计算机科学与技术学科研究生研讨式教学探索与实践

王秀珍 陈萍 王粉梅 李光

[摘    要] 随着我军信息化建设步伐不断加快，计算机技术在军事领域广泛应用，培养高素质、高层次、富有创新精神的军事人才是关键，其中计算机科学与技术学科教育起着至关重要的作用。针对计算机科学与技术学科研究生培养特点，提出基于MOOC+SPOC的研讨式教学模式，并在数据挖掘导论课程教学中进行了探索与实践。结果表明，采用此教学模式调动了学员的学习积极性和主动性，培养了学员自主创新、实践应用及语言表达能力，提高了课程教学质量。

[关键词] 研讨式教学;军事人才培养;教学方法;教学模式

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2019. 15. 094

[中图分类号] G642    [文献标识码]  A      [文章编号]  1673 - 0194（2019）15- 0210- 04

1      引    言

在计算机技术愈来愈渗透到军事领域的情况下，军队对计算机专业人才的需求越来越大，对学员计算机技术实践能力的要求越来越高。计算机科学与技术学科研究生是军事人才中的高层次群体，肩负着国家富强民主文明建设的重任，要掌握使用现代化武器装备和具备组织信息化战争的能力。计算机专业课程是学员信息化素质培养课程体系的基础课程，对理解信息化软硬件的原理和功能、提高信息化技术认知能力以及工程实践能力等方面具有重要的作用。如何扎实推进教育改革，紧贴部队和未来战争需求培养计算机科学与技术学科人才，已成为当前军校教育的一个重要课题。

本文以军队信息化建设的需求为牵引，立足陆军炮兵防空兵学院计算机科学与技术学科研究生教育特点和信息化环境，提出基于MOOC+SPOC的研讨式教学模式，并在数据挖掘导论课程教学中进行了探索与实践，结果表明学员自主学习的能力得到极大加强，学会了如何思考和怎样学习。

2      计算机科学与技术学科研究生教育特点

2.1   计算机科学与技术学科研究生特点

同地方院校的研究生相比，学院研究生招生具有多元化的特征，来源广泛，既有本科就读于军校的应届学员，也有缺乏军旅经验的国防生学员，还有年龄较大、阅历丰富的部队在职学员，思维状态往往十分活跃，有自己的见解。定位准确，毕业后到分配到军工科研院所或基层部队工作，将自己的青春才华奉献给军队和国防事业。由于特殊条件的限制，军校研究生学员不对外开放，学院计算机科学与技术学科研究生招生规模很小，每届都在10人以内，课程教学都为小班授课，适合开展研讨互动式教学。小班教学的基本特征就是“小”，教员完全有精力与能力在课堂上把握好所有学员的情绪、兴趣点和接受程度，使授课过程变为“一对一”研讨交流，学员都能参与到案例或专题的讨论当中，实现了百分百的参与度，有利于培养学员独立思考和怀疑批判的精神，提升其综合能力和创新素质。

2.2   計算机科学与技术学科课程教学特点

计算机科学与技术学科课程教学以课题研究为主，突出研究生学科基础理论与方法、学科意识与规范的培养与训练，课程教学基于以下四个基本理念：（1）按照既注重学科基础理论知识传授，又注重研究方法与研究能力培养的思路进行课程设计，实现知识向能力素质的转化。（2）在知识选择上，以比较成熟的技术方法理论为主体，将信息化技术和未来信息化战争的前沿问题及时融于教学之中，发挥数据信息在军事中的重要地位。（3）在教学内容编排上，以研究生认知规律为遵循，以问题为牵引，按专题设置教学模块。（4）在教学方式上，实施小班教学，突出研究性学习和自主学习，强调教学互动和教学交流，强化合作学习和思维训练。

在现行计算机科学与技术学科课程教学中，系统知识的讲授占用了绝大部分教学时间，学员存在思考少、动口少、动手少和创新实践少的问题。为贯彻落实计算机科学与技术学科课程 “四大教学理念”，培养出能打赢信息战的新型军事人才，开展信息化网络环境下新型教学模式的研究有着十分重要的意义。

2.3   学院信息化教学环境

为了顺应信息化时代的要求，学院建立了完善的数字化网络教学环境。由于军队的性质决定了学院信息化环境建设与普通高校有所不同，具有军队自身的特点：双网并行。建有校园网，校园网接入军综网，军内自成网络体系，网络教学平台统一采用原总参军训部研制开发的“军队院校网络教学应用系统”，办公电脑都可以上校园网。接入因特网，学院内不办公的电脑、手机都可上互联网。“军队院校网络教学应用系统”，功能较齐全，课件、题库、网络课程均有一定的资源，但不够丰富，使用效果不尽人意。为了更好地利用因特网上的海量MOOC资源，学院建立了自己的SPOC教学平台“陆军炮兵防空兵学院MOOC平台”，是集慕课及精品课程建设、教学互动、资源管理、教学成果展示于一体的新一代网络教学平台。

