MOOC適用于人工智能教學(xué)的淺析

摘 要：該文從席卷全球高等教育的MOOC學(xué)習(xí)特點(diǎn)分析入手，討論了現(xiàn)有大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)開放課程學(xué)習(xí)存在的主要問題及影響，指出其適用于人工智能專業(yè)研究生培養(yǎng)的關(guān)鍵因素，提出在傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中，穿插Udacity視頻混合式教學(xué)、定期發(fā)布自制教學(xué)視頻、制作精品課教學(xué)網(wǎng)站和課件、采用QQ群線下答疑和討論的方式，創(chuàng)新人工智能專業(yè)研究生教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：MOOC 人工智能 研究生培養(yǎng) 精品課

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）08（b）-0187-02

原斯坦福大學(xué)教授塞巴斯蒂恩·圖仁（Sebastian Thrun）被很多人稱為是MOOC之父，他在2011年自己制作了人工智能的網(wǎng)上公開課，吸引了全世界16萬(wàn)左右的學(xué)生來(lái)學(xué)習(xí)，后來(lái)演變成美國(guó)著名的MOOC平臺(tái)Udacity；2012年，哈佛和麻省理工學(xué)院（MIT）聯(lián)手創(chuàng)立了一個(gè)非贏利性的MOOC平臺(tái)EdX[1]；MOOC正在極大地改變當(dāng)前的高等教育教學(xué)生態(tài)[2]。2013年，清華大學(xué)、北京大學(xué)、香港大學(xué)、香港科技大學(xué)、上海交通大學(xué)和復(fù)旦大學(xué)等中國(guó)頂級(jí)高校也開始加入MOOC大家族[3]?；ヂ?lián)網(wǎng)教育被看成是一個(gè)新的商業(yè)藍(lán)海，百度、騰迅和阿里巴巴等中國(guó)的互聯(lián)網(wǎng)巨頭們爭(zhēng)相進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域。

該文從MOOC特點(diǎn)分析入手，針對(duì)MOOC學(xué)習(xí)存在的問題，指出其適合人工智能專業(yè)研究生培養(yǎng)的因素，提出MOOC可與現(xiàn)有人工智能專業(yè)教學(xué)結(jié)合的方式和辦法。

1 MOOC學(xué)習(xí)的主要特點(diǎn)

1.1 無(wú)地域、年齡、階層、語(yǔ)言差異的開放式學(xué)習(xí)

互聯(lián)網(wǎng)將世界各地的參與者聯(lián)系在一起，擁有一個(gè)共同的學(xué)習(xí)資源和交流平臺(tái)，不受年齡、階層的影響，通過(guò)英語(yǔ)進(jìn)行溝通和交流。以Coursera 平臺(tái)為例，據(jù)統(tǒng)計(jì)（2013年3 月數(shù)據(jù)），在該平臺(tái)中注冊(cè)的300多萬(wàn)學(xué)生中美國(guó)生源僅占27.7%，超過(guò)7成的學(xué)生來(lái)自美國(guó)以外的區(qū)域，依次是印度人8.8%、巴西人5.1%、英國(guó)人4.4%、西班牙人4%、加拿大人3.6%、澳大利亞人2.3%，開放式學(xué)習(xí)有利于參與者按照自己的計(jì)劃在閑暇時(shí)間學(xué)習(xí)，這讓許多因?yàn)闀r(shí)間、金錢、地區(qū)等問題無(wú)法深造的人有了進(jìn)一步學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。

1.2 交互性、合作式的學(xué)習(xí)

Coursera、Udacity在內(nèi)的眾多MOOC項(xiàng)目都將課程切分為20 min內(nèi)的完整獨(dú)立模塊（包括授課、測(cè)試等環(huán)節(jié)），教授者往往通過(guò)社交網(wǎng)絡(luò)、郵件列表等社區(qū)工具與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)和問答。在自習(xí)教室里跟隔壁桌同學(xué)討論一道物理題是一種學(xué)習(xí)記憶，在類似Facebook群組里跟不在一個(gè)時(shí)區(qū)未曾謀面的組員一起完成一項(xiàng)作業(yè)，是另一種體驗(yàn)。

