基于MOOC的軟件工程專業教學模式創新實踐

方 芳，劉袁緣，趙一石，向秀橋

（中國地質大學 信息工程學院，湖北 武漢 430074）

0 引 言

隨著大規模開放在線課程（massive open online course，MOOC）的不斷發展與完善，大學傳統教育受到沖擊的同時也被注入了新鮮的血液，借助MOOC促進教學改革是MOOC對于大學專業教育的重要價值體現，創新軟件工程專業教學模式對促進教學工作、提高教學質量等有著重要的作用與意義[1-2]。通過探索與實踐基于MOOC的軟件工程專業教學模式，可為激發軟件類本科生、碩士生自主學習動力，提高學生培養質量，創新人才培養機制等提供實踐參考。

1 構建基于MOOC的軟件工程專業教學模式體系

基于MOOC的軟件工程專業教學模式體系如圖1所示，主要包括4個方面：①以培養卓越軟件工程人才為目標，構建基于MOOC與傳統教學相結合的課程體系與培養方案；②以提高教學質量為核心，基于MOOC的混合式課內教學模式研究；③以激發學生創新能力與自主學習的能力培養為目的，基于MOOC的翻轉課堂團隊學習模式；④以保證學生學習成效為根本目標，建立混合式教學模式的保障與質量評價體系。

1.1 基于MOOC的軟件工程人才培養課程體系

基于MOOC的軟件工程人才培養課程體系主要包括4方面的課程集，分別是基于MOOC的專業選修課程集、混合教學課程集、翻轉課堂學習課程集以及個性化學習課程集，如圖2所示。首先，建立基于MOOC的選修課程集。從Coursera、edX及Udacity、學堂在線、慕課網等平臺中遴選適合軟件工程專業學生的國內外高水平MOOC課程作為公共或專業選修推薦課程，學生在專業教師的指導下根據自身課程學習和學術研究或工程實踐的需要，有針對性地進行選修，獲得MOOC證書或通過專業教師的相關考核方可獲得相應課程的學分。其次，每學期在專業基礎課和專業課程中選取1～2門開展混合式教學。第三，在本科生高年級學生及研究生組成的學術學習團隊中選擇相關課程開展基于MOOC的翻轉課堂學習。最后，根據學生不同的需求定制基于MOOC的個性化課程集。

圖1 基于MOOC的軟件工程專業教學模式體系

圖2 基于MOOC的軟件工程人才培養課程體系

1.2 基于MOOC的混合式課內教學模式

軟件工程專業是理論性和實踐性都很強的專業，基于MOOC的專業課程教學模式設計需要充分考慮軟件工程專業課程內容豐富且抽象的特點。在理論教學方面，教學設計要發揮MOOC內容豐富、教學方式靈活等優勢，理論知識點主要由學生在任課教師的指導下利用MOOC學習完成，教師則主要針對學生反饋的問題進行答疑和難點分析，通過MOOC學習與教師深入指導的方式，利用課堂內有限的教學時間將課程教學重點與難點分析透徹。在實踐教學方面，采用項目驅動的教學模式，利用對真實項目的裁剪、完善，設計系統性、完整性和綜合性強的實驗內容，讓學生模擬組建項目團隊，運用軟件工程中的規范、技術與方法，通過分工合作完成項目實施的全過程。

1.3 基于MOOC的翻轉課堂團隊學習模式

基于MOOC的翻轉課堂團隊學習可借鑒美國富蘭克林學院Robert Talbert教授總結的翻轉課堂實施模型，如圖3所示。學習過程分為課前學習和課中學習兩個階段，在課前學習中，團隊內所有學生自行觀看教學視頻，并進行針對性地練習和實踐；在課中學習中，首先，全部學生先快速完成少量測評，然后，由一位學生主講課程內容，教師及團隊內其他同學則根據所講內容進行交流與提問，采取問題式教學法，不斷通過“提出問題→思考問題→解決問題”的過程深入理解并掌握課程中新知識，同時通過反復的交流與討論完成知識的內化，最后，對所學知識點進行深入的討論、總結與反饋，讓所有參與學習的同學都能夠扎實地掌握課程內容。

