计算思维导向的MOOC课程模式框架构建

孔德宇++徐久成++孙全党++孙林

摘 要 针对目前MOOC课程模式中存在的理论支持不足、课程目标不明确、模式推广性较差等问题，以计算思维为指导，以课程模式的主题、功能、环境三个要素为切入点，依次从课程目标、教师角色、学生学习方式、组织机构、管理方式五个方面，对当前的MOOC课程模式进行改进和创新，构建基于计算思维的MOOC课程模式框架。

关键词 计算思维；MOOC课程；MOOC课程模式框架

中图分类号：G652 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2015）14-0003-05

Framework Construction of MOOC Curriculum Model oriented

by Computational Thinking//KONG Deyu， XU Jiucheng， SUN Quandang， SUN Lin

Abstract The MOOC is a new form of online education， and explore

of its curriculum models is a hotspot in present education research. There exist some problems in current MOOC curriculum models， such as insufficiency theory back-up support， undefined curriculum objectives， and poor model generalization. In view of these problems above， computational thinking was acted as orientation， the three elements， which are the model theme， function and structure setting as well as support system and applicable condition， were acted as cutting point. The current curriculum models were improved and innovated from five aspects including curriculum objectives， teacher roles， learning manners of student， organization and management modes.

Key words computational thinking； MOOC courses； framework of MOOC curriculum model

1 前言

随着网络与信息技术的发展，基于科学理论和新兴技术相结合的在线教育模式不断创新。从2012年开始，一种新的网络课程模式MOOC（Massive Open Online Course，大规模在线开放课程，简称MOOC）在世界范围内流行开来。MOOC具有大规模与开放性的特点，使成千上万人同时在线学习一门课程成为可能。以Coursera、Udacity、edX为代表的MOOC课程平台呈现出井喷式的发展，并有席卷全球之势，我国清华、北大、复旦等高校也相继加入Coursera平台。

MOOC在快速发展的同时，也给我国传统的教育模式带来巨大的冲击和挑战，特别是国内一些普通高校，既没有名校、名师的影响力，又缺乏制作MOOC的实力与经验，感受到的冲击尤为强烈。深入分析目前MOOC流行的因素，不仅仅在于其课程来源于名校，还包括其他多种因素，其中，课程模式的改革是其成功的关键要素。正如复旦大学副校长陆昉指出的：MOOC的成功在于切实发生在大学肌理深处的“教学改革和新的教学模式的探讨”[1]。

人类在认识世界、改造世界过程中表现出三种基本的思维特征，即实证思维、逻辑思维和计算思维。计算思维（Computational Thinking，简称CT）是人类科学思维活动固有的组成部分，长久以来影响和指导着人们的生产和生活。周以真教授归纳和阐述了计算思维的定义：计算思维是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动[2]。计算思维建立在计算过程的能力和限制之上，由人或机器执行，其最根本的内容是抽象（Abstraction）和自动化（Automation），以能行性、构造性、模拟性为特征的计算思维方式在现代科学的形成过程中逐步清晰。随着计算机技术的出现及其广泛应用，更进一步强化了计算思维的意义和作用[3]。MOOC课程模式的变革正是基于计算机和互联网技术的发展，因此，选择计算思维来指导和推动MOOC课程模式的创新和发展，具有很强的理论意义和实践意义。

2 MOOC课程模式的解读与思考

MOOC起源于2008年戴夫·科米尔和乔治·西蒙斯等人在马尼托巴大学开设的一种新型的大规模在线开放课程，维基百科对MOOC的定义描述如下：MOOC是一种针对大众人群的在线课堂，人们可以通过网络来参与在线课堂。MOOC是远程教育的最新发展，它是通过开放教育资源形式发展而来的[4]。MOOC课程的主要特点有：大规模性，对学习者人数没有限制，多人选修同一门课程成为常态；开放性，来自世界顶级名校的课程以近乎无偿的方式提供给大家，教师的授课形式、学习者之间的交流方式也呈现开放形态。