MOOC學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教育的最大區(qū)別就在于其提供了一種交互性、合作式的學(xué)習(xí)模式，學(xué)習(xí)的每一個(gè)階段，相應(yīng)會(huì)獲得MOOC的成績(jī)?cè)u(píng)估和反饋，這是一種類似一對(duì)一單獨(dú)授課的體驗(yàn)，更是一種通過(guò)共同話題或討論，將教師和學(xué)習(xí)者連接起來(lái)的方式，甚至可能某個(gè)實(shí)驗(yàn)或課題的完成，是由多個(gè)彼此未曾謀面的學(xué)員來(lái)共同完成。

1.3 免費(fèi)獲得優(yōu)秀教育資源的學(xué)習(xí)

MOOC旨在以開放與免費(fèi)的形式向大眾提供優(yōu)質(zhì)的在線課程[4]。迄今為止，在美國(guó)開設(shè)的絕大多數(shù)MOOC是免費(fèi)的，這樣可以使更多的人能夠接受高等教育，特別是對(duì)那些來(lái)自家境貧困的人群更是如此。開設(shè)MOOC的大多數(shù)是美國(guó)乃至世界著名高校，或企業(yè)與名校進(jìn)行合作開設(shè)的，MOOC提供了高于一般大學(xué)的優(yōu)秀教育資源。

北京大學(xué)MOOC推進(jìn)工作組組長(zhǎng)、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)系教授李曉明認(rèn)為：MOOC不是替代也不是互補(bǔ)，它是一種新的化學(xué)成份，當(dāng)其注入到教育中來(lái)的時(shí)候，將會(huì)引起化學(xué)變化，產(chǎn)生新的物質(zhì)。

1.4 通過(guò)人工智能技術(shù)MOOC有可能實(shí)現(xiàn)因材施教

MOOC上每個(gè)學(xué)生的任何行為系統(tǒng)都可以記錄下來(lái)，這些行為其實(shí)反映了這個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)的各個(gè)狀態(tài)，教育機(jī)構(gòu)可以根據(jù)這些行為分析來(lái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化的培養(yǎng)。

清華大學(xué)大規(guī)模在線教育研究中心主任、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)系教授孫茂松認(rèn)為：如果看一段視頻，這段視頻的某一個(gè)位置學(xué)生總是在看，說(shuō)明這一段他沒有看懂。另外習(xí)題也有類似的情況，而且可以把這個(gè)人的行為和他同班同學(xué)的行為進(jìn)行比較，這樣，雖然人群多，十萬(wàn)人，但通過(guò)人工智能的技術(shù)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，大數(shù)據(jù)技術(shù)，是有可能做到因材施教的。

2 MOOC學(xué)習(xí)存在的問題

2.1 MOOC課程對(duì)知識(shí)領(lǐng)域的覆蓋有限

截止2013年7月，全球最大的網(wǎng)絡(luò)課程聯(lián)盟Coursera 共享了408門課程，Edx 作為世界頂尖高校聯(lián)合的共享教育平臺(tái)，目前也只提供了60門在線課程，相對(duì)于傳統(tǒng)高等教育的海量課程，MOOC上線課程的數(shù)量仍很小，對(duì)知識(shí)領(lǐng)域的覆蓋有限。

2.2 MOOC成績(jī)認(rèn)證的社會(huì)認(rèn)可度較低

目前，75%左右的MOOC課程會(huì)提供由教師簽名的電子證書；Coursera將在2014推出10個(gè)專業(yè)認(rèn)證項(xiàng)目。華盛頓大學(xué)計(jì)劃2014年秋天為其Coursera課程提供學(xué)分，科羅拉多州立大學(xué)的環(huán)球?qū)W院已經(jīng)認(rèn)可Udacity上部分課程的學(xué)分，Udacity還發(fā)布了一個(gè)免費(fèi)的就業(yè)匹配計(jì)劃[5]。但是對(duì)于傳統(tǒng)大學(xué)教育獲得的學(xué)歷證書，MOOC成績(jī)認(rèn)證剛剛起步，要得到國(guó)際社會(huì)普遍認(rèn)可尚有很遠(yuǎn)的路要走。

2.3 難以保證MOOC學(xué)習(xí)成績(jī)的真實(shí)性

MOOC太容易作弊，為了防止學(xué)生作弊，Udacity和edX與測(cè)驗(yàn)服務(wù)提供商Pearson VUE 達(dá)成了協(xié)議，在網(wǎng)站上注冊(cè)學(xué)習(xí)的學(xué)生可以選擇參加有監(jiān)考（認(rèn)證）的期末考試[6]。但是對(duì)于跨國(guó)際和地區(qū)的大量MOOC學(xué)習(xí)者，還無(wú)法保證這一舉措的全面實(shí)施。

