基于MOOC平臺(tái)打造大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)國家在線精品課程

吳 荻，周海芳，周麗濤，寧偉勛，楊 歡

（國防科技大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院，湖南 長沙 410073）

0 引 言

教育部為寫好教育“奮進(jìn)之筆”，打好高等教育提升質(zhì)量、推進(jìn)公平、創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制攻堅(jiān)戰(zhàn)，將全面推進(jìn)在線開放課程建設(shè)與應(yīng)用，不斷深化信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，深入推進(jìn)以學(xué)生為中心的課程改革、教學(xué)方式與學(xué)習(xí)方式變革，實(shí)現(xiàn)高等教育教學(xué)質(zhì)量的“變軌超車”，特于2017年推出國家首批精品在線開放課程。國家在線精品課程的認(rèn)定要求完成至少兩期教學(xué)活動(dòng)，課程質(zhì)量高，共享范圍廣，應(yīng)用效果好，示范性強(qiáng)。一門課程開設(shè)完成兩期教學(xué)活動(dòng)只是受時(shí)間影響，共享范圍廣可能受平臺(tái)和營銷的影響，但是應(yīng)用效果好、示范性強(qiáng)都是由課程質(zhì)量決定。實(shí)際上，在眾多研究評(píng)價(jià)MOOC的論文中，課程質(zhì)量主要由教學(xué)內(nèi)容、主講教師素質(zhì)、教學(xué)資源質(zhì)量決定，其次需要好的平臺(tái)和課程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及良好的溝通互動(dòng)?！罢n程學(xué)習(xí)支持與服務(wù)”和“課程學(xué)習(xí)目標(biāo)與教師素養(yǎng)”是影響學(xué)習(xí)效果最重要的兩個(gè)方面。因此，MOOC建設(shè)應(yīng)回到檢視課程質(zhì)量的原點(diǎn)，精選優(yōu)秀主講教師，設(shè)計(jì)以學(xué)習(xí)者為中心的課程，不斷融入新技術(shù)，從而提升MOOC質(zhì)量及學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果[1]。

1 新型學(xué)習(xí)過程的優(yōu)勢與要求

1.1 授學(xué)方式更便利

傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)關(guān)系由教室、教師、學(xué)生構(gòu)成，學(xué)生的學(xué)習(xí)行為主要在學(xué)校的教室里完成。在規(guī)定的時(shí)間里，教師教授特定內(nèi)容的知識(shí)，學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)，兩者能夠面對(duì)面交流。此時(shí)，在教室里的教師和學(xué)生雙方是強(qiáng)耦合關(guān)系，無論學(xué)生個(gè)人意愿如何，特定內(nèi)容的知識(shí)都必須在特定時(shí)間里由教師輸出給學(xué)生。

現(xiàn)在基于MOOC平臺(tái)教學(xué)新型的學(xué)習(xí)關(guān)系由平臺(tái)、教師、學(xué)生構(gòu)成，教師通過平臺(tái)提供內(nèi)容，學(xué)生自主選擇，學(xué)習(xí)主要在平臺(tái)上完成。學(xué)生選擇何種課程，決定何時(shí)以何種方式學(xué)習(xí)，均不受限制。MOOC能彌補(bǔ)教育資源在各區(qū)域的不均衡[2]，對(duì)于教師來說，一次授課，多次迭代，無需重復(fù)內(nèi)容，只需關(guān)注內(nèi)容的更新；對(duì)于學(xué)生來說，掌握了學(xué)習(xí)主動(dòng)性，能夠自主選擇課程，自由安排學(xué)習(xí)時(shí)間。

