基于學(xué)堂在線MOOC平臺的《工程制圖基礎(chǔ)》在線開放課程建設(shè)*

宋劍鋒，董永剛，李興東，楊新月

（1.燕山大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，河北 秦皇島066004；

2.北京慕華信息科技有限公司 學(xué)堂在線項(xiàng)目部，北京100084）

一、基于MOOC平臺的高等教育改革

MOOC是大規(guī)模開放在線課程（Massive Open Online Courses）的縮寫，中文譯為“慕課”。2012年發(fā)源于美國的“慕課”浪潮目前已席卷全球數(shù)十個國家，600多萬名參與學(xué)習(xí)者遍布全世界220多個國家”的“慕課”風(fēng)暴打破了學(xué)校的圍墻，更對高等工程教育理念、教育方式等方面提出變革性的要求，高校教師應(yīng)主動思考教材內(nèi)容向教學(xué)內(nèi)容的有效轉(zhuǎn)化，及時進(jìn)行新知識、新理論的學(xué)習(xí)與補(bǔ)充，積極尋求從能授課的教師向會授課的教師的轉(zhuǎn)變，加強(qiáng)與學(xué)生的互動來及時掌握知識傳授過程中的信息反饋[1～3]。

慕課促進(jìn)了大學(xué)教學(xué)模式的深層變革，高校教師需要適應(yīng)新的教育環(huán)境、課程形式，運(yùn)用“慕課”提升教學(xué)改革的自主能力?！霸诰€教育提供了一個強(qiáng)有力的實(shí)驗(yàn)平臺去探究學(xué)生是怎樣學(xué)習(xí)的，教師應(yīng)該如何使用工具和技術(shù)以教得最好”，可見慕課促進(jìn)了大學(xué)教學(xué)模式的深層變革，提升了專業(yè)教師的自主反思能力[4,5]。

目前國外最大的MOOC平臺有Coursera與Udacity和 edX，國內(nèi)比較有影響力的主要有學(xué)堂在線、中國大學(xué)MOOC等知名MOOC平臺。學(xué)堂在線是國內(nèi)免費(fèi)公開的MOOC平臺，是教育部在線教育研究中心的研究交流和成果應(yīng)用平臺，通過和清華大學(xué)在線教育研究中心、以及國內(nèi)外知名大學(xué)的緊密合作，致力于為公眾提供系統(tǒng)的高等教育。

圖1 中文MOOC平臺學(xué)堂在線的發(fā)展模式

二、基于MOOC平臺的在線開放課程優(yōu)點(diǎn)

“慕課”作為大規(guī)模開放在線課程，雖然仍以在線教育為其基本形式，但與傳統(tǒng)的在線教育已大不相同，這不僅表現(xiàn)在所使用的技術(shù)手段得到更新，更重要的是體現(xiàn)在兩者所倚賴的理念上，因而所彰顯的特征也有如下差異[6，7]：

（1）開放性。學(xué)習(xí)者只需要在“慕課”網(wǎng)站上注冊賬號，設(shè)定用戶名和密碼就可以學(xué)習(xí)相應(yīng)的課程。一門課程的注冊學(xué)習(xí)人數(shù)可能達(dá)至幾萬人甚至十幾萬人，課程授課教師的影響也成倍擴(kuò)散，課程的“入”與“出”在時間與空間上都得以拓展。

（2）互動性?！澳秸n”與傳統(tǒng)在線教育相較而言最為明顯的差異之一就在于互動性，“慕課”的課程設(shè)計(jì)尤為注重在教師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間營造互動的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

（3）自主性。“慕課”的課程內(nèi)容通常采用組合模式，即完成若干個小模塊的組合才能完成課程學(xué)習(xí)。自己選擇課程、解決學(xué)習(xí)時間分散的困難以及逐項(xiàng)完成整個課程的學(xué)習(xí)等要求都表明“慕課”所蘊(yùn)含的自主性特征。

MOOC是在傳統(tǒng)教育基礎(chǔ)上融合互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)科技發(fā)展成果發(fā)展出來的一種最新教育形式，其本質(zhì)是“互聯(lián)網(wǎng)+教育”，也是“教育+互聯(lián)網(wǎng)”，是教育和互聯(lián)網(wǎng)的有機(jī)融合。MOOC實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)教育資源的社會化共享與智能化呈現(xiàn)，形成了以學(xué)生為中心的教育理念，多種教育展示形態(tài)相結(jié)合以及智能 “教”與“學(xué)”為一體的新型教育形式[8，9]。

圖2 傳統(tǒng)教學(xué)

圖3 慕課教學(xué)

