程序設(shè)計課程MOOC教學(xué)資源的開發(fā)和實踐研究

殷榮網(wǎng),張少巍

(1.合肥學(xué)院 基礎(chǔ)教學(xué)與實踐中心，合肥 230601；2.安徽文達信息工程學(xué)院 計算機工程學(xué)院，合肥 230032)

0 引 言

MOOC是遠程和開放教育中最具創(chuàng)新性的運動之一，通過提供作為“ 互聯(lián)網(wǎng)+教育”產(chǎn)品的聯(lián)合在線課程，學(xué)習(xí)者可以調(diào)整學(xué)習(xí)進度。這種新的教育模式與傳統(tǒng)教學(xué)相比具有許多顯著優(yōu)勢。關(guān)于MOOC教學(xué)法對高等教育的影響，已經(jīng)有很多數(shù)據(jù)從側(cè)面得到了驗證，MOOC越來越受歡迎，并被接受為大型在線公開課程[1-4]。MOOC的開放性主要包含的含義有以下幾方面：

(1)開放式課程。學(xué)習(xí)者將教育資源，不同學(xué)科的活動結(jié)合起來，以滿足他們的需求。學(xué)習(xí)者負責(zé)自己的學(xué)習(xí)，他們將選擇他們需要學(xué)習(xí)的東西來滿足他們的個人目標和要求。

(2)開放式學(xué)習(xí)。教師，學(xué)習(xí)者將合作并參與各種活動，在學(xué)習(xí)過程中分享他們的想法和新發(fā)現(xiàn)。這為學(xué)習(xí)者提供了討論，提問和回答的機會，同時使學(xué)習(xí)過程更加有趣和有效。

(3)開放式評估。學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)內(nèi)容的評估是由他們的教師，同事和其他人在學(xué)習(xí)過程中通過點對點進行評估。

(4)開放平臺。這為所有人提供了一個開放的學(xué)習(xí)平臺，支持動態(tài)和互動的開放

程序設(shè)計基礎(chǔ)課教學(xué)目標中需要學(xué)生們能建立較好的學(xué)科基礎(chǔ)知識，能深入系統(tǒng)地應(yīng)用到專業(yè)課程中，但在程序設(shè)計基礎(chǔ)課的教與學(xué)中，課堂課時較少，而課程知識卻繁多復(fù)雜，教學(xué)過程中面臨許多“教”與“學(xué)”的問題。有數(shù)據(jù)表明，該學(xué)科領(lǐng)域的課程往往呈現(xiàn)較低的學(xué)習(xí)通過率和較高的輟學(xué)率[5-7]，這種矛盾使得線上課程引入教學(xué)之中已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。通過建設(shè)線上教學(xué)平臺，不僅可以擴大學(xué)生獲取知識的渠道和途徑，而且能夠提高學(xué)生對程序設(shè)計語言的學(xué)習(xí)興趣。MOOC與教學(xué)組織之間的合作，為編程領(lǐng)域的長期教育方法帶來了新的機遇。[8-9]另一方面，MOOC關(guān)于創(chuàng)作或其他技術(shù)方面的研究文獻不多，因此，應(yīng)更詳細地研究MOOC設(shè)計的質(zhì)量。[10-12]

MOOC研究的熱點已由最初如何建設(shè)課程轉(zhuǎn)向如何建設(shè)優(yōu)質(zhì)課程。優(yōu)質(zhì)的MOOC是在線教育持續(xù)性發(fā)展的良好保障，但這又依賴于優(yōu)質(zhì)的MOOC設(shè)計?！坝嬎銠C基礎(chǔ)課程”學(xué)科組成教學(xué)團隊，重點開展了優(yōu)質(zhì)MOOC課程教學(xué)的建設(shè)。從課程的設(shè)計、任務(wù)的分工、視頻制作、課程在線運行及維護以及學(xué)生考評管理等建設(shè)過程中，對基于團隊協(xié)作方法在優(yōu)質(zhì)MOOC課程建設(shè)方面的優(yōu)勢進行探索。通過提供計算機C語言編程MOOC的案例研究，提供優(yōu)質(zhì)MOOC課程建設(shè)的設(shè)計思路。