2.4 缺失實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，不利于社交關(guān)系的培養(yǎng)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、儀器設(shè)備開展實(shí)踐、研究和討論，能夠?qū)χR(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的歸納、理解、分析、應(yīng)用和創(chuàng)新，是大學(xué)教育重要的一環(huán)；除了學(xué)科知識(shí)學(xué)習(xí)之外，社交關(guān)系的培養(yǎng)是大學(xué)教育的最重要元素，尤其是以管理、法律、對(duì)外貿(mào)易等為代表的一類課程，更注重培養(yǎng)人際交往和社會(huì)關(guān)系的建立。大學(xué)學(xué)習(xí)不僅需要建立系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)，還需要靈感和洞察力、想象力、批判精神的培養(yǎng)，而MOOC學(xué)習(xí)無(wú)法很好達(dá)到上述預(yù)期效果。

2.5 學(xué)習(xí)者的語(yǔ)言程度要求高

現(xiàn)有MOOC的授課語(yǔ)言主要以英語(yǔ)為主，需要學(xué)習(xí)者具備良好的英語(yǔ)聽力或文字閱讀、文字組織能力，對(duì)專業(yè)詞匯的理解能力，這對(duì)于母語(yǔ)非英語(yǔ)類國(guó)家的學(xué)習(xí)者是個(gè)難以克服的障礙。在初始接觸MOOC之后母語(yǔ)非英語(yǔ)的學(xué)習(xí)者往往伴隨著一輪沮喪，語(yǔ)言方面很多人難以克服或者不適應(yīng)，導(dǎo)致課程進(jìn)度緩慢、教學(xué)效果不良，語(yǔ)言的適應(yīng)需要長(zhǎng)期的積累和學(xué)習(xí)，而這給MOOC學(xué)習(xí)者帶來(lái)了雙倍壓力，很多人堅(jiān)持不下來(lái)導(dǎo)致退出。

2.6 對(duì)學(xué)習(xí)者的自主學(xué)習(xí)能力和自我管理能力要求較高

大多數(shù)MOOC課程都是學(xué)生利用業(yè)余時(shí)間，利用自己的興趣去選的。一開始是完全免費(fèi)的，沒有任何障礙，選課率非常高，真正學(xué)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有一些課不適合自己，遇到生活、工作各種原因很容易放棄。沒有導(dǎo)師或者老師檢查學(xué)習(xí)進(jìn)度，完全由自己來(lái)保持學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

由于各種原因，MOOC存在的高比例的退課率也是不容忽視的問題。在Coursera平臺(tái)，注冊(cè)參加特隆和諾維格講授的線上人工智能課的16萬(wàn)名學(xué)生中，最后只有14%念完了課程。在2012年初注冊(cè)參加麻省理工學(xué)院的一門電路課程的15.5萬(wàn)名學(xué)生中，只有2.3萬(wàn)人完成了第一套習(xí)題，約7千人即5%通過(guò)了這門課程。

上述問題決定了MOOC教育無(wú)法完全替代傳統(tǒng)的大學(xué)教育，MOOC與現(xiàn)有大學(xué)課程的混合式教學(xué)，可能成為未來(lái)發(fā)展、存在的一種形式。

3 MOOC帶來(lái)的改變

MOOC改變了傳統(tǒng)學(xué)校傳授知識(shí)的模式，提供了一種全新的知識(shí)傳播和學(xué)習(xí)方式，在教育觀念、教育體制、教學(xué)方式等方面都有著深刻影響[7]。

3.1 推動(dòng)學(xué)習(xí)方式變革

通過(guò)課堂云、MOOC以及翻轉(zhuǎn)課堂的新型學(xué)習(xí)環(huán)境以及各種有趣靈活的學(xué)習(xí)形式（如社區(qū)化、學(xué)習(xí)者協(xié)作、趣味性、即時(shí)評(píng)測(cè)等），使學(xué)生有更大的學(xué)習(xí)選擇，提升了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)能力，改善學(xué)習(xí)效果。

