MOOC學習特征分析及其在C語言教學中的應用

潘晟曼 田春瑾 方嬌莉

摘要：通過MOOC學習方式與傳統網絡教學方式的對比，分析目前高校C語言公共基礎課程分類細化不足、學生在線學習參與度偏低等問題。提出了引入MOOC學習特征、優化課堂講解內容、改革課程評價機制的方案。在初步教學改革實施過程中，取得了提高教學質量、提升學生課業參與度的階段性成效。

關鍵詞：學習特征；碎片化學習；MOOC；網絡學習

引言

MOOC作為_種全新的網絡教學模式，能夠實現網絡環境中優質教育資源的最大化共享，為教學雙方提供豐富的學習情境與和協作工作平臺。MOOC的視頻學習、課后閱讀和作業、線上和線下討論以及課程測試、知識的WIKI式構建等要素都帶有明顯的協作學習特征。目前在校本科生屬于深受互聯網文化影響的“數字原生代”，他們在學習過程中更容易接受即時性、.互動性、虛擬性、參與性和控制性相結合的知識傳遞與接收方式。研究與分析MOOC新的學習方法與框架，并將優勢特征引入，對促進傳統教學方式的改革是有著重要的現實意義的。

1C語言公共課教學現狀

C語言及C家族的程序設計語言（C++、Java等）是理工類院校主流的計算機基礎課程。以昆明理工大學2015年9月選課為例，全校近5000名本科生根據專業培養體系，需學習程序設計類計算機基礎課程。其中，C語言學習人數在4種編程類計算機基礎課程選課總人數中，占比達64%如圖1所示。

C語言學習過程，也是重要的編程能力訓練與計算思維能力培養的過程。掌握C語言，可以為PLC編程、數理計算、數學建模等專業領域的研究與應用打下堅實的基礎，故成為多數理工專業首選的先導性基礎課程。

在國家級非學歷計算機類證書考試中，C語言也廣泛成為考生優先報考的科目。以某次全校學生自愿參加的全國計算機等級考試（NCRE）報考數據為例，如圖2所示，C語言報考學生數量高于其他各個科目。

根據不同學科對專業人才培養的知識需求差異，在C語言課程框架內，又分化設置了C語言雙語課程、C語言卓越工程師課程等子類課程。在學時有限的情況下（32學時理論+32學時上機），如何利用先進的教學方法、教學手段促進教學改革，提高學生的學習效率，已經成為了一項重要的教學改革課題。

2網絡教學環境下學生學習行為分析

作為一門經典的編程語言，C語言的學習資源易于從網絡獲取，但是便捷的網絡信息獲取渠道反而在一定程度上抑制了學生對語法的研習以及對算法的思考。僅是將傳統課堂的教學資料及任務要求搬到網絡平臺上的網絡教學模式，引導學生主動學習并激發學生在線學習的動力是非常有限的。以時限為一周一次網絡作業為例，選取教育在線網絡平臺中一個70人的C語言班級為調查樣本，學生圍繞此次作業而發生的線上學習，其峰值僅僅出現在作業提交的截止日期的前一天。可見這與教師為期一周的網絡學習的期望相去甚遠。調查數據如圖3所示。

MOOC研究者認為，知識是以非正式的方式建構，然后再遷移到正式的或專業的領域。也就是說，單純憑借傳統的課堂教學，很難引導學生主動學習、激發學生內在的學習動機。MOOC社交化的交流、對知識需求的驅動以及對碎片化時間的有效利用，是其區別于傳統的網絡課程的本質特征。繼MOOC之后，教育研究者在汲取MOOC豐富的課程資源、良好的學習體驗、課程參與自主性等優點的基礎上，結合傳統課堂的管理優勢、線下交流的互動優勢等提出了在線學習與課堂學習混合的，更加精致的SPOC（Small PrivateOnline Course）教學模式。SPOC允許教師整合網絡優秀的教學資源，同時教師可以如同學生一樣，在課堂上參與討論、評估學生學習狀況、與學生一起解決學習中的難題。MOOC的優秀資源與定制的特色課堂、可控的階段性在線交互相結合，可以改變學生在線參與度不高、難以長期堅持自主學習熱情的弊端，使得新的網絡教學更加有利于碎片時間的利用、更加有利于高效率的課堂管理與學習評價。

3融入MOOC特征的C語言網絡學習環境的改造

良好的教學設計是一定不能被技術所取代的。為打造符合本校教學體系的C語言網絡學習環境，在分析了MOOC學習特征的基礎上，基于本校的網絡教學環境，對C語言程序設計課程進行了如下幾個方面的改造。

