史旭光
(北京林業大學理學院,北京 100083)
技術發展往往會促進教育發展,尤其是高等教育的發展。如促進教學理念的改變、豐富教學手段等。1995年美國國家科學基金會(National Science Foundation,United States.以下簡稱NSF)開始建設超高速互聯網,傳統的撥號服務系統開始提供接入互聯網的服務。不久,斯坦福大學和麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology,MIT)就依托互聯網建設了在線開放課程,從而使更多的人能夠享受到優質的教學資源。但是,受網絡帶寬的限制,當時還無法將課堂搬到互聯網上。2007年以后,隨著通訊技術的變革,網速和帶寬問題得到解決。同時,隨著移動互聯網的飛速發展,智能手機和平板電腦的不斷涌現,人們進入移動網絡的3G時代,“永遠在線”的概念深入人心。2009年4G網絡移動通信技術興起并迅速發展,上網速度可以媲美20M家庭寬帶。2011年美國普及4G寬帶技術。伴隨著網絡技術的飛速發展,“慕課”(massive open online course,MOOC)得以興起和迅速發展。由于“慕課”可以突破時間、地域的限制,可以將課堂搬到互聯網上,使更多的人享受到更加優質的教育資源,所以隨著大數據和人工智能(AI)技術的發展,“慕課”必將為21世紀的教育提供全新的發展理念。
網絡和信息技術對教育的影響由來已久。早在“慕課”出現之前,國外就已在線上課程建設方面進行了一些探索。例如,MIT、哈佛和斯坦福大學等都建有自己的公開課。這些公開課基本上是把線下課程的視頻放在網絡上,再輔以電子版的講義和電子版的作業。這些優質的教學資源全部免費開放,供全世界的學習者使用和學習。2011年,斯坦福大學的教授利用視聽設備制作了計算機科學技術方面的3門課程,并通過網絡向全球開放,獲得了非常好的效果。這也開啟了“慕課”教育的大幕。2012年Udacity、Coursera和edX等3家開發“慕課”的公司先后在美國成立。他們分別與MIT、哈佛大學和斯坦福大學合作制作了一系列的優秀課程,并受到學習者的好評。因此,2012年被定為“幕課”元年[1]。Coursera公司宣稱:“我們致力于普及全世界最好的教育,提供任何人都可以免費學習的在線課程。”[2]edX公司也宣稱要“提高校園學習與在線教學的質量”[3]。
在上述背景下,2008年加拿大阿薩巴薩卡大學的喬治·西門子和斯蒂芬·唐斯首次提出“慕課”(MOOC)概念[4]?!澳秸n”即“大規模在線開放課程”,由英文縮寫“MOOC”音譯而來。第1個字母“M”是指大規模(massive),表示課程可以容納很多人學習,多則可達上千人。第2個字母“O”是指開放(open),表示課程面向大眾,對年齡、地域、國別等沒有要求。第3個字母“O”是指在線(online),表示課程是以互聯網技術為基礎依托在線平臺完成教學過程中的一系列活動,例如授課、作業、考試、互動等都是在線完成。第4個字母“C”是指課程(course)。由此可見,“慕課”具有以下3個特征:課程主體面向公眾開放、學習者免費學習、授課和交流通過網絡進行[5]。另外,自“慕課”興起以來,“慕課”平臺所提供的課程均是世界各國名校提供的優質精品課程。
“慕課”從無到有,一直在不斷地發展和完善,從而使學習者的學習體驗得到不斷的提高。目前,“慕課”大致可分為2類,即基于關聯主義學習理論的“慕課”(cMOOC)模式和基于行為主義學習理論的“慕課”(xMOOC)模式[6]。
1.cMOOC模式
關聯主義學習理論是加拿大學者喬治·西蒙斯提出的,是與21世紀教育需求相一致的一種“數字時代的學習理論”。該理論考慮了學習的趨勢、學習技術與網絡的使用以及不斷縮減的知識半衰期,綜合了許多其他的學習理論以及社會結構和技術的相關元素,從而創建了一種強大的、適用于數字時代學習的理論觀。cMOOC模式強調基于關聯主義的知識建構以及促進學習者的知識獲取與創造。cMOOC模式的核心理念包括學習課程關聯、知識體系構建、師生之間交互協作、多空間分布交互、重視創新、同步進行、產生共鳴、學習者自我調節等。與傳統課堂教學相比較,cMOOC模式下教師的地位和作用有所不同,教師不再是課堂的主導者,但需要為學習者提供極為豐富的學習資源;同時,強調學習者在課程學習中需更多地表現出自主、自覺性,在學習中要有較高的自由意識。此外,在知識學習的層面,強調教師要以課程知識的探究為出發點,課程學習要以互聯網為平臺構建交流體系和知識體系;同時,強調知識的學習來自于學習者之間的交流[7],所以除了獲得教師的教學視頻之外,學習者需要相互提供并共享學習資料,還需要對其他的學習者進行評價。
