MOOC在自動化實驗教學(xué)中的應(yīng)用設(shè)計

田娟 林楠

摘要：在MOOC教學(xué)與新工科建設(shè)發(fā)展的背景下，越來越多的課程開始借助MOOC技術(shù)提高教學(xué)效果。本文以太原科技大學(xué)自動化工具軟件實驗為例，分析傳統(tǒng)實驗課程轉(zhuǎn)型成MOOC的方法。首先，分解實驗內(nèi)容，形成知識點清單；其次，選擇合適的形式錄制視頻；然后，設(shè)計多樣化的練習(xí)活動，幫助學(xué)習(xí)者從不同角度了解自己的學(xué)習(xí)情況；最后，建立課程論壇，促進學(xué)習(xí)者間的知識共建。MOOC為自動化實驗教學(xué)改革開辟了新路徑。

關(guān)鍵詞：實驗教學(xué)；大規(guī)模在線開放課程；自動化

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）23-0267-02

MIT的前任校長最早提出：我們做MOOC，不是為了代替?zhèn)鹘y(tǒng)教學(xué)，而是為了向網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)習(xí)，用信息技術(shù)來改造學(xué)校的教育。當(dāng)前，MOOC教學(xué)對新工科建設(shè)的促進作用，正在形成多方位的有力支撐。MOOC教學(xué)與新工科建設(shè)已成為我國高等教育教學(xué)改革、促進公平和產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人的重要舉措。

一、實驗教學(xué)現(xiàn)狀

實驗教學(xué)作為高等教育的重要環(huán)節(jié)，要向?qū)W習(xí)者傳授知識、培養(yǎng)實驗技能，更要引導(dǎo)學(xué)習(xí)者掌握科學(xué)的思維方式，系統(tǒng)提高學(xué)習(xí)者綜合分析問題和解決問題的能力，養(yǎng)成良好的科學(xué)作風(fēng)和協(xié)作精神。但在以往的實驗教學(xué)中，普遍采取教師講學(xué)生聽、教師演示學(xué)生看、最后學(xué)生統(tǒng)一操作練習(xí)的教學(xué)模式，導(dǎo)致學(xué)生跟不上教師的講解演示步伐，實驗過程中在教師反復(fù)強調(diào)的問題上出錯。同時，學(xué)生過度依賴教師，課堂效率不高，課下又懶于思考，且互相抄襲，缺乏創(chuàng)新思維，尤其上機編寫程序表現(xiàn)的更加明顯。

二、MOOC的特點

MOOC（慕課）全稱是“Massive Open Online Course”（大規(guī)模在線開放課程），實質(zhì)是采用視頻的形式將網(wǎng)絡(luò)課程發(fā)布到網(wǎng)上，借助網(wǎng)絡(luò)免費共享，任何有學(xué)習(xí)需求的人均可通過網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)。MOOC可以是一門完全對應(yīng)校內(nèi)課程的課程，也可以是校內(nèi)課程的一部分內(nèi)容，內(nèi)容不多，學(xué)習(xí)者的負(fù)擔(dān)不大。和傳統(tǒng)的視頻課程相比，MOOC課程的學(xué)習(xí)氛圍更濃厚，不僅要求學(xué)習(xí)者自我管理，而且加強作業(yè)、測評和互動環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)者更容易得到良好完整的課堂學(xué)習(xí)體驗，學(xué)習(xí)者有充分的自由決定怎么學(xué)習(xí)、看多少資料、是否做作業(yè)、是否參與討論，因此MOOC深受廣大師生的歡迎。

三、MOOC自動化實驗教學(xué)

1.MOOC自動化實驗教學(xué)的可行性分析。自動化工具軟件是太原科技大學(xué)自動化專業(yè)的一門必修實踐課程，采用實踐教學(xué)方式使學(xué)習(xí)者掌握控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的Matlab仿真軟件。教學(xué)過程中，主要采用多媒體進行編程演示，學(xué)習(xí)者通過上機實際操作訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容。考慮到MOOC學(xué)習(xí)不受空間和時間的限制，更便于學(xué)習(xí)者反復(fù)學(xué)習(xí)和練習(xí)，因此提出將MOOC應(yīng)用于自動化工具軟件實驗教學(xué)。學(xué)習(xí)者成為學(xué)習(xí)真正的主體，學(xué)習(xí)方式從接受式學(xué)習(xí)變?yōu)檠芯啃蛯W(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)者在整個探究過程中能獲得極大的成就感和滿足感。

