基于MNSS的“1+X”大規(guī)?；旌鲜浇虒W(xué)方法研究

李健 孫謙

摘? ?要： 本文在分析MOOC平臺(tái)和SPOC平臺(tái)教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，采用理論與實(shí)踐相結(jié)合、線上與線下相結(jié)合的理念，將MNSS與目前的愛慕課、雨課堂、超星泛雅等在線MOOC平臺(tái)及各個(gè)學(xué)校自建的SPOC平臺(tái)相結(jié)合，形成完備的“MOOC+MOOP+SPOC”大規(guī)?；旌辖虒W(xué)平臺(tái)。應(yīng)用該模式有利于學(xué)生進(jìn)行碎片化學(xué)習(xí)，有效促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐課程的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。

關(guān)鍵詞： MOOC? ?SPOC? ?MOOP? ?MNSS? ?混合式教學(xué)

1.大規(guī)?；旌鲜浇虒W(xué)的內(nèi)涵與建設(shè)困難

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，基于信息技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)與傳統(tǒng)的線下教學(xué)相結(jié)合形成了混合式教學(xué)模式，為教育領(lǐng)域改革提供了新的方向。在國內(nèi)，混合式教學(xué)模式最早由何克抗教授提出。他指出，混合式教學(xué)模式將傳統(tǒng)教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)和信息化教學(xué)的優(yōu)勢(shì)有機(jī)結(jié)合起來，既發(fā)揮了教師在教學(xué)過程中的監(jiān)督、指導(dǎo)、啟發(fā)作用，又激發(fā)了學(xué)生的積極性、自主性與創(chuàng)造性，充分體現(xiàn)了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位[1]（48-55）。

近年來，隨著MOOC（Massive Open Online Course）平臺(tái)的興起，賦予混合式教學(xué)模式新的內(nèi)涵，混合式教學(xué)模式不再是線下傳統(tǒng)教學(xué)和線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的簡單疊加。翻轉(zhuǎn)課堂是基于MOOC的新的教學(xué)模式，將線上自主學(xué)習(xí)與線下自由討論相結(jié)合，即教師將錄制好的教學(xué)視頻發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，學(xué)生利用課下時(shí)間進(jìn)行碎片化學(xué)習(xí)，對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行初步了解，再帶著問題或疑惑在課堂上討論學(xué)習(xí)，極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率?；舅悸肥牵簩鹘y(tǒng)的教學(xué)過程進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，讓學(xué)生利用課外時(shí)間完成課本知識(shí)點(diǎn)的預(yù)學(xué)習(xí)，課堂上的時(shí)間則留給學(xué)生與教師互動(dòng)討論，達(dá)到理想的教學(xué)效果。以翻轉(zhuǎn)課堂和線下研討為主的混合式教學(xué)模式是新時(shí)代教育教學(xué)的主要模式[2]（82-86）。

基于MOOC的混合式教學(xué)對(duì)文科專業(yè)有很大的優(yōu)勢(shì)，并不完全適應(yīng)計(jì)算機(jī)等工科專業(yè)，工科學(xué)生無法進(jìn)行實(shí)踐能力鍛煉。在“新工科”背景下，如何不斷深化培養(yǎng)模式改革，培養(yǎng)新型應(yīng)用型人才，成為當(dāng)前急需解決的問題，對(duì)混合式教學(xué)模式的發(fā)展提出了更高的要求。MOOP（Massive Open Online Practice）概念被引入現(xiàn)代教育中，理念思路是：充分利用軟硬件資源構(gòu)建一個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)和遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，為各類實(shí)踐課程提供在線實(shí)踐教學(xué)與練習(xí)?！癕OOC+MOOP+SPOC”三位一體的教學(xué)模式是大型混合式教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)和難點(diǎn)。

2.MNSS平臺(tái)的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)架構(gòu)

MNSS平臺(tái)基于開源軟件開發(fā)的虛擬仿真實(shí)踐平臺(tái)，是MOOP理念的具體實(shí)現(xiàn)。MNSS整合了eve-ng、GNS3 GUI、Dynamips、 Dynagen、 QEMU、 GNU Health、 OpenLIS、 OpenSourcePACS等眾多優(yōu)秀的開源底層軟件，綜合利用云計(jì)算、虛擬化、虛擬仿真、linux bridge等技術(shù)，構(gòu)建了一個(gè)以云計(jì)算技術(shù)為基礎(chǔ)的“高性能、集中式、開放性”兼具的創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

