趙 穎，崔 杰，教巍巍

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MOOC在計算機(jī)公共基礎(chǔ)教育中的應(yīng)用與研究

趙 穎1，崔 杰2，教巍巍3

(遼寧工業(yè)大學(xué)計算中心，遼寧錦州 121001)

根據(jù)目前高等院校計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)存在的不足，研究了MOOC在新形式下應(yīng)用大數(shù)據(jù)的背景，MOOC迅速發(fā)展對高校教學(xué)改革帶來的影響。MOOC數(shù)據(jù)共享、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用改變了人們對高等教育體制的舊認(rèn)識，并從技術(shù)性、現(xiàn)實(shí)性、發(fā)展性方面采用相對應(yīng)的教學(xué)手段和方法，探討了MOOC在計算機(jī)公共基礎(chǔ)教育中的應(yīng)用方法，進(jìn)一步闡述了以MOOC平臺結(jié)合大數(shù)據(jù)對大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的積極作用這一結(jié)論。

MOOC；教學(xué)改革；大數(shù)據(jù)

信息技術(shù)全球化的發(fā)展，迅速將當(dāng)今社會帶入了IT時代。教育模式和方法的變革、培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)創(chuàng)新型IT精英成為高等教育迫切完成的教育任務(wù)。當(dāng)前，中國各高等院校的大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課仍采用老師講課為主、學(xué)生聽課為輔助的教育方式，產(chǎn)生的后果是學(xué)生服從性接納老師的傳授與講解，創(chuàng)新思維與學(xué)習(xí)自主性得不到提高，進(jìn)而影響了學(xué)生創(chuàng)新能力的形成與發(fā)展。針對傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足和弊端，眾多教育工作者對計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的發(fā)展與改革進(jìn)行了研究和探討，提出了一系列的改革措施：如翻轉(zhuǎn)課堂、云計算輔助型教學(xué)、CDIO模式等方式，目的就是改變教學(xué)角度，調(diào)動學(xué)生的創(chuàng)新主動性，從而提高教學(xué)質(zhì)量與效果。同時人們認(rèn)識到，教學(xué)改革成功的關(guān)鍵在于教育者對大數(shù)據(jù)及其價值的認(rèn)識。而如何實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)在教學(xué)上的應(yīng)用成為了重點(diǎn)研究目標(biāo)。大數(shù)據(jù)的目的不在于手里有多少數(shù)據(jù)信息而是要對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)處理，提升加工數(shù)據(jù)的能力，從而達(dá)到數(shù)據(jù)的“增值”。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用能夠改變學(xué)生解決實(shí)際問題的思維方式，MOOC就是在這個大環(huán)境下產(chǎn)生的。MOOC（Massive Open Online Course）翻譯成中文是“大規(guī)模公開線上課程”。大數(shù)據(jù)技術(shù)是MOOC依賴的基礎(chǔ)，MOOC是一種特殊的教育教學(xué)，它能夠完成快捷方便的知識交流，是學(xué)科間交流、學(xué)生與教師互動、專家學(xué)者交流與培訓(xùn)等方面的特殊教育教學(xué)，與傳統(tǒng)計算機(jī)教育對比，MOOC具有以下幾個特性：