（1）重新優化與提取課堂講述內容，制定與之匹配的在線學習資源。為保證在有限的教學時間內完成C語言的學習，充分發揮MOOC的優勢特征。進一步細化了知識點，以8-12分鐘時長的短視頻為主，實現對知識點的視頻化講解。其中部分視頻用于課堂講解，其余的作為課外拓展要求學生自主學習。學習效果主要依據交互式問題回答與特定的編程文件提交為主。每個知識單元設定匹配的單元檢測試題，考查學生階段性學習效果。

（2）核心案例與專業化案例并舉，組合適應各層次C語言教學的模塊化案例庫。C語言的中文課堂、雙語課堂、卓越工程師課堂，既有共性的核心知識的存在，又有每類課堂個性化的取向與側重。例如“卓越工程師培養計劃”下的C語言課堂，要在夯實學生理論基礎的情況下，培養實際工程項目動手能力，尤其是在信息的獲取、分析和處理能力等方面，使學生更能適應現代行業發展的需要。在實踐中，我們已經初步建設了與采礦工程、機械工程基本專業原理相關的C語言案例資源，且在不同的程序設計語言中實現平滑轉換。而核心算法案例則具有通用價值。兩類程序案例的組合，可以實現對不同類型C語言程序課程的定制。另外，不足以開設重修班級的少量重修學生，可以通過定制的網絡課堂滿足其在線重修的需求。

（3）結合NCRE，延展課程知識涵蓋。全國計算機等級考試（NCRE）是教育部考試中心多年來精心組織的一項測試計算機應用水平的全國性社會考試，目前已成為國內評價非計算機專業學生計算機應用能力的一項重要的指標。利用該考試較高的社會信度，結合課堂所學知識，推動學生的學習C語言的熱情，是有效的促學手段。MOOC式的學習資源匯聚與學習方式的多元化，使得C語言課堂可以在網絡世界得以拓展。在算法的講解中可以自然地引入數據結構的知識，文件對資源的讀寫也可以與數據庫的理論、技術做到自然的對接。在課堂上通過老師的引領，結合在線資源，學生可以較為主動地學習掌握有關NCRE二級公共知識方面的理論知識。

以昆明理工大學資源共享課程——C語言程序設計課程為例，在該課程中，引入了“微課”的概念。該微課資源核心知識點的劃分，涵蓋了NCRE二級公共知識。部分核心知識點劃分，如圖4所示。

（4）學習評價方法的改革。學習評價方式的科學與合理對于一門課程的建設及健康持續發展至關重要。大數據時代可被挖掘的積極的網絡學習特征很有必要融入到傳統課堂的學業評價機制之中，教學組織者則要實現對學生學習行為、學習過程和學習表現實現個性化的評價與指導。在引入MOOC特征的教學班級中，通過設置“優秀作業”和定期對低學習參與度的學習者進行個性化指導及管理，實現了提高作業質量及提高學習參與度的目的。在學習任務布置中，嘗試根據專業類別分組定制學習任務、布置必做基礎任務與選做高級任務（獎勵性任務）等方式，實現學習需求的個性化、指導與反饋的個性化。與普通教學班級對比，引入MOOC特征的教學班級，學生到課率及課外學習效果都有較為明顯的提升。

在學習行為分析與測評方面，因缺乏多輪教學周期的檢驗與成熟度高的參考模型，目前階段初步選取學生全學期登錄次數、在線時長、有效提交作業次數、參與交互的次數、資源下載與WIKI共享等網絡學習行為作為成績評價中“平時成績”的影響要素，其權重設置依據考試成績與各學習行為的相關系數確定，例如末考成績與有效提交作業次數及作業成績共同決定的作業評價成績之間的相關性，如圖5所示。

二者相關系數R達到了0.6951，顯然有效提交作業次數是與成績正相關性較為明顯的學習行為，在平時成績評定中可占較高權重。反之登錄次數與成績之間的相關系數僅為0.07，但是在低值范圍內的登錄次數卻與成績有較為強烈的相關性，即登錄次數可以有效地用于課業參與“預警”，但是作為成績評定依據則不合適。

4結語

以MOOC為代表的教育教學模式的變革必將深入而持久地發展下去。C語言程序設計等傳統的理工科計算機公共課程只有借助技術變革的浪潮，在深入分析MOOC等新型網絡教育教學的學習特征基礎上，結合傳統課堂的優勢，才能打造成為適應“互聯網時代原住民”——新型大學生學習特點、對專業知識體系建構及計算思維能力培養起到掣肘支撐作用的重要的計算機基礎課程。