1.2 自控要求更嚴(yán)格

香港大學(xué)的蘇德毅（Peter E Sidorko）指出“沒有先修條件”和“沒有限制”，對(duì)于MOOC粉絲和大學(xué)而言，既是MOOC的優(yōu)勢，又是其局限[3]。①因?qū)W習(xí)無體系，需要學(xué)生自主進(jìn)行整體規(guī)劃；②有了主動(dòng)性，未必有自律，無強(qiáng)制性監(jiān)督，哪怕已經(jīng)選擇了一門課程，學(xué)生和教師之間也是弱耦合關(guān)系，選了課程未必按照計(jì)劃留出足夠時(shí)間學(xué)習(xí)，學(xué)生可以輕易選擇棄學(xué)或者退課，這就要求學(xué)生務(wù)必堅(jiān)持；③學(xué)生和教師之間非面對(duì)面及時(shí)交流，而是通過平臺(tái)錯(cuò)時(shí)空交流。由于定期在線互動(dòng)不足，針對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，教師不能馬上解答，學(xué)生無法享受到與教師在同一個(gè)時(shí)空的“共存”感。這種教學(xué)方式使得學(xué)生和教師的溝通交流互動(dòng)在一定程度上受到阻礙，從而會(huì)減弱學(xué)生投入學(xué)習(xí)的積極性[4]，但是MOOC在設(shè)計(jì)之初就針對(duì)大規(guī)模人群設(shè)計(jì)課程的呈現(xiàn)與互動(dòng)模式，注冊(cè)同一課程的學(xué)生可以通過加入當(dāng)?shù)氐膶W(xué)習(xí)小組或者在在線論壇上討論等方式，互相促進(jìn)、學(xué)習(xí)[5]。此時(shí)的在線討論也不只是在傳統(tǒng)面授課堂中受時(shí)空所限的簡單互動(dòng)，而是可以激發(fā)學(xué)生思考、促進(jìn)學(xué)生之間相互交流的互動(dòng)[6]。

1.3 督學(xué)設(shè)計(jì)更精細(xì)

（1）不斷調(diào)整課程結(jié)構(gòu)。無法實(shí)時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況，傳統(tǒng)的督促學(xué)習(xí)不再起作用，很難針對(duì)個(gè)別學(xué)生特點(diǎn)施教，只能關(guān)注大數(shù)據(jù)，分析影響學(xué)生學(xué)習(xí)的重要因素如課程發(fā)布時(shí)間、單個(gè)視頻長度、視頻數(shù)量、測試次數(shù)等，從而調(diào)整課程結(jié)構(gòu)。

（2）同步推動(dòng)互動(dòng)考核。平臺(tái)提供基本構(gòu)架，教師將授課內(nèi)容搬到平臺(tái)上，學(xué)習(xí)者根據(jù)自己的需要選擇課程進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。為了模擬正常教學(xué)過程，平臺(tái)設(shè)置有課內(nèi)小提問、討論區(qū)互動(dòng)、小測試、課堂作業(yè)、期中期末考試，并且教學(xué)過程中的參與度會(huì)影響最終考核。

2 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的改革實(shí)踐

2.1 開課前調(diào)研情況

在開課前期，課程組進(jìn)行開課調(diào)研，總共收到264份答卷，內(nèi)容均有效。從結(jié)果可看出：學(xué)員來自全國各地；男女比例，以男生居多；以工科為主，其他學(xué)科均有少量人；選修本課程的學(xué)生以本科為主，但是有少量研究生及?？?，甚至高中及以下。

（1）關(guān)于學(xué)習(xí)背景調(diào)查，大部分人具有網(wǎng)上學(xué)習(xí)經(jīng)歷，此類學(xué)生網(wǎng)上學(xué)習(xí)的流程和操作完全沒有問題；少數(shù)人有過編程和拆裝機(jī)經(jīng)驗(yàn)，此類學(xué)生學(xué)習(xí)本課程應(yīng)該較為簡單；極少數(shù)人甚至沒有使用電腦的經(jīng)驗(yàn)，這類學(xué)生學(xué)習(xí)本課程可能會(huì)比較吃力。

（2）關(guān)于學(xué)習(xí)自律性的調(diào)查，MOOC 對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和自制力有一定的要求[7]。通過問卷統(tǒng)計(jì)結(jié)果得知有46%的學(xué)生準(zhǔn)備不計(jì)時(shí)間成本把課程內(nèi)容學(xué)懂為止，約占總數(shù)的一半；有27%的學(xué)生是準(zhǔn)備按照課程推薦的時(shí)間每周安排1～3小時(shí)學(xué)習(xí)此課程；也有不少學(xué)生，占21%，并無學(xué)習(xí)計(jì)劃，此類學(xué)生的學(xué)習(xí)決心不大。