基于上述分析，提出基于MOOC+SPOC研讨式教学模式。此模式利用MOOC资源，依托SPOC平台，建设研究生精品课程，辅助研讨式课堂教学的实现，是信息网络的自主、互动、开放的课堂教学模式。教员课前、课后可以通过网络平台发布教学视频资料，布置作业、进行测试、指导答疑、监控学员的学习，课堂教学运用研讨式为主的新型教学方法。

3      基于MOOC+SPOC的研讨式教学模式

我国教育部《全面提高高等教育质量若干意见》（高教三十条）第五条强调：要创新人才培养模式，深化教育教学改革，创新教育教学方法，倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学。经过近二十年的实践探索和应用研究，研讨式教学在国内大学的发展却一直停滞不前。究其原因，教学模式僵化、对学员主体性和创新能力培养不足。随着国际课程整合技术的发展，依托信息化技术平台，对传统的研讨式教学进行技术改造，以适应数字化学习时代课堂教学改革和教学理念转变的需要。

如何确立学员的主体地位，激发学员的学习兴趣，变被动学习为主动学习是开展教学手段与教学方法改革的根本出发点。信息时代从根本上改变了人类的教育方式和学习方式，充分利用信息技术手段的研讨式教学成为教学改革的一个重要方向。学院完善的网络教学平台为教学模式的发展提供了丰富的资源、工具以及交流互动的平台，作为教员要主动去研究和探索信息化教学模式的特点和规律，以更好地促进教育教学，提高教学效果与质量。

3.1   基于MOOC+SPOC的研讨式教学

目前大型开放式网络课程（Massive Open Online Courses，简称MOOC），如同一场突如其来的海啸席卷全球，它对教学方式、资源建设等方面产生巨大的影响，大量的免费网络课程平台给学员提供了丰富、系统的学习资源。SPOC（Small Private Online Course，小规模私人在线课程），将MOOC与传统校园教学有机融合，重组设计海量MOOC资源，从中定制出个性化的信息，精选专属的资料供学员学习。由于其资源多元化、易于使用、受众面广、参与自主性等特征，有利于学员课前预习及课后复习，有利于研讨式教学按主题开展。 教育部2015年工作要点中强调“加快建设研究生质量保障体系，加强慕课建设、使用和管理”。就我院计算机科学與技术学科研究生教育而言，应该积极适应MOOC所带来的教育环境的变化，将MOOC与研讨式教学有机结合，实现课堂教学与环境的互动，提高学员学习兴趣，促进人才培养。

基于MOOC+SPOC研讨式教学，利用MOOC资源和SPOC平台，借鉴“反转课堂”的教学理念，让学员获取知识的时间前移，要求学员在上课之前自学相关内容，将课堂教学变成“考查+研讨”的过程。其思想是：把MOOC与SPOC结合起来，用课堂研讨的形式推动教学模式的转变。课前学员在SPOC平台上自学，课上学员和学员之间、学员和教员之间在课堂上讨论，课后学员在SPOC或者MOOC平台上通过社区参与讨论，使学习变得无处不在。

3.2   军校计算机科学与技术学科研讨式教学

我国当前的研究生培养与科学研究结合得十分紧密。军校计算机科学与技术学科研究生研讨式教学必须注重教学与军事科研的相互渗透与延伸。在科研向教学的渗透与迁移过程中，应“以学员为主体，以教员为主导”，学员要参与科研、探索新的知识，教员的科研经历、科研水平与科研成果构成了研讨式教学的重要基础与条件。计算机科学与技术学科研究生研讨式教学，不仅要侧重于科学研究探索的过程以及对学员发展的教育价值，而且要追求其研究过程完全符合科研活动的严格程式，强调研究结果的完美性和前沿性。军校计算机科学与技术学科研究生研讨式教学主要围绕该门课程中重要的主题进行设计和拓展，跟踪最新科技动态或当下前沿课题，课程教学要与科技前沿、最新装备技术发展有机衔接，为高素质新型军事人才培养提供充足的养分。