慕課課程實(shí)現(xiàn)了教育理念的突破，即教學(xué)過程的中心由教師向?qū)W生進(jìn)行轉(zhuǎn)變。學(xué)生由單純接受知識、與教師交流很少這種學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生具有很大的自由度和空間，為學(xué)生和教師以及其它學(xué)習(xí)者之間交流架起了溝通的橋梁。另外在教育形式由單一課堂授課形式向基于多種教學(xué)資源的多種學(xué)習(xí)形式轉(zhuǎn)變，教學(xué)資源包括將文字、聲音、圖像、動畫效果融為一體的在線課程視頻、教學(xué)PPT課件以及在線討論交流平臺、在線測試等平臺，而這些教學(xué)資源均可以在MOOC平臺實(shí)現(xiàn)。

三、MOOC在線課程視頻與錄屏以及課程實(shí)錄的區(qū)別

錄屏軟件可以將教師講課過程聲音以及PPT演示結(jié)合起來制作成簡單的課程，軟件操作類課程比較適合這種形式，優(yōu)點(diǎn)是制作簡單成本低，但是缺點(diǎn)是形式單調(diào)，是“只聞其聲不見其人”，學(xué)生看不到教師，學(xué)生缺乏現(xiàn)場課堂感受，而且錄音效果對課程影響非常大。

上課過程實(shí)錄是將教師的整個上課過程全程錄制下來的一種視頻課程，由于鏡頭中同時有教師、板書內(nèi)容及學(xué)生，因此比較難突出重點(diǎn)，另外教室光線、隔音效果對視頻效果影響很大，而且視頻時間一般為一節(jié)課50分鐘左右，時間太長，不利于學(xué)生集中注意力在線學(xué)習(xí)。

“慕課”的拍攝方式為單獨(dú)拍攝教師，而非教師給錄制現(xiàn)場的學(xué)生上課，這樣的方式首先在視覺上能彌補(bǔ)潛在的距離感，能夠使學(xué)生近距離體驗(yàn)到一對一授課的感覺。而且以教師授課為主結(jié)合PPT演示完成錄制，能夠充分展示教師的個人魅力和教學(xué)特點(diǎn)。

隨著近幾年在線課程的蓬勃發(fā)展及旺盛的錄制需求，很多從事影視制作和編導(dǎo)專業(yè)人才進(jìn)入了MOOC在線課程制作行業(yè)，使在線課程視頻制作向規(guī)范化、專業(yè)化和精品化發(fā)展，課程目前比較規(guī)范的的適用于MOOC平臺的高等學(xué)校視頻課程錄制一般由專業(yè)MOOC團(tuán)隊(duì)制作完成，團(tuán)隊(duì)包括影視制作專業(yè)和編導(dǎo)專業(yè)畢業(yè)的錄制團(tuán)隊(duì)、攝像和燈光等專業(yè)設(shè)備。

四、《工程制圖基礎(chǔ)》課程建設(shè)基于MOOC平臺在線視頻必要性

《工程制圖基礎(chǔ)》是非機(jī)械類工科專業(yè)的一門既注重基礎(chǔ)理論又有較強(qiáng)實(shí)踐性要求的必修技術(shù)基礎(chǔ)課，是學(xué)生由偏重理論學(xué)習(xí)向結(jié)合工程實(shí)踐學(xué)習(xí)的過渡和轉(zhuǎn)折點(diǎn)，其理論嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)踐性強(qiáng)，與工程實(shí)踐有密切聯(lián)系，對培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)思維方法，培養(yǎng)工程和創(chuàng)新意識有重要作用。目前燕山大學(xué)共有電氣學(xué)院、信息工程專業(yè)、環(huán)化學(xué)院、理學(xué)院四個學(xué)院的42個班級開設(shè)工程制圖基礎(chǔ)課，學(xué)生人數(shù)每年達(dá)到1200人左右。

