MOOC在计算机公共基础教育中的应用与研究

赵 颖，崔 杰，教巍巍



MOOC在计算机公共基础教育中的应用与研究

赵 颖1，崔 杰2，教巍巍3

(辽宁工业大学计算中心，辽宁锦州 121001)

根据目前高等院校计算机基础教学存在的不足，研究了MOOC在新形式下应用大数据的背景，MOOC迅速发展对高校教学改革带来的影响。MOOC数据共享、互联网应用改变了人们对高等教育体制的旧认识，并从技术性、现实性、发展性方面采用相对应的教学手段和方法，探讨了MOOC在计算机公共基础教育中的应用方法，进一步阐述了以MOOC平台结合大数据对大学计算机基础教学的积极作用这一结论。

MOOC；教学改革；大数据

信息技术全球化的发展，迅速将当今社会带入了IT时代。教育模式和方法的变革、培养优质创新型IT精英成为高等教育迫切完成的教育任务。当前，中国各高等院校的大学计算机基础课仍采用老师讲课为主、学生听课为辅助的教育方式，产生的后果是学生服从性接纳老师的传授与讲解，创新思维与学习自主性得不到提高，进而影响了学生创新能力的形成与发展。针对传统教学方式的不足和弊端，众多教育工作者对计算机基础教学的发展与改革进行了研究和探讨，提出了一系列的改革措施：如翻转课堂、云计算辅助型教学、CDIO模式等方式，目的就是改变教学角度，调动学生的创新主动性，从而提高教学质量与效果。同时人们认识到，教学改革成功的关键在于教育者对大数据及其价值的认识。而如何实现大数据在教学上的应用成为了重点研究目标。大数据的目的不在于手里有多少数据信息而是要对信息数据进行专业处理，提升加工数据的能力，从而达到数据的“增值”。大数据的应用能够改变学生解决实际问题的思维方式，MOOC就是在这个大环境下产生的。MOOC（Massive Open Online Course）翻译成中文是“大规模公开线上课程”。大数据技术是MOOC依赖的基础，MOOC是一种特殊的教育教学，它能够完成快捷方便的知识交流，是学科间交流、学生与教师互动、专家学者交流与培训等方面的特殊教育教学，与传统计算机教育对比，MOOC具有以下几个特性：

（1）共享与开放：MOOC学习，可以不受地区、国家、年龄、学历的限制，MOOC（包括课程视频和电子课程资源）不收取费用，这些资源允许免费共享。（2）MOOC可以通过网络让学习者共享教学视频及短片，MOOC视频长度可以限制为8~15分钟，还可以切割成更小视频；在MOOC上注册的学习者可以同老师互动交流；MOOC是为大数量人群设计的课程。同一课程，学生可以通过加入小组学习进行在线讨论、学习交流、互动。（3）课堂规模可以扩大。当前许多高校都在实行人数不多的小班改革，而MOOC具有的大规模特性，学生注册用户通常达到万人以上。例如2011年开设的MOOC “人工智能导论”，拥有16万学生注册。最近几年，哈佛大学、斯坦福大学等数十所著名学校为主体的MOOC形式迅速发展，建立了以edx和Coursera、Udacity为主的三大MOOC开放型平台；美国斯坦福大学开创Cursera是免费公开大型课程项目；2012年5月,哈佛大学、麻省理工大学联合发布网络在线教学规划，即edx项目，该项目的目的是配合教学与实践。MOOC的产生及发展对国内教育界也产生了很大的挑战与冲击。2013年5月，清华大学与美国edx平台同一时间公布清华大学加入edx，是第一批edx亚洲的高校成员，一开始有4门课上线，对全世界开放。此后，清华大学准备在国内建立清华的在线平台，扩大教学、教育在线。2015年7月上海交大、复旦同时签约Ursera（MOOC平台）。2014年5月，网易云课堂接受教育部精品课程的开放任务，16所高等院校的56门课程上线，授课讲师为各高校的名师。

