基于慕课的应用软件开发基础教学模式探究*

王宏坡 周红郑景诗 刘家琪 邬海涛

（天津农学院计算机科学与信息工程学院，天津300384）

基于慕课的应用软件开发基础教学模式探究*

王宏坡 周红*郑景诗 刘家琪 邬海涛

（天津农学院计算机科学与信息工程学院，天津300384）

应用软件开发基础作为非计算机专业学生开设的计算机课程，其有着不可替代的作用。如何有效让学生采纳和吸收课程的知识点，同时培养学生学习应用程序的兴趣，成为该课程研究的重中之重。文章在深入了解慕课、微课、翻转课堂的特点和应用方法基础上，结合应用软件开发基础课程的特点，提出了基于慕课的应用软件开发基础课程教学模式，并进行相关测试，结果表明基于慕课的课程教学模式在应用软件开发基础课程上深受教师和同学喜爱，相对于传统的教学方式，效果明显。

慕课；翻转课堂；应用软件开发基础；教学模式

引言

随着计算机技术的飞速发展，新的技术和新的理念也应运而生，如何在开放网络基础上，依据云技术和大数据分析，进行新的教学模式的探讨成为当前教育教学模式研究的热门课题。对于应用软件开发基础而言，将软件程序、图形和声音等多中信息结合起来，为学生提供了直观、形象、立体的程序环境，同时也为未来进一步学习程序设计打下坚实的基础。然而，在以往的应用软件开发基础传统教学模式中，由于受课堂教学时间和教学条件的限制，不能有效的将“声、光、电”等元素有效的结合起来，从而对学生知识的理解和吸收有所限制，未能达到所期盼的课程效果。

慕课则以学生最佳学习注意力时间为基础，依托于大规模开放性网络平台，以短小精悍的内容为主，将课下和课上学习时间进行反转，将传统的课堂教学模式进行完全颠覆。在应有软件开发基础课堂中使用慕课方式进行教学，能够充分发挥课程本身和先进技术双方的优点和优势，从而达到良好的教学效果。

一、研究背景

慕课英文名字是MOOC，它是英文单词Massive Open Online Course首字母缩写，即大规模的网络开放课程［1］。它以知识传播为目的，以分享和协作为精髓，利用现代网络将课程开放性的放置到网上，供大家学习。慕课以全新的传播方式和学习模式进行知识传递，打破了以往传统教育资源区域配置的格局，使资源得到全方位的共享和最大化利用。

慕课与传统50分钟一节课教学形式不同的是它采用了以大约5-15分钟内的时间，即它不再强调时间大或长，而是依据学生学习注意力集中时间，将原来大的或者长的内容，分解成短小的微视频。为了保证在既定的时间内完成视频，则在拍摄内容的选题上尽量要选取有代表性的、完整的、独立的“小而精”的内容［2］。这种形式的课程最初起源于北爱荷华大学的“60 Seconds Course”。David Penrose，美国圣胡安学院的教授，在2008年也提出了“Micro-Lecture”的理念，并依据此设计了许多大约3分钟左右的课程视频，供学生学习。虽然慕课的课程时限缩短了，但是在课程内容的设计和编排上并为缩减，反而有了更科学、更有效的形式。慕课的教学设计以情景教学法为中心，以激发课程学习兴趣为目标，以构建主义为理念，通过创建各种场景，叠加情感认知和知识认知，用一个个精悍的例子将知识点呈现出来。如英国的彭斯在他的诗歌“A Red Red Rose”中，将情景引入课程教学中，通过一个故事，再配合相应的语言技巧及背景，将知识点用图像加声音方式呈现给学生。学生在学习时很快融入设定的情景中，进而能够对语言和知识实现最大化的接受和消化，进而达到传播知识的目的。

除此之外，由于慕课要通过网络让大家学习，所以在慕课视频的格式上也要尽量采用可网络播放的小视频格式，如flv、rm等格式。这样，学生不仅可以在电脑上随时随地的学习，而且由于视频格式的短小和可在线播放，也可以在手机或其他任何移动终端上进行不限时间和地点的随时随地的学习，从而与现代时间碎片化的学习方式相吻合。