1 MOOC建設(shè)

根據(jù)合肥學(xué)院開設(shè)課程的現(xiàn)狀和特點，分析了建立MOOC平臺的要求，明確了課程安排和方向。只有這樣，才能為學(xué)生開發(fā)適合的MOOC課程。“C語言編程基礎(chǔ)”課程是針對整個學(xué)校的非計算機專業(yè)學(xué)生，學(xué)生人數(shù)達數(shù)千人，參與課程教學(xué)的教師工作量非常大。 MOOC的開放式在線教學(xué)模式將教師從繁瑣的教室中解放出來，使他們有更多的時間和精力專注于教育改革研究和科學(xué)研究。優(yōu)質(zhì)的MOOC資源建設(shè)需要更科學(xué)的設(shè)計和更合理的規(guī)劃。為此，通過團隊協(xié)作進行線上課程開發(fā)，將不同學(xué)科的專業(yè)人員組成MOOC團隊進行協(xié)作開發(fā)?；趨f(xié)作開發(fā)方法，在每個階段，特定團隊都在合作。團隊成員結(jié)構(gòu)定義了協(xié)作課程開發(fā)所需成員的一組基本角色。[13]這些團隊由專業(yè)人士和非專業(yè)人士(例如，即將畢業(yè)的學(xué)生作為助教)組成，幫助創(chuàng)建具有不同技能和能力的學(xué)習(xí)者可以使用的MOOC。

團隊成員主要包括如下四個團隊。

(1)課程管理團隊：負責(zé)課程設(shè)計和實施。

(2)教育支持團隊：負責(zé)所有階段的課程管理。

(3)技術(shù)支持團隊：負責(zé)MOOC平臺的操作，維護和技術(shù)支持。

(4)額外工作人員：負責(zé)其他跟MOOC平臺相關(guān)的工作。

基于團隊協(xié)作方法，將MOOC的建設(shè)過程分為以下五個階段。

(1)分析階段：在分析階段，分析課程的教育主題，以指定學(xué)習(xí)目的，知識領(lǐng)域和主要學(xué)習(xí)目標。參與分析階段的團隊是負責(zé)產(chǎn)生階段結(jié)果的課程管理團隊和協(xié)助支持第一團隊的教育支持團隊。

(2)設(shè)計階段：在設(shè)計階段，學(xué)習(xí)活動和學(xué)習(xí)對象旨在展示向?qū)W習(xí)者提供知識的方式。教學(xué)設(shè)計不是為了創(chuàng)建標準格式，而是根據(jù)分析階段發(fā)現(xiàn)的需求設(shè)計每門課程。在此階段，課程管理團隊參與支持團隊的協(xié)作。

(3)開發(fā)階段：在此階段，開發(fā)學(xué)習(xí)對象。課程管理團隊與多媒體開發(fā)人員(額外工作員工)合作。教育支持團隊協(xié)助該過程，而技術(shù)支持團隊配置MOOC平臺并將教育材料集成到平臺中。

(4)實施階段：使用定義的時間范圍實施教育過程。應(yīng)該運行一個試點課程，以便發(fā)現(xiàn)需要改進的事項。在此階段，課程管理團隊在教育過程中與教育支持團隊協(xié)作。技術(shù)支持團隊在整個教育過程中提供技術(shù)支持。

(5)評估：對擬議方法的評估在兩個層面上進行。在每個步驟中評估方法學(xué)過程，并在所有階段結(jié)束時進行最終評估。評估的目的是審查需要改進的數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)來評估過程成功的實現(xiàn)。

2 MOOC開發(fā)

本節(jié)介紹用于創(chuàng)建MOOC的方法實現(xiàn)。課程管理團隊由兩名具有工程背景的教師組成。教育支持小組由另外兩名教師構(gòu)成，其中一名是計算機領(lǐng)域?qū)＜?，另一名是教育學(xué)領(lǐng)域?qū)＜摇?/p>

2.1 分析階段

課程管理和教育支持團隊在分析階段進行協(xié)作，以定義課程描述。MOOC開發(fā)指南已提供給課程經(jīng)理團隊，包括方法程序。團隊主要通過電子郵件進行溝通，討論有關(guān)實施過程的想法和問題。主要課程描述如下。