2.xMOOC模式
行為主義學習理論是美國心理學家約翰·華生在20世紀初創立的,是指運用行為主義的理論和方法研究學習的一種心理學流派。該學派認為學習是刺激與反應之間的聯結,行為是學習者對環境刺激所做出的反應。行為主義學習理論應用于學校教育則要求教師掌握塑造和矯正學生行為的方法,為學生創設一種強化合適行為、消除不合適行為的環境。xMOOC模式是基于行為主義學習理論發展起來的,更接近傳統的教學過程和理念,是一種接近于傳統授課模式的在線教學模式。xMOOC更加注重知識的傳播和復制,由教師組織和講授課程內容,每個視頻講授一個知識單元;同時,強調視頻、作業和測試等學習方式。
xMOOC模式下,學生加入課程學習前需閱讀課程介紹和了解課程內容的學習安排。在課程學習過程中,教師要定期上傳課件和授課視頻,并布置作業,而且上傳的教學視頻應比較精煉、短小,還應伴有適時的探究性問題和測試設計;同時要安排期中隨堂測試和期末考試。學生學完所有的知識單元后需進行考試,通過最終的測試意味著學生通過了該課程的學習,課程即可結業[8]。此外,線上學習平臺需開設在線討論區,使學習者可以進行無限制的在線討論和交流。綜上,xMOOC模式是傳統的線下教學模式的發展和拓展。
“慕課”建設在我國始于2013年,之后發展非常迅速。2013年5月清華大學、北京大學宣布與edX公司合作,7月復旦大學、上海交通大學宣布與Coursera公司合作,開啟了我國高校的“慕課”建設。同年8月,上海交大、西安交大、西南交大、北京交大、西安交大等聯手打造了“在線學習聯合體”開放課程平臺;10月,清華大學的“學堂在線”開放課程平臺對外開放。2014年4月,上海交大自主開發的“好大學在線”平臺對外開放;同年5月,中國大學MOOC(慕課)國家精品課程在線學習平臺上線。尤其引人注目的是,2018年1月15日,教育部推出490門“國家精品在線開放課程”。這是首次在國家層面上支持“慕課”的建設。不僅如此,一些資本也加入了“慕課”平臺的建設,如網易公開課、新浪公開課等。眾多的“慕課”開放平臺為高等院校的廣大學生提供了接觸優秀課程的機會,不僅開闊了學生的眼界、激發了學習興趣,而且為學生提供了再學習的機會,對學生的進一步學習和深造乃至就業都產生了重大的影響。
此外,我國國土遼闊、高校眾多,每所高校都有自己的特長和優勢專業?!澳秸n”平臺可以將這些特長和優勢專業的課程上線,從而為其他高校的學生提供更多學習和拓展的渠道?!澳秸n”的發展為校際之間的交流創造了條件,有利于我國高等教育事業的發展。
隨著“慕課”的高速發展和快速普及,各高校紛紛加入了“慕課”和在線課程的建設。在這一過程中,“慕課”的發展也遇到了一些問題[9]。例如,“慕課”還僅僅停留在在線視頻課的層次上,與大家的期望相差較大。這導致“慕課”的發展并未觸及深層次的高等教育改革。我國高校開展“慕課”教學主要面臨以下問題。
以筆者講授的大學物理課程為例,“慕課”平臺上有眾多相同的課程,甚至每一所高等院校都有自己的大學物理“慕課”;而且課程的內容相近,涉及力學、運動學、動力學、剛體轉動、靜電場、有電介質時的電場、穩恒磁場、電磁感應、振動與波動、波動光學、狹義相對論、量子物理初步等。同時,學生選學這些課程的程序也是相近的,即按照學習的進度觀看授課視頻、完成作業、上傳作業、參加考試,最后完成課程學習。同一門課程建設了眾多類似的“慕課”使學生很難辨別哪個“慕課”是適合自己的。此外,制作“慕課”需要花費大量的費用、占用教師大量的時間,所以課程的同質化其實是對教育資源的極大浪費。而這一現象在高校許多通識課的“慕課”建設中尤為嚴重。
縱觀“慕課”的發展,世界名校的引領作用十分明顯。早在“慕課”興起之前,MIT、哈佛大學和斯坦福大學等名校就已經推出在線公開課。這些課程大多是由相關專業的知名教授開設,授課風格獨具一格,有的以嚴謹著稱,有的以風趣幽默著稱。“慕課”興起后,Udacity、Coursera和edX等三大“慕課”平臺與這些名校合作共同開發和制作了很多精品課程。相對而言,我國的“慕課”缺少這樣的精品課程。因此,針對課程的同質化問題,應進一步加強各高校特色課程的“慕課”建設,并借助“慕課”平臺使更多的學生能夠選擇學習富有特色的優質課程,