翻转课程即将以往课堂模式进行翻转，对课程知识的学习不再局限于课堂之上，可以以在线的形式在课下自行通过观看视频资料进行，而且对于播放的时间和进度，完全由学生自己决定，而在课堂上则不再对知识点重复讲解，重点用于对未理解的或未掌握的内容进行问题答疑、深化理解及巩固，从而大大增加了同学之间以及同学和老师之间的交流和互动［3］。其中最具代表性的或者说最具有影响力的当属可汗学院的课程网站。他讲很多课程上传到YouTube上，供大家免费观看和学习，并且从反馈来看，其课程效果非常好。

基于以上特性，慕课是融合翻转课堂理念，并为当代的移动混合以及随时随地的碎片化学习提供有力的支撑，更是对传统教学方式的提高和拓展的教学模式。

二、应用软件开发课程教学中存在的问题

在传统的我国教育教学中，以单元方式的信息化教学模式越来越凸显弊端，具体表现为课程内容过大，课程时间较长，课程内容更新不及时，与学生互动性差，在当前形式越来越多的学习方式中，传统的教和学越来越捉襟见肘，急需符合当代潮流的教学方式和模式，以满足当前个性化的学习背景［4］。

随着素质教育的不断发展和普及，掌握多种技能的复合型人才成为当代大学生的特征之一，因此，提高当代大学生综合素养在高校的素质教育中具有重要地位。应用软件开发基础在大学的计算机教学中尤其是针对非计算机专业学生来说具有重要的不可替代的作用：它首先可以扩大非计算机专业学生的知识面，让他们知道和了解计算机软件或者计算机系统是如何协调工作的；其次，通过学习和掌握应用软件的设计和开发过程，更利于培养和建立学生的计算机思维能力。然而，传统的应用软件开发基础课程受时长和内容的约束，亟待解决。

（一）课堂时间有效性达不到

在以往的应用软件开发基础教学中，教师在上课中只用幻灯片一味的演示如何开发应用软件，而对于讲完之后，如何对学生进行询问或提问，致使学生上课效率差，课程致使掌握低下。

（二）对应用软件开发教学价值重视度不够

通过对以往学生课程情况进行调查后发现，大家都针对如何按部就班的设计应用软件给予了足够的重视，但对于为何如此开发以及其背后所蕴含的理论价值知之甚少，通过咨询相关同学，他们虽然也感觉到了在应用软件开发中必然有相关的理论价值，但由于缺少老师的潜移默化的引导，仅仅靠自己的领悟达不到如此深度。

（三）没有综合性的应用软件开发教材

通过作者对计算机应用软件开发基础教材的调查后发现，目前市面上的图书或教程多为知识点的简单罗列，给予的扩展练习及提高的内容很少，而且，很少的教程是针对一个应用软件的开发进行，大多都是零散知识的简易组合，缺乏系统性和完整性。

三、基于慕课的应用软件开发基础教学模式开发

针对以上所述问题，提出一种基于慕课的应用软件开发基础翻转教学新模式，在该模式中，将课程内容与计算机网络、翻转课堂等结合在一起，既能由学生自行利用课下碎片时间随时随地学习，又通过课堂辅导或同学交流探讨，强化了知识同时也实践了程序的开发，从而极大地发挥应用软件开发基础的特点和内涵。

（一）基于云平台、云处理技术，为课程提供强有力的技术支撑

本课程利用云处理技术在云平台上（如网易云平台、阿里云平台、百度云平台等）搭建应用软件开发基础的学习环境，然后将课程信息发布出去，进而每个同学都可以随时随地获取课程资源。已发布的课程资源允许大家在任何地方以任何网络互连的方式如采用计算机或者手持移动终端进行链接，然后观看学习课程。此外，为了便于同学和同学之间以及同学与老师之间的交互，在课程中开设一个讨论区甚至也可以利用微信的公众号平台，将大家在学习课程中所遇到的问题在平台中进行交流与探讨，将课堂上的一部分交流翻转到课堂之下，更加体现慕课的优点和特长。

