MOOC学习特征分析及其在C语言教学中的应用

潘晟曼 田春瑾 方娇莉

摘要：通过MOOC学习方式与传统网络教学方式的对比，分析目前高校C语言公共基础课程分类细化不足、学生在线学习参与度偏低等问题。提出了引入MOOC学习特征、优化课堂讲解内容、改革课程评价机制的方案。在初步教学改革实施过程中，取得了提高教学质量、提升学生课业参与度的阶段性成效。

关键词：学习特征；碎片化学习；MOOC；网络学习

引言

MOOC作为_种全新的网络教学模式，能够实现网络环境中优质教育资源的最大化共享，为教学双方提供丰富的学习情境与和协作工作平台。MOOC的视频学习、课后阅读和作业、线上和线下讨论以及课程测试、知识的WIKI式构建等要素都带有明显的协作学习特征。目前在校本科生属于深受互联网文化影响的“数字原生代”，他们在学习过程中更容易接受即时性、.互动性、虚拟性、参与性和控制性相结合的知识传递与接收方式。研究与分析MOOC新的学习方法与框架，并将优势特征引入，对促进传统教学方式的改革是有着重要的现实意义的。

1C语言公共课教学现状

C语言及C家族的程序设计语言（C++、Java等）是理工类院校主流的计算机基础课程。以昆明理工大学2015年9月选课为例，全校近5000名本科生根据专业培养体系，需学习程序设计类计算机基础课程。其中，C语言学习人数在4种编程类计算机基础课程选课总人数中，占比达64%如图1所示。

C语言学习过程，也是重要的编程能力训练与计算思维能力培养的过程。掌握C语言，可以为PLC编程、数理计算、数学建模等专业领域的研究与应用打下坚实的基础，故成为多数理工专业首选的先导性基础课程。

在国家级非学历计算机类证书考试中，C语言也广泛成为考生优先报考的科目。以某次全校学生自愿参加的全国计算机等级考试（NCRE）报考数据为例，如图2所示，C语言报考学生数量高于其他各个科目。

根据不同学科对专业人才培养的知识需求差异，在C语言课程框架内，又分化设置了C语言双语课程、C语言卓越工程师课程等子类课程。在学时有限的情况下（32学时理论+32学时上机），如何利用先进的教学方法、教学手段促进教学改革，提高学生的学习效率，已经成为了一项重要的教学改革课题。

2网络教学环境下学生学习行为分析

作为一门经典的编程语言，C语言的学习资源易于从网络获取，但是便捷的网络信息获取渠道反而在一定程度上抑制了学生对语法的研习以及对算法的思考。仅是将传统课堂的教学资料及任务要求搬到网络平台上的网络教学模式，引导学生主动学习并激发学生在线学习的动力是非常有限的。以时限为一周一次网络作业为例，选取教育在线网络平台中一个70人的C语言班级为调查样本，学生围绕此次作业而发生的线上学习，其峰值仅仅出现在作业提交的截止日期的前一天。可见这与教师为期一周的网络学习的期望相去甚远。调查数据如图3所示。

MOOC研究者认为，知识是以非正式的方式建构，然后再迁移到正式的或专业的领域。也就是说，单纯凭借传统的课堂教学，很难引导学生主动学习、激发学生内在的学习动机。MOOC社交化的交流、对知识需求的驱动以及对碎片化时间的有效利用，是其区别于传统的网络课程的本质特征。继MOOC之后，教育研究者在汲取MOOC丰富的课程资源、良好的学习体验、课程参与自主性等优点的基础上，结合传统课堂的管理优势、线下交流的互动优势等提出了在线学习与课堂学习混合的，更加精致的SPOC（Small PrivateOnline Course）教学模式。SPOC允许教师整合网络优秀的教学资源，同时教师可以如同学生一样，在课堂上参与讨论、评估学生学习状况、与学生一起解决学习中的难题。MOOC的优秀资源与定制的特色课堂、可控的阶段性在线交互相结合，可以改变学生在线参与度不高、难以长期坚持自主学习热情的弊端，使得新的网络教学更加有利于碎片时间的利用、更加有利于高效率的课堂管理与学习评价。

3融入MOOC特征的C语言网络学习环境的改造

良好的教学设计是一定不能被技术所取代的。为打造符合本校教学体系的C语言网络学习环境，在分析了MOOC学习特征的基础上，基于本校的网络教学环境，对C语言程序设计课程进行了如下几个方面的改造。