MNSS利用“云計(jì)算”技術(shù)將應(yīng)用程序安裝在云端服務(wù)器上，有效改變了應(yīng)用程序在本地安裝的傳統(tǒng)方式，避免軟件版本的反復(fù)更新、軟件數(shù)量的繁多、軟件占用系統(tǒng)空間龐大等多種問題而導(dǎo)致的不必要的重復(fù)勞動(dòng)。師生共享“實(shí)驗(yàn)室”模式，提高了資源的利用率，降低了維護(hù)管理的復(fù)雜度[3]（51-53）。同時(shí)，在不需要硬件的前提下，MNSS提供了便捷的方法設(shè)計(jì)和模擬任意規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。此外，MNSS具有橋接到真實(shí)網(wǎng)絡(luò)的功能，可作為測(cè)試與部署新系統(tǒng)、完成網(wǎng)絡(luò)改造、快速排查網(wǎng)絡(luò)故障的有效工具。

MNSS提供了教師全新的教學(xué)模式，提供了學(xué)生便捷的學(xué)習(xí)平臺(tái)。MNSS用戶只需通過一個(gè)Chrome瀏覽器，即可以實(shí)現(xiàn)在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)以任何方式學(xué)習(xí)任何課程的“5A”式線上實(shí)踐學(xué)習(xí)。MNSS平臺(tái)采用“系統(tǒng)虛擬化+應(yīng)用虛擬化+網(wǎng)絡(luò)虛擬化”的整體設(shè)計(jì)理念，可以提供編程類、網(wǎng)絡(luò)類、系統(tǒng)類、大數(shù)據(jù)類和算法類五大類上百門課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。MNSS平臺(tái)的總體架構(gòu)如圖1所示，為了提高服務(wù)器的訪問速度，達(dá)到更好的仿真效果，MNSS平臺(tái)采用單用戶獨(dú)占服務(wù)器的方案，這種方案需要較多的服務(wù)器資源，傳統(tǒng)的物理服務(wù)器不僅占用空間，而且資源得不到合理優(yōu)化，浪費(fèi)了人力物力。為了解決這個(gè)問題，服務(wù)器端采用虛擬化作為底層平臺(tái)，如VMware vSphere、Xen、Hyper-V等虛擬化平臺(tái)都可以，利用系統(tǒng)級(jí)虛擬化技術(shù)在較少的服務(wù)器上運(yùn)行多種工作負(fù)載，使難以管理的服務(wù)器數(shù)量劇增現(xiàn)象得到控制，減少對(duì)物理服務(wù)器的需求，降低數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營成本。

3 當(dāng)前在線MOOC平臺(tái)與SPOC平臺(tái)分析

3.1MOOC平臺(tái)

MOOC是Massive Open Online Course的縮寫，即大規(guī)模在線開放課程。2012年是MOOC發(fā)展元年，美國最先推出了三大MOOC平臺(tái)Udacity、EdX和coursera，由于首批上線的課程不僅質(zhì)量和水平非常高，而且完全免費(fèi)，因此受到了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)者的熱捧。很快，在中國也興起了MOOC浪潮，較為著名的MOOC平臺(tái)有愛慕課、雨課堂和超星泛雅等[4]（172-175））[5]（60-63）。MOOC平臺(tái)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)分析如下：

3.1.1MOOC教學(xué)的優(yōu)勢(shì)

（1）滿足大規(guī)模學(xué)生學(xué)習(xí)的需求。MOOC是一種開放的在線教學(xué)模式，學(xué)生可以免費(fèi)注冊(cè)使用，人數(shù)和條件不受限制，能夠滿足大規(guī)模學(xué)習(xí)需求。

（2）豐富的教學(xué)資源。MOOC平臺(tái)教學(xué)資源豐富，能夠充分利用互聯(lián)網(wǎng)的各類教學(xué)資源，豐富學(xué)生學(xué)習(xí)素材。

（3）具有靈活性。MOOC教學(xué)依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)傳播快、方式靈活等優(yōu)勢(shì)。

（4）教學(xué)時(shí)間與空間自由。通過使用MOOC，學(xué)生可以充分利用碎片化時(shí)間進(jìn)行系統(tǒng)化學(xué)習(xí)。

3.1.2MOOC教學(xué)的劣勢(shì)

（1）缺乏教學(xué)互動(dòng)。MOOC教學(xué)是一種單向網(wǎng)絡(luò)教學(xué)傳授模式，在教學(xué)過程中不能觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，缺少傳統(tǒng)課堂教學(xué)中教師與學(xué)生互動(dòng)交流環(huán)節(jié)。

