MOOC與課堂教學(xué)融合在Java教學(xué)中應(yīng)用

丁振凡, 范　萍, 喻　佳, 徐　波

(華東交通大學(xué) 信息工程學(xué)院, 江西 南昌　330013)

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MOOC與課堂教學(xué)融合在Java教學(xué)中應(yīng)用

丁振凡, 范萍, 喻佳, 徐波

(華東交通大學(xué) 信息工程學(xué)院, 江西 南昌330013)

結(jié)合Java教學(xué)實踐,討論了MOOC平臺選擇和資源建設(shè)要注意的問題。針對MOOC與課堂教學(xué)的融合實施,在Java教學(xué)不同階段分別采用了3種教學(xué)形式,第一種是以課堂教學(xué)為主,MOOC教學(xué)為輔;第二種是翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué);第三種是問題導(dǎo)向的研究性學(xué)習(xí)。介紹了幾種融合方式各自的特點,討論了教學(xué)中要注意的問題。最后,介紹了Java教學(xué)中學(xué)習(xí)評測的變革。通過MOOC與課堂教學(xué)的有效融合,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

Java教學(xué)； MOOC； 翻轉(zhuǎn)課堂； 研究性學(xué)習(xí)

隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展,在線開放課程建設(shè)應(yīng)用給高等教育改革帶來新的思路。MOOC作為一種新的教學(xué)形式,為理想課堂的呈現(xiàn)提供了平臺,MOOC同時為學(xué)習(xí)科學(xué)領(lǐng)域的研究者提供了一個新的研究情境[1-3]。

1　MOOC教學(xué)平臺的選擇與設(shè)計

MOOC的運作首先需要好的MOOC平臺,國外著名的平臺有美國的Coursera、Udacity和edX等。國內(nèi)MOOC平臺有學(xué)堂在線、超星慕課、智慧樹、果殼網(wǎng)、C20慕課聯(lián)盟等。為了有效地開展教學(xué)和添加資源,教師首先要熟悉本校采用平臺的功能特點。實際教學(xué)中我們也發(fā)現(xiàn),現(xiàn)在主流的MOOC平臺上主要還是視頻學(xué)習(xí)為主,雖有測試和一些交互功能,但使用上不是很方便,有條件也可以采用多平臺融合的做法。

Java課程教學(xué)非常強調(diào)實踐,單純靠聽教師講課是不能掌握J(rèn)ava編程的,必須在做中學(xué)、學(xué)中練、練中提高。因此,我們教學(xué)中主要采用自主研制的教學(xué)平臺，同時作為省精品課程也在學(xué)校購買的超星平臺上發(fā)布資源。我們自己開發(fā)平臺給學(xué)生提供更好的學(xué)練空間,方便開展各種形式的教學(xué)活動。平臺上學(xué)生操作部分的主要功能如表1所示。

表1　教學(xué)平臺學(xué)生操作部分的主要功能

Java考試試題包括單選、多選、填空、是非、完型填空(含寫運行結(jié)果和程序補空) 、編程等多種題型。考試中的編程題是按啟發(fā)引導(dǎo)方式進行,學(xué)生在教師模板程序的提示引導(dǎo)下逐步完成編程。模板代碼中需要學(xué)生完成的部分通過特殊標(biāo)記括住,只要遇到相應(yīng)標(biāo)記部分就等待學(xué)生輸入,標(biāo)記外的程序代碼直接提示給學(xué)生。學(xué)生解答時按字符比較正確性,學(xué)生所填信息如果正確,則用藍(lán)色顯示字符,錯誤則用紅色顯示應(yīng)該的正確字符。這樣在模板程序的啟發(fā)引導(dǎo)下學(xué)生逐步完成編程,可培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范編程風(fēng)格。