一、MOOC及网络技术辅助计算机基础教学的意义

根据目前高等院校计算机基础教学面临的问题，提出以MOOC平台结合传统网络授课，以实现计算机公共基础课的改革，这种方式将成为学生受益和喜欢的新型模式。它在冲击传统教育的同时，也给我们以启发启示：开设课堂多元形式，确定新的标准。教学广度与深度的扩展是MOOC辅助下计算机基础教学发展的途径之一。新的教育形式MOOC具有显著的优势，它同以往互联网在线学习大不相同，它形式上特点是：（1）微课程；（2）小测试；（3）大规模开放，被专家称作教与学的革命。它授课内容不仅限于视频授课，吸收优秀名师优质课程的知识点，在兼顾教与学的联系外，又能传递教学领域的核心教学。提供直观型的类比和准确的评议，促使学生消化理解知识。MOOC平台下的教育内容具备高质量的特点，跨跃大量平台，使不同国家不同水平的学习者领略该区间的的课程。多关注、多体验、多视频是MOOC的优势。它加强了学习者与教育者的交互，信息量大、直观，激发学习者的学习热情，降低了学习难度指数。重要的是MOOC的每块视频小于10几分钟，而且视频中有练习题，提升了学习者的注意力，从而激发和提高了学生学习和实践的热情。MOOC辅助计算机公共基础课教育是我们提出的新思想，有利于学生加强实践环节的学习。MOOC的网络化能让教育者在教学环节上同学习者同步，一起进行程序设计，一起实际操作实践，将课堂教学与实验操作高效、高质地组合在一起。教师不仅在MOOC平台下辅助指导学生实验操作，还可以根据学生的反馈立刻进行网络答疑，根据学习者提出的问题及时调整教学内容，将计算机公共基础教学进入一个互动互助的新状态。MOOC不仅提供高等院校教育、教学、改革的技术，更重要的是改变传统教学理念与方式：以学为主，教师将学习的主动权交给学习者，充分发挥学生的学习潜质。

二、MOOC应用计算机基础教学拟解决的关键问题

（一）MOOC设计的理论原则

学生为主体和中心，激励学生学习计算机基础课，为学生提供优质广泛的教学资源，优良的师生互动学习空间。对计算机基础内容如：云计算、物联网、大数据、电子商务等，将学生感兴趣又有实际应用价值内容加到MOOC平台上，设计实践性的问题互动环境；学习者可充分利用MOOC平台学习资源，做到学生学习中的开放性；各组学生协作学习。

以建构主义教育理念，促进学生认知规律。加强学生主动探索学习知识和主动构建，而不是被动学习。强调学生的主体位置，确立学生主动学习的主体位置，提出老师由文化知识传授者转化为学生主动构建的督促者、帮助者、辅导者、合作者。例如：学习操作系统课程时，以往是先讲基础理论，然后再讲解操作。MOOC课程教学可以先进入实际操作环节，边操作边提问：windows怎样打开多个程序？硬件连接必须有驱动?进而自然引入设备管理、进程管理等理论，引导学习者发现知识、探索知识。

加强对学习者的学习情况的研究与评估。在教育教学过程中，老师要设计各种提示：将学习资料划分成有顺序的“小步子”，让学生逐步对其强化。例如C语言课程学习，可以让课件视频和随堂小测验穿插进行，将理论知识分解成小的单位或步骤，确保每一点得以强化。

（二）Mooc应用计算机基础教学的学习过程

（1）教学视频的学习、小测验、理论课、实验作业，是学生学习的重要环节。教育者上传教学视频、测验内容、作业；学生先注册在线学习，学生、教师、其它学习者互动交流。教师可以线下指导学生；对学生的评估可以进行考试，也可以提交论文等方式，如图1。

图1 MOOC应用计算机基础教学的学习过程

在MOOC的视频和小测验的设计方面，要注重发挥调动学生积极性。例如设计《计算机文化》的MOOC视频时，可以先从组装微机入手，设计一段计算机要安装的视频，让学生先初步认识各电脑部件组成，然后再讲解各机器部件作用，调动学生学习热情，从而达到理想教学效果。

教学视频与以往课堂教学不同，MOOC视频比较短，一般在十几分钟内，可以根据知识模块逻辑的不同，把视频分成若干个8~15分钟的片断，方便学生在学习过程中根据自己需求选取，满足教学规律。例如：在讲解微处理器时，可选插入动画或图片,从直观入手，让学生认识并了解cpu的外观组成，加强感观印象，然后再讲解理论知识、结构和各部件的功能，图文并茂完成理论学习。MOOC的教学视频从内容、结构上与以往课件视频完全不同，MOOC视频不是简单呈现授课视频，在课程讲解、顺序、讲课方式上都有讲究和要求，能调动学生的学习积极性，符合教学规律。

（2）小测验。它是MOOC的特点之一。课堂测试能够调动学习者的学习积极性，及时感知自己的学习效果。课堂测试题都自动评分，同时反馈给学习者。

学习者通过测验后才可以进入下一个阶段学习，及时控制调整学习进度。MOOC应用计算机基础教学的主要技术路线如图2。

图2 MOOC应用计算机基础教学的主要技术路线

（3）互动讨论。MOOC的特色之处就是师生互动频繁，内容深入。学生可随时网上提问，也可以同学之间互相讨论，进而深化对课程内容理解，也方便老师了解学生不同阶段的学习状态、交流方式，进行视频互动、讨论，点对点互动讨论。例如：哈佛大学开设MOOC时经常举行聚会讨论学习。