MOOC课程的优势分析 MOOC目前仍处在快速发展阶段，通过对现有的MOOC课程模式进行分析，发现其优势表现为名校的影响力、创新的课程模式、联通主义学习理论、开放与移动特性等。

1）名校的影响力。MOOC发展到现在，其课程几乎都是世界级名校在设计和开发，名师制作和发布，对学习者有强大的吸引力。MOOC课程平台给普通学习者提供了这样的机会，由此也形成了众多学习者选修同一门课程的大规模效应。

2）创新的课程模式。MOOC课程是基于网络进行的，呈现出互联网时代的时代特性。与传统课程模式相比，MOOC课程旨在创造一个供许多人交流和学习的环境；与其他在线课程模式相比，MOOC课程包括完整的课程要素（课程目标、课程内容、课程结构和课程评价）[5]。因此，MOOC课程具有强大的发展应用优势，成为目前的教育研究热点。

3）联通主义学习理论。乔治·西蒙斯认为，旧的学习理论已经无法为网络环境下的学习行为做出科学的指导，因此提出基于网络环境的联通主义学习理论。该理论认为知识是网状结构的，学习其实是一种发生网络关系、增加和去掉关联内容的过程，而且所学习的知识不仅仅在学习者个体内部，也包括个体外部。联通主义学习理论表达了一种“关系中学”和“分布式认知”的观念[6]。学习必须要与外界知识发生紧密联系，人类的认知逐步从个体转变为分布式，联通主义理论为分布式认知的发展提供了可能[7]。

4）开放与移动特性。MOOC课程基于网络进行授课，可以打破时间、空间的诸多限制。因此，一方面，教师可以自由选择授课场景，可以在博物馆、实验室、舞台或者教室等任何教师认为合适的地方开展课程；另一方面，由于MOOC课程的开放与移动特性，学习者可以在一定时间范围内随时随地开展学习，满足学习者的自由化需求。

MOOC课程模式面临的问题 MOOC课程模式给在线教育带来巨大的变革，只需连接互联网络，就可以随时随地参与世界级名校的课程。但在MOOC课程的热潮之下需要一些冷静的思考，不仅要认识到MOOC课程模式带来的变革，也要清醒地认识其存在的问题。目前，MOOC课程模式存在以下几个方面的问题，需要采取相对应的策略。

1）“狭义工具论”需要克服。在MOOC课程之前，在线教育表现为精品课程、网络公开课等模式。这些在线教育模式都把互联网当作一种工具，认为在线教育就是互联网技术在教育领域的应用，而非互联网思维对教育的影响。MOOC课程出现之后，是否能够意识到远程教育模式的改变更多地应该依靠互联网思维，而非互联网工具，这将决定在MOOC这条路上能够走多远[8]，“狭义工具论”的认识需要去克服。

2）教育支持理论有待挖掘。思维层面之下，对于MOOC课程的理论支持同样有值得反思的地方。MOOC课程的理论基础是基于网络互联的联通主义学习理论，该理论是由加拿大博主西蒙斯（Siemens）和唐斯（Downes）在博客中创造的流行语，其倡导的教学模式目前还只是研究者的一种探索，尚未形成稳定的实践模式[9]。因此，基于科学理论的MOOC课程模式还有待创新和发掘，而计算思维的引入是一个重要方向。

3）课程模式需要构建。不论教育形式如何变化，质量是教育的核心保障，而目前大家对MOOC课程质量的自信源于名校的课程。名校的优势大多在于科研水平和精英式的生源培养，没有证据表明这些大学在教学上非常在行，尤其是网络教学[9]。对于普通高等院校来讲，要清醒地认识到这一点，积极构建适合时代发展的MOOC课程模式，找准时机展现自身的核心竞争力，争取在MOOC课程大潮中找到一席之地。

