基于MOOE的計算機專業實驗教學平臺的設計

閆陽

摘要：本文闡述了MOOE實驗教學模式的主要特點，設計并實現了基于MOOE的實驗教學平臺，并將該實驗教學平臺應用于我校計算機專業實驗課程教學中，證明了該教學平臺的運行與推廣會達到很好的教學效果。

關鍵詞：MOOC；MOOE；實驗教學平臺

中圖分類號：N45 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）51-0266-02

MOOE（massive open online experiments，大規模開放式在線實驗）實驗教學模式產生的原因是MOOC教學模式不能滿足高校計算機專業課程理論與實踐相結合這一特點，計算機專業課必須有大量的實驗操作，才能理解并運用所學理論知識。MOOE實驗教學模式采用云計算、大數據等技術，打破了傳統的實驗室在時間、空間以及實驗課程內容方面的限制，與MOOC一樣實現計算機實驗教學的新變革[1，2]。

一、基于MOOE的實驗教學平臺的主要特點

基于MOOE的實驗教學平臺的主要特點體現在三個方面：大規模、在線支持、開放性。

1.大規模。基于MOOE的實驗教學平臺的“大規模”特點表現在：參與的學生數量大規模、應用范圍的大規模、實驗內容的大規模。如果說MOOC教學模式打破了大學的圍墻，那么可以說，MOOE實驗教學模式沖破了大學的實驗室[2]。MOOE實驗教學平臺將實現學校之間、學校與社會之間的師資互動，讓從前在傳統實驗室內的精品實驗課程、重點實驗項目、教學名師所擁有的資源成為新興的網絡教學的廣泛資源，讓企業專家、行業的業務精英及他們的實踐經驗成為新興教學的補充[3]。

2.在線支持。場地有限、學習者規模有限、實驗學習時間有限、實驗設計分享有限等[2]問題一直是困擾傳統實驗室教學發展的主要問題。基于MOOE的實驗教學平臺通過網絡教學模式很好地解決了這個問題，使得使用者與學習者可以自由地、不受時間地點的限制隨時參與實驗設計、實驗教學、實驗學習。基于MOOE的實驗教學平臺的在線支持還體現在實驗結果及時驗證和師生隨時交流討論等方面[4]。

3.開放性。基于MOOE的實驗教學平臺的開放性特點首先體現在無論是教師還是學生，只要有網絡的訪問權限，便可使用MOOE實驗教學平臺，即MOOE是一個完全開放的平臺。同時，MOOE實驗教學平臺還是一個教學經驗和成果積累與推廣的開放性平臺[1]。

二、基于MOOE的計算機專業實驗教學平臺各功能模塊的設計

計算機專業的課程是理論與實踐密切結合的課程，學生在學習過程中必須大量動手進行實踐操作來驗證理論知識，才能真正理解并掌握所學理論。針對這種實際情況，提出在實驗教學過程中，使用基于MOOE的開放式在線實驗教學平臺學。通過此平臺的使用，學生可以充分地利用排隊、等車、休息等“碎片”時間進行自主學習和實驗，教師也可以有更加靈活、充分的時間與學生進行更為有效的交流與互動，并且促進了實驗教學模式的轉變：學生由從前的被動學習變為主動學習，教師由原來的傳授式變為點撥式、答疑式、引導式授課；學生由原來的單一學習與操作實驗方式轉變為多方式融合學習和實驗實踐方式。

一個好的在線教學平臺，完善的功能和新穎的內容是至關重要的。基于MOOE的計算機專業實驗教學平臺具備如下功能模塊：課程資源學習模塊、信息推送模塊、個性化定制模塊、教學問答模塊、團隊討論模塊、及時通信模塊、成果提交模塊、數據分析模塊。下面逐一對技術方案進行介紹。

1.通過信息推送模塊，將與圖形圖像實驗課程相關的MOOC資源、MOOE資源、參考文獻、網站資源、論壇等資源及時發送，供學生根據自身的學習特點和知識水平自主學習；

2.個性化定制模塊，根據學生學習情況反饋，定制專業高效的個性化學習方案，不局限于整齊劃一的進度，不局限于“教師教、學生聽”的單一教學方法，讓學生的個性獲得最大的尊重和發展；

3.教學問答和團隊討論模塊，目的在于使得學生在實驗學習過程中遇到的問題得以快速解決，并且可以分享解決問題的心得體會供同學們借鑒學習，使學生與教師、學生與學生之間的聯系越發緊密；

4.成果提交模塊，主要用于學生將實驗結果上傳提交，簡單方便，易于管理；

5.數據分析模塊，使教師可以及時獲取反饋的數據，隨時了解學生的學習情況，準確跟蹤并督促學生的學習，同時，通過分析反饋的數據，與預定的實驗教學目標比較，找出差距，進而制定措施，改進實驗教學。