（1）重新优化与提取课堂讲述内容，制定与之匹配的在线学习资源。为保证在有限的教学时间内完成C语言的学习，充分发挥MOOC的优势特征。进一步细化了知识点，以8-12分钟时长的短视频为主，实现对知识点的视频化讲解。其中部分视频用于课堂讲解，其余的作为课外拓展要求学生自主学习。学习效果主要依据交互式问题回答与特定的编程文件提交为主。每个知识单元设定匹配的单元检测试题，考查学生阶段性学习效果。

（2）核心案例与专业化案例并举，组合适应各层次C语言教学的模块化案例库。C语言的中文课堂、双语课堂、卓越工程师课堂，既有共性的核心知识的存在，又有每类课堂个性化的取向与侧重。例如“卓越工程师培养计划”下的C语言课堂，要在夯实学生理论基础的情况下，培养实际工程项目动手能力，尤其是在信息的获取、分析和处理能力等方面，使学生更能适应现代行业发展的需要。在实践中，我们已经初步建设了与采矿工程、机械工程基本专业原理相关的C语言案例资源，且在不同的程序设计语言中实现平滑转换。而核心算法案例则具有通用价值。两类程序案例的组合，可以实现对不同类型C语言程序课程的定制。另外，不足以开设重修班级的少量重修学生，可以通过定制的网络课堂满足其在线重修的需求。

（3）结合NCRE，延展课程知识涵盖。全国计算机等级考试（NCRE）是教育部考试中心多年来精心组织的一项测试计算机应用水平的全国性社会考试，目前已成为国内评价非计算机专业学生计算机应用能力的一项重要的指标。利用该考试较高的社会信度，结合课堂所学知识，推动学生的学习C语言的热情，是有效的促学手段。MOOC式的学习资源汇聚与学习方式的多元化，使得C语言课堂可以在网络世界得以拓展。在算法的讲解中可以自然地引入数据结构的知识，文件对资源的读写也可以与数据库的理论、技术做到自然的对接。在课堂上通过老师的引领，结合在线资源，学生可以较为主动地学习掌握有关NCRE二级公共知识方面的理论知识。

以昆明理工大学资源共享课程——C语言程序设计课程为例，在该课程中，引入了“微课”的概念。该微课资源核心知识点的划分，涵盖了NCRE二级公共知识。部分核心知识点划分，如图4所示。

（4）学习评价方法的改革。学习评价方式的科学与合理对于一门课程的建设及健康持续发展至关重要。大数据时代可被挖掘的积极的网络学习特征很有必要融入到传统课堂的学业评价机制之中，教学组织者则要实现对学生学习行为、学习过程和学习表现实现个性化的评价与指导。在引入MOOC特征的教学班级中，通过设置“优秀作业”和定期对低学习参与度的学习者进行个性化指导及管理，实现了提高作业质量及提高学习参与度的目的。在学习任务布置中，尝试根据专业类别分组定制学习任务、布置必做基础任务与选做高级任务（奖励性任务）等方式，实现学习需求的个性化、指导与反馈的个性化。与普通教学班级对比，引入MOOC特征的教学班级，学生到课率及课外学习效果都有较为明显的提升。

在学习行为分析与测评方面，因缺乏多轮教学周期的检验与成熟度高的参考模型，目前阶段初步选取学生全学期登录次数、在线时长、有效提交作业次数、参与交互的次数、资源下载与WIKI共享等网络学习行为作为成绩评价中“平时成绩”的影响要素，其权重设置依据考试成绩与各学习行为的相关系数确定，例如末考成绩与有效提交作业次数及作业成绩共同决定的作业评价成绩之间的相关性，如图5所示。

二者相关系数R达到了0.6951，显然有效提交作业次数是与成绩正相关性较为明显的学习行为，在平时成绩评定中可占较高权重。反之登录次数与成绩之间的相关系数仅为0.07，但是在低值范围内的登录次数却与成绩有较为强烈的相关性，即登录次数可以有效地用于课业参与“预警”，但是作为成绩评定依据则不合适。

4结语

以MOOC为代表的教育教学模式的变革必将深入而持久地发展下去。C语言程序设计等传统的理工科计算机公共课程只有借助技术变革的浪潮，在深入分析MOOC等新型网络教育教学的学习特征基础上，结合传统课堂的优势，才能打造成为适应“互联网时代原住民”——新型大学生学习特点、对专业知识体系建构及计算思维能力培养起到掣肘支撑作用的重要的计算机基础课程。