（1）共享與開放：MOOC學(xué)習(xí)，可以不受地區(qū)、國家、年齡、學(xué)歷的限制，MOOC（包括課程視頻和電子課程資源）不收取費(fèi)用，這些資源允許免費(fèi)共享。（2）MOOC可以通過網(wǎng)絡(luò)讓學(xué)習(xí)者共享教學(xué)視頻及短片，MOOC視頻長度可以限制為8~15分鐘，還可以切割成更小視頻；在MOOC上注冊的學(xué)習(xí)者可以同老師互動交流；MOOC是為大數(shù)量人群設(shè)計的課程。同一課程，學(xué)生可以通過加入小組學(xué)習(xí)進(jìn)行在線討論、學(xué)習(xí)交流、互動。（3）課堂規(guī)?？梢詳U(kuò)大。當(dāng)前許多高校都在實(shí)行人數(shù)不多的小班改革，而MOOC具有的大規(guī)模特性，學(xué)生注冊用戶通常達(dá)到萬人以上。例如2011年開設(shè)的MOOC “人工智能導(dǎo)論”，擁有16萬學(xué)生注冊。最近幾年，哈佛大學(xué)、斯坦福大學(xué)等數(shù)十所著名學(xué)校為主體的MOOC形式迅速發(fā)展，建立了以edx和Coursera、Udacity為主的三大MOOC開放型平臺；美國斯坦福大學(xué)開創(chuàng)Cursera是免費(fèi)公開大型課程項(xiàng)目；2012年5月,哈佛大學(xué)、麻省理工大學(xué)聯(lián)合發(fā)布網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)規(guī)劃，即edx項(xiàng)目，該項(xiàng)目的目的是配合教學(xué)與實(shí)踐。MOOC的產(chǎn)生及發(fā)展對國內(nèi)教育界也產(chǎn)生了很大的挑戰(zhàn)與沖擊。2013年5月，清華大學(xué)與美國edx平臺同一時間公布清華大學(xué)加入edx，是第一批edx亞洲的高校成員，一開始有4門課上線，對全世界開放。此后，清華大學(xué)準(zhǔn)備在國內(nèi)建立清華的在線平臺，擴(kuò)大教學(xué)、教育在線。2015年7月上海交大、復(fù)旦同時簽約Ursera（MOOC平臺）。2014年5月，網(wǎng)易云課堂接受教育部精品課程的開放任務(wù)，16所高等院校的56門課程上線，授課講師為各高校的名師。

一、MOOC及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)輔助計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的意義

根據(jù)目前高等院校計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)面臨的問題，提出以MOOC平臺結(jié)合傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)授課，以實(shí)現(xiàn)計算機(jī)公共基礎(chǔ)課的改革，這種方式將成為學(xué)生受益和喜歡的新型模式。它在沖擊傳統(tǒng)教育的同時，也給我們以啟發(fā)啟示：開設(shè)課堂多元形式，確定新的標(biāo)準(zhǔn)。教學(xué)廣度與深度的擴(kuò)展是MOOC輔助下計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展的途徑之一。新的教育形式MOOC具有顯著的優(yōu)勢，它同以往互聯(lián)網(wǎng)在線學(xué)習(xí)大不相同，它形式上特點(diǎn)是：（1）微課程；（2）小測試；（3）大規(guī)模開放，被專家稱作教與學(xué)的革命。它授課內(nèi)容不僅限于視頻授課，吸收優(yōu)秀名師優(yōu)質(zhì)課程的知識點(diǎn)，在兼顧教與學(xué)的聯(lián)系外，又能傳遞教學(xué)領(lǐng)域的核心教學(xué)。提供直觀型的類比和準(zhǔn)確的評議，促使學(xué)生消化理解知識。MOOC平臺下的教育內(nèi)容具備高質(zhì)量的特點(diǎn)，跨躍大量平臺，使不同國家不同水平的學(xué)習(xí)者領(lǐng)略該區(qū)間的的課程。多關(guān)注、多體驗(yàn)、多視頻是MOOC的優(yōu)勢。它加強(qiáng)了學(xué)習(xí)者與教育者的交互，信息量大、直觀，激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)熱情，降低了學(xué)習(xí)難度指數(shù)。重要的是MOOC的每塊視頻小于10幾分鐘，而且視頻中有練習(xí)題，提升了學(xué)習(xí)者的注意力，從而激發(fā)和提高了學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)踐的熱情。MOOC輔助計算機(jī)公共基礎(chǔ)課教育是我們提出的新思想，有利于學(xué)生加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)。MOOC的網(wǎng)絡(luò)化能讓教育者在教學(xué)環(huán)節(jié)上同學(xué)習(xí)者同步，一起進(jìn)行程序設(shè)計，一起實(shí)際操作實(shí)踐，將課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)操作高效、高質(zhì)地組合在一起。教師不僅在MOOC平臺下輔助指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作，還可以根據(jù)學(xué)生的反饋立刻進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)答疑，根據(jù)學(xué)習(xí)者提出的問題及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，將計算機(jī)公共基礎(chǔ)教學(xué)進(jìn)入一個互動互助的新狀態(tài)。MOOC不僅提供高等院校教育、教學(xué)、改革的技術(shù)，更重要的是改變傳統(tǒng)教學(xué)理念與方式：以學(xué)為主，教師將學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)習(xí)者，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)潛質(zhì)。

