慕課支撐下的“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程改革實(shí)踐及思考

王懷超 李海豐 李俊生

摘? 要： 為了應(yīng)對(duì)目前“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程教學(xué)所面臨的諸多問(wèn)題及挑戰(zhàn)，基于慕課開(kāi)展了兩個(gè)方面的課程改革實(shí)踐。設(shè)計(jì)并實(shí)施了一種慕課支撐下的大學(xué)先修課新模式，有效地避免和解決了目前大學(xué)先修課存在的諸多問(wèn)題;同時(shí)開(kāi)展了基于MOOC+SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂的“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革，將優(yōu)質(zhì)慕課資源及翻轉(zhuǎn)課堂模式融入課堂教學(xué)，使學(xué)生受益。文章對(duì)慕課應(yīng)用模式所進(jìn)行的有益探索，為其他計(jì)算機(jī)類(lèi)公共基礎(chǔ)課課程改革提供了具體可行的思路。

關(guān)鍵詞： 慕課; 大學(xué)先修課; 小規(guī)模私有在線課程; 翻轉(zhuǎn)課堂

中圖分類(lèi)號(hào)：G434? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1006-8228（2019）04-85-03

Abstract： In order to cope with the problems and challenges faced by the current "College Computer Fundamentals" course， two aspects of curriculum reform practice have been carried out based on MOOC. A new model of Advanced Placement under the support of MOOCs is designed and implemented， and can effectively avoid or solve many existing problems. At the same time， a reformed teaching mode based on MOOC， SPOC and flipped classroom is carried out， to introduce the high-quality MOOC resources and flipped classroom mode into the classroom， and students benefit a lot. This paper makes a useful exploration on the application mode of MOOC， and provides concrete and feasible ideas for the reform of other public and basic computer courses.

Key words： MOOC; Advanced Placement courses; SPOC; flipped classroom

0 引言

近些年信息技術(shù)迅猛發(fā)展，對(duì)社會(huì)的各個(gè)方面產(chǎn)生了深刻的影響。大規(guī)模在線開(kāi)放課程（Massive Open Online Course，簡(jiǎn)稱(chēng)慕課或MOOC）作為一種新的知識(shí)傳播方式和學(xué)習(xí)渠道，風(fēng)靡全球，給高等教育領(lǐng)域帶來(lái)了巨大的變革。為積極應(yīng)對(duì)MOOC浪潮，從2013年起教育部高等學(xué)校大學(xué)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)率先積極推動(dòng)計(jì)算機(jī)類(lèi)課程（包括大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程）MOOC改革實(shí)踐，得到了國(guó)內(nèi)諸多高校的熱烈響應(yīng)，并開(kāi)展了相關(guān)MOOC課程的建設(shè)和應(yīng)用。

目前在各個(gè)MOOC平臺(tái)上開(kāi)設(shè)的計(jì)算機(jī)類(lèi)課程有近200門(mén)，覆蓋了計(jì)算機(jī)主要基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)課程，選課人數(shù)已有數(shù)百萬(wàn)人次。對(duì)于大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程，國(guó)內(nèi)有多所高校建設(shè)了MOOC課程，依托于中國(guó)高校計(jì)算機(jī)教育MOOC聯(lián)盟，得到了廣泛的應(yīng)用，而就目前看依然有很大的應(yīng)用潛力。

1 “大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”是高等學(xué)校計(jì)算機(jī)類(lèi)公共教學(xué)中的核心課程，是大學(xué)通識(shí)教育的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維[1]的基礎(chǔ)課程。以筆者所在高校為例，“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程是非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的公共基礎(chǔ)課，每年有超過(guò)4000名學(xué)生在大一的第一個(gè)學(xué)期學(xué)習(xí)本課程。課程目前存在以下問(wèn)題：

⑴ 學(xué)生基礎(chǔ)差異大，且對(duì)其分類(lèi)困難

對(duì)歷屆學(xué)生數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，剛?cè)雽W(xué)的學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)差異較大，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分類(lèi)教學(xué)是一個(gè)很自然的選擇。但是如何評(píng)價(jià)學(xué)生的基礎(chǔ)并對(duì)學(xué)生進(jìn)行分類(lèi)是一個(gè)難題。