2　MOOC資源建設(shè)

MOOC課程劃分為章節(jié)層次的知識點碎片。每個知識點以微視頻為核心,配套有微教案、微練習(xí)、微討論等擴展性資源。MOOC將教師的講課技能以視頻再現(xiàn)的方式放到網(wǎng)上。MOOC就像一面鏡子,同時也是一把尺子,制作MOOC的教師要直面同行的意見以及學(xué)生的挑戰(zhàn),不斷改進教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式。

2.1教學(xué)視頻的設(shè)計

為了能抓住學(xué)習(xí)者的注意力,每個視頻控制在5～20 min以內(nèi)。短視頻方便學(xué)習(xí)者按主題學(xué)習(xí)而不感覺疲憊。針對Java知識概念豐富,同時有很強的實踐性的特點,在視頻資源開發(fā)中要特別注意:

(1) 樹立內(nèi)容為主的理念，內(nèi)容要大于形式。教學(xué)的根本是將知識傳導(dǎo)給學(xué)生,所以要精心選擇和組織內(nèi)容。內(nèi)容要集思廣益,融知識性和趣味性于一體。在視頻中最好嵌入相關(guān)背景材料,方便學(xué)生延展知識。Java教學(xué)中,程序的執(zhí)行過程以及執(zhí)行效果特別適合動畫演示,通過圖示讓學(xué)生能形象理解。

(2) 授課注意節(jié)奏,內(nèi)容要有起承轉(zhuǎn)合。在表現(xiàn)手法上力求做到從感性到理性、由簡單到復(fù)雜進行講解。MOOC視頻可以從多角度對教學(xué)內(nèi)容進行講解,包括歸納、對比等。將課程重點、難點部分用一種新視角進行講解展示,可以達(dá)到化解難點的目標(biāo)。

(3) 教學(xué)過程中要有意安排和制造疑問,激發(fā)學(xué)生的興趣。教師對程序的實時調(diào)試演示可以給學(xué)生更具親和力的效果。有時故意犯錯,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)錯誤,學(xué)生能得到更好的感受。要注意啟發(fā)學(xué)生思考,例如針對某個解題進行舉一反三講解,通過對比分析,培養(yǎng)學(xué)生批判性思維能力。

2.2教學(xué)輔助資源的設(shè)計

完整的MOOC教學(xué)應(yīng)加入互動性要求,如安排小測試、編寫程序作業(yè)、組織課程討論等。善用這些功能可增進師生之間、學(xué)生之間的互動,教師可了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況和想法,學(xué)生之間也可以相互了解學(xué)習(xí)進程,互相激勵。例如在過關(guān)學(xué)習(xí)模式下,只有學(xué)完一個教學(xué)單元,測試通過后才能進行下一個教學(xué)單元的學(xué)習(xí),再比如Java課程中根據(jù)用戶的綜合表現(xiàn)給用戶設(shè)定星級,星級的提升對學(xué)生是很好的激勵。

3　MOOC與課堂教學(xué)融合方式

MOOC與課堂教學(xué)的融合框架如圖1所示,包括教學(xué)環(huán)境、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和教學(xué)效果4個方面,MOOC教學(xué)開展必須有好的平臺,在此基礎(chǔ)上建設(shè)優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源,通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和課堂教學(xué)相互融合的混合學(xué)習(xí),促進學(xué)生的知識技能掌握以及協(xié)作能力、創(chuàng)新能力的提升。

圖1　MOOC與課堂教學(xué)融合的整體框架

將MOOC與課堂教學(xué)有效融合需要教師下功夫研究。教學(xué)方式原則上沒有千篇一律,不同教師可選擇自己能駕馭的方式,符合教學(xué)目標(biāo)即可。