2.MOOC自動化實驗教學(xué)的設(shè)計方法。目前，主流MOOC教學(xué)活動采用技術(shù)的手段復(fù)制和改良傳統(tǒng)的以教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式，主要包括視頻、練習(xí)和討論三大關(guān)鍵要素。MOOC教學(xué)中，視頻呈現(xiàn)的是傳統(tǒng)課堂中教師的講授、演示和板書，視頻中嵌入的問題模仿的是教師講授過程中的提問；課后作業(yè)通過平臺來布置并提交，大多數(shù)練習(xí)都是系統(tǒng)自動批改；傳統(tǒng)課堂上的討論以及課后的討論活動現(xiàn)在都發(fā)生在課程論壇中。下面詳細(xì)闡述自動化工具軟件MOOC實驗教學(xué)活動的設(shè)計方法。（1）內(nèi)容規(guī)劃：內(nèi)容規(guī)劃是傳統(tǒng)實驗課程轉(zhuǎn)型成MOOC的第一步，指根據(jù)知識點分解傳統(tǒng)實驗課程資源，并組織成模塊，然后按照網(wǎng)上課程的邏輯再重新組織，形成既獨立又相關(guān)的知識點。現(xiàn)以自動化工具軟件的實驗二“圖形繪制的內(nèi)容”為例進行規(guī)劃。①周主題：圖形繪制；②教學(xué)目標(biāo)：掌握二維圖形和三維圖形的繪制方法，圖形窗口的分割；③視頻知識點清單：二維圖形的基本繪圖函數(shù)和控制符，三維圖形的三種繪圖函數(shù)和效果控制命令，圖形繪制的輔助操作，圖形窗口的控制與操作；④討論活動：如何利用圖形對象的句柄繪制精美的曲線；⑤課后作業(yè)或練習(xí)：兩道編程題，10分/道，對應(yīng)知識點1、3、4和知識點2；⑥評分標(biāo)準(zhǔn)：同伴互評，根據(jù)編程語句的合理性和實現(xiàn)題目要求的情況打分。（2）視頻設(shè)計：視頻是MOOC學(xué)習(xí)內(nèi)容傳遞的重要形式，要求主題聚焦、內(nèi)容相對獨立完整、時間控制在10到15分鐘，有演講式、實地拍攝、綠幕摳屏等多種形式。考慮到自動化工具軟件課程實踐性強，采用屏幕錄制軟件+PPT的制作方式，操作簡單且經(jīng)濟實惠，只需一臺安裝Camtasia Studio 6的電腦和帶麥克風(fēng)的耳機設(shè)備。Camtasia Studio 6是一款功能強大的屏幕動作錄制軟件，能在任何顏色模式下輕松記錄屏幕動作，支持各種視頻格式輸出。經(jīng)測試，在win7 32位系統(tǒng)下，分辨率1024*768，麥克風(fēng)音量調(diào)整為滿量程的1/4，此時視頻效果是最好的。（3）練習(xí)活動設(shè)計：MOOC的核心教學(xué)理念之一是用大量的練習(xí)來促進學(xué)習(xí)者掌握和吸收知識。目前常見的練習(xí)活動有三類，見表1。自動化工具軟件課程開展三類練習(xí)活動：①視頻中的提問：采用客觀題，類似傳統(tǒng)課堂中無風(fēng)險的問話活動，目的在于加強視頻的學(xué)習(xí)效果，可以讓學(xué)習(xí)者帶著問題去觀看視頻，也可以檢查提醒學(xué)習(xí)者剛看過的概念和觀點；②測驗：采用客觀題，允許學(xué)習(xí)者測驗3次，取最好成績作為最終成績；和傳統(tǒng)課堂相比，大大增強了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣；③開放作業(yè)：大多為編程題目，采用同伴互評的方式組織學(xué)習(xí)者進行批閱、提供評語；不僅可以提高學(xué)習(xí)者對教學(xué)目標(biāo)的理解、對教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)識，而且有利于拓展解題思路。（4）交互活動設(shè)計：交互活動相當(dāng)于傳統(tǒng)課堂上的討論以及課后的討論活動。研究表明，在線討論比面對面的討論更能促進深刻的思考，因為學(xué)習(xí)者在論壇中發(fā)言時需要用文字組織思路并表達(dá)出來，這個過程有助于對思考的進一步加工和細(xì)化。自動化工具軟件的交互活動設(shè)計包含四方面的內(nèi)容：①交互活動定位：課程論壇作為促進學(xué)習(xí)的重要工具，同時兼具答疑功能；②論壇結(jié)構(gòu)設(shè)計：論壇大致劃分為軟件技術(shù)討論區(qū)、課程學(xué)習(xí)討論區(qū)、教師答疑區(qū)和教學(xué)建議區(qū)，分別提供自動化工具軟件的分享與應(yīng)用探討、學(xué)習(xí)拓展及互助討論、教師輔導(dǎo)與答疑、網(wǎng)上學(xué)習(xí)體會與課程反饋；③對學(xué)習(xí)者參與討論的要求：本課程要求學(xué)習(xí)者參與教師每周發(fā)起的討論話題，并按照本周課外拓展要求進行回帖，引導(dǎo)討論貼的發(fā)帖數(shù)量不少于2條，發(fā)帖參與度5分，被置頂1次獲得質(zhì)量分5分；④參與討論的規(guī)則：教師主要對引導(dǎo)貼進行有針對性的回復(fù)，對學(xué)習(xí)者共性問題給予相應(yīng)的答疑解惑；置頂質(zhì)量高的討論帖，必要時可以在課程學(xué)習(xí)過半和結(jié)束之前安排在線交流活動。

四、結(jié)語

MOOC和自動化實驗教學(xué)的結(jié)合，著眼于激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)積極性和自主性，提高學(xué)習(xí)者的創(chuàng)新能力和協(xié)作能力，從整體上提高了實驗教學(xué)效果，對實驗教學(xué)改革有著不可估量的推動作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]北京大學(xué)數(shù)字化學(xué)習(xí)研究中心.高校為什么愿意做慕課[EB/OL].2014-12-06.

[2]盧行偉，李慶，田茂毅.基于微課特點的大學(xué)計算機實驗教學(xué)改革實踐[J].實驗技術(shù)與管理，2017，34（1）：175-177.

[3]趙玉新，劉偉.MOOC的多種授課模式比較分析[J].計算機教育，2016，（2）：147-149.