4）课程反馈机制需要改进。由于MOOC课程是在线的课程模式，教师和学习者之间、学习者与学习者之间不能面对面地讨论和交流，彼此之间缺乏客观的了解[10]。通常MOOC课程中的学习者规模较大，教师很难做到与学习者单独交流，不容易发现学习者遇到的问题，对于学习者提出的问题也很难做到快速回应，这种反馈机制的延迟，容易影响学习者参与课程的热情和学习的积极性，妨碍学习者创新能力的培养。同样，学习者对课程和教师的评价，也缺乏一个科学的分析，对课程的下一步设计和进展指导性不强。

通过以上分析看到，MOOC课程模式仍处于快速创新和发展时期，其课程模式的创新需要互联网思维等高阶思维的指导，其支持理论也有待丰富和加强。寻求一种高阶思维，使其能够克服“狭义工具论”，并对MOOC课程模式的创新与变革给予指导，是当前MOOC发展的重点。在这种情况下，计算思维的思维特性体现了与MOOC课程的高度契合性，对MOOC课程模式构建具有一定的指导意义。

3 计算思维对MOOC课程模式构建的启示

计算思维是一种以高层次认知水平为主导的综合性思维能力，以计算思维的思想指导MOOC课程模式的构建，得出以下几点启示。

注重差异化竞争的特色课程内容 目前MOOC课程仅在名校之间流行，课程的制作和发布也大部分集中在名校、名师[11]。那么，普通高校乃至于普通高等院校的教师应该如何适应互联网的浪潮，如何在MOOC课程的大潮中争得自己的一席之地，是需要迫切解答的问题。周以真教授在对计算思维定义的详细解释中提到：计算思维是一种采用抽象和分解来控制庞杂的任务或进行巨大复杂系统设计的方法[12]。简单地说，计算思维是寻求一种合适的方式对一个问题相关方面进行抽象和建模的思维方法，使问题易于处理。普通高等院校要面对MOOC课程大潮，首先要重新梳理本校的学习资源，抽象成目前MOOC课程模式，对比分析出哪些是自己的优势，找准本校的定位，结合能够结合的力量，争取能够争取到的资源，从差异化竞争入手，构建具有本校特色的MOOC课程模式。

突出塑造学生适应时代的高阶思维能力 部分教师及学习者初步接触MOOC课程时，易受狭义工具论的影响，简单地将MOOC看作互联网技术与网络课程结合的产物，其实MOOC课程更多体现出互联网思维对远程教育的影响。工具和技术能够影响思维，思维反过来又能指导工具的使用。在计算机和互联网技术高度发展的今天，计算思维来源于工具化思维，又能从更高阶的层次反作用于计算机和互联网，进而克服狭义工具论的影响。在计算思维的指导下，人们可以对MOOC课程有一个更加全面和深刻的认识。

关注知识背后的原理和方法 MOOC课程发展到现在，大部分课程仍然重视知识的传授、结构化知识的学习，忽略了对学习者思维能力的培养。特别是在计算机技术已成为包括教育行业在内的各行业必备工具的今天，掌握一种能够指导和运用计算机技术的思维方式尤为重要。计算思维正是由于计算机的出现得到催生和发展的智能化思维。计算思维是一种寻求最合适解答的思维方法，它“鼓励”将问题最终转化成易于用计算机技术解决的形式。由此可以得知，在进行MOOC课程设计时，多加入一些计算思维层面的训练和学习是非常必要的。

重视数据分析的课程管理 目前，MOOC对学习者管理的统计数据来源主要集中在问卷调查或课后测验[13]。这些数据大多过于表面化，一些底层的学习者操作行为数据、硬件通信数据往往被忽略了，对MOOC课程的开展和优化造成了影响。如何对这些数据进行收集和分析，如何利用信息技术更好地呈现课程内容、为MOOC课程的下一步开展提供指导，是当前亟待解决的问题。而计算思维是一种利用启发式推理寻求解答，在不确定情况下的规划、学习和调度，利用海量数据加快计算，为下一个决策作出权衡的思维方法。依据这种思维方法，可以将应用层的交互数据、学习者的操作行为数据、学习者客户端与MOOC平台之间硬件通信数据等收集和存储起来，通过数据挖掘方法的处理，科学地分析学习者“反馈”的问题。这样，采用数据分析的方法，为MOOC课程的开展和管理提供指导，具有很强的科学性和实践性。

