工科留学生计算机基础混合学习模式的实践探索

田慧君，李正文，李晶晶，邓俊辉

（1.清华大学 教育研究院，北京 100084；2.清华大学 计算机系，北京100084）

0 引 言

来华留学工作是我国发挥大国影响、传播中国文化、构造国际交往友好桥梁的重要途径，是教育改革开放服务于我国教育发展、外交全局、经济建设的重要方面[1]。近年来，来华留学生，特别是来自周边国家和发展中国家的留学生总体规模进一步扩大，国内高校接收来华留学生的工作力度进一步加大。特别地，“一带一路”倡议为来华留学生教育带来新的发展契机，实施“一带一路”战略构想，需要一大批不同类型、不同层次的人才，尤其是工程技术人才，因此，高等教育尤其是工程教育承担着独特的新使命[2]。

“一带一路”贯穿欧亚非大陆包括中国在内的沿线100多个国家，基本上都是发展中国家。以交通、能源、信息等工程领域为主，开展工科留学生教育，帮助这些国家培养专门的工程科技人才，将在共建“一带一路”中发挥不可替代的重要作用。然而，大多数高校尚未形成完备的英语授课的工科专业体系、优质工科教育资源的国际化建设滞后、工科留学生缺乏与本土师生的有效互动以及对中国高等工程教育的必要了解，致使留学生工程教育的高质量发展面临着巨大挑战，需要采取积极有效的对策。

联合国教科文组织国际工程教育中心（简称ICEE）依托清华大学，一直致力于发展中国家工程科技人才的培训、国际工程教育的智库建设和国际工程教育的交流合作。ICEE负责建设的国际工程教育知识服务平台（简称EEKS）已经上线运行，以EEKS为基础开展的工科留学生计算机基础混合学习项目，将线上学习与线下学习相结合、将清华大学计算机基础教学的优质师资和学堂在线精品课程相结合，为世界各国特别是“一带一路”沿线发展中国家的工科留学生提供了开放的、公平的、公益的个性化学习和互动交流机会。对国际工程人才创新学习模式的有益探索，已经取得良好的效果。

1 计算机基础混合学习模式的建构路径

大学计算机基础教学是通识教育的一个重要组成部分，计算机基础教育的根本目的是培养学生具备在各个领域应用计算机的能力[3]。在工程技术人才培养过程中，以计算机为工具，以互联网和大数据为载体，将计算机应用能力和计算思维与工程专业素质和技能相结合，将充分发挥计算机技术在工程领域的作用，有助于工程领域实际问题的有效解决。在“一带一路”视域下，受工科留学生群体的特殊影响，计算机基础教学的开展难度更大、复杂性更高，需要从事全英语计算机基础教学的教师、工程教育的专家学者、MOOC（大规模在线开放课程）课程团队、技术服务团队形成合力，共同促进计算机基础教学，在工科留学生培养过程中发挥积极作用。

1.1 基于MOOC的计算机基础混合学习模式的功能定位

2012年兴起的MOOC给全世界高等教育带来新浪潮、新挑战和新机遇，在线教育不仅是能引发个人学习的革命，更是会改变整个教育行业的生态[4]。 我国已经形成以重点高校、开放大学、高科技企业等机构参与建设的多家优秀MOOC平台，开启了“互联网+教育”的运营机制。目前，EEKS上汇聚了多个工程教育数据库和几十门以清华大学工科专业为主的优质英文MOOC课程，整合这些优质在线教育资源，针对工科留学生计算机基础教学，从学习者、学习资源、学习环境3个方面进行准确定位，将有效改进工科留学生计算机基础的学习效果，提升工科留学生的计算机应用能力与科学思维能力。

1）学习者的定位。

来华工科留学生教育是“一带一路”战略中的重要内容，不仅能培养一大批工科领域的专业人才，而且能促进沿线国家的人文交流。EEKS是一个开放的、国际化的、公益性的工程教育知识服务平台，计算机基础混合学习项目主要面向“一带一路”沿线国家来华工科留学生，这些留学生就读的学校遍布全国各地，所涉及的专业较多，大多数学生无法进入中国名校就读，不能充分获取中国乃至世界的优质工科教育资源，他们可以通过MOOC，在线学习计算机基础课程，优秀的线上学习者通过选拔，可以进入清华大学学习，实现在中国最好的工科学校学习体验的机会。另外，大学计算机基础教学对于地方工科院校中任课教师的专业知识、实践能力和英文交流能力提出很高的要求，这些教师也可以通过在线学习将所学知识有选择地、有针对性地运用到自己的教学实践中，不断得到提升。

