xué)習(xí)準(zhǔn)備，然后在實(shí)驗(yàn)室通過對問題抽象、算法的設(shè)計(jì)與調(diào)整，到算法的實(shí)現(xiàn)一系列過程進(jìn)行計(jì)算思維的訓(xùn)練。教師可以進(jìn)行集中輔導(dǎo)、方案演示或討論。學(xué)生還可以通過交流協(xié)作的方式完成任務(wù)，最后將任務(wù)報(bào)告當(dāng)堂或課后提交給教師。

e.課堂學(xué)習(xí)評價(jià)。評價(jià)方式分為同伴互評與教師評價(jià)。同伴互評是小組間的互評。教師評價(jià)是教師對學(xué)生的綜合評價(jià)。課堂教學(xué)開始時(shí)向?qū)W生公布評價(jià)項(xiàng)目和標(biāo)準(zhǔn)。課堂學(xué)習(xí)評價(jià)是平時(shí)成績的組成部分，占課程總成績比例的30%。

3.課后教學(xué)

課后教學(xué)活動的主要內(nèi)容是課后作業(yè)及課后輔導(dǎo)。教師可以利用線上教學(xué)平臺的日歷提醒功能提醒學(xué)生按期提交作業(yè)，教師可以補(bǔ)充優(yōu)秀報(bào)告到線上課程資源中。另外，對未完全掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容和有進(jìn)一步思考的學(xué)生進(jìn)行課后幫助與指導(dǎo)。課后教學(xué)評價(jià)以課后作業(yè)為主，課后作業(yè)是平時(shí)成績的組成部分，占課程總成績比例的10%。

4.課程考核

課程考核由期末考核與平時(shí)考核組成，課程成績相應(yīng)由平時(shí)成績與期末成績構(gòu)成。考核方式的主要變化表現(xiàn)在平時(shí)考核的動態(tài)化及其在整個(gè)課程考核中所占的比重。平時(shí)考核方式已如前文所述，主要表現(xiàn)在三大教學(xué)階段的評價(jià)考核。平時(shí)考核成績所占課程考核分值，由原來的30%提高到60%，其中課前考核成績占20%，課堂考核成績占30%，課后考核成績占10%。期末考核成績則相應(yīng)由原來的70%降至40%。這樣設(shè)置分值比例主要有三個(gè)原因，一是培養(yǎng)學(xué)生線上學(xué)習(xí)的習(xí)慣，提高自學(xué)能力；二是改變傳統(tǒng)學(xué)習(xí)評價(jià)機(jī)制中輕視學(xué)習(xí)過程，只重視學(xué)習(xí)結(jié)果的現(xiàn)實(shí)；三是期末考試試題涵蓋知識的廣度和深度有限，而平時(shí)考核無論對學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)過程以及學(xué)習(xí)能力的考核更全面。

結(jié)論

MOOC支持的線上線下混合教學(xué)模式，充分利用線上的優(yōu)勢，打破時(shí)空限制，實(shí)現(xiàn)交互的多樣化、協(xié)作交流，資源的充分共享，同時(shí)又能發(fā)揮線下教學(xué)組織性和強(qiáng)制性的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)交互的高效性。這種有機(jī)混合的教學(xué)模式也必將會成為高校教學(xué)甚至各類別教學(xué)的“新常態(tài)”。這種教學(xué)模式不僅會顯著改善師生的教學(xué)積極性，極大提高教學(xué)效果。更重要的是，它可以有效地訓(xùn)練、培養(yǎng)乃至提高所有教學(xué)活動參與者的計(jì)算思維能力，而計(jì)算思維能力顯然是信息社會每位現(xiàn)代人均必須具備的素質(zhì)。

[1]郝興偉：《大學(xué)計(jì)算機(jī)——計(jì)算思維視角》（第3版），高等教育出版社，2014，第19-20頁。

[2]韓錫斌、葛文雙、周潛等：《MOOC平臺與典型網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的比較研究》，《中國電化教育》2014年第1期。

[3]金瑩、張潔：《通過案例的構(gòu)建自然地體現(xiàn)計(jì)算思維》，《計(jì)算機(jī)教育》2014年第7期，第15-19頁。

[4]陳國良、王志強(qiáng)、毛睿等：《計(jì)算思維導(dǎo)論》，高等教育出版社，2012，第200頁。

作者單位：西北政法大學(xué)商學(xué)院陜西西安

陜西省教育廳科研計(jì)劃項(xiàng)目資助（項(xiàng)目編號:15JK1776）。