一般地說,根據(jù)MOOC建設(shè)狀況和課程教學(xué)進度,MOOC與課堂教學(xué)的融合可以有不同方式。具體融合方式的選擇由多因素決定,包括資源建設(shè)狀況、教學(xué)內(nèi)容的特點、學(xué)生對新學(xué)習(xí)方式的習(xí)慣、學(xué)生對相關(guān)知識的認(rèn)知狀況等。在Java教材編寫中,我們將整個教學(xué)內(nèi)容分為3個部分,分別是程序設(shè)計語言的基礎(chǔ)部分、面向?qū)ο笾R體系部分、Java高級特性部分[4]。考慮到教學(xué)對象是大學(xué)一年級學(xué)生,沒有程序設(shè)計基礎(chǔ),因此在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)組織上遵循漸進規(guī)律,在不同教學(xué)階段采用不同教學(xué)形式。

3.1以課堂教學(xué)為主,MOOC輔助教學(xué)

受長期灌輸式教學(xué)影響,我國高校大部分學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中自主學(xué)習(xí)的主動性不夠,因此,課堂教學(xué)仍是教學(xué)的主陣地。在Java教學(xué)的第1部分內(nèi)容學(xué)習(xí)中,采用課堂教學(xué)為主、MOOC為輔的學(xué)習(xí)方式。第1部分的內(nèi)容包括Java語言的基本語法、數(shù)據(jù)類型和表達(dá)式、流程控制語句、數(shù)組和方法的使用。這些內(nèi)容是程序設(shè)計語言中普遍存在的共性內(nèi)容,相關(guān)概念對于初學(xué)者也是一個挑戰(zhàn),因此采用課堂講解為主更恰當(dāng)。教師通過課堂教學(xué)與學(xué)生互動反饋,可較好地調(diào)整教學(xué)進度,并可配合MOOC輔助學(xué)習(xí),讓每個學(xué)生能強化補充和檢驗自己的學(xué)習(xí)。

MOOC視頻對于學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)無疑幫助很大,可反復(fù)觀看。尤其是課堂上沒有認(rèn)真聽或者曠課的學(xué)生,更可以通過MOOC來彌補。網(wǎng)上學(xué)習(xí)除了安排視頻學(xué)習(xí)外,還安排作業(yè)和教學(xué)測試等輔助環(huán)節(jié),鼓勵學(xué)生進行網(wǎng)上討論和提問。單純讓學(xué)生看視頻,學(xué)生在沒有任務(wù)壓力下容易出現(xiàn)“賬號在學(xué)習(xí),學(xué)生在游戲”的情況。通過給每個微課安排一定的學(xué)習(xí)活動,實現(xiàn)學(xué)、測、練一體化。教師可以通過視頻學(xué)習(xí)進度檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)時間,從網(wǎng)上作業(yè)解答以及單元測試來了解學(xué)生知識掌握情況,并配合課堂提問檢查學(xué)生的學(xué)習(xí),督促落后的學(xué)生通過加強網(wǎng)上學(xué)習(xí),跟上學(xué)習(xí)步伐。

3.2翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)

翻轉(zhuǎn)課堂的特點是學(xué)生在MOOC平臺自主學(xué)習(xí),教師在教室進行答疑解惑。在翻轉(zhuǎn)課堂方式下,教師將相對固定的知識通過MOOC視頻提前講解,學(xué)生提前看。上課時,如果發(fā)現(xiàn)學(xué)生看得困難,可以再梳理一下，如果學(xué)生看得很好,可以再講解更深的問題以及通過課堂操練進一步掌握知識運用。在公共數(shù)學(xué)課教學(xué)中將MOOC與課堂討論練習(xí)配合能取得較好效果[5],網(wǎng)上視頻還可以按分層教學(xué)要求進行組織,更有利于因材施教[6]。分層教學(xué)也是Java課程未來要考慮的一個建設(shè)方向。翻轉(zhuǎn)課堂模式的主結(jié)構(gòu)可以精煉為“學(xué)、測、研”3個環(huán)節(jié)。教師備課的重點從研究教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)移到研究學(xué)生問題的解決。除了網(wǎng)上學(xué)習(xí)與測試外,如何通過課堂活動的設(shè)計與實施完成知識內(nèi)化是翻轉(zhuǎn)課堂的關(guān)鍵[7]。

