基于MOOCs的程序類課程混合教學(xué)模式探究

劉 君， 劉 洋， 張 玲， 王政霞， 馮 敏

(重慶交通大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，重慶 400074)

基于MOOCs的程序類課程混合教學(xué)模式探究

劉 君， 劉 洋， 張 玲， 王政霞， 馮 敏

(重慶交通大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，重慶 400074)

MOOCs的快速發(fā)展引發(fā)教育改革浪潮，傳統(tǒng)大學(xué)課堂教育如何充分利用MOOCs資源，高效地實施混合模式教學(xué)，成為新興研究方向。目前對基于MOOCs的混合高等教學(xué)研究還很少，本文提出基于MOOCs的程序類課程混合教學(xué)模式，并于2015年春基于“學(xué)堂在線”的MOOC課程“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”相關(guān)資源，在重慶交通大學(xué)的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教學(xué)中實施混合教學(xué)實踐。通過問卷調(diào)查表明，基于MOOCs的混合教學(xué)模式極大地提高了學(xué)生的編程能力。

大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程； 混合學(xué)習(xí)； 行為分析

一、引言

2012年至今，MOOCs在中國快速發(fā)展，大型MOOCs學(xué)習(xí)平臺，如清華大學(xué)學(xué)堂在線、網(wǎng)易云課堂、中國大學(xué)MOOC等已經(jīng)開設(shè)了大量的優(yōu)秀課程，注冊人數(shù)飛速增長。MOOCs發(fā)展的迅猛勢頭給傳統(tǒng)大學(xué)帶來了強烈的沖擊，并引發(fā)了研究者的討論，同時，MOOCs學(xué)習(xí)行為研究也發(fā)現(xiàn)MOOCs學(xué)習(xí)現(xiàn)狀仍然不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)課堂教學(xué)。維基百科(2013) 統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，Coursera上的課程完成率只有7%～9%;喬丹(Jordan，2013)對部分高校主流MOOCs平臺的數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，雖然有的MOOCs完成率達到40%，但大部分MOOCs的完成率不到10%[1]。MOOCs在教學(xué)設(shè)計上將課程的知識點按教學(xué)大綱進行碎片化，結(jié)合最新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過視頻、在線評測、答疑論壇等完成教學(xué)。這要求授課教師按照MOOCs的特點進行重新教學(xué)設(shè)計和編排，將知識點打散，再進行串聯(lián)[2]。但是對于初學(xué)者來說，碎片化的知識容易讓學(xué)生知識架構(gòu)不清晰，從而學(xué)習(xí)深度不夠。此外，在線教學(xué)使課程的學(xué)術(shù)嚴(yán)謹性不足，沒有課堂討論因而難有思維的深度碰撞，無法產(chǎn)生師生面對面交流才能產(chǎn)生的微妙教育效果等缺陷[2]。

MOOCs的創(chuàng)新在于其隨處學(xué)習(xí)的方便性、快捷性以及學(xué)生受眾的規(guī)模和發(fā)展?jié)摿?。作為信息技術(shù)發(fā)展的前沿，在校的高等教育必須充分發(fā)揮MOOCs 教學(xué)模式的方便性和快捷性優(yōu)勢，借助網(wǎng)絡(luò)資源的共享，結(jié)合傳統(tǒng)課堂教學(xué)的研討型優(yōu)勢，探索建立混合型教育模式。目前國內(nèi)對基于MOOCs的混合高等教學(xué)研究還很少，本文提出基于MOOCs的混合教學(xué)模式，并于2015年春，基于“學(xué)堂在線”的MOOC課程“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”相關(guān)資源，在重慶交通大學(xué)的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”教學(xué)中實施混合教學(xué)實踐，并分析學(xué)習(xí)者的MOOC學(xué)習(xí)行為。

二、MOOCs的特點分析

針對目前國外的主流MOOCs 平臺如Udacity、Coursera以及國內(nèi)的“學(xué)堂在線”等相關(guān)計算機程序類課程進行試驗學(xué)習(xí)，分析MOOCs的特點。