4 基于计算思维的创新MOOC课程模式框架构建

课程模式包括三个基本要素：模式主题、功能与结构设定、支持系统与适用环境[14]。根据计算思维对MOOC课程模式构建的启示，结合MOOC课程的发展现状，本文将MOOC课程模式的三个基本要素细分为五个部分进行设计，包括课程目标设计的创新、教师角色的重新定位、学生学习方式的变革、组织机构的改造、管理方式的创新，在此基础上构建了基于计算思维的MOOC课程模式框架。具体的MOOC课程模式框架如图1所示。

课程目标设计的创新 课程目标设计的创新主要体现在三个方面：计算思维导向的课程目标、校际联合的翻转课堂、课程设计模块化。

1）计算思维导向的MOOC课程在开发阶段就明确自己的目标，譬如明确本门课程目标是进行科学知识普及，还是培养学生进行科学研究，或是为继续教育的人群服务。明确课程目标的定位后，根据目标特性规划相应的课程结构，使课程适用性强，特色鲜明，易于引发学习者的学习兴趣。

2）基于校际联合的翻转课堂。每个学校都有自己的优势专业和弱势专业，几个优势相对互补的学校联合起来，利用MOOC课程的形式，打造基于校际联合的翻转课堂。这样一方面有利于每个学校集中精力利开设自身的优势MOOC课程；另一方面，与其他学校联合开发MOOC课程，也有利于加强自身弱势专业的发展。

3）课程设计模块化。基于计算思维的MOOC模块化课程设计，在保证知识系统性和完整性的前提下，将课程分解成多个问题模块，这些模块可定制性强、利用率高。模块化的课程设计可提高学习者的学习效率。

教师角色的重新定位 在MOOC课程中，教师承担着课程设计、课程发布、课程管理等任务。

1）课程设计方面，为了提高课程的使用效率，鼓励教师对课程进行解构和建构，制作成以问题进行驱动的模块化课程，多个独立的小模块构成一门完整的课程。其他教师在用到其中某一个模块知识的时候，可以在保证课程质量的前提下，将该模块“拿走”，用来构建自己的课程。

2）课程发布方面，以模块化的课程知识为基础，以问题驱动为学习主线，教师开设微信账号，定期推送课程相关的知识和资讯；同时，学习者有任何疑问也可以通过向公众账号发出问题，增加教师与学习者的交互。如果课程面对的是在职培训，信息的按时推送在一定程度上也可起到督促作用。

3）课程管理方面，在计算思维理论指导的问题驱动式教学中，可以提前规划出几条不同的学习路径，提供给学习者进行选择。在课程管理中加入思维导图模块，导航的元素就是学习者学习过的模块化知识，配合促进思维训练的互动反馈设计，既增加了趣味，又促进了知识的建构。

需要注意的是，一方面，作为MOOC课程的设计者和组织者，教师的角色是非常重要的。MOOC中的教师包括教学设计者、主讲教师、辅导教师等。教师应主动迎接MOOC课程的大潮，积极尝试线上教学，与其他教师通力协作，熟悉视频课程的制作过程，并养成通过网络与学习者互动的习惯，从细节入手，掌握在线教学的主动权。另一方面，教师应把原有的知识灌输式的教育理念转化为科学思维、科学方法甚至是科学精神的传播，通过设计学习主题，引导学习者相互间的探索和交流，注重培养学生的思维能力。同时根据课程的进展情况，要不断调整课程内容，激发学生的求知欲和探索精神。