(三)MOOC平台建设的前提依据

国内MOOC平台建设还处于初级时期，教学课程的质量、数量都需要加强。所以如果想实现MOOC在计算机基础教学中的应用，MOOC平台建设是一个任重而道远的问题。

建立MOOC平台的建设规范，参考Coursera平台，逐步使MOOC平台中计算机基础课程教学体系做到优质完善，做到能上MOOC平台的资源课程都反复提炼、改进、检验。这些教学资源又可以有利于传统教学，从全新的教学理念来提高教学质量，即完成“翻转课程”的作用。通过MOOC平台的建立、课上理论、课外作业与实践练习环节进行转换，结合师生面对面在线学习，用高质量的视频资源等激励学生的学习热情。

MOOC成为辅助教学课堂研究，提高因材施教能力。学生在学习过程中遇到困难、难题、烦恼时，都容易放弃而半途而费，这对学生的自学性、理解水平、学习毅力都是一个考验，MOOC平台学习应用于计算机公共基础教学，必须提高因材施教方面存在的问题，可以依照课程参加人数来调整助教人数，完成大量问题提交、解答、分类的实现，对反复出现的提问自动回复。这就对MOOC平台的功能有较高的要求，任课老师可根据学生的具体学习状态创建学生学习档案，实时掌握并记录他们目前知识理解和掌握情况及课程的学习，完成有关资料信息，建立优化的学习者行为模型并对其进行预测分析。

实验环境设计。应用云计算的技术，建立个性化的、具有交互性的教学实验平台。充分利用MOOC平台提供的存储、网络资源、计算功能，将服务、管理、网络资源进行集成，建立虚拟的教学实验课堂。根据计算机公共基础教学的实际需要，在云平台上对不同教学资源进行整合，取代了传统课程教学存在的空间和时间上的限制，为学习者提供了多层次、多角度、多元化的教学环境，支撑着创新的教学模式。

学生的学习行为研究与分析。计算机基础教学应用MOOC平台的学习互动主要基于网络平台，学生在教与学的互动中产生大量数据，从而映射出学生学习当中存在的许多问题。基于云计算以及数据挖掘等技术，建立学生行为对应的数据模型，应用对应的数据挖掘技术处理、研究、分析，进而获取相应信息。老师针对数据对课堂教育教学方法、教育决策、教育资源进行相应的提高与改进，提供给学生多样化、个性化的环境，进而处理和解决学生学习上的差异问题。

三、结束语

随着计算机公共基础教学模式问题的不断出现，大数据与MOOC技术的应用为我们教学改革提出了全新的方式。大数据与MOOC方式的结合给计算机基础教育带来了机遇，对学生的学习兴趣起着激发作用，教师对教育教学目标更加明确，为了提高学生的创新创业新思想，适时建立以应用为核心的教育模式。

这一切的实现除了需要教师和学生的努力之外，还需要第三方的技术协助完成，实践证明：大数据和MOOC的多方位的整合是可以解决这些问题。MOOC与大数据的协调发展，提供了优质的视频课程学习课件、教育教学的资源素材资料库、与教学课程密切关联的学习专题模块、专业实际应用的素材数据库、师生课内外教学互动、课程课堂的检测系统、各类电子教学文档等，通过大数据与MOOC的结合，给计算机基础教学代来的优势是:依据不同学生的不同潜质推进学生个性化学习；依据MOOC片段式视频的特点，加强计算机基础教学的实时性和互动性；由于大数据技术为MOOC提供了定量化的研究手段，可有效进行教学效果的评估分析；能够提升学生的实践能力与实际应用水平；可以加快高等教育国际化进程。

综上所述：面对个体化、多样化的学习者，加强教与学的互动交流，提高教学实践效果的MOOC平台，已经成为当今最有效的学习平台之一。通过MOOC平台对充足的学习资源进行分析、发现和总结教与学的学习规律，建立多样化、个性化的教与学模式，进而让教师在该平台上评估教学效果，为课程的教学改革提供依托，适应利用互联网给我们带来的大数据优势，将MOOC元素有效融合到计算机基础教学中，提高学生实践创新能力。

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(责任编校：付春玲)

2017-01-03

2016辽宁省本科教学改革项目(2016300)

赵颖(1966-)，女，辽宁锦州人，副教授。

2017-04-24 16:19；

http://kns.cnki.net/kcms/detail/21.1415.C.20170424.1619.006.html

10.15916/j.issn1674-327x.2017.03.033

G642

B

1674-327X (2017)03-0109-04