計算機C語言課程主要培養(yǎng)計算機編程的基本概念，并通過編程語言中的程序開發(fā)來檢查其實際應(yīng)用。它還提供了必要的工具來管理結(jié)構(gòu)化程序的開發(fā)過程，理論上通過結(jié)構(gòu)化的呈現(xiàn)和分析來管理編程技術(shù)，并在實踐中通過使用應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境開發(fā)程序。程序或結(jié)構(gòu)化編程的一個關(guān)鍵要素是通過重復(fù)使用子程序來構(gòu)建程序，子程序執(zhí)行通用任務(wù)或解決整個問題的一部分。目的是了解編程的基礎(chǔ)知識并鞏固其理念，以便學(xué)習(xí)者能夠毫無困難地轉(zhuǎn)向其他編程方法，例如面向?qū)ο缶幊獭?/p>

C語言是最常用的過程編程語言，它可以成為快速徹底理解編程語言基礎(chǔ)知識的最佳起點。C語言展示了許多有趣且有用的功能。例如，它相對較小且易于學(xué)習(xí)、支持結(jié)構(gòu)化編程、可以用作低級編程語言，允許直接訪問計算機資源等等。

2.2 設(shè)計開發(fā)階段

在設(shè)計階段，相同的團隊進行了合作。首先，該課程圍繞6個基本部分構(gòu)建：

(1)“編程環(huán)境”。描述C語言在軟件開發(fā)過程中的作用，并簡要介紹了C語言的開發(fā)以及分類中最重要的類別。最后介紹了C語言語法的基本概念，以及程序編寫過程的主要限制。

(2)“變量、常量，數(shù)據(jù)類型”。介紹C語言的基本元素，支持的數(shù)據(jù)類型，變量的類型，表達式的計算方式以及每個程序的結(jié)構(gòu)。隨后。還將介紹編程語言C的基本命令，變量值的賦值命令以及程序與用戶交互的輸入輸出命令。

(3)“運算符、表達式，指令”。介紹運算符的基本概念以及如何用于表達表達式和計算這些表達式的值。C擁有豐富的運算符集，比其他編程語言更豐富，此外，它幾乎可以無限制地混合其類型。此外，還介紹了作為程序編程的基本構(gòu)建單元的指令。

(4)“數(shù)組，指針”。介紹C編程語言中數(shù)組和指針的基本概念，以及這兩種類型用于聲明變量的方式。數(shù)組是C中最有用的元素之一，支持字母、數(shù)字的管理等。特別強調(diào)字符數(shù)組。最后，指針為我們提供了另一種引用計算機主存儲器中存儲的信息的方法。

(5)“流程控制”。程序執(zhí)行流程配置是程序員在程序編程中最重要的工作。熟悉語言的可用結(jié)構(gòu)有助于選擇合適的結(jié)構(gòu)，并導(dǎo)致編寫結(jié)構(gòu)化，可讀和有效的代碼。一組規(guī)則適用于流控制指令的使用。因此，在程序中引入流控制的概念，同時，給出允許程序員根據(jù)每個應(yīng)用程序的要求配置執(zhí)行流程的基本指令類別。

(6)“高級流程問題”。抽象是簡化的描述或文檔，突出了許多功能。有兩種抽象形式：過程抽象和數(shù)據(jù)抽象。本節(jié)由三部分組成：第一部分描述過程抽象。(數(shù)據(jù)抽象將是本課程中可能添加的另一部分的主題)，涉及抽象的概念以及如何在編程中使用它來支持代碼部分；第二部分描述了模塊化設(shè)計的問題；第三部分介紹了如何應(yīng)用第二部分的功能進行程序設(shè)計。

根據(jù)上面提到的部分，通過詳細課程描述，為學(xué)習(xí)者設(shè)計學(xué)習(xí)活動。每個部分都以一個演示文稿開始，該演示文稿引導(dǎo)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)該部分的主題。每個部分至少包含兩個活動。在下表中，提供了設(shè)計過程中學(xué)習(xí)活動描述的示例。題為“變量、常量，數(shù)據(jù)類型”的第二個課程章節(jié)，包括三個與C中基本數(shù)據(jù)類型相關(guān)的教學(xué)活動，側(cè)重于處理每種類型變量的方式，常量和變量的概念以及輸入和輸出語言的功能。表1描述了第三項學(xué)習(xí)活動。