工程制圖基礎(chǔ)課程通過基礎(chǔ)理論教學(xué)、讀圖方法訓(xùn)練及繪圖實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生空間想象力和空間分析能力，使他們能夠識讀復(fù)雜結(jié)構(gòu)的工程圖樣并繪制規(guī)范的工程圖紙，進(jìn)而能與業(yè)界同行進(jìn)行有效的溝通和交流。但是，目前以教師理論授課為主的傳統(tǒng)工程制圖教學(xué)模式，存在某些弊端。首先，課堂上老師偏重理論知識講授，讓學(xué)生養(yǎng)成了被動接受知識的惰性，學(xué)生不能真正融入教學(xué)進(jìn)程中，不利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。其次，傳統(tǒng)的制圖教學(xué)非常注重理論的系統(tǒng)化和全面化，這就導(dǎo)致理論講解占據(jù)大量的課堂學(xué)時，導(dǎo)致學(xué)生工程實(shí)踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練不足，學(xué)生繪圖及讀圖能力無法達(dá)到課程的目標(biāo)要求，也給后續(xù)的專業(yè)學(xué)習(xí)留下隱患[10,11]。因此，探索基于慕課平臺的工程制圖基礎(chǔ)課程教學(xué)方法，借助慕課豐富的信息呈現(xiàn)和移動終端掌上學(xué)習(xí)的便利條件，以課題研討式的教學(xué)組織將課程內(nèi)容通過課前自學(xué)、課堂研討、課后實(shí)踐的流程讓學(xué)生學(xué)習(xí)、掌握和應(yīng)用。

近年來燕山大學(xué)展開了基于CDIO和OBE的高等工程教育模式改革，工程制圖基礎(chǔ)課程設(shè)置了討論課和三級項(xiàng)目，學(xué)生通過分組完成基于項(xiàng)目的開放式討論課和三級項(xiàng)目，改變了以前以教師為絕對主導(dǎo)和中心的教學(xué)模式，學(xué)生可以一定程度上參與到教學(xué)環(huán)節(jié)中來，提高了學(xué)生的參與度和積極性。但是目前的課程教學(xué)模式依然是以教師課堂授課為主，教師依然處于中心地位，學(xué)生學(xué)習(xí)的自由度比較有限，并且教師和學(xué)生之間缺乏有效的聯(lián)系和溝通，教師缺乏對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的監(jiān)控和了解，學(xué)生缺乏足夠的生動形象的教學(xué)資源去對課程進(jìn)行預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，很多學(xué)生養(yǎng)成了平時只聽課，不預(yù)習(xí)、不復(fù)習(xí)，考試前開始突擊學(xué)習(xí)的不良學(xué)習(xí)習(xí)慣，考試后發(fā)現(xiàn)學(xué)生成績不理想才會發(fā)現(xiàn)問題[12]。

通過錄制在線課程視頻可以為學(xué)生提供充分的課堂以外的學(xué)習(xí)資源，學(xué)生可以充分利用零散時間完成線上預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，教師可以通過系統(tǒng)了解和監(jiān)控學(xué)生的在線視頻學(xué)習(xí)情況，有問題可以通過在線上發(fā)帖與其它學(xué)習(xí)者進(jìn)行交流和溝通，目前智能手機(jī)的普及及應(yīng)用為實(shí)現(xiàn)線上自主學(xué)習(xí)提供了非常好的硬件條件。

為了探索新形式下的高等工程教育教學(xué)模式，進(jìn)一步推進(jìn)高等教育改革，2016年6月燕山大學(xué)教務(wù)處對包括工程制圖基礎(chǔ)在內(nèi)的4門主干課程在線課程建設(shè)立項(xiàng)，鑒于學(xué)堂在線在制作MOOC課程的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)及行業(yè)優(yōu)勢，2017年5月與學(xué)堂在線進(jìn)行合作，共投入30余萬元進(jìn)行課程宣傳片、在線課程的錄制和后期制作。目前已順利完成課程在線課程視頻以及課程宣傳片錄制工作。

五、基于MOOC平臺的工程制圖基礎(chǔ)在線課程視頻制作

1.適用于MOOC平臺在線視頻課程教學(xué)內(nèi)容及知識點(diǎn)分解

根據(jù)工程制圖基礎(chǔ)教學(xué)大綱以及工程制圖基礎(chǔ)教材及習(xí)題集，將教學(xué)內(nèi)容分為8章：①課程介紹及緒論；②制圖基本知識；③點(diǎn)、直線及平面投影；④立體及立體表面交線；⑤組合體；⑥物體常用表達(dá)方法；⑦標(biāo)準(zhǔn)件及常用件介紹；⑧零件圖和裝配圖介紹，其中第2章為自學(xué)內(nèi)容。

視頻平均時長反映的是每門課程平均每個視頻的時長，這也是反映知識點(diǎn)是否碎片化的一個指標(biāo)。視頻平均時長與學(xué)科內(nèi)容及主講教師的語言習(xí)慣有很大關(guān)聯(lián)，很多教師也表示過很難將視頻切分很細(xì)。但作為MOOC，還是應(yīng)盡量用更短的時間講授某一個知識點(diǎn)。Philip J.Guo等曾研究得出結(jié)論，視頻長度是最影響學(xué)習(xí)者投入程度的一個指標(biāo)，不論總視頻多長時間，學(xué)習(xí)者投入時間中位數(shù)都不超過6分鐘。而且 6-9分鐘長的視頻是個拐點(diǎn)，更長的視頻實(shí)際觀看中位數(shù)反倒會下降[8]