⑵ 教學(xué)內(nèi)容陳舊、繁雜，教學(xué)課時(shí)不足

目前，就“大學(xué)計(jì)算機(jī)課程”課程的教學(xué)現(xiàn)狀來(lái)講，教學(xué)內(nèi)容單一、枯燥，課程教學(xué)內(nèi)容陳舊，仍然以計(jì)算機(jī)常用軟件工具、操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)為主，課程教學(xué)內(nèi)容往往不能滿足信息技術(shù)發(fā)展和實(shí)踐需求，這些都成為阻礙教學(xué)改革與發(fā)展的重要因素。還存在授課內(nèi)容繁雜，涉及的層次廣，教師授課面面俱到，導(dǎo)致教學(xué)課時(shí)明顯不足。

⑶ 教學(xué)模式不能激發(fā)學(xué)生興趣

大學(xué)計(jì)算機(jī)課程依然延續(xù)著以往“教師講，學(xué)生練”的教學(xué)模式，教師課堂講授理論知識(shí)部分，學(xué)生通過(guò)上機(jī)操作實(shí)驗(yàn)部分。課程課內(nèi)學(xué)時(shí)有限，課外學(xué)時(shí)學(xué)生積極性不高，未能很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

⑷ 本課程與其他后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程關(guān)聯(lián)小

本課程如果依然采用各高校通用的教學(xué)內(nèi)容和方式，不能根據(jù)各個(gè)高校專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)制定特定的教學(xué)內(nèi)容及方案，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生感覺(jué)本課程與其他后續(xù)的專(zhuān)業(yè)課程關(guān)聯(lián)小，有學(xué)而無(wú)用的錯(cuò)覺(jué)。

針對(duì)以上存在的問(wèn)題，本文基于MOOC開(kāi)展了本課程的相關(guān)改革工作，包括開(kāi)設(shè)大學(xué)先修課、梳理教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)模式、建設(shè)特色教學(xué)資源以及實(shí)施MOOC+SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式等。

2 大學(xué)先修課模式與實(shí)施

由于學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)差異較大，直接進(jìn)行分級(jí)考試效果有限。開(kāi)設(shè)大學(xué)先修課[2]可以有效解決此問(wèn)題，但傳統(tǒng)先修課模式存在諸多問(wèn)題，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①大學(xué)先修課課程體系尚未形成;②MOOC課程[3-4]并未對(duì)先修課進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì);③各個(gè)高校之間對(duì)大學(xué)先修課的標(biāo)準(zhǔn)及學(xué)分認(rèn)證機(jī)制未形成共識(shí);④線上考試分?jǐn)?shù)的真實(shí)性受到質(zhì)疑，直接用于學(xué)分認(rèn)定存在問(wèn)題。本課程結(jié)合“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程特點(diǎn)，立足我校實(shí)際，給出了一種可行的“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”先修課新模式。

針對(duì)我校非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程學(xué)生，利用“中國(guó)大學(xué)MOOC”平臺(tái)，與北京交通大學(xué)MOOC課程“大學(xué)計(jì)算機(jī)—計(jì)算思維之路”深度合作，組織開(kāi)設(shè)大學(xué)先修課程。課程需要學(xué)生在暑期利用MOOC平臺(tái)進(jìn)行課程的先修學(xué)習(xí)，由教師網(wǎng)上指導(dǎo)，并在開(kāi)學(xué)初舉行入學(xué)分級(jí)考試，最終考試成績(jī)優(yōu)秀者免修本課程。

為了定量評(píng)估MOOC先修課的效果及必要性，提出了“MOOC學(xué)習(xí)過(guò)程參與度”的概念， MOOC學(xué)習(xí)過(guò)程參與度=MOOC測(cè)驗(yàn)總成績(jī)（歸一化后）*0.4+MOOC作業(yè)總成績(jī)（歸一化后）*0.4+用戶(hù)活躍度*0.2。其中，用戶(hù)活躍度=（發(fā)表主題數(shù)+回復(fù)數(shù)+評(píng)論數(shù)）/max（發(fā)表主題數(shù)+回復(fù)數(shù)+評(píng)論數(shù)）。并將MOOC學(xué)習(xí)過(guò)程參與度對(duì)分級(jí)考試的影響進(jìn)行了分析，如圖1所示。可以看出，MOOC學(xué)習(xí)過(guò)程參與度與分級(jí)成績(jī)之間正相關(guān)。