在Java語言教學(xué)的第2部分(面向?qū)ο笾R體系)內(nèi)容的教學(xué)中,我們采用了翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)。在已經(jīng)理解程序流程和方法調(diào)用后,對面向?qū)ο笾R的理解需要學(xué)生多思考。我們在視頻講解時力求將抽象概念用形象的語言和圖示來表達(dá),學(xué)生只要認(rèn)真琢磨并配合網(wǎng)上練習(xí)等交互環(huán)節(jié),是能夠理解相關(guān)內(nèi)容的。感召學(xué)生的自主學(xué)習(xí)熱情、營造積極主動的在線學(xué)習(xí)文化是翻轉(zhuǎn)課堂成功的關(guān)鍵。翻轉(zhuǎn)課堂具體實施中,注意把握如下幾點:

(1) 教學(xué)過程要有部署地展開,要給學(xué)生布置明確的學(xué)習(xí)任務(wù),要設(shè)法讓學(xué)生認(rèn)真觀看視頻,并學(xué)會歸納總結(jié)和自主反思。看完視頻后,獨立完成單元測試和網(wǎng)上作業(yè)。學(xué)生自學(xué)能力培養(yǎng)本身也是高等教育的重要任務(wù)。

(2) 在課堂上通過質(zhì)疑審查學(xué)生網(wǎng)上學(xué)習(xí)效果。質(zhì)疑的問題要有針對性設(shè)計。比如,MOOC視頻中某個內(nèi)容的運用,重在訓(xùn)練學(xué)生的編程能力和解題思路。為增進學(xué)生學(xué)習(xí)的互助性,可以將學(xué)生分若干小組,小組在課堂上輪流匯報對知識的認(rèn)識,提出各自遇到的問題,教師再針對性地進行解答。

(3) 課堂上不重復(fù)講解MOOC視頻內(nèi)容,否則學(xué)生容易形成依賴課堂心理,從而影響教學(xué)效率。課堂上寶貴的時間應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生對知識的運用,擴展學(xué)生的視野.即便是知識講解,也要換個表達(dá)形式,比如對所學(xué)知識進行歸納、比較等。

3.3項目導(dǎo)向的研究性學(xué)習(xí)

在當(dāng)前大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的引領(lǐng)下,教育的重要方向已由知識技能的培養(yǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)新創(chuàng)造能力的培養(yǎng)[8],教師不只是教授學(xué)生掌握基本概念和方法,而且要成為發(fā)散性思維的傳播者,要引導(dǎo)學(xué)生高效地學(xué)習(xí)和研究。隨著MOOC平臺功能的完善,小組協(xié)作的研究性學(xué)習(xí)將在未來MOOC教學(xué)中發(fā)揮重要作用。這種形式的學(xué)習(xí)也是翻轉(zhuǎn)課堂的高級形式,研究者將其稱為MOOR(massive open online research)。 MOOR有厚重的學(xué)習(xí)支持、學(xué)習(xí)環(huán)境及豐富的學(xué)習(xí)資源(如上千道測試題和作業(yè))[9]。基于項目引導(dǎo)的研究性學(xué)習(xí),應(yīng)允許學(xué)生將自己的研究成果發(fā)布出來,在集體的交流評價中大家共同進步。小組評價形式有小組對個人、教師對學(xué)生、學(xué)生對自己等。對作品的評價分析也有助于批判思維訓(xùn)練。學(xué)習(xí)不能僅停留在知識的應(yīng)用,而且要轉(zhuǎn)向創(chuàng)造能力的培養(yǎng),如圖2所示。