（3）關(guān)于學(xué)習(xí)目的性調(diào)查，統(tǒng)計(jì)問卷結(jié)果后顯示有85%的人是為了學(xué)習(xí)知識(shí)而來，占了絕大多數(shù)。MOOC平臺(tái)作為一種開放學(xué)習(xí)平臺(tái)，幫助獲取知識(shí)是激發(fā)學(xué)習(xí)者參與該平臺(tái)最重要的動(dòng)機(jī)。學(xué)習(xí)者希望通過MOOC學(xué)習(xí)更多的知識(shí)，擴(kuò)充其知識(shí)量，以滿足自身的求知欲[8]。課程的內(nèi)容對(duì)他們有吸引力時(shí)，學(xué)生才會(huì)繼續(xù)完成學(xué)習(xí)；為了取得證書的學(xué)生可能因?yàn)閷W(xué)?；騿挝挥袕?qiáng)制性要求，可能會(huì)是選修本課程的最忠實(shí)的學(xué)習(xí)者；而隨便看看的學(xué)生放棄的可能性比較大。

2.2 開課后學(xué)生統(tǒng)計(jì)

MOOC平臺(tái)建設(shè)課程前，課程僅在校內(nèi)開展，只有本校學(xué)生在大一時(shí)才能學(xué)習(xí)到大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程；改革后，課程在愛課程網(wǎng)站面向全國人民開放，不論身份、年齡、職業(yè)、性別的人都可以選修這門課程，受益面從每年的幾百人增加到每年幾萬人?？偟慕虒W(xué)課時(shí)量不變，但增加學(xué)生互動(dòng)及自主學(xué)習(xí)的時(shí)間，整個(gè)課程以學(xué)生為中心，讓學(xué)生能夠不受時(shí)間空間限制，自主安排時(shí)間學(xué)習(xí)。從問卷的統(tǒng)計(jì)結(jié)果得知，在網(wǎng)上閑逛發(fā)現(xiàn)本課程的人數(shù)最多，占38%；其次是從愛課程網(wǎng)站和別人推薦得知本課程的，分別占24%；還有少量是學(xué)?；騿挝灰髮W(xué)習(xí)而選修本科的人群，占3%，說明本課程的口碑較好，已經(jīng)具有一定影響力。

2.3 實(shí)踐成效

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)MOOC是2014年教育部推出的首批985中國大學(xué)MOOC，是基于立體化混合教學(xué)空間實(shí)施主動(dòng)學(xué)習(xí)教法的典范，目前累計(jì)開課11期，其全新的混合學(xué)習(xí)空間和互動(dòng)教學(xué)模式受到選課學(xué)生的廣泛肯定，累計(jì)受益人數(shù)接近20萬人次，社會(huì)效益顯著，于2015年入選果殼網(wǎng)發(fā)布的全球最受好評(píng)的名校免費(fèi)在線課程TOP50，2017年榮獲首批國家精品在線開放課程認(rèn)證。

3 MOOC規(guī)劃的重點(diǎn)注意事項(xiàng)

3.1 注重把握內(nèi)容安排環(huán)節(jié)

在國家大力推行人工智能的背景下，人人能編程已經(jīng)是大勢所趨。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)作為通識(shí)課程，具有受眾面廣，而學(xué)生背景多樣化、能力參差不齊的特點(diǎn)[9]。針對(duì)此特點(diǎn)，課程組特選用SCRATCH作為編程軟件，以搭積木的形式編程，盡量弱化編程語言語法學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生造成的障礙，而重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)。計(jì)算思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念求解問題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和理解人類的行為[10]。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)應(yīng)將計(jì)算技術(shù)的核心理念與計(jì)算技能的培養(yǎng)統(tǒng)籌兼顧，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)運(yùn)用計(jì)算思維，利用現(xiàn)有計(jì)算工具完成計(jì)算任務(wù)和創(chuàng)造工具解決問題的能力。在大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中應(yīng)體現(xiàn)的核心理念包括以下幾方面。

（1）計(jì)算是創(chuàng)造性的活動(dòng)。課程要強(qiáng)調(diào)計(jì)算的創(chuàng)造性特征，學(xué)生能應(yīng)用現(xiàn)有計(jì)算工具或創(chuàng)造新的工具解決實(shí)際問題。

（2）抽象是問題求解技術(shù)的核心。課程要突出抽象在計(jì)算中的作用，學(xué)生能忽略與問題求解無關(guān)的細(xì)節(jié)，把握問題本質(zhì)。

（3）數(shù)據(jù)和信息有助于知識(shí)的創(chuàng)造。課程要體現(xiàn)數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)，學(xué)生能使用計(jì)算工具和技術(shù)描述現(xiàn)實(shí)世界問題。