2）学习资源的定位。

根据《美国新闻与世界报道》（U.S News &World Report）发布的2019世界大学排名显示，在22个学科领域的大学排名中，清华大学在计算机科学中排名第一。清华大学计算机系的很多优秀教师，不仅是所教学生的良师益友，而且是清华校内乃至世界知名的MOOC名师，数以万计的网上学习者通过互联网学习这些优秀教师的在线开放课程。学堂在线根据EEKS的建设要求，构建国际工程教育MOOC资源库，为EEKS提供计算机基础在线课程的设计、建设、管理与运行。计算机系的优秀教师和工程教育专家学者共同设计并精心制订整个混合学习的课程体系和评价体系，这些课程可以作为学习者的主修课程，也可以作为专业学习的有效补充，目的是训练学生运用计算思维方法解决工程专业领域实际问题的能力，提高工科学生的创新能力，还可有效缓解工科留学生教育中全英语或双语计算机基础课程资源与师资不足的问题，充分扩大优质教育资源的受众群体。

3）学习环境的定位。

互联网推进的在线教育将大学直接推向全球，做好在线教育成为大学提高国际竞争力的必要选择。在基于MOOC的混合学习模式中，包括工科留学生在内的学习者首先在互联网环境下，利用EEKS能够跨越国界、跨越地域观看MOOC视频，与MOOC教师和其他学习者进行实时双向交流，通过活动区和讨论区创建师生之间、学习者之间的在线互动学习活动，可以申请参加考试，完成线上答题。优秀的在线学习者有机会来到清华大学，走进课堂、工业训练中心和校史馆，与教学名师面对面讨论，与清华学生深度交流，体验工程试验，体验清华大学的校园文化和深厚的工科实力，在虚拟和现实环境的转换中，提高对所学工科专业的认同感和工程师职业的责任感。

1.2 基于MOOC的计算机基础混合式学习模式的演变特征

MOOC本身具有受众群体广泛、学习资源开放、学习地点不受限制等诸多互联网课程的优势，同时具有学习过程不易掌控、学习质量难以保证、学习考评容易复制抄袭等缺陷。混合学习是在对E-Learning 反思的基础上形成的新术语，既体现信息时代的特征，又正视学习的传统本源[5]。在“互联网+教育”背景下，通过高校、互联网企业、国际工程教育组织等参与主体的协同合作，体现学生的主体地位和教师的主导作用，通过“混合”促进传统工科留学生教育模式的变革，为我国高等工程教育国际化进行有益的尝试和探索。

1）线上学习与线下学习相结合。

混合学习模式在形式上表现为线上学习与线下学习的混合，在本质上体现了不同学习环境、学习方式和教学方法的混合，混合学习的目标是用最小的学习成本，获得最大的学习效果。线上学习阶段，MOOC课程视频开放，学生自主学习，系统自动记录学习者的行为数据并给予持续的学习支持、诱导和评价。线下学习阶段，通过课堂学习、动手操作、现场参观等方式，结合学生线上的学习情况，教师面对面地给予有针对性的指导和实例分析，使师生之间、学生之间进行有效的交互沟通。工程师的培养仅靠大学教育是远远不够的，工程教育是伴随工程师一生的教育。计算机基础混合学习模式为工科留学生提供了一种创新的学习模式，是一种学习方式的革命性变化。

2）项目证书与学分课程相结合。

目前计算机基础混合学习项目包括数据结构、计算机思维、程序设计、算法基础4门英文的计算机基础MOOC课程，数量不多，但是涵盖计算机基础的核心课程，注重工科留学生计算机能力的培养，这些在线课程质量高，学习强度大。在规定时间范围内，全程实施在线学习行为的监控，完成4门课程的学习并通过所有课程考试的学生，可申请获得免费的电子证书，证书关联学习者的二维码，主要记录完成学习的证明和记录学习者的学习成绩，结课标准向传统工科大学生的计算机基础课程看齐，形成学生校内学分课程学习的有效补充。国际化的课程体系是培养卓越工程师的需要，计算机基础混合学习模式能够丰富工科留学生的学习内容，激发学生的学习兴趣，开阔他们的视野，使他们及时了解计算机最新技术和前沿信息。