圖2　研究性學(xué)習(xí)提升學(xué)生的知識認(rèn)知

在Java教學(xué)的第3部分內(nèi)容(高級特性)以及Java課程設(shè)計的教學(xué)中,我們采用了研究性學(xué)習(xí)方式。Java高級特性內(nèi)容包括異常處理、多線程、流式輸入輸出、圖形界面、泛型與集合等,這些高級特性不僅要理解,而且要會運用,這很重要。通過設(shè)計豐富多彩的應(yīng)用可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通常的協(xié)作學(xué)習(xí)過程應(yīng)包括如圖3所示的5個部分。學(xué)生從教師給出的項目中理解相關(guān)情境、確定問題解決應(yīng)涉及的技術(shù)路線,然后具體編程實現(xiàn),并寫出項目總結(jié)報告發(fā)布到網(wǎng)上供大家評價,最后在教師的指導(dǎo)下進一步完善,實現(xiàn)應(yīng)用的遷移。

圖3　研究性學(xué)習(xí)協(xié)作解決問題流程

為提高研究性學(xué)習(xí)的效率,注意把握如下幾點:

(1) 為擴展學(xué)生的視野,研究項目通常要有一定的數(shù)量(如10個左右),編排要有一定的深度和廣度,要讓學(xué)生有選擇和發(fā)揮的空間。系統(tǒng)會限制選擇同一項目的小組數(shù)量。

(2) 教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生進行研究。可在教學(xué)資源中提供不同層次的研究案例,通過微課講解分析案例,引導(dǎo)學(xué)生掌握項目設(shè)計方法,讓學(xué)生研究時有借鑒學(xué)習(xí)之處。學(xué)生研究中遇到的難點問題在詢問教師時,教師要給予必要的啟發(fā)指導(dǎo),鼓勵學(xué)生知難而進。教師指導(dǎo)要貫穿于學(xué)生協(xié)作解決問題的整個過程中[10]。

(3) 教師要鼓勵學(xué)生發(fā)表自己獨到的見解,學(xué)生研究中提出的思想見解,教師可將其進行整理和組織,形成新的課程內(nèi)容。通過師生共同研究,實現(xiàn)教學(xué)相長。事實上,Java內(nèi)容體系非常豐富,有些解題方法是課本里沒有或教師也沒觸及的,學(xué)生在解題時會到網(wǎng)上查找資料,對教師也是一種促進。

4　對學(xué)生學(xué)習(xí)評測的變革

任何教學(xué)都離不開對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評測。在MOOC平臺上記錄的學(xué)生個性化信息可作為評價信息,進而實現(xiàn)教學(xué)評測的智能化與自動化。在Java教學(xué)中,我們從多維角度考查評價學(xué)生,包括觀看視頻統(tǒng)計、論壇討論活躍度、線上測試成績、過關(guān)進展點、作業(yè)成績、發(fā)表文章情況、小組研究性學(xué)習(xí)評價等。自動評分功能從重復(fù)性活動中解放了教師,使他們能夠騰出空來,集中精力從事具有較高價值的活動[11]。學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的綜合評價考慮學(xué)生完成任務(wù)的數(shù)量和質(zhì)量兩方面因素,采用加權(quán)計算方式,通過數(shù)量激勵學(xué)生參與的積極性,通過質(zhì)量評價學(xué)生的實際能力。最終結(jié)果用星級顯示反饋給學(xué)生。

考慮到教學(xué)測試和作業(yè)均有抄襲現(xiàn)象,觀看視頻也有走過場的現(xiàn)象,因此設(shè)法創(chuàng)造一個讓學(xué)生“不想”抄襲的學(xué)習(xí)環(huán)境[12]。我們使有監(jiān)督的在線測試、作業(yè)評分、協(xié)作學(xué)習(xí)時師生評分等占據(jù)更大權(quán)重。

(1) 在線考試自動評分。考試分過關(guān)測試和教師安排的階段測試。過關(guān)測試是指各章的單元測試,試卷是在相應(yīng)章節(jié)之前的內(nèi)容中抽題組卷,可以很好地體現(xiàn)學(xué)生知識掌握的進度。過關(guān)體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)進展,過關(guān)情況不好,則階段測試成績也難以理想。