（4）算法用于表達(dá)計(jì)算問題的解決方案。課程要使學(xué)生理解算法的特征、作用和評(píng)價(jià)，掌握基本的描述方法。

（5）通過程序設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)問題求解和知識(shí)創(chuàng)造。課程要向?qū)W生展示程序設(shè)計(jì)和軟件開發(fā)相關(guān)的概念和技術(shù)，使學(xué)生理解構(gòu)造程序創(chuàng)建計(jì)算工具的基本方法。

（6）教學(xué)內(nèi)容安排上采用兩條主線并行交錯(cuò)發(fā)布的方式，用程序設(shè)計(jì)模塊貫穿課程始終，一方面讓學(xué)生盡早熟悉編程環(huán)境，另一方面用程序設(shè)計(jì)的動(dòng)手操作帶來的成就感消除純理論講解的乏味。另外，在視頻錄制中采用多種先進(jìn)教具如可編程音樂盒、機(jī)械式二進(jìn)制加法等，充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。

3.2 注重把握互動(dòng)提問環(huán)節(jié)

每個(gè)章節(jié)的視頻后都設(shè)置討論題，讓學(xué)生能夠有自主思考的空間?？紤]到MOOC平臺(tái)并沒有提供SCRATCH軟件的在線編輯功能，每個(gè)練習(xí)用的編程題均同步發(fā)布在討論區(qū)，方便學(xué)生討論交流；教師及時(shí)對(duì)學(xué)生的作品進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，并對(duì)好的作品置頂展示。

3.3 注重把握考核評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)

MOOC上的課程考核評(píng)價(jià)更注重階段性和過程性評(píng)估，學(xué)生參與學(xué)習(xí)的過程，包括單元測試、作業(yè)和討論，和最終考試的結(jié)果按一定比例折合計(jì)入期末成績，通過考核設(shè)置來加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自律性。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)MOOC的考核標(biāo)準(zhǔn)為總分（以百分計(jì)）＝單元測驗(yàn)×40%+單元作業(yè)×10%+考試×45%+討論×5%。學(xué)生必須完成單元測試和考試，最終的成績才可能超過60分，其中單元作業(yè)在完成并提交后需要學(xué)生互相評(píng)價(jià)。同伴互評(píng)不僅能夠提高評(píng)價(jià)效率、減輕教師負(fù)擔(dān)，還能夠提高學(xué)生參與度，促使學(xué)習(xí)者在批改他人作業(yè)的同時(shí)反思、借鑒，促進(jìn)學(xué)習(xí)者之間的相互交流和合作，但是對(duì)最終的互評(píng)結(jié)果，可能會(huì)有個(gè)別學(xué)生不清楚評(píng)分的規(guī)則而作出不公平的判斷，教師需要關(guān)注打分差異比較大的評(píng)論結(jié)果并作出公正的裁決，同時(shí)還要抽查分?jǐn)?shù)極高和極低的判分結(jié)果，看是否存在誤判或者有意放水的情況。討論的5分需要回復(fù)教師布置的討論題并收到2個(gè)贊，這就需要學(xué)生不僅參與討論互動(dòng)，還能就討論內(nèi)容提出自己的見解，而教師則需要對(duì)討論區(qū)的學(xué)生回答內(nèi)容及時(shí)點(diǎn)評(píng)和點(diǎn)贊，帶動(dòng)討論區(qū)的學(xué)習(xí)氛圍。

3.4 注重把握發(fā)布時(shí)間環(huán)節(jié)

課程組固定在每周周二10點(diǎn)鐘發(fā)布最新內(nèi)容，10點(diǎn)半發(fā)布相應(yīng)測試題。大數(shù)據(jù)研究表明，上午10點(diǎn)鐘是一個(gè)人思想最集中的時(shí)刻，而半個(gè)小時(shí)之后發(fā)布測試題是考慮到有部分基礎(chǔ)好的學(xué)生可能會(huì)很快學(xué)完相關(guān)內(nèi)容，便可以自我檢測。

4 結(jié) 語

MOOC 不單是教育技術(shù)的革新，更是全新的教育模式和學(xué)習(xí)方式[11]。MOOC的出現(xiàn)為教師教學(xué)帶來機(jī)遇和挑戰(zhàn)，一方面教師的授課資源可以大眾化，教師的人格魅力得到最大程度地展示，甚至具有一定的“明星效應(yīng)”；另一方面也迫使教師應(yīng)對(duì)新的教學(xué)需求，不斷學(xué)習(xí)新的教學(xué)方法，提升教學(xué)技巧。希望文章的研究能為其他MOOC教學(xué)開啟精品征程提供現(xiàn)實(shí)借鑒。