二、MOOC應(yīng)用計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)擬解決的關(guān)鍵問題

（一）MOOC設(shè)計的理論原則

學(xué)生為主體和中心，激勵學(xué)生學(xué)習(xí)計算機(jī)基礎(chǔ)課，為學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)廣泛的教學(xué)資源，優(yōu)良的師生互動學(xué)習(xí)空間。對計算機(jī)基礎(chǔ)內(nèi)容如：云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、電子商務(wù)等，將學(xué)生感興趣又有實(shí)際應(yīng)用價值內(nèi)容加到MOOC平臺上，設(shè)計實(shí)踐性的問題互動環(huán)境；學(xué)習(xí)者可充分利用MOOC平臺學(xué)習(xí)資源，做到學(xué)生學(xué)習(xí)中的開放性；各組學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)。

以建構(gòu)主義教育理念，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知規(guī)律。加強(qiáng)學(xué)生主動探索學(xué)習(xí)知識和主動構(gòu)建，而不是被動學(xué)習(xí)。強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體位置，確立學(xué)生主動學(xué)習(xí)的主體位置，提出老師由文化知識傳授者轉(zhuǎn)化為學(xué)生主動構(gòu)建的督促者、幫助者、輔導(dǎo)者、合作者。例如：學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)課程時，以往是先講基礎(chǔ)理論，然后再講解操作。MOOC課程教學(xué)可以先進(jìn)入實(shí)際操作環(huán)節(jié)，邊操作邊提問：windows怎樣打開多個程序？硬件連接必須有驅(qū)動?進(jìn)而自然引入設(shè)備管理、進(jìn)程管理等理論，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者發(fā)現(xiàn)知識、探索知識。

加強(qiáng)對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況的研究與評估。在教育教學(xué)過程中，老師要設(shè)計各種提示：將學(xué)習(xí)資料劃分成有順序的“小步子”，讓學(xué)生逐步對其強(qiáng)化。例如C語言課程學(xué)習(xí)，可以讓課件視頻和隨堂小測驗(yàn)穿插進(jìn)行，將理論知識分解成小的單位或步驟，確保每一點(diǎn)得以強(qiáng)化。

（二）Mooc應(yīng)用計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的學(xué)習(xí)過程

（1）教學(xué)視頻的學(xué)習(xí)、小測驗(yàn)、理論課、實(shí)驗(yàn)作業(yè)，是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)。教育者上傳教學(xué)視頻、測驗(yàn)內(nèi)容、作業(yè)；學(xué)生先注冊在線學(xué)習(xí)，學(xué)生、教師、其它學(xué)習(xí)者互動交流。教師可以線下指導(dǎo)學(xué)生；對學(xué)生的評估可以進(jìn)行考試，也可以提交論文等方式，如圖1。

圖1 MOOC應(yīng)用計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的學(xué)習(xí)過程

在MOOC的視頻和小測驗(yàn)的設(shè)計方面，要注重發(fā)揮調(diào)動學(xué)生積極性。例如設(shè)計《計算機(jī)文化》的MOOC視頻時，可以先從組裝微機(jī)入手，設(shè)計一段計算機(jī)要安裝的視頻，讓學(xué)生先初步認(rèn)識各電腦部件組成，然后再講解各機(jī)器部件作用，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，從而達(dá)到理想教學(xué)效果。

教學(xué)視頻與以往課堂教學(xué)不同，MOOC視頻比較短，一般在十幾分鐘內(nèi)，可以根據(jù)知識模塊邏輯的不同，把視頻分成若干個8~15分鐘的片斷，方便學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中根據(jù)自己需求選取，滿足教學(xué)規(guī)律。例如：在講解微處理器時，可選插入動畫或圖片,從直觀入手，讓學(xué)生認(rèn)識并了解cpu的外觀組成，加強(qiáng)感觀印象，然后再講解理論知識、結(jié)構(gòu)和各部件的功能，圖文并茂完成理論學(xué)習(xí)。MOOC的教學(xué)視頻從內(nèi)容、結(jié)構(gòu)上與以往課件視頻完全不同，MOOC視頻不是簡單呈現(xiàn)授課視頻，在課程講解、順序、講課方式上都有講究和要求，能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，符合教學(xué)規(guī)律。