3.2 促進(jìn)大學(xué)教育水平和教育質(zhì)量的提高

MOOC提供了名校名師名課、前沿技術(shù)、專業(yè)核心課等資源，一定程度帶動(dòng)了全球范圍的教學(xué)水平、教學(xué)質(zhì)量對(duì)比和評(píng)價(jià)，更新大學(xué)教育觀念，接受、采納和再創(chuàng)造MOOC等先進(jìn)的教學(xué)模式，突破傳統(tǒng)課堂教學(xué)的狹隘眼界，從高素質(zhì)人才培養(yǎng)的大視野中，提高大學(xué)教育水平和教育質(zhì)量。

3.3 提高大學(xué)教學(xué)信息化整體水平

研究和駕馭高等教育信息化，必須將對(duì)當(dāng)代信息技術(shù)與教學(xué)變革這兩個(gè)方面結(jié)合起來(lái)，促進(jìn)共享課程資源、網(wǎng)絡(luò)視頻課堂和課堂云平臺(tái)等新型的大學(xué)教學(xué)資源建設(shè)，通過(guò)信息化共享與集成平臺(tái)集成學(xué)校相關(guān)的教學(xué)資源、科研資源、文獻(xiàn)資源、業(yè)務(wù)資源和交流資源，提高教學(xué)信息化整體水平。

3.4 促進(jìn)大學(xué)教育國(guó)際化進(jìn)程

一方面，通過(guò)吸納MOOC 聯(lián)盟的國(guó)際優(yōu)質(zhì)開放課程，可以建立國(guó)際化課程資源，加強(qiáng)英語(yǔ)或雙語(yǔ)教學(xué)，并使學(xué)生有更廣泛的機(jī)會(huì)直接接受國(guó)際知名教授講授的課程教學(xué)；另一方面，通過(guò)高水平的MOOC課程建設(shè)，擴(kuò)大學(xué)校在相關(guān)領(lǐng)域中的國(guó)際影響，展示學(xué)校的學(xué)術(shù)水平和科研實(shí)力，促進(jìn)大學(xué)教育國(guó)際化進(jìn)程。

3.5 降低高等教育成本

世界范圍內(nèi)，高等教育成本的大幅攀升使得低成本的教育解決方案在廣泛的人群中擁有龐大的需求。美國(guó)大學(xué)生一年大學(xué)學(xué)習(xí)的平均花費(fèi)為27，435 美元，這意味著一名學(xué)生獲得學(xué)士學(xué)位需要花費(fèi)超過(guò)10 萬(wàn)美元。大學(xué)本科教育，常常讓家庭貧困的年輕人或他們的父母背上一身債，MOOC一定程度可以降低高等教育成本，MOOC學(xué)分抵消大學(xué)專業(yè)課學(xué)分，有可能使學(xué)生提前選修完課程、提前答辯、提前畢業(yè)成為常態(tài)。

4 MOOC適用于人工智能專業(yè)教學(xué)

4.1 人工智能課程線上資源豐富、優(yōu)質(zhì)

塞巴斯蒂恩·圖仁（Sebastian Thrun）開設(shè)的人工智能課程會(huì)介紹現(xiàn)代人工智能的基礎(chǔ)知識(shí)，涵蓋狀態(tài)空間搜索，概率推理，機(jī)器學(xué)習(xí)，無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)，邏輯推理，規(guī)劃，強(qiáng)化學(xué)習(xí)，馬爾可夫模型，濾波，對(duì)抗搜索，博弈等相關(guān)內(nèi)容。這幾乎涵蓋了現(xiàn)代人工智能的各個(gè)方向。所有現(xiàn)代智能系統(tǒng)，包括機(jī)器人，推薦系統(tǒng)，識(shí)別系統(tǒng)等都可以從這門課中找到理論基礎(chǔ)。雖然涵蓋了這么多內(nèi)容，但是這門課完全不需要編程。上面的全部?jī)?nèi)容都被老師融入了一個(gè)一個(gè)簡(jiǎn)單的小例子中。簡(jiǎn)單的計(jì)算就可以得出課中所有問題的答案。這門課程還誕生了一個(gè)Facebook群，有在線討論組以及大量的志愿翻譯者，部分內(nèi)容已經(jīng)被翻譯成44種語(yǔ)言。