（2）實(shí)踐類課程教學(xué)效果不理想。MOOC對(duì)于文科類專業(yè)起到很好的教學(xué)作用，對(duì)于計(jì)算機(jī)等工科專業(yè)中實(shí)踐性比較強(qiáng)的課程教學(xué)效果不佳，如網(wǎng)絡(luò)、編程等課程，學(xué)生只能學(xué)習(xí)一些概念，不利于動(dòng)手能力的培養(yǎng)。

（3）管理難度大，缺乏監(jiān)督。MOOC以學(xué)生為主體，要求學(xué)生根據(jù)自身情況選擇合適的時(shí)間自主學(xué)習(xí)。但由于學(xué)生的自制力較差且缺乏有效監(jiān)督，導(dǎo)致難以按時(shí)完成課程學(xué)習(xí)，反而增大管理難度。

3.2SPOC平臺(tái)

SPOC概念由加州大學(xué)伯克利分校阿曼多·福克斯（Armando Fox）提出，是一種將MOOC資源用于小規(guī)模、特定人群的教學(xué)解決方案，基本形式是在傳統(tǒng)校園課堂采用MOOC的講座視頻或在線評(píng)價(jià)等功能輔助課堂教學(xué)[6]（114-115）。北大、清華等一些國內(nèi)高校，近年來開始在實(shí)體校園內(nèi)開展SPOC實(shí)踐。SPOC平臺(tái)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)分析如下：

3.2.1SPOC教學(xué)的優(yōu)勢(shì)

（1）規(guī)模小、精準(zhǔn)定位。相對(duì)于MOOC而言，SPOC學(xué)習(xí)規(guī)模較小，對(duì)于課程學(xué)習(xí)者的人數(shù)及相應(yīng)的選課條件有一定的要求，對(duì)于學(xué)生選課學(xué)習(xí)進(jìn)行初步篩選，對(duì)目標(biāo)受眾進(jìn)行精準(zhǔn)定位，較好地保證學(xué)生的課程學(xué)習(xí)質(zhì)量與效果。

（2）平臺(tái)技術(shù)、資源、交互等多維支持。SPOC在線教學(xué)平臺(tái)利用各類教學(xué)資源，運(yùn)用在線網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的交互功能，能夠充分發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用，獲得理想的教學(xué)與學(xué)習(xí)效果。

（3）可持續(xù)性學(xué)習(xí)。通過制定SPOC課程的教學(xué)進(jìn)度，促進(jìn)學(xué)習(xí)者可持續(xù)學(xué)習(xí)，使課程學(xué)習(xí)具有系統(tǒng)性，從而提高學(xué)生的課程學(xué)習(xí)質(zhì)量，增強(qiáng)效果。

（4）特色課程滿足個(gè)性化需求。SPOC突出針對(duì)適度小規(guī)模學(xué)習(xí)者情況的定制，能夠體現(xiàn)學(xué)習(xí)者的興趣選擇。圍繞高職教學(xué)的實(shí)際情況，注重高職學(xué)生學(xué)情分析，設(shè)計(jì)具有個(gè)性化的特色高職課程，充分運(yùn)用多維互動(dòng)的SPOC混合式教學(xué)模式，滿足高職學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求。

3.2.2SPOC教學(xué)的劣勢(shì)

（1）教學(xué)互動(dòng)仍存在不足。SPOC作為線上教學(xué)平臺(tái)，不能很好地進(jìn)行課堂上的溝通和交流，缺乏有效的教學(xué)互動(dòng)，學(xué)習(xí)效果不夠理想。

（2）實(shí)踐類課程教學(xué)效果不理想。和MOOC相似，對(duì)于文科類專業(yè)起到很好的教學(xué)作用，對(duì)于計(jì)算機(jī)等工科專業(yè)中實(shí)踐性比較強(qiáng)的課程教學(xué)效果不佳，如網(wǎng)絡(luò)、編程等課程。學(xué)生只能學(xué)習(xí)一些概念，缺乏實(shí)踐環(huán)節(jié)，不利用培養(yǎng)新型應(yīng)用型人才。

（3）教學(xué)管理有待加強(qiáng)。由于SPOC是在線教學(xué)平臺(tái)，對(duì)學(xué)生的自主性有很高的要求，因此教學(xué)管理效果欠佳，教學(xué)管理有待加強(qiáng)。