其中課程資源學習模塊是整個實驗教學平臺的核心部分，其又細化分為五個子模塊，各個子模塊的技術方案如下：①課程實驗教學大綱和課程實驗指導書兩個子模塊，通過簡明扼要的文字及圖片內容對課程及授課計劃給予介紹，告知學生本實驗課程的學習目的、要點及難點內容，讓學生對課程有一個整體的認知；②基于重點難點介紹的微課視頻子模塊，教師需要上傳已錄制好的視頻內容，可以是教室環境及硬件設備、軟件環境的介紹，也可以是課程的演示文稿的內容，教學視頻的目的在于幫助學生預習，學生可以反復、不限時間地點地觀看。根據“注意力10分鐘法則”，人們普遍對某一事物的專注力一般只能維持10分鐘左右，若長時間瀏覽會造成閱讀疲勞，因此每個微課視頻應控制在10分鐘以內[5]；③演示與操作及知識點在線體驗子模塊，對于學生的課前自主預習起到重要的作用，是核心之核心，重點之重點。通過此子模塊的使用，學生可以直觀地學習到各種算法、各種變換所帶來的直接效果，可以快速地對抽象的算法與概念在頭腦中產生清晰明確的認識與理解，并且可以反復、多次地觀看演示與操作。

三、基于MOOE的實驗教學平臺取得的效果

通過基于MOOE的實驗教學平臺的使用，將整個實驗教學過程從時間上分成課外階段和課內階段，每個階段從角色上分成教師活動和學生活動。

在課外階段，主要是課前階段，首先教師要針對學生的特點，結合實驗教學目的，設計實驗教學內容指導書并制作成微課視頻，同時設計重點知識點的在線體驗環境。然后將實驗指導書、微課視頻和體驗與測試材料傳送給學生，回答學生問題，收集學生學習情況。根據與學生交互的過程，確定課內實驗教學內容。對于學生來說，首先通過接收教師發送的實驗教學指導書及微課視頻，對課程的實驗內容做全面的了解，清楚自主學習的目標。通過使用演示與操作、知識點在線體驗模塊，對實驗原理進行驗證學習并記錄學習情況。同時，與同學和老師進行廣泛交流，交流自主學習中遇到的問題及解決問題的心得體會。

在課堂學習階段，教師改變傳統的“講解實驗內容及設備使用→指導學生熟悉設備及軟件環境→學生進行實驗（如果遇到問題向教師求助）”的實驗授課模式，將學習的主要角色轉換給學生，讓學生在有限的課堂時間進行高效的實驗操作，而不再只是機械地根據實驗步驟去驗證，教師也不用重復地解答學生遇到的普遍性的簡單問題，可以進行更加深入的師生互動，學生可以有更加充足的時間進行綜合性和創新性實驗的操作。

通過大規模在線開放式實驗平臺MOOE模式研制開發的計算機專業實驗教學平臺在實驗教學當中的運行與推廣，達到了如下實驗教學效果：①學習可以不受時間、地點、人員的限制，學生真正實現“人人皆學、處處能學、時時可學”；②實驗教學手段及內容新穎、全面；③多人、多組并行實驗，互不干擾；④自主個性學習。真正實現以學生為學習主角，倡導個性化學習；⑤實時教學互動。既是教學與學習的平臺，又是經驗交流與互動的平臺；⑥資源廣泛。學生實現與教學名師、優秀資源、精品實驗的近距離接觸。教師亦實現教學創新與成果積累。

四、總結

實踐表明，在計算機專業實驗教學過程中推廣使用基于MOOE的實驗教學平臺后，與傳統的計算機教學環境相比較，MOOE實驗平臺可以為學生提供更廣泛的自學條件，為學生的成長成才提供更良好的支持。學生對知識的學習積極性必將更高，對于知識的理解也必將更深刻。隨著越來越多的MOOE實驗教學平臺的出現，計算機專業的實驗室建設必將迎來一個全新的時代。

參考文獻：

[1]吳明華.“大規模開放在線課程”的興起[J]，世界知識，2013，（14）：60-61.

[2]劉歡迎.創新計算機實驗教學，開啟MOOE新時代[J]，計算機教育，2015，（9）：20-23.

[3]易霖博之MOOE開放實驗室[OB/OL].[2016-07-22].

http：//www.taodocs.com/p-56373809-1.html.

[4]MOOE在線實驗室[DB/OL].

http：//3y.uu456.com/bp_4q3mu1tcf83gzna0fx9l_1.html.

[5]崔貫勛，熊建萍.基于虛擬仿真技術的MOOE實踐教學平臺開發[J]，實驗技術與管理，2016，33（4）：103-107.

Abstract：Based on the analysis of MOOC teaching model，a new experimental teaching model MOOE is put forward. This paper expounds the main characteristics of MOOE experimental teaching mode，designs and realizes the experimental teaching platform based on MOOE，and applies this platform to the teaching of experimental course of computer specialty in our school，which proves that the operation and promotion of the teaching platform will reach Good teaching effect.

Key words：MOOC；MOOE；experimental teaching platform