圖3 基于MOOC的翻轉課堂團隊學習模式

1.4 基于MOOC的教學評價體系

建立科學有效的教學評價體系是保障教學質量的重要手段。基于 MOOC 的軟件工程專業教學模式是進階式學習與及時反饋相結合、信息傳遞與內化吸收循環統一的教學過程的體現[3]。在教學評價體系中，一方面需要對學生學習效果進行評價，另一方面還需要對學生學習過程進行評價。學習效果評價主要分為過程評價與結果評價，其中，過程評價主要通過MOOC視頻學習進度、在線練習測試情況等指標來評價MOOC學習情況，并通過出勤率、課堂參與討論度、實習完成情況等指標來評價課堂學習情況；結果評價主要通過階段測試情況、期末考試情況等指標來評價知識掌握與運用情況。在學習過程不同階段評價學生的各項能力，包括自主學習能力、知識內化能力、溝通表達能力、知識創新能力、團隊協作能力以及知識綜合運用能力等。基于MOOC的混合式教學模式教學效果評價體系如表1所示，在明確評價內涵和標準的基礎上，確定科學合理的評價指標與評價方法，及時檢驗教學效果，發揮評價的反饋矯正與激勵作用，保障教學質量。

2 基于MOOC的軟件工程專業教學模式實踐

中國地質大學（武漢）信息工程學院軟件工程專業本科生和研究生的課內教學和團隊學習進行了相關實踐，建立了基于MOOC的專業人才培養課程體系，實踐了基于MOOC的軟件工程課內學習及團隊學習教學模式。

2.1 基于MOOC的課內教學模式實踐

基于MOOC的課內教學模式實踐主要包括兩方面的工作。其一，選取計算機概論、人形機器人設計與制作、人工智能等課程建立基于MOOC的選修課程集，學生通過在MOOC平臺在線學習相關課程并通過課程考核，可申請 “通識教育選修課”或“專業選修課”學分。其二，在軟件工程專業本科生算法設計與分析、離散數學、UML與面向對象軟件工程、軟件項目管理等專業基礎課及專業課中采用MOOC與課堂教學相結合的混合式課內教學方式，充分利用MOOC課程資源豐富、學習方式靈活、時間自由等優點，結合課內教學的規范性、易交互性等優勢開展教學。

2. 2 基于MOOC的團隊學習模式實踐

基于MOOC的團隊學習模式實踐，一方面在智能信息處理與計算團隊中，針對高年級本科生及研究生的課外學習，采取翻轉課堂的團隊學習模式，組織高年級本科生和新入校的研究生開展與團隊研究相關的核心課程學習，主要包括機器學習、CNN for Visual Recognition、文件管理與信息分析等；另一方面，結合團隊同學各自的研究方向，設計基于MOOC的個性化課程集，讓學生成為學習的主人，督促學生學會利用碎片時間、個性化時間安排學習，指導學生充分利用導學、自學、互學等重要的學習新方法[4]。

表1 基于MOOC的混合式教學模式教學效果評價體系

3 結 語

研究構建了基于MOOC的教學評價體系，形成了集“課程資源+教學方法+學習方法+評價體系”為一體具有較強可操作性的教學模式。探索用于指導軟件工程相關專業借助MOOC資源改革專業教學模式的一套理論與方法，對改觀教師教學投入不夠、學生自主學習積極性不高等現狀，提高教學質量和學生學習成效等起到積極作用。“基于MOOC的軟件工程專業教學模式”的示范和輻射作用，有助于促進學校高素質拔尖創新人才培養工作，提升學生創新能力、實踐能力及綜合素質，增強就業、繼續深造方面競爭力。此外，作為軟件工程專業“卓越工程師計劃”“專業綜合改革試點”等專業建設的延伸和重要補充，改革的實施有助于促進“在培養模式、教學團隊、課程體系及實踐體系、教學資源平臺、教學方式、教學管理與質量監控等專業發展重要環節的綜合改革”的落實，帶動軟件工程等相關專業面上的教育改革。