MOOCs的創(chuàng)新性。網(wǎng)絡(luò)教育并非新生事物，針對非在校學(xué)生的成人網(wǎng)絡(luò)課程以及高校學(xué)生的精品課程建設(shè)，已經(jīng)發(fā)展了10多年。MOOCs同以往的網(wǎng)絡(luò)教育存在根本性的變革。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)公開課采用課堂教學(xué)的時間長度、視頻長度多為三四十分鐘，沒有互動，教學(xué)方式沉悶。這是導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)教育一直沒有發(fā)展起來的原因之一。MOOCs根據(jù)課程教學(xué)大綱，將知識點做成10多分鐘的短視頻，中間穿插互動提問和練習(xí)，教學(xué)符合學(xué)習(xí)者的記憶和思維曲線。同時，MOOCs結(jié)合快速發(fā)展的移動網(wǎng)絡(luò)，將答疑、討論、課程大作業(yè)、在線測試、行為管理等多種教學(xué)行為同網(wǎng)絡(luò)社交模式緊密結(jié)合，達到了對學(xué)習(xí)者細致入微的個性化輔導(dǎo)，某些方面甚至超過了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)。

MOOCs學(xué)習(xí)者的身份。分析在MOOCs論壇中明確表明身份的學(xué)習(xí)者，發(fā)現(xiàn)參與計算機類MOOCs的學(xué)習(xí)者主要有兩類：一類是在校大學(xué)生,這類學(xué)習(xí)者的比例在逐漸增加。比如“學(xué)堂在線”的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程，參與其中學(xué)習(xí)的多是在校大學(xué)生。部分大學(xué)生通過MOOCs的實驗視頻來彌補實驗技能的不足，以及利用在線測評平臺來測試自己的編程能力。第二類是從事該行業(yè)的青年從業(yè)者。計算機本身是更新?lián)Q代特別快的學(xué)科，新的技術(shù)迫使從事IT行業(yè)的從業(yè)者必須時時學(xué)習(xí)。計算機業(yè)界頂級教授的MOOCs課程更是難得的學(xué)習(xí)機會和平臺。比如反響巨大的“Machine Learning”課程，學(xué)習(xí)的主流都是從事機器學(xué)習(xí)的計算機從業(yè)者，主講教授Andrew Ng.是機器學(xué)習(xí)的領(lǐng)軍人物。研究同時發(fā)現(xiàn)，對于計算機類課程，在校大學(xué)生對MOOCs的學(xué)習(xí)效果不如已經(jīng)參加工作的從業(yè)者。比如“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程，在多個MOOCs平臺都有開設(shè)，依據(jù)論壇中的提問情況來看，初學(xué)者通過有限的MOOCs提供的視頻資源，無法搞懂很多實踐性的東西，學(xué)生問題多，最后學(xué)習(xí)者流失率高。

MOOCs的教育要求。MOOCs對受教育者要求比較高。盡管MOOCs是讓學(xué)習(xí)者們欣喜的新知識傳播方式，但是統(tǒng)計研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，MOOCs對學(xué)習(xí)者們的要求遠遠高于傳統(tǒng)教育。在校大學(xué)生學(xué)習(xí)MOOCs的完成率極低。首先，大學(xué)階段的學(xué)生普遍處于渴望課外活動、喜歡交往的心理階段，而完全虛擬的MOOCs教學(xué)弱化了人與人的實際交流，壓制了學(xué)習(xí)者在情感上與人共鳴的需求。其次，大量的工科專業(yè)課程需要在實踐中強化所學(xué)的理論和技能，而快捷的MOOCs容易讓學(xué)生快捷地看實驗，而不是在實驗課中自我摸索。所以，MOOCs全面代替?zhèn)鹘y(tǒng)高等教育是不可能的，這也是網(wǎng)絡(luò)教育多年來的掣肘所在。

MOOCs的學(xué)習(xí)方式。MOOCs實現(xiàn)了以興趣為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)。以MOOCs為場景的學(xué)習(xí)方式，特點是資源的多樣性、學(xué)習(xí)終端的可選性及學(xué)習(xí)者的差異管理[2]。相對于傳統(tǒng)的大學(xué)教學(xué)，MOOCs從學(xué)習(xí)之初就體現(xiàn)了學(xué)習(xí)者的自我意志，更體現(xiàn)了以興趣導(dǎo)向為主的學(xué)習(xí)。目前，大多數(shù)MOOCs都是將教學(xué)資源放到網(wǎng)絡(luò)平臺，輔以答疑、互動，學(xué)習(xí)者可以通過網(wǎng)上注冊參與完成學(xué)習(xí)。借助信息技術(shù)的高速發(fā)展，全球的學(xué)習(xí)者都有公平的機會享受最優(yōu)質(zhì)的高等教學(xué)資源。目前，很多特別優(yōu)秀的教授將課程公開到MOOCs平臺，讓以前無法接觸優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的廣大學(xué)習(xí)者有了高漲的學(xué)習(xí)熱情。這是傳統(tǒng)大學(xué)教育應(yīng)當(dāng)反思的問題。