根據(jù)MOOC的應(yīng)用實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，考慮到學(xué)生學(xué)習(xí)過程的注意力，錄制的每段視頻時間原則上應(yīng)該控制在5-15分鐘之間，視頻6-9分鐘時學(xué)生能夠保持注意力集中，超過10分鐘后學(xué)生注意力和投入程度開始下降。另外視頻中出現(xiàn)的文字、動畫、圖形等內(nèi)容不宜過多，轉(zhuǎn)換速度不宜太快，否則會影響學(xué)習(xí)效果。

為了避免錄課教師過多頻繁更換教師影響學(xué)生學(xué)習(xí)效果，本課程共由三名教師完成全部30個教學(xué)視頻錄制。

2.適用于MOOC平臺在線視頻課程PPT和拍攝腳本

為了達(dá)到比較好的拍攝效果，學(xué)堂在線編導(dǎo)對課程團(tuán)隊(duì)提供的PPT進(jìn)行了美化，圖4和圖5分別為美化前后的PPT。針對MOOC特點(diǎn)，將總教學(xué)內(nèi)容根據(jù)知識點(diǎn)進(jìn)行分解，得到了較為完整的30個知識點(diǎn)，將原授課PPT進(jìn)行了拆分和簡化，保證每個知識點(diǎn)對應(yīng)的視頻長度為10分鐘左右，將錄制視頻所用的PPT頁數(shù)控制在10頁以下，盡量在錄制視頻PPT中突出最重要的文字、圖形和動畫，其它輔助說明內(nèi)容由錄制視頻教師用語言進(jìn)行介紹。

為了體現(xiàn)課程特點(diǎn)，學(xué)堂在線制作團(tuán)隊(duì)專門針對課程特點(diǎn)設(shè)計(jì)、制作了大型背景板（見圖6）。

圖4 美化前PPT

圖5 美化后PPT

錄制課程最終版PPT完成后，授課教師根據(jù)相應(yīng)知識點(diǎn)制定拍攝提綱，再根據(jù)提綱編寫拍攝腳本，將錄制視頻的語言寫入腳本里面，盡可能保證錄制視頻的語言邏輯合理、簡練流暢，避免出現(xiàn)口頭禪和過于口語化，另外需要注意腳本中要突出重要知識點(diǎn)，次要知識點(diǎn)或基礎(chǔ)知識介紹盡量少占用拍攝時長，待拍攝提綱和腳本定稿后，可進(jìn)入實(shí)際的拍攝階段。

腳本的編寫要注意考慮教師出鏡、語言介紹及PPT演示，不能通篇都是老師講的內(nèi)容，不能全是操作的演示，但也不能通篇都是影片。腳本范例如表1所示。

3.錄制在線課程視頻準(zhǔn)備工作

為了達(dá)到比較好的在線課程教學(xué)視頻拍攝效果，錄制基本要求如下：

錄制團(tuán)隊(duì)：編導(dǎo)1人、攝像1人、燈光1人、化妝師1人；

錄制專業(yè)設(shè)備：2臺攝像機(jī)、1臺監(jiān)視器、84寸高清觸控顯示屏、提字器、PPT翻頁器、無線話筒、柔光燈；

燈光：采用影視級拍攝燈光布局，按照三點(diǎn)布光原則，主體光、輔助光、輪廓光結(jié)合；

場地要求：空間大于100平方米、隔音效果好、溫度適宜；

服裝要求：與錄制背景板顏色要區(qū)分開，盡量選擇純色衣服，避免格子紋或點(diǎn)紋。

表1 腳本范例

錄制現(xiàn)場如圖7所示，錄制的在線課程視頻如圖8所示。

圖7 錄制現(xiàn)場

圖8 在線課程視頻

4.課程宣傳片拍攝

圖9 在線課程宣傳片

課程宣傳片主要使學(xué)生了解本門課的任務(wù)、目標(biāo)有很重要的作用，宣傳片可以將能體現(xiàn)學(xué)校歷史及專業(yè)的重要建筑或地標(biāo)做為錄制背景，通過教師出鏡方式將課程介紹以語言、畫面生動形象地展示給課程學(xué)習(xí)者，使學(xué)生在短時間內(nèi)快速了解本門課程的功能和作用。本課程錄制選擇了校園內(nèi)校友捐贈體現(xiàn)學(xué)校歷史和強(qiáng)勢學(xué)科的浮雕以及機(jī)械工程學(xué)院大樓為背景進(jìn)行外景錄制。