“慕課”平臺提供的在線課程的教學形式單一,多數情況下是教師將錄制好的課程教學視頻直接放在開放平臺上供學習者學習,同時在平臺上提供課程作業、課程考核等環節,有的也會提供討論環節。但是,在完成課程學習的整個過程中,學生基本不受教師的直接影響,與教師的互動也較少。在線課程的學習過程顯得“冷冰冰”,缺乏課堂現場教學中教師與學生面對面交流的溫度。而課堂上的師生互動環節恰是激發教師和學生思考的源泉,是教師傳道受業解惑、影響學生“求真理”“做人”的重要環節,是教學相長不可或缺的環節,也是教育最精彩和最有意義的環節。由于“慕課”教學往往缺少師生互動交流環節,學生完成在線課程的學習需要依靠自律,一旦遇到難題需要自己通過線下查找資料、與同學探討等予以解決,所以如果沒有很好的自律性,學生就不能很好地完成課程學習。
“慕課”興起于2012年,高速發展的互聯網、“時刻在線”概念的逐漸深入人心等都為“慕課”的發展和推廣奠定了基礎。2014年前后,大數據和人工智能技術得到了快速發展。然而,“慕課”并沒有借助這些技術提供令人印象深刻的“客戶體驗”,很多“慕課”平臺沒有應用大數據技術實現數字資源的個性化表征、未能做好學習者與資源交互過程中的數據采集和分析、未能在學習者需求與資源之間進行精準匹配。另外,教育應用軟件的個性化、適應性功能還需要進一步的發展,基于人工智能的智能學習隱形尚未發展成熟。這都導致現有的“慕課”學習平臺不能很好地對學習者的行為特征、心里特征、興趣趨向、能力水平等進行精準分析,不能很好地理解學習者的個性化需求,難以為學習者提供智能化的學習服務,從而造成學習者在“慕課”平臺上的學習體驗較差、難以提升學習興趣。高校開展“慕課”教學面臨的上述問題使學生在“慕課”平臺上的學習參與度和課程完成率較低、流失率較高,整體學習效果不理想[10]。2013年11月果殼網“MOOC中文用戶大摸底”調查獲得的數據顯示,只有6%的學習者最終完成了課程學習[11]。
對“慕課”存在的問題,當前已有很多文章進行了剖析[12-14],主要觀點包括:①解決“慕課”發展過程中出現的問題,需要抓住“慕課”是互聯網技術與教育相結合的產物這一特點。②需要認識到:“慕課”是傳統教育的有益補充,是一種先進的教育手段,但不能取代傳統教育手段。此外,業內也嘗試了一些解決問題的方法。例如,開展“小規模限制性在線課程”(small private online course,SPOC)教學。SPOC是一種網上、網下結合的混合教學模式,最早由加州大學伯克利分校的福克斯教授提出并在課堂上使用。該模式嚴格限制選課人數,要求學生保證每周完成相應的學時數并參與在線討論,課程完成后需參加正式的考試。
2020年,一場突如其來的新冠肺炎疫情在世界范圍內蔓延。為了阻斷疫情的傳播,我國高校根據疫情的嚴重程度,多次實施了分階段的“停課不停學”措施。以北京林業大學為例,截止到2020年4月13日,已有887位教師在線開課913門(合計2 062門次),學生先后有821 519人次在線學習。大規模在線課程的出現,突顯了“慕課”所發揮的作用遠不及人們所期待的那樣。因此,加強“慕課”建設、促進高校教學改革與發展任重道遠。
“慕課”的發展最初是為了讓更多的人接觸到最優秀的課程,所以不同類型課程的“慕課”建設應有所區別。
一方面,對高等數學、大學物理等一些基礎通識類課程,沒有必要每所高校都建設相應的“慕課”,只需選擇具有鮮明特色的優質課程進行重點建設即可,然后嵌入到“慕課”平臺供所有有需要的高校使用,以避免重復建設。而對其他高校來說,應把更多的精力放在研究如何利用“慕課”平臺提供的優質基礎通識類課程開展具有本校特色的教學上。
另一方面,對專業類課程,各高校應根據自己的專業特色開展“慕課”建設。例如,中國大學MOOC(慕課)國家精品課程在線學習平臺上的北京林業大學“森林培育學”課程、南京大學“普通天文學”課程等都是具有學校自身特色的“慕課”。這樣,可以避免“慕課”平臺上課程的同質化;同時,每個高等院校都將自己的特色專業課程嵌入到“慕課”平臺,既可以使學習者接觸到最優秀的教學資源,有利于學生開闊眼界、擴展知識面、激發學習興趣、提高課程的完成率,又可以使不同高校之間相互交流特色課程的“慕課”建設,有利于促進高校間的文化交流,乃至促進高校的全面發展。