MOOCs的教師團隊有別于傳統(tǒng)大學(xué)教育。由于目前的MOOCs都是由世界頂級的教授團隊制作，制作精良，教學(xué)方式新穎，引發(fā)了學(xué)習(xí)者的廣泛學(xué)習(xí)熱情和贊譽。比如“Machine Learnig”課程由Standford的人工智能專家Andrew Ng.領(lǐng)銜講授和制作，教學(xué)方式明白易懂，教學(xué)內(nèi)容細致生動，把人工智能的艱深理論算法同實際結(jié)合，深入淺出，循序漸進，讓人受益良多。有了這樣制作精良的課程，MOOCs的學(xué)習(xí)者們尤其是在校大學(xué)生普遍對課堂授課詬病較多。目前，我國高校的師資力量雖然有了長足進展，但仍顯薄弱。很多專業(yè)課程沒有足夠的師資進行精品課建設(shè)，單憑授課教師的單打獨斗，不能滿足學(xué)生日益提高的學(xué)習(xí)要求和時代要求，迫切需要改革傳統(tǒng)的大學(xué)教育模式。

MOOCs實現(xiàn)了“隨處可及”的學(xué)習(xí)。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，隨處可以連接網(wǎng)絡(luò)成為目前互聯(lián)網(wǎng)生活的一個重要特征。伴隨互聯(lián)網(wǎng)成長起來的新一代年輕人更是熟稔網(wǎng)絡(luò)使用。MOOCs將精良的教學(xué)資料放于共享平臺，學(xué)習(xí)者可以隨時隨地地學(xué)習(xí)，這符合碎片化時間利用原則。同時，學(xué)習(xí)者可以選擇回放或快進，即可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)進度來聽課,這是現(xiàn)場教學(xué)辦不到的。目前，較多在校大學(xué)生學(xué)習(xí)學(xué)校課程時，搜索相關(guān)的MOOCs進行比較學(xué)習(xí)或者復(fù)習(xí)。此外，MOOCs課程論壇等交流模型讓來自全世界的學(xué)習(xí)者之間可以隨時討論問題，來自整個課題組的教師團隊都可以對學(xué)生進行指導(dǎo)。這樣的設(shè)計模式使學(xué)生有了廣闊的學(xué)習(xí)視野，享有順暢的交流平臺，讓學(xué)習(xí)回歸了討論性、探索性的本質(zhì)。

MOOCs突破時空限制，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供了極為便利的條件。但是，受教育本身的心理特點限制，MOOCs仍然無法替代傳統(tǒng)大學(xué)教育。當(dāng)前形勢下，傳統(tǒng)教育的改革一定是要借助其本身的內(nèi)涵與現(xiàn)場組織能力，在信息技術(shù)迅速發(fā)展的形勢下實現(xiàn)全球優(yōu)質(zhì)教育資源共享，建立混合式教學(xué)模式。

三、基于MOOCs的程序類課程混合教學(xué)模式的實踐

MOOCs對傳統(tǒng)課堂教學(xué)教師來說是競爭，同時也是資源庫。傳統(tǒng)教學(xué)同MOOCs的協(xié)作應(yīng)當(dāng)從轉(zhuǎn)變教學(xué)理念開始?！胺D(zhuǎn)課堂”(flipped classroom)是一種將在線學(xué)習(xí)與面授教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式[3]，“翻轉(zhuǎn)”之意體現(xiàn)在對傳統(tǒng)的“課上知識吸收、課下知識內(nèi)化”的教學(xué)流程進行了顛倒，變?yōu)椤罢n下知識吸收、課上知識內(nèi)化”[3]。斯坦福大學(xué)做了一個實驗，采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式后，學(xué)生的出勤率從30%激增到80%[4]。