雖然大部分同學(xué)都參與了MOOC課程的注冊(cè)，但有些同學(xué)并未參與課程學(xué)習(xí)。本文對(duì)這兩類(lèi)學(xué)生的分級(jí)考試平均成績(jī)進(jìn)行了分析，如表1所示，參加了先修課學(xué)習(xí)的學(xué)生的分級(jí)考試成績(jī)高出未參加先修課學(xué)習(xí)的學(xué)生5.5分，并且免修率提高了18%。可以看出，先修課可以有效填補(bǔ)暑假學(xué)習(xí)真空期，免修學(xué)生可以選修更深入的課程，為實(shí)現(xiàn)個(gè)性化、差異化教學(xué)提供了條件。因此，大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程大學(xué)先修課的開(kāi)設(shè)是非常必要的。

3 MOOC+SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂模式及實(shí)踐

為提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，對(duì)本課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了梳理。除了要求學(xué)生自學(xué)計(jì)算機(jī)常用軟件外，還重點(diǎn)增加了計(jì)算文化、計(jì)算基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理與管理、算法與程序設(shè)計(jì)、Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等八個(gè)專(zhuān)題內(nèi)容。為了開(kāi)展翻轉(zhuǎn)課堂，每個(gè)專(zhuān)題設(shè)置了三道開(kāi)放性討論題目，其中有一半以上與民航業(yè)務(wù)或民航特色專(zhuān)業(yè)后續(xù)課程相關(guān)，加深了對(duì)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課背景知識(shí)的了解。

教學(xué)模式采取“課下自學(xué)、課上答疑，SPOC學(xué)習(xí)，翻轉(zhuǎn)課堂”的模式[5-7]。具體執(zhí)行過(guò)程如下。

⑴ 對(duì)于計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件及操作系統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容，采取“課下自學(xué)、課上答疑”的模式。課程組建設(shè)了豐富的校內(nèi)網(wǎng)教學(xué)資源庫(kù)，學(xué)生利用課余時(shí)間自行學(xué)習(xí)。這樣既能減少課上教學(xué)工作量，又能督促學(xué)生自學(xué)自練，以案例為驅(qū)動(dòng)切實(shí)提高學(xué)生實(shí)際操作能力。

⑵ 對(duì)理論教學(xué)采用MOOC+SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式[8-10]。對(duì)八個(gè)專(zhuān)題的教學(xué)內(nèi)容，以MOOC資源為基礎(chǔ)，補(bǔ)充了與民航背景相關(guān)的案例庫(kù)和教學(xué)資源，建設(shè)了我校的SPOC教學(xué)資源。課程組教師輪流在網(wǎng)上答疑，監(jiān)控SPOC學(xué)習(xí)情況，解答學(xué)生疑問(wèn)。

⑶ 對(duì)八個(gè)專(zhuān)題的共計(jì)24道討論題，以“翻轉(zhuǎn)課堂”的模式進(jìn)行教學(xué)。具體實(shí)施過(guò)程如圖2所示。將學(xué)生分為16組，每組4至6人，每次討論課安排6組學(xué)生討論3個(gè)題目。討論前，學(xué)生報(bào)告小組提交討論題報(bào)告，然后教師組織學(xué)生討論。每組報(bào)告完成后，教師對(duì)該組同學(xué)提問(wèn)，并向全體同學(xué)做補(bǔ)充講解。每組討論時(shí)間為15至20分鐘。結(jié)束后，需要對(duì)參與翻轉(zhuǎn)課堂的學(xué)生進(jìn)行評(píng)分。

⑷ 建設(shè)翻轉(zhuǎn)課堂成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系。翻轉(zhuǎn)課堂成績(jī)由三部分組成，包括教師評(píng)價(jià)、同學(xué)評(píng)價(jià)及組內(nèi)評(píng)價(jià)，各個(gè)部分的權(quán)重系數(shù)為：教師評(píng)價(jià)50%，同學(xué)評(píng)價(jià)20%，組內(nèi)評(píng)價(jià)30%。另外研究翻轉(zhuǎn)課堂成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)系統(tǒng)，老師、學(xué)生利用智能終端或PC終端及時(shí)對(duì)課堂研討成績(jī)給出評(píng)價(jià)。教師可以及時(shí)了解學(xué)生的評(píng)價(jià)、成績(jī)情況，學(xué)生也可以及時(shí)了解自己的成績(jī)，更進(jìn)一步對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘、分析。

4 思考與改進(jìn)

根據(jù)大學(xué)先修課及MOOC+SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式的改革實(shí)踐，筆者對(duì)本課程的進(jìn)一步改革進(jìn)行了深入思考，課程在以下方面還需要加強(qiáng)和完善。