2011年秋，MOOC實(shí)現(xiàn)了第一次重大的突破：超過(guò)16萬(wàn)人通過(guò)斯坦福大學(xué)教授塞巴斯蒂恩·圖仁新成立的知識(shí)實(shí)驗(yàn)室（即Udacity）參與了人工智能課程[8]。

4.2 有助于國(guó)際化的人才培養(yǎng)和交流

高等教育國(guó)際化是創(chuàng)新人才培養(yǎng)與經(jīng)濟(jì)全球化的必然要求。MOOC利用強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和先進(jìn)的技術(shù)手段，可以與國(guó)外的教授、科研人員、學(xué)生等展開學(xué)術(shù)交流和互動(dòng)。此外，MOOC模式可以給研究生提供到世界一流企業(yè)和公司進(jìn)行課程實(shí)踐的機(jī)會(huì)。例如MOOC項(xiàng)目之一的edX項(xiàng)目與VMware公司合作，提供學(xué)習(xí)者在線試驗(yàn)軟件，使每個(gè)選修哈佛大學(xué)CS50x“計(jì)算機(jī)科學(xué)導(dǎo)論”的學(xué)習(xí)者都可以免費(fèi)使用VMware虛擬化軟件，在自己的電腦上模擬操縱不同類型的虛擬機(jī)器，以體驗(yàn)世界最先進(jìn)的虛擬產(chǎn)品，完成課程實(shí)驗(yàn)[9]。

4.3 基于“學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)”的個(gè)性化服務(wù)

每個(gè)研究生在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)全部學(xué)習(xí)對(duì)象（包括短視頻、交互式練習(xí)等）的全部學(xué)習(xí)行為都會(huì)被一些MOOC技術(shù)平臺(tái)自動(dòng)記錄下來(lái)。大量的研究生在線學(xué)習(xí)的相關(guān)數(shù)據(jù)將會(huì)匯集成“學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)”。通過(guò)系統(tǒng)性的數(shù)據(jù)挖掘，可以為每個(gè)研究生建立學(xué)習(xí)檔案，教師可隨時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況并能及時(shí)進(jìn)行反饋指導(dǎo)，根據(jù)學(xué)生的興趣、能力和學(xué)習(xí)計(jì)劃，安排個(gè)性化的教學(xué)、“推薦”學(xué)習(xí)資源，可持續(xù)改進(jìn)課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)“因材施教”式的個(gè)性化學(xué)習(xí)服務(wù)[10]。

MOOC過(guò)程中接觸到的遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)課本和傳統(tǒng)課堂的海量數(shù)據(jù)，正是其對(duì)于研究生教育最吸引人的部分。在傳統(tǒng)研究生教學(xué)過(guò)程中，穿插Udacity視頻混合式教學(xué)、通過(guò)視頻分享平臺(tái)定期發(fā)布自制教學(xué)視頻、制作精品課教學(xué)網(wǎng)站和課件、采用QQ群線下答疑和討論，能夠促進(jìn)課下研究生對(duì)于學(xué)科基礎(chǔ)理論知識(shí)的深入學(xué)習(xí)，而把課堂上的部分時(shí)間用于和老師、同學(xué)進(jìn)行面對(duì)面的討論和交流，這種培養(yǎng)方式更容易激發(fā)創(chuàng)新思維的火花，更加符合當(dāng)前研究生培養(yǎng)需求。

5 結(jié)語(yǔ)

MOOC通過(guò)線上的學(xué)習(xí)資料和在線國(guó)際化交流開展主動(dòng)學(xué)習(xí)，課堂上進(jìn)行深入的精細(xì)指導(dǎo)與問題分析，能夠有效地轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的傳授型教學(xué)模式，極大激發(fā)研究生的創(chuàng)新興趣，提高教學(xué)效率。通過(guò)課后的擴(kuò)展閱讀和科研實(shí)踐，探討相關(guān)研究熱點(diǎn)，拓展科研視野，為大規(guī)模的在線研究和交叉學(xué)科創(chuàng)新學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。人工智能專業(yè)因其線上豐富、優(yōu)質(zhì)的MOOC資源而更適用于研究生教學(xué)，有助于國(guó)際化的人才培養(yǎng)和交流，通過(guò)對(duì)“學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)”的挖掘，能夠?qū)ρ芯可囵B(yǎng)實(shí)現(xiàn)“因材施教”，符合當(dāng)前研究生個(gè)性化學(xué)習(xí)的培養(yǎng)需求。

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