哈佛大學(xué)Eric Mazur博士實驗的翻轉(zhuǎn)課堂對線上和線下教學(xué)的結(jié)合做了非常有益的探索。首先，是課堂前的線上學(xué)習(xí)，學(xué)生自行學(xué)習(xí)視頻、廣播、文章等相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，或者完成一些預(yù)習(xí)習(xí)題，為上課做準(zhǔn)備。其次，通過預(yù)習(xí)，對未懂的知識點加以整理，通過多個社交渠道提出問題，比如課程的網(wǎng)站、FACEBOOK等。接下來，課程輔導(dǎo)教師搜集問題，對問題進行歸類，制定教學(xué)計劃，設(shè)計教學(xué)內(nèi)容。最后，在實際課堂教學(xué)中，教師有針對性地提出問題，利用蘇格拉底式教學(xué)方法，啟發(fā)學(xué)生討論，得出問題答案。教學(xué)過程中教師從一個傳授的角色退位到啟發(fā)的角色，聽學(xué)生的討論對話，必要時參與個人或小組討論[4-5]。

鑒于翻轉(zhuǎn)課堂取得的良好教育效果，在Eric Mazur博士實驗基礎(chǔ)上，針對計算機類實踐性強的學(xué)科，本文提出基于MOOCs的程序類課程混合學(xué)習(xí)模式，讓學(xué)生在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程學(xué)習(xí)中，充分利用“學(xué)堂在線”上的MOOC課程視頻資源、學(xué)習(xí)活動、在線測試，進行課前的自主學(xué)習(xí)，結(jié)合課堂教學(xué)的重點講解、示例評講、編程案例分析、項目小組協(xié)作項目大作業(yè)完成、在線編程測試等教學(xué)活動，建立課堂以實踐為主、網(wǎng)絡(luò)以知識為主、測試多樣化的混合學(xué)習(xí)方式[6]。

基于MOOCs的程序類課程混合學(xué)習(xí)模式將整個教學(xué)分成四個階段：課前階段，學(xué)生通過MOOC資源，完成知識的初次學(xué)習(xí)和知識積累，完成MOOC提供的測驗和編程作業(yè)，并以此為基礎(chǔ)，完成老師布置的課前作業(yè)；課中階段，梳理知識架構(gòu)，整理學(xué)生的問題，對難點進行實地調(diào)試演示，促進學(xué)生知識的內(nèi)化；課后階段，教師發(fā)布小組編程作業(yè)來深化練習(xí)；期末階段，以卷面考試和在線測試等多種測評方式來檢查教學(xué)結(jié)果[7-8]。

結(jié)合“學(xué)堂在線”的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)大綱、視頻內(nèi)容、在線測試，以及重慶交通大學(xué)的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)大綱，進行課程總體教學(xué)設(shè)計。設(shè)計內(nèi)容包括：課程內(nèi)容(線上PPT課件+線下補充PPT課件、線上自學(xué)教學(xué)視頻+線下答疑教學(xué)視頻、線上測試題庫+線下編程項目作業(yè))、設(shè)計教學(xué)活動(主題任務(wù)、分組機制、教學(xué)活動安排指南、評價量規(guī)等)和教學(xué)環(huán)境(教學(xué)裝備、在線平臺、網(wǎng)絡(luò)資源等)。

四、學(xué)生問卷調(diào)查分析

為了解混合模式學(xué)習(xí)中學(xué)生的真實情況，課程結(jié)束后一周，在問卷星平臺針對“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”MOOC課程混合學(xué)習(xí)進行問卷調(diào)查。調(diào)查獲得有效問卷88份，均為2015秋季學(xué)期參與“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課堂教學(xué)的學(xué)生。問卷從不同側(cè)面反映出學(xué)生對混合教學(xué)模式的適應(yīng)程度。

首先，考察學(xué)生在完成MOOC的課前學(xué)習(xí)視頻后的作業(yè)完成情況，設(shè)計了3個選項：能完成MOOC在線編程作業(yè)，不能完成MOOC在線編程作業(yè)，能完成但是有難度。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，67.05%的同學(xué)能夠通過課前學(xué)習(xí)MOOC對應(yīng)的視頻等資料，完成MOOC課程相應(yīng)的在線編程作業(yè)。其中6.82%的同學(xué)完成時覺得沒有難度，60.23%的同學(xué)感覺有難度，但是通過自己的努力可以完成。88位受訪者中，大約1/3的同學(xué)(32.95%)不能完成MOOC課前在線編程作業(yè)。可以看出，通過MOOC的學(xué)習(xí)，大多數(shù)同學(xué)達到了基本知識點的掌握，實現(xiàn)了知識的第一次內(nèi)化。