（二）借助跟踪学习文档，设立多维交互综合的数字化课程学习评价机制

虽然在课程的学习和进度上完全交由学生自己把控，但为了督促和监督学员的学习过程，同时引导学生有效的学习，在该教学模式中引入了数字化的网络评价机制。该评价机制主要通过综合学员的日常学习情况、课堂表现情况、考试或测试成绩以及最后设计作品这几项，估算出该学员的学习综合水平。评价机制如图1所示。慕课平台、翻转课堂和课程学习评价机制的有效结合，创建除了一个立体的、全面化的应用软件开发基础的课程教学模式。在现有的三位一体的“编程能力、语言知识、综合技能”的立体模块基础上，重新打造“编程能力、语言知识、移动碎片时间学习、文化修养、在线学习评估”等多维模块的应用软件开发教学，进而推动学生学习并使学生具有“自主编程、课业反思、程序设计文化及氛围的理解、网络化的主动学习、探究性学习”等多元能力。在云慕课平台下的应用软件开发基础的课程教学模型和课程教学体系分别如图2-图3所示。

（三）编写配套的教材和设计相应的课程资源

根据翻转课堂及应用软件开发基础课程特点，教材首次采用以培养学生计算机思维为导线，编写课程单元内容，同时辅助项目驱动理念来开发课程设计任务，加强学生的学习、编写程序、动手练习能力的培养和提高。既有语言知识学习、又有程序跟写练习；既有软件开发过程的培养与实训，又有计算思维的提携与拓展。进而可整体提高学生的程序编写能力和软件开发的素养。在课程资源建设方面，除了常规的ppt等课程资源之外，还利用各种制作视频的软件及编辑软件，并付诸于动画等3D虚拟实现等技术，将应用软件开发背后的理论和知识，通过一个个形象的可视化方式呈现给学生。

图3 课程教学体系

（四）课程实施过程

基于慕课的应用软件开发基础课程的教学开展过程如图4所示，它主要分为以下两部分：

1.翻转课堂前：在课堂之前，教师主要将该堂课程所涉及的视频文件、微课文件以及配套的教案等上传到慕课平台上。学生则主要在课堂之前自主以任意方式学习课程，并对教师安排的训练内容进行练习，然后完成该堂课程小测试。该过程主要是通过学生在线根据视频资料学习，进而引导对知识的掌握，然后再通过练习强化课程知识点，再通过课堂小测试进一步提高学生的理解和拓展视野。当每个翻转课堂结束之后，教师要及时根据学生学习课程的反馈，修改及调整下次改课程的教学内容及教学编排。

2.翻转课堂：在课堂之上，由于学生通过慕课平台的视频学习已经掌握了基本知识，所以课堂不能再像传统的教学模式，把知识重新讲一遍，而是根据教学内容，进行专题式的课程研究，此时，应根据项目驱动的项目主题以及适合学生的方式进行交流式或讨论式的方式进行，如开展有针对性的编程特训、单独个体改正、甚至是指定主题竞赛等，使学习过程从原来单纯的单方接受过渡到创造力的激发和软件开发思维的养成。

图4 教学实施过程

四、教学模式实施研究分析

此次研究所设计的课程“应用软件开发基础课”从2014年秋季在全校范围内的所有非计算机专业学生开设，教材也随着基于慕课的翻转课堂教学模式的开展进行了两次修整。该课程每个学期开设18周，周学时为3，截止到目前为止，课程已经开设了4轮，累计近万名学生上该课程。

（一）研究分析方法

为了更准确和科学的反映慕课教学模式的开展效果，研究采用构建分析模型、样本对比测试、访谈调研等形式进行。在研究方法上采用定量分析与定性分析相结合的方式对教学模式进行测评和分析。研究中的定量数据由课程学习评价平台的评测结果以及学生课业测试的各种成绩（平时测试成绩、单元测试成绩及最后综合测试成绩）等构成。定性的数据来源于学生的反馈意见、访谈内容及文件调查。