表1 學(xué)習(xí)活動描述

2.3 實施階段

為此，團隊共開發(fā)了86個學(xué)習(xí)對象，這些對象是在上一階段設(shè)計的。這些學(xué)習(xí)對象包括教育視頻，超文本，自我評估練習(xí)(例如測驗，多項選擇題，填空)以及編程項目。在此之后，技術(shù)支持團隊與教育支持團隊合作，將教育材料整合到平臺中。使用的平臺是合肥學(xué)院在線學(xué)習(xí)平臺，該平臺由超星公司負責(zé)開發(fā)。圖1是在線學(xué)習(xí)平臺，圖2是基于平臺設(shè)計的C語言學(xué)習(xí)平臺。該MOOC已經(jīng)在平臺上進行了發(fā)布。在開設(shè)課程之前，團隊開設(shè)了一個試點課程，以便對課程和平臺進行故障排除和評估。測試階段的參與者是少數(shù)學(xué)生和經(jīng)驗豐富的教師。在此階段，課程管理團隊在教育過程中與教育支持團隊合作。技術(shù)支持團隊在整個教育過程中提供技術(shù)支持。

圖1 在線學(xué)習(xí)平臺

圖2 計算機C語言學(xué)習(xí)平臺

3 結(jié)果和討論

結(jié)合 MOOC 課程特點，從課程本身，教師以及學(xué)生等3個角度設(shè)計了 MOOC 課程評價體系，細化的體系指標包括知識點、內(nèi)容編排、習(xí)題設(shè)計、教學(xué)方法、課程答疑、視頻錄播、課堂測驗、課堂作業(yè)，作業(yè)完成率，考試及格率以及學(xué)生參與度等。整個評估階段包括兩個方面。

(1)形成性評估：在過程的每個階段都提供形成性評估，包括收集信息以識別問題。因此，形成性評估包括小組訪談以及試點實施。此外，在試點實施期間，會給出問卷調(diào)查或訪談，以便考慮任何出現(xiàn)的問題和需要的改進措施。

(2)最終評估：最終評估旨在為用戶提供反饋機會。具體而言，在最終評估期間，通過調(diào)查問卷和訪談的結(jié)果以及來自平臺的有用信息進行分析，以提供有價值的信息反饋。

通過采用網(wǎng)絡(luò)層次分析法(Analytic Network Process，ANP)，計算MOOC課程評價指標的重要性權(quán)值，為MOOC課程評價提高參考。[14-15]計算結(jié)果如表2所示，從計算分析結(jié)果可知，課程答疑和在線直播交流對課程質(zhì)量影響程度較大，這是因為課程本身的難度大，而且參加學(xué)習(xí)的大多數(shù)學(xué)員為低年級學(xué)生。同時，課堂測驗以及教師在直播過程中對學(xué)生的隨機提問對保證課程質(zhì)量也產(chǎn)生積極的影響。因此，根據(jù)評估反饋結(jié)果，課程建設(shè)團隊對課程建設(shè)的各個階段進行梳理和細化。例如，針對設(shè)計階段，重新對知識點和學(xué)習(xí)活動進行細化，針對重難點部分提高答疑次數(shù)，錄播視頻進行多段小時長的方式進行錄制。在實施階段，采用視頻錄播和在線直播相結(jié)合的方法，適當(dāng)加大提問等課程活動。

表2 指標評價權(quán)值

4 總 結(jié)

本文提出了一種基于團隊的協(xié)作方法，側(cè)重于計算機C語言編程的MOOC建設(shè)。由于建設(shè)優(yōu)質(zhì)MOOC資源的需要以及參與學(xué)習(xí)的人員規(guī)模原因，MOOC本身需要一種基于團隊的方法來進行課程開發(fā)。在MOOC開發(fā)完成之后，根據(jù)研究目標以自上而下的方式收集和分析有關(guān)學(xué)習(xí)者的數(shù)據(jù)。這些研究結(jié)果將為團隊開發(fā)建立MOOC提供有價值的參考。此外，通過調(diào)整，采用這種協(xié)作建設(shè)方案也可以為其他教育機構(gòu)創(chuàng)建一個基于團隊合作的在線課程開發(fā)提供參考。