其次，調(diào)查“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”MOOC學(xué)習(xí)對學(xué)生的編程提高程度發(fā)現(xiàn)，60.23%的同學(xué)認為MOOC的在線課前學(xué)習(xí)對自己的編程提高大，5.68%的同學(xué)認為提高特別大，34.09%的同學(xué)認為不大。這個比例同完成MOOC在線學(xué)習(xí)在線編程的完成度調(diào)查一致?？梢哉J為，認真完成了MOOC課前學(xué)習(xí)和編程作業(yè)的同學(xué)，通過自我的知識內(nèi)化，有一個明顯的編程認識和編程能力的提高，而沒有完成這次知識內(nèi)化的部分同學(xué)感受就不大。

最后，在課堂教學(xué)的開設(shè)方式上，85.23%的同學(xué)支持混合教學(xué)模式，即課堂教學(xué)結(jié)合MOOC教學(xué)的方式。結(jié)果表明，學(xué)生對基于MOOCs的混合教學(xué)模式適應(yīng)度比較好，85.23%的學(xué)生支持這種學(xué)習(xí)模式，超過60%的學(xué)生在編程能力上有極大提高。這表明，MOOC的自我學(xué)習(xí)加強了學(xué)生的知識內(nèi)化，結(jié)合課堂教師的難點講解和演示，學(xué)生的編程能力得到極大提高。

五、結(jié)語

目前國內(nèi)外對基于MOOCs的混合高等教學(xué)研究還很少，本文提出基于MOOCs的程序類課程混合教學(xué)模式，在重慶交通大學(xué)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程教學(xué)中進行實踐，課程結(jié)束后的問卷調(diào)查表明基于MOOCs的混合教學(xué)模式極大地提高了學(xué)生的編程能力。

[1] 方旭.MOOC學(xué)習(xí)行為影響因素研究[J].開放教育研究, 2015,21(3):46-54.

[2] 曹新亮,楊紅霞,李建新.MOOCs環(huán)境下工科大學(xué)生工程素質(zhì)培養(yǎng)方式的反思[J]，現(xiàn)代教育科學(xué)，2014(4)：167-170.

[3] 黎靜.在線教育來潮:教師的困境與出路[J].高教探索,2013(5):151-155.

[4] 羅少華.中美翻轉(zhuǎn)課堂實踐案例比較研究[D].西安：陜西師范大學(xué),2014.

[5] 崔娟.回應(yīng)對翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)常見的五種批評[EB/OL].(2013-03-29)[2016-03-01].http://eqilai,com/i/17970, 2013-03-29.

[6] 陳怡.基于混合學(xué)習(xí)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計與應(yīng)用研究[D].武漢：華中師范大學(xué),2014.

[7] 王敏.國外不同MOOC的教學(xué)設(shè)計比較研究[D].西安：陜西師范大學(xué),2014.

[8] 明娟.信息技術(shù)支持下的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)過程特征分析[D].武漢：華中師范大學(xué)，2014.

(責(zé)任編輯：張 杰)

A Design and Application of Blended Classroom Teaching Model Based on MOOCs about Programming Courses

LIU Jun, LIU Yang, ZHANG Ling, WANG Zhengxia, FENG Min

(College of Information Science and Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China)

Along with the rapid development of MOOCs, how to make use of the free MOOCs on the Internet efficiently and how to combine MOOCs with traditional classroom teaching have become a new research topic. Nowadays few papers discuss this topic, so a blended classroom teaching model based on MOOCs about programming courses is proposed, which has been applied in the course’s design of Data Structure in the spring semester of 2015 in Chongqing Jiaotong University. The MOOC is Data Stucture on “Xuetang Zaixian”. After the course, the questionnaire survey shows that this method has greatly improved the students’ ability of programming.

massive open online courses; blended learning; behavior analysis

2016-03-14

重慶市教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2015年度高等教育質(zhì)量提升專項課題“基于MOOC的混合教育模式及其在《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》課程中的教學(xué)實踐研究”(2015-GX-057)；重慶市教委科學(xué)技術(shù)研究項目“MOOC教學(xué)模式在程序設(shè)計類課程中的輔助教學(xué)應(yīng)用研究與實踐”(152025);重慶交通大學(xué)教育教學(xué)改革研究項目“‘慕課’在高級程序設(shè)計課程中的輔助教學(xué)應(yīng)用研究與實踐”(14020013)

劉君(1977—)，女，重慶交通大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院講師，博士,研究方向:機器學(xué)習(xí)。

G434

A

1674-0297(2016)06-0121-04