(2) 作業(yè)教師手工評分。作業(yè)是反映學(xué)生個體編程能力的重要手段。教師批改作業(yè)時,平臺上會顯示學(xué)生交作業(yè)的時間并按遞交作業(yè)時間排序,教師通過對比就可直觀看到哪些是抄襲者。評語中注意鼓勵學(xué)生獨立思考,對于有獨創(chuàng)見解的作業(yè)給予高分。

(3) 協(xié)作學(xué)習(xí)時師生的評分。協(xié)作學(xué)習(xí)中一般安排答辯環(huán)節(jié)，按小組為單位對學(xué)生進行質(zhì)疑,每個學(xué)生實際能力如何也就比較真實。在協(xié)作學(xué)習(xí)中,要設(shè)法調(diào)動每個學(xué)生的參與,教師要監(jiān)督小組活動情況,保持小組活動的有效性。在小組評價時要求學(xué)生對自己的小組作品打個分,同時給組內(nèi)成員排序。

教師在給小組評定成績時要讓學(xué)生知道,小組中每個成員均要積極參與項目的研究。答辯時,小組中如果有成員對項目研究實現(xiàn)思想不理解,則影響整個小組的成績。這樣迫使每個學(xué)生均能重視自己小組所設(shè)計開發(fā)的作品,了解其他學(xué)生的創(chuàng)意,深度挖掘自己的潛力。

5　結(jié)語

MOOC與課堂教學(xué)的融合有多種形式,不同課程有不同形式,同一課程在教學(xué)的不同環(huán)節(jié)也可考慮采用不同形式。如何有效將MOOC與課堂教學(xué)有效融合,對教師也是一個挑戰(zhàn)。Java教學(xué)中,根據(jù)課程的整個知識體系以及學(xué)生的認(rèn)知特點,在不同教學(xué)階段采用不同的教學(xué)形式,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,教學(xué)效果有顯著提高。在Java課程教學(xué)中,學(xué)生經(jīng)歷了由被動學(xué)習(xí)到主動學(xué)習(xí)、再到協(xié)作研究的轉(zhuǎn)變。在線學(xué)習(xí)的客觀、自動化的評測,以及利于教學(xué)的過程性學(xué)習(xí)評價,達(dá)到鼓勵先進、激勵后進的目的。研究性學(xué)習(xí)將成果發(fā)布到平臺上進行交流和評價,實現(xiàn)了教學(xué)、研究、評價的有機整合。

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Application of combining MOOC with classroom teaching in Java teaching

Ding Zhenfan, Fan Ping, Yu Jia, Xu Bo

(School of Information Engineering,East China Jiaotong University,Nanchang 330013,China)

Based on the Java teaching practice,the selection of MOOC platform and the problems that should be paid attention to in resources construction are discussed. For the implementation of combining MOOC with classroom teaching, three kinds of teaching forms can be adopted in different stages of Java teaching. The first is mainly in the classroom teaching, supplemented by MOOC.The second is flipped classroom teaching. The third is problem-oriented research learning. The characteristics of these kinds of fusion methods are introduced respectively,and the problems to be noticed in teaching are discussed. Finally,the change of learning evaluation in Java teaching is introduced. Through the effective combination of MOOC and classroom teaching, the students’ interest in learning is improved and it’s beneficial for cultivating students’ innovative ability.

Java teaching; MOOC; flipped classroom; research learning

10.16791/j.cnki.sjg.2016.09.038

2016-03-29修改日期：2016-05-06

江西省2015教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題“MOOC與課堂教學(xué)融合的實效研究——以程序設(shè)計語言課程教學(xué)為例”(15YB032)；江西省社會科學(xué)“十二五”(2015年)規(guī)劃項目“MOOC建設(shè)對高校教學(xué)的影響研究”(15JY33)

丁振凡(1965—),男,江西豐城,學(xué)士,教授,研究方向為云計算、語義Web、計算機輔助教學(xué).

E-mail：zfding@ecjtu.jx.cn

G642.0

B

1002-4956(2016)9-0147-04