（2）小測驗(yàn)。它是MOOC的特點(diǎn)之一。課堂測試能夠調(diào)動學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)積極性，及時感知自己的學(xué)習(xí)效果。課堂測試題都自動評分，同時反饋給學(xué)習(xí)者。

學(xué)習(xí)者通過測驗(yàn)后才可以進(jìn)入下一個階段學(xué)習(xí)，及時控制調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度。MOOC應(yīng)用計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的主要技術(shù)路線如圖2。

圖2 MOOC應(yīng)用計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的主要技術(shù)路線

（3）互動討論。MOOC的特色之處就是師生互動頻繁，內(nèi)容深入。學(xué)生可隨時網(wǎng)上提問，也可以同學(xué)之間互相討論，進(jìn)而深化對課程內(nèi)容理解，也方便老師了解學(xué)生不同階段的學(xué)習(xí)狀態(tài)、交流方式，進(jìn)行視頻互動、討論，點(diǎn)對點(diǎn)互動討論。例如：哈佛大學(xué)開設(shè)MOOC時經(jīng)常舉行聚會討論學(xué)習(xí)。

(三)MOOC平臺建設(shè)的前提依據(jù)

國內(nèi)MOOC平臺建設(shè)還處于初級時期，教學(xué)課程的質(zhì)量、數(shù)量都需要加強(qiáng)。所以如果想實(shí)現(xiàn)MOOC在計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中的應(yīng)用，MOOC平臺建設(shè)是一個任重而道遠(yuǎn)的問題。

建立MOOC平臺的建設(shè)規(guī)范，參考Coursera平臺，逐步使MOOC平臺中計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)體系做到優(yōu)質(zhì)完善，做到能上MOOC平臺的資源課程都反復(fù)提煉、改進(jìn)、檢驗(yàn)。這些教學(xué)資源又可以有利于傳統(tǒng)教學(xué)，從全新的教學(xué)理念來提高教學(xué)質(zhì)量，即完成“翻轉(zhuǎn)課程”的作用。通過MOOC平臺的建立、課上理論、課外作業(yè)與實(shí)踐練習(xí)環(huán)節(jié)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，結(jié)合師生面對面在線學(xué)習(xí)，用高質(zhì)量的視頻資源等激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

MOOC成為輔助教學(xué)課堂研究，提高因材施教能力。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到困難、難題、煩惱時，都容易放棄而半途而費(fèi)，這對學(xué)生的自學(xué)性、理解水平、學(xué)習(xí)毅力都是一個考驗(yàn)，MOOC平臺學(xué)習(xí)應(yīng)用于計算機(jī)公共基礎(chǔ)教學(xué)，必須提高因材施教方面存在的問題，可以依照課程參加人數(shù)來調(diào)整助教人數(shù)，完成大量問題提交、解答、分類的實(shí)現(xiàn)，對反復(fù)出現(xiàn)的提問自動回復(fù)。這就對MOOC平臺的功能有較高的要求，任課老師可根據(jù)學(xué)生的具體學(xué)習(xí)狀態(tài)創(chuàng)建學(xué)生學(xué)習(xí)檔案，實(shí)時掌握并記錄他們目前知識理解和掌握情況及課程的學(xué)習(xí)，完成有關(guān)資料信息，建立優(yōu)化的學(xué)習(xí)者行為模型并對其進(jìn)行預(yù)測分析。

實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)計。應(yīng)用云計算的技術(shù)，建立個性化的、具有交互性的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺。充分利用MOOC平臺提供的存儲、網(wǎng)絡(luò)資源、計算功能，將服務(wù)、管理、網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行集成，建立虛擬的教學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂。根據(jù)計算機(jī)公共基礎(chǔ)教學(xué)的實(shí)際需要，在云平臺上對不同教學(xué)資源進(jìn)行整合，取代了傳統(tǒng)課程教學(xué)存在的空間和時間上的限制，為學(xué)習(xí)者提供了多層次、多角度、多元化的教學(xué)環(huán)境，支撐著創(chuàng)新的教學(xué)模式。