通過將“慕課”引入課程教學的各階段,改變課堂教學模式單一的狀況。就教育本身而言,主要包括“教”與“學”兩部分。
“教”是指教師的教學行為。傳統的“教”強調的是教師在課堂上的講授,受空間和時間的限制,教師的課前準備和課后反饋則被弱化了?!澳秸n”的發展除了會對課堂授課內容產生影響之外,還會改變傳統的課堂教學模式。教師可以借助互聯網和信息技術,在課前預習階段為學生提供豐富的教學資源;同時可以基于“慕課”平臺以及利用大數據、人工智能(artificial intelligence,AI)等技術,精準掌控每個學生的預習情況,并對學生的課后學習進行更有效的監測、考核和反饋,從而使教師可以更加關注學生創新能力的培養。
“學”是指學習者的行為,即學生的行為。學習過程大致包括課前、課堂、課后等3個階段。傳統的“學”強調的是課堂學習階段,同樣受空間和時間的限制,學生的課前學習和課后學習往往被忽略了?!澳秸n”的發展使預習可以作為一項學習任務布置給學生。學生完成預習后,可以借助大數據和AI技術,對即將在課堂學習的內容進行評估,了解哪些內容是自己熟悉的、哪些內容是比較難理解的需要在課堂上通過教師的講解才能掌握的。課后階段包括復習、作業、考核、反饋、再學習等環節。傳統的“學”因教師難以對復習、考核、反饋、再學習等環節進行監控,所以主要強調的是作業環節。“慕課”的發展使教師可以充分利用網絡和信息技術的優勢突破空間和時間的限制,實現對復習、考核、反饋、再學習等環節的監督,從而促進學生學習效率的提高。
另外,“慕課”的發展也為“教”與“學”的互動提供了新的手段。網絡和信息技術的充分應用,不僅加強了教師對學生的引導和監督以及對學習效果的反饋和評估,而且通過將“教”與“學”的互動滲透到教學全過程,使長期被忽視的教師與學生間的課前和課后互動得以強化,從而既不斷提高了“慕課”的體驗效果,又使“慕課”教學在提升本科教學質量方面發揮了更大的作用。
大力推進網絡和信息技術在高校課程教學過程中各個教學場景的廣泛應用,不斷提高“慕課”的體驗效果。具體操作步驟如下。
在課堂講授之前,教師將每次課的電子講義發布到“慕課”平臺。與傳統講義不同的是,電子講義中涉及的知識點可以鏈接到教師提前錄制好的小視頻。每個小視頻的時間長度通常為5~10分鐘,通過小視頻既可以學習新的知識點也可以復習舊的知識點。學生通過電子講義進行課前預習,可以在電子講義上做標注、提問題,必要時可通過鏈接打開視頻進行知識點的學習。這樣,大數據和人工智能技術在“慕課”平臺的后臺就可以對學生的標注和提出的問題等進行分析,以評估每名學生的預習效果;并在此基礎上,歸納整個班級的課程預習情況,總結出哪些知識點是學生難以掌握的。
在課堂講授中,教師首先要對上一次課進行回顧和總結,然后根據全班學生在預習中遇到的問題講解新教學內容中的知識點,最后要引導學生對新教學內容中的知識點以及新知識點的應用等開展討論。這樣的討論可以圍繞某一問題展開。
在課堂講授結束后,教師要將作業或者小測試發布到“慕課”平臺。學生在平臺上完成作業和測試后,大數據和人工智能技術會進行評估,然后歸納出每節課教學存在的問題,以供教師在下次上課時進行解答和回顧。
可見,互聯網技術、大數據和人工智能技術在課程教學中的充分應用有利于教師對學生學習的全程掌握,也有利于落實以學生為主的學習方式,鍛煉學生的自主學習能力,激發學生的學習興趣。
綜上所述,任何一項教育改革都不是一帆風順的,“慕課”在高校教學中的實施與推廣也是如此。作為新生事物,“慕課”已經展現了對教育廣泛和深入的影響,對傳統教學的沖擊不言而喻。“慕課”的發展為學生提供了廣闊的學習空間。然而,教師與學生之間面對面的交流在任何時候都是不可或缺的,也是不可替代的。從這個角度上看,“慕課”還應該是對傳統教學方式的一種有益補充,而這種補充隨著時間的推移,尤其是隨著新技術的發展,如5G、大數據和人工智能技術的發展,將顯得越來越重要。高校工作者只有認真地思考這些新技術的影響,認清教育的主題是“教”與“學”、教育的主體最終是學生,才有可能恰當地將這些新技術應用到教學中,“慕課”也才有可能得以深入的發展和廣泛的推廣并在高等教育的發展中發揮更加重要的作用。