3.3   基于MOOC+SPOC的研讨式教学模式构建

基于MOOC+SPOC的研讨式教学模式，可满足研讨式教学过程中的高要求，突破其局限性，使研讨式教学的优越性得到最大程度的发挥，实现更好的教学效果，其总体教学组织如图1所示。此教学模式将传统课堂教学延展为课前自学、课堂导学和课后拓展“三阶段”混合式教学，学习包括信息传递和吸收内化两个过程。在传统教学方法中，信息传递是在课堂上由教员通过传承讲授（通常易流于“满堂灌”）来完成的，学员们通过课后复习和练习来进行知识的吸收内化。在基于MOOC+SPOC的研讨式教学中，信息传递是学员们在课前，基于课程的在线开放平台，通过自主学习、参阅资料、练习自测等方式来完成的;在课堂上，师生可以集中精力进行答疑解惑、研讨交流、实践探索，从而有效地完成对知识点的吸收内化过程。这种教学方法不仅创设了良好的研讨型学习环境，而且转换了教员与学员的角色，教员成为课堂教学的设计师、引导者，而学员才是学习真正的实施者、执行者，从而改进了师生间教与学的方式，很好地提升了课堂教学的质量。

3.4   在数据挖掘导论课程教学中具体实施

在计算机科学与技术学科硕士研究生数据挖掘导论课程的教学中，采取了基于MOOC+SPOC的研讨式教学模式。下面就其中一个研讨专题展开，具体实施过程如图2所示。

3.4.1   课前基于MOOC+SPOC在线自学

教员利用SPOC教学平台，发布数据挖掘常用经典算法的学习任务。引导学员，利用MOOC+SPOC平台上的视频、动画、微课等信息化教学资源，进行在线课程知识自学和课前自测，完成相关知识储备，为开展研讨式教学打下坚实的知识基础。教员在上课前，通过SPOC课程中的“章节测验”、“成绩管理”以及“交流讨论区”，统计和分析学员课前完成在线预习和单元小测的情况;结合前沿热点问题，综合考虑学生感兴趣的课题，选择具有现实意义的研讨论题：数据挖掘常用技术和方法。学员根据选题，通过MOOC+SPOC平台查阅资料，完成PPT汇报准备。

3.4.2   课堂研讨式教学

按照“问题引入”、 “重点探究”、“巩固提高”三个环节一一展开课堂教学，其中第一个环节主要是考察学员的自主学习效果，对本讲的重点内容进行总结提炼;后两个环节则是引导学员通过具体实践和探研，掌握具体的数据挖掘算法和技术。

环节一：问题引入

此环节主要是考察学员通过在线课程平台完成自主学习之后对本讲的重要概念的理解情况，教员先对MOOC+SPOC平台上有代表性的问题进行解惑，导入新知识点、介绍重难点。然后采用大家熟知的“阿里巴巴大数据中心”案例引入论题：数据挖掘常用技术和方法。学员一一汇报研讨情况，在答辩和提问的过程中逐步深化研讨主题。

环节二：重点探究

在理论分析的基础上，重点探究数据挖掘十大经典算法思想及其应用领域，引导学员动手编写算法程序。通过MOOC+SPOC的课前评测以及课堂编程检验，发现学员用具体语言来实现算法方面有很多问题，课后要重点自学、熟练运用一门编程语言。

环节三：巩固提高

进一步向学员拓展数据挖掘知识：将编写的数据挖掘算法应用在陆军武器装备作战运用数据中。教员引导学员梳理总结问题的重点和难点，对学员提交的报告进行评估。学员之间进行互评，相互学习、巩固课堂知识。学员通过反思和讨论，進一步优化设计方案、模拟实现算法。最后，教员对本讲的课后作业和下一讲的在线预习要求做简要说明。

3.4.3   课后巩固拓展

学员在线提交完善后的研讨报告，并阅读和评判其他同学的实验研讨报告。教员利用MOOC+SPOC平台在线论坛，发布课后拓展训练：经典的数据挖掘算法在云平台下如何并行化？近年火热的AlphaGo中用到的数据挖掘技术？数据挖掘与机器学习的关系？引导学员交流讨论，教员实时答疑解惑，巩固和拓展前数据挖掘前沿知识。

3.4.4   学习情况评估

教员对报告的互评情况进行分析和“校准”，了解学员对本教学单元知识点的掌握情况，评估是否达到了教学目标，并在后续课程中，对学员的薄弱环节进行加强。

4      总    结

本文对学院计算机科学与技术学科教育的特点、信息化教学环境等方面进行了深入分析，提出基于MOOC+SPOC的研讨式教学模式，并在数据挖掘导论课程中具体实施。通过此模式进行教学，加深了学员对科研方法的理解挖掘，增强了学员的学习能力、创新能力，提高了课堂教学质量，提升了学员的科研潜力，为其他课程的开展提供了新的思路，为军队信息化、装备信息化建设提供人才支撑。

主要参考文献

[1]朱凌志，张君玲.基于SPOC的研讨式教学在程序设计语言课程教学中的应用[J].西部素质教育，2016，2（12）：150-152.

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[4]刘婷，张韵风.研讨式为主导“三结合”教学方法的探索[J].高教论坛，2015（12）：46-48.