4.“1+X”大規(guī)?；旌鲜浇虒W(xué)方法研究

單純使用MOOC和SPOC進(jìn)行教學(xué)無法滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，需要構(gòu)建一種理論與實(shí)踐相結(jié)合、線上與線下相結(jié)合的大規(guī)?；旌鲜浇虒W(xué)模式。MNSS平臺(tái)是MOOP理念的具體實(shí)現(xiàn)，可以通過Chrome瀏覽器實(shí)現(xiàn)對(duì)編程類、網(wǎng)絡(luò)類、系統(tǒng)類、大數(shù)據(jù)類和算法類等課程的在線實(shí)踐教學(xué)，由于MNSS平臺(tái)采用“虛擬系統(tǒng)+虛擬應(yīng)用+虛擬網(wǎng)絡(luò)”的整體設(shè)計(jì)理念，可以實(shí)現(xiàn)幾乎所有課程的在線實(shí)踐教學(xué)。與目前的愛慕課、雨課堂、超星泛雅等在線MOOC平臺(tái)及各個(gè)學(xué)校自建的SPOC平臺(tái)相結(jié)合可以形成完備的“MOOC+MOOP+SPOC”線上教學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合。采用翻轉(zhuǎn)課堂的形式，實(shí)現(xiàn)線上自主學(xué)習(xí)與線下自由討論相結(jié)合。

“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”是一門實(shí)踐性比較強(qiáng)的學(xué)科，以“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程為例展開混合式教學(xué)研究。學(xué)生可以利用MOOC平臺(tái)或者學(xué)校自建的SPOC平臺(tái)進(jìn)行課程相關(guān)理論的學(xué)習(xí)，了解常用的概念及知識(shí)點(diǎn)。在學(xué)生掌握了一定知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，利用MNSS平臺(tái)進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的仿真練習(xí)，MNSS平臺(tái)提供虛擬的路由器、交換機(jī)等設(shè)備，可以一比一真實(shí)還原網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。通過在線實(shí)踐操作，避免線下操作中實(shí)驗(yàn)環(huán)境有限的弊端，讓每個(gè)學(xué)生都能操作，由于是虛擬環(huán)境，不用擔(dān)心設(shè)備損壞等情況，可以反復(fù)實(shí)驗(yàn)，大大提高了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的結(jié)合。

采用翻轉(zhuǎn)課堂模式實(shí)現(xiàn)線上與線下相結(jié)合，教師將錄制好的教學(xué)視頻發(fā)布在MOOC平臺(tái)或SPOC平臺(tái)上，學(xué)生利用課下時(shí)間進(jìn)行碎片化學(xué)習(xí)，對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行初步了解，再帶著問題或疑惑在課堂上討論學(xué)習(xí)，極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。將傳統(tǒng)的教學(xué)過程進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，讓學(xué)生利用課外時(shí)間完成課本知識(shí)點(diǎn)的預(yù)學(xué)習(xí)，課堂上的時(shí)間則留給學(xué)生與教師互動(dòng)討論，從而達(dá)到理想的教學(xué)效果。在翻轉(zhuǎn)課堂中，教師起到引導(dǎo)作用，而學(xué)生則起到主體作用。在翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施過程中，教師要適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行指導(dǎo)和組織，保證線下教學(xué)過程有序開展，避免課堂混亂。學(xué)生作為主體，要把更多的時(shí)間留給學(xué)生，學(xué)生進(jìn)行課程學(xué)習(xí)的分享，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性。

大規(guī)?；旌鲜浇虒W(xué)流程如圖2所示，課前學(xué)生在MOOC平臺(tái)或者SPOC平臺(tái)進(jìn)行在線學(xué)習(xí)，課堂通過翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行互動(dòng)交流，課后運(yùn)用MNSS平臺(tái)進(jìn)行實(shí)踐操作練習(xí)，形成一個(gè)從課前預(yù)習(xí)到課堂討論再到課后實(shí)踐練習(xí)的全流程。

5 結(jié)語

本文闡述了目前大規(guī)模混合式教學(xué)模式的內(nèi)涵及建設(shè)困難，介紹了MNSS平臺(tái)的設(shè)計(jì)理念及技術(shù)架構(gòu)，分析了MOOC和SPOC的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。為了達(dá)到更好的教學(xué)效果，研究了一種基于MNSS的大型混合式教學(xué)模式，將MNSS與目前的愛慕課、雨課堂、超星泛雅等在線MOOC平臺(tái)及各個(gè)學(xué)校自建的SPOC平臺(tái)相結(jié)合形成完備的“MOOC+MOOP+SPOC”線上教學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐相結(jié)合。采用翻轉(zhuǎn)課堂的形式，實(shí)現(xiàn)線上自主學(xué)習(xí)與線下自由討論相結(jié)合。實(shí)踐表明該教學(xué)模式具有一定的推廣價(jià)值。

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基金項(xiàng)目：國家自然基金（6522000057）;江蘇省高校自然科學(xué)基金（18KJB520049）。