⑴ 課程持續(xù)建設(shè)，重點(diǎn)建設(shè)專(zhuān)業(yè)特色SPOC內(nèi)容

目前，SPOC專(zhuān)業(yè)特色教學(xué)案例庫(kù)資源包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及二維碼等在民航中的應(yīng)用、民航機(jī)場(chǎng)生產(chǎn)公報(bào)統(tǒng)計(jì)、民航系統(tǒng)中的調(diào)度問(wèn)題等10余個(gè)特色案例。為了進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，并解決目前本課程與其他后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程關(guān)聯(lián)小的問(wèn)題，可以建設(shè)更多民航特色教學(xué)案例庫(kù)資源，以及民航經(jīng)典案例講解視頻庫(kù)、學(xué)生優(yōu)秀翻轉(zhuǎn)課堂案例視頻庫(kù)、自編題庫(kù)在內(nèi)的特色教學(xué)資源。

⑵ 豐富翻轉(zhuǎn)課堂形式，進(jìn)一步提高教學(xué)效果

翻轉(zhuǎn)課堂改變了教師的教學(xué)模式和學(xué)生的學(xué)習(xí)模式，將學(xué)習(xí)權(quán)交給學(xué)生。目前，“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程針對(duì)理論教學(xué)的各章節(jié)內(nèi)容，凝練了24道開(kāi)放性的題目，在課堂上，學(xué)生根據(jù)題目主題匯報(bào)相應(yīng)內(nèi)容，使學(xué)生更專(zhuān)注于主動(dòng)的、基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，使課堂的教學(xué)質(zhì)量得到提高。但是課程單一的采用學(xué)生匯報(bào)、討論及教師點(diǎn)評(píng)的方式，以及針對(duì)不同章節(jié)內(nèi)容效果不一致。對(duì)于這些問(wèn)題后續(xù)需針對(duì)偏理論方法方面的章節(jié)，采用理論教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的方式，如引入雨課堂，使學(xué)生更加深入地理解計(jì)算問(wèn)題及計(jì)算思維。

⑶ 強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生實(shí)踐能力

“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程建設(shè)時(shí)，需面向工程能力培養(yǎng)要求，面向應(yīng)用型本科院校實(shí)際，做到重實(shí)踐、重應(yīng)用。課程應(yīng)強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生實(shí)踐能力。

⑷ 梳理知識(shí)點(diǎn)，與其他專(zhuān)業(yè)深入融合

新工科有別于傳統(tǒng)工科，強(qiáng)調(diào)以信息化帶動(dòng)工業(yè)化。工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中要求學(xué)生具備能夠應(yīng)用信息技術(shù)對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)、模擬和求解的能力。二者都要求其他工科專(zhuān)業(yè)與信息技術(shù)的融合。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程應(yīng)進(jìn)一步梳理知識(shí)點(diǎn)，課程內(nèi)容及案例應(yīng)充分考慮特定專(zhuān)業(yè)，著重體現(xiàn)利用信息技術(shù)解決非計(jì)算機(jī)學(xué)科問(wèn)題，為其他專(zhuān)業(yè)新工科及專(zhuān)業(yè)工程認(rèn)證建設(shè)提供有效支撐。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文分析了“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程教學(xué)現(xiàn)狀和面臨的主要問(wèn)題，針對(duì)上述問(wèn)題，闡述了包括設(shè)置大學(xué)先修課，實(shí)施MOOC+SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)內(nèi)容改革、教學(xué)模式改革、特色教學(xué)資源建設(shè)在內(nèi)的教學(xué)改革方案。大學(xué)先修課可以有效填補(bǔ)暑假學(xué)習(xí)真空期，免修學(xué)生可以選修更深入的課程，為實(shí)現(xiàn)個(gè)性化、差異化教學(xué)提供了條件。目前基于MOOC的大學(xué)先修課作為新的課程模式，學(xué)習(xí)過(guò)程參與度普遍不高，宣傳和引導(dǎo)的力度尚需加強(qiáng)。通過(guò)MOOC+SPOC教學(xué)方式，使絕大多數(shù)同學(xué)的計(jì)算機(jī)素養(yǎng)、計(jì)算機(jī)知識(shí)有了很大提高，開(kāi)放式、自主式的教學(xué)實(shí)踐取得一定效果。經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)的翻轉(zhuǎn)課堂，對(duì)開(kāi)拓學(xué)生視野、培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)精神、表達(dá)能力，具有顯著效果。“MOOC+SPOC+課堂教學(xué)”是一種混合式教學(xué)，是大學(xué)教育教學(xué)改革的一個(gè)方向。

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