學(xué)生的學(xué)習(xí)行為研究與分析。計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)應(yīng)用MOOC平臺的學(xué)習(xí)互動主要基于網(wǎng)絡(luò)平臺，學(xué)生在教與學(xué)的互動中產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，從而映射出學(xué)生學(xué)習(xí)當(dāng)中存在的許多問題?；谠朴嬎阋约皵?shù)據(jù)挖掘等技術(shù)，建立學(xué)生行為對應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，應(yīng)用對應(yīng)的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)處理、研究、分析，進(jìn)而獲取相應(yīng)信息。老師針對數(shù)據(jù)對課堂教育教學(xué)方法、教育決策、教育資源進(jìn)行相應(yīng)的提高與改進(jìn)，提供給學(xué)生多樣化、個性化的環(huán)境，進(jìn)而處理和解決學(xué)生學(xué)習(xí)上的差異問題。

三、結(jié)束語

隨著計算機(jī)公共基礎(chǔ)教學(xué)模式問題的不斷出現(xiàn)，大數(shù)據(jù)與MOOC技術(shù)的應(yīng)用為我們教學(xué)改革提出了全新的方式。大數(shù)據(jù)與MOOC方式的結(jié)合給計算機(jī)基礎(chǔ)教育帶來了機(jī)遇，對學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣起著激發(fā)作用，教師對教育教學(xué)目標(biāo)更加明確，為了提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)新思想，適時建立以應(yīng)用為核心的教育模式。

這一切的實(shí)現(xiàn)除了需要教師和學(xué)生的努力之外，還需要第三方的技術(shù)協(xié)助完成，實(shí)踐證明：大數(shù)據(jù)和MOOC的多方位的整合是可以解決這些問題。MOOC與大數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)發(fā)展，提供了優(yōu)質(zhì)的視頻課程學(xué)習(xí)課件、教育教學(xué)的資源素材資料庫、與教學(xué)課程密切關(guān)聯(lián)的學(xué)習(xí)專題模塊、專業(yè)實(shí)際應(yīng)用的素材數(shù)據(jù)庫、師生課內(nèi)外教學(xué)互動、課程課堂的檢測系統(tǒng)、各類電子教學(xué)文檔等，通過大數(shù)據(jù)與MOOC的結(jié)合，給計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)代來的優(yōu)勢是:依據(jù)不同學(xué)生的不同潛質(zhì)推進(jìn)學(xué)生個性化學(xué)習(xí)；依據(jù)MOOC片段式視頻的特點(diǎn)，加強(qiáng)計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的實(shí)時性和互動性；由于大數(shù)據(jù)技術(shù)為MOOC提供了定量化的研究手段，可有效進(jìn)行教學(xué)效果的評估分析；能夠提升學(xué)生的實(shí)踐能力與實(shí)際應(yīng)用水平；可以加快高等教育國際化進(jìn)程。

綜上所述：面對個體化、多樣化的學(xué)習(xí)者，加強(qiáng)教與學(xué)的互動交流，提高教學(xué)實(shí)踐效果的MOOC平臺，已經(jīng)成為當(dāng)今最有效的學(xué)習(xí)平臺之一。通過MOOC平臺對充足的學(xué)習(xí)資源進(jìn)行分析、發(fā)現(xiàn)和總結(jié)教與學(xué)的學(xué)習(xí)規(guī)律，建立多樣化、個性化的教與學(xué)模式，進(jìn)而讓教師在該平臺上評估教學(xué)效果，為課程的教學(xué)改革提供依托，適應(yīng)利用互聯(lián)網(wǎng)給我們帶來的大數(shù)據(jù)優(yōu)勢，將MOOC元素有效融合到計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中，提高學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力。

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(責(zé)任編校：付春玲)

2017-01-03

2016遼寧省本科教學(xué)改革項(xiàng)目(2016300)

趙穎(1966-)，女，遼寧錦州人，副教授。

2017-04-24 16:19；

http://kns.cnki.net/kcms/detail/21.1415.C.20170424.1619.006.html

10.15916/j.issn1674-327x.2017.03.033

G642

B

1674-327X (2017)03-0109-04