工程制圖基礎(chǔ)這門課的研究對象為工程圖樣，針對本門課的特點(diǎn)將如下介紹做為課程宣傳片的開頭“圖形是我們認(rèn)識了解外部世界及表達(dá)事物的重要技術(shù)資料，是知識傳承與交流的重要載體，為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步起到了關(guān)鍵的橋梁和紐帶作用?！痹趯W(xué)生繪圖教室內(nèi)完成宣傳片第一個場景錄制，為了體現(xiàn)課程特點(diǎn)，在黑板上畫出一個規(guī)范工程圖。

為了體現(xiàn)本門課程的特點(diǎn)，將模型室做為重要的宣傳片錄制室內(nèi)場景，主要展示教學(xué)模型、繪圖工具、測繪工具。

宣傳片最后一個場景依然回到教室錄制，錄制以“工程制圖基礎(chǔ)帶你走進(jìn)圖形世界，去探索圖形的奧秘”結(jié)束。宣傳片外景及宣傳片片尾如圖9（a）和9（b）所示。

六、基于MOOC平臺的在線課程制作建議

基于本文MOOC平臺的教學(xué)視頻錄制經(jīng)驗(yàn)，要想達(dá)到比較理想的視頻錄制效果，在錄制前應(yīng)該認(rèn)真做如下準(zhǔn)備工作：①制作簡潔的PPT演示文稿，PPT頁數(shù)避免超過10頁；②針對PPT認(rèn)真組織語言和腳本，保證圖形、字幕和語言協(xié)調(diào)一致；③避免語言過于口語化和口頭禪頻繁出現(xiàn)，保證語言流暢、邏輯關(guān)系合理；④合理分解知識點(diǎn)，每個視頻時長控制在15分鐘以下，如超過20分鐘，可考慮將其分解為2個視頻。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙洱崠,姜昊,馬曉穎,國防,劉力緯.從理念到行動:在線開放課程教學(xué)模式的構(gòu)建與實(shí)踐——以中國大學(xué)MOOC“管理溝通”為例[J].中國大學(xué)教學(xué),2017(3):15-19.

[2]伍杰華,付慧平.MOOC學(xué)習(xí)行為的統(tǒng)計(jì)、預(yù)測與展望[J].工業(yè)和信息化教育,2017(2):81-89.

[3]Y.Wang and R.Baker.Coontent or platform:Why do students complete MOOCs.MERLOT Journal of Online Learning and Teaching,2015,11(1):17-30.

[4]R.Fontana,C.Milligan,A.Littlejohn,A.Margaryan. Measuring self-regulted learning in the workplace.International Journal of Training and Development,2015,19(1): 32-52.

[5]N.Hood, A.littlejohn and C.Milligan.Context counts:How learners’ contexts influence learning in a MOOC.Computer and Education,2015,91:83-91.

[6]K.Jordan.Initial trends in enrolment and completion of massive open online courses.The International Review of Research in Open and Distributed Learning,2014,(15)1: 133-160.

[7]A.Littlejohn,N.Hood,C.Milligan and P.Mustain. Learning in MOOCs:Motivation and self-regulated learning in MOOCs.29(2016):40-48.

[8]唐環(huán)環(huán),陳亞芳,徐曉雄,郝成龍,張細(xì)呈.大規(guī)模在線課程教學(xué)設(shè)計(jì)質(zhì)量調(diào)查研究[J].中國教育信息化,2017 (1):1-6.

[9]馬秀麟,毛荷,王翠霞.從MOOC到SPOC:兩種在線學(xué)習(xí)模式成效的實(shí)證研究 [J].遠(yuǎn)程教育雜志,2016,34 (4):43-51.

[10]Y.G.Dong,J.F.Song,H.Zhu,G.L.Luo.Exploration of teaching reform of drawing courses in Chinese colleges and universities based on the advanced engineering education model.2017 2nd International conference on Humanities and social science(HSS2017),Shenzhen, China.Advances in social Sciences,educations and humanities research,2017,83:34-38.

[11]Y.G.Dong,J.F.Song.Reform practice of evaluation method of drawing courses in Chinese colleges adapting to advanced manufacturing technology.,1st International conference on education,Managment,Science and Economics(ICEMSE2016),December 26-28,2016,Singapore.Advances in Social Science,Education and Humanities,2016,65:379-381.

[12]董永剛,宋劍鋒,李興東,姚春東.我國高校制圖類課程教學(xué)存在的問題及改進(jìn)措施[J].高等教育研究(成都),2017,34(1):25-28.