学生学习方式的改革 在线学习模块主要包括学习参与工具、学习交流工具、学习进度工具三个部分。

1）计算思维是一种科学的、高阶的思维方式，思维需要平时点滴积累，那么就需要一个随时随地可以参与到MOOC课程中去的交流、记录工具。MOOC课程依赖学习者的主动性，学习者参与讨论的积极性在很大程度上影响着MOOC课程的质量。为了增加学习者的交互，选择一个移动版的WIKI软件作为记录思维点滴、探讨问题思路的工具。该WIKI软件需要每人注册一个独立的账号进行平台登录，通过软件在平台中输入信息时可以选择只有自己可见的隐私记录，也可以选择公开发布。公开发布的内容可以由其他学习者进行修改，以达到交流的目的。

2）依托平台的学习交流工具。一些其他的社交平台软件（比如QQ）已经能够满足绝大部分交流的需要，可以选择在这些平台进行学习交流。但是，MOOC浪潮已是大势所趋，依托平台的学习交流工具也需要积极探究和开发。由于计算思维导向的MOOC采用的是模块化的课程设计，学习者学习模块的顺序也可以不同，因此，学习者之间在交流时有必要展示出对方学习过哪些模块，哪些模块还未学习，这样可以方便学习者有选择地进行交流。

3）学习进度工具主要包括一个基于知识点累积的导航窗体，每次在网页上登入MOOC平台之后，会首先向学习者展示已学过的模块。这个窗体针对整个MOOC平台进行设计，不仅在每门课程中会向学习者展示学过的知识点，其在整个平台各个专业的学习情况也会有一个大致的展示。

组织机构的改造 普通高等院校在面对MOOC潮流时应该如何应对？本文提出以下两个思路。

1）通过MOOC课程进行校际合作办学。名校并不是所有专业都是强项，每个学校都有自己走在行业前列的专业。普通高等院校可以通过校际合作办学的形式，承认学生在指定的MOOC课程中完成的学分，这样能够在学校名气不足的情况下得到第一批生源。如果这种模式能够得到大家的认可和推广，那么普通高等院校就能做到基于MOOC的校际合作办学。

2）把握本校优势，与国家教育部门联合进行学历认证。2014年1月11日，中国之声《央广新闻》报道，国务院常委会议决定取消和下放“利用网络实施远程高等学历教育的网校审批”。消息一出，引发学者关于远程学历教育前景的讨论。普通高等院校应该找出自身优势，积极申请学历认证资格。以师范院校为例，一方面，对于制作师范教育类的优质MOOC课程具有一定的优势；另一方面，师范院校也有义务去申请中小学教师等通过网络进行继续教育培训的资格。这样既把握了自身优势，也在MOOC浪潮中为本校找到了合适的定位。

管理方式的创新 首先，统计学习者在网站发表的记录数据、学习者的操作行为数据、学习者客户端与MOOC平台的硬件通信数据，结合大数据挖掘分析技术，从中提炼出有价值的信息；然后根据这些信息，科学地分析学习者的学习行为，找到学习者各种行为之间的内在联系；最后利用数据分析学习行为背后的逻辑关系，并做出恰当的教学决策。用数据驱动的管理方式，科学地推动MOOC课程教育质量的提升。

5 结语

本文基于课程模式的三要素，从五个方面对当前MOOC课程模式进行了改进和创新：从课程设计角度，依据计算思维导向的课程目标，提出校际联合的翻转课堂形式，拓宽了MOOC课程模式的推广性；从教师角度对MOOC课程的设计、管理和实施部分进行了创新的规划，通过模块化的课程设计方式，提高了课程的灵活性和使用效率；从学习者角度对课程中的参与工具、交流工具和进度工具给出了改进的设计思路，借助WIKI主导的讨论平台和可视化的学习进度工具，有效地增加了学生学习的主动性；以发展的眼光从组织机构角度提出普通高校利用和推广MOOC的创新形式，通过校际合作办学、与教育部门联合进行学历认证的方式，为MOOC课程模式的落地提供了创新的思路；从管理角度对学生的行为数据进行挖掘分析，科学地推动MOOC健康发展。■

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