（二）分析过程

在课程开始的第一次上课，上课教师就把课程安排以及相应的学习模式向同学们做一介绍；而后，从第二次上课到最后一次上课之前，对该课实施基于慕课的翻转课堂教学模式教学。在对学生的授课过程中，每隔两周左右进行一次指定主题测试，以此作为课程学习评估测试中的多维测评中的一项。测试的主题主要有两种形式：一种是软件开发模仿编程，即根据课本中或课程中学习内容，指定一个类似的主题，让同学们自主编程；另外一种是综合内容主题测试，即测试的内容并非完全是课程中的内容，而是将之前所学内容进行综合，完成一个综合主题的软件开发，以考察学生的逻辑分析能力、主题判定能力和编程语言综合能力。到了最后一次课，再次对学生进行综合内容测试，以此与之前的测评作比对，以检验慕课教学模式的开展效果。

（三）结果分析

根据之前的评判准则，通过对参与第一轮学习的随机抽取的60名学生进行抽样测评，如表1所示，由于篇幅所限，在表1中仅展示了第二次上课、第十次上课和第十七次上课的测评成绩。

表1 测试成绩对比表

从仅展示的三次成绩中，能明显的看到经过慕课的翻转课程教学模式学习，他们的测试成绩有了显著的提高。无论是模仿编程测试还是拓展综合测试，成绩都环比上升。而且从学生的学习电子档案中也侧面印证了该状况。根据电子档案中的多维测评，不难发现，学生本身的学习重复时间在从最初的多次重复学习，逐渐重复次数越来越少，而且单元测试结果也呈逐渐提高态势，另外，从学生之间的评分及教师对学生的评分也是越来越高，呈逐渐上升态势。因此，学生自评、同学之间互评以及教师对学生评分的三维评判也从不同侧面表示了基于慕课的应用软件开发基础教学模式对学生和教师之间是相互促进的。

五、结束语

在信息及互联网技术不断渗透的今天，在教育教学改革和人性化教学的号召下，对当前课程进行适应时代潮流的改革已经成为一种趋势和必然。该研究将最新的互联网云计算云平台技术与慕课教学方法进行有机结合，重复利用应用软件开发基础课程的优势和特色，对计算机专业学生进行了全方位的综合培养，结果表明基于慕课的应用软件开发基础翻转课堂的教学模式不仅可以让学生随时实地，利用碎片化时间去学习，而且还提高学生的编程能力，同时也培养了他们发现问题、科学分析问题和解决问题的计算思维能力。

［1］杨刚，杨文正，陈立.十大“翻转课堂”精彩案例［J］.中小学信息技术教育，2012（3）：13-15.

［2］王宏坡，李乃祥，周红，等.物联网技术环境下农科院校教学模式探究［J］.科技创新导报，2014（11）：162.

［3］王宏坡，李乃祥，周红，等.任务驱动教学法在《应用软件开发基础》课程中的应用研究［J］.科技创新导报，2014（34）：122-123.

［4］孙玉明.任务驱动教学法探讨与实践［J］.湖南科技学院学报，2005，26（6）：248-249.

The application software development fundamentals which plays an irreplaceable role in computer courses for non-computer majors.How to effectively make students adopt and absorb knowledge courses，and develop students'interest in learning the application，has become a priority of the study of the course.Based on deeply understanding of MOOC，micro lesson，flipped classroom's characteristics and application methods，combining the characteristics of the course，the article proposed the mode for the course based on MOOC.At the same time Related tests were proceeded.The results showed that the teaching mode based on MOOC was loved by teachers and students.And compared with the traditional teaching methods，the effect is obvious.

MOOC；flipped classroom；the application software development fundamentals；teaching model

G642

A

2096-000X（2016）19-0030-03

由院精品课程“应用软件开发基础”项目及实验教学中心教改项目“应用软件开发基础实验教学录像的制作”资助。

*通讯作者：周红（1979-），女，河北邢台人，副教授，博士，主要从事计算机信息处理及教学模式方面的研究。