3）计算机课程学习和跨文化交流相结合。

ICEE是联合国教科文组织的二类机构，秉承UNECSO的宗旨，为发展中国家提供工程教育的支持和帮助，EEKS建设促进了教育公平和优质教育资源的共享，为来华工科留学生提供了优质的在线计算机课程资源。随着我国留学生教育的发展，工科留学生的国内区域差异明显，所学习的专业范围扩大，在完成工科学历教育的同时，开展工科跨文化交流，帮助他们了解中国工程教育的优势、感受中国工程科技的发展，也是工科留学生教育需要完成的特殊任务。计算机基础混合学习模式的开展可以有效促进工科留学生工作的校际之间的交流，推进国内高校的国际化进程。

2 计算机基础课程混合学习模式的实践探索

虚拟现实、增强现实、混合现实使得虚拟空间与现实空间的界限变得模糊，在工程教育的不同环节（课堂、实践）中培养学生的时空意识和视野，从而激发学生强烈的创新欲望和无穷无尽的创新想象力[6]。通过对国内外混合学习模式的充分调研，根据EEKS运营的实际情况，结合计算机基础课程的特点，工作团队设计了面向工科留学生的计算机基础混合学习项目。总体效果显示，线上学习人数近千人，其中选学4门课程的占13%；申请线上证书的占58%，其中获得线上证书的占20%。通过选拔，来自孟加拉、赞比亚、哈萨克斯坦等“一带一路”沿线10个发展中国家的16名留学生参加了在清华大学的线下学习，他们的专业背景涵盖土木、信息通信、计算机科学技术等工程专业。

1）混合学习项目的准备。

混合学习项目的前期准备是开端，直接决定了学习活动的成功与否，主要工作包括混合学习资源建设、对学习者的需求调查分析、教师团队的配置以及EEKS的运营建设。其中，学习资源的准备是一个需要较长时间的过程，包括线上学习资源和线下学习资源的准备。线上学习资源形成一定的课程体系，围绕工科专业的计算机基础教学，以全英文授课或中英文字幕来设计，MOOC课程的开发、制作、运营和维护必须在线上开课前做好充分的调研和准备。线下学习资源的配置为线上4门核心课程的学习提供进一步的辅导，并且借助清华大学的工科优势，突出现场学习体验和感受，让学习者充分了解清华大学的校园文化和工科理念，激励他们成为具有中国理念和国际视野的卓越工程师。

2）混合学习项目的组织。

混合学习项目的实施由线上学习和线下学习两个阶段组成，线上学习时间为3个月，在此期间，学生可以在线免费学习4门计算机MOOC课程，也可以学习其他几十门英文MOOC课程，第3个月在线开放计算机基础的线上考试申请，最后1周为线上考试周。线下学习是为期1周左右的集中学习，地点在清华大学校内，包括课堂学习、现场参观、学生座谈会等环节。线上MOOC课程助教是保障线上学习质量的重要力量，主要职责是提供在线答疑、组织讨论区的专题讨论、进行学习任务的提醒、推送课程、发布课程通知等。线上学习和线下学习既相互独立，又形成有效衔接。线下学生座谈会是跨文化交流的重要形式，让相同或相似专业背景的清华大学生与留学生聚在一起，交流计算机基础的学习体会、对所学专业的认识，进行知识和智慧的碰撞，进行跨文化的沟通，效果良好。

3）混合学习项目的评价。

混合学习项目的评价包括对学生在线课程学习的成绩评价和线下学习的综合评价，学生对EEKS和MOOC的评价、对教师授课的评价和对线下学习的总结性评价。线上评价充分利用互联网技术手段实现在线学习学员的考核，同时把线上的学习分析结果应用于线下学习环节，为线下教师的授课提供有价值的数据帮助。在评价过程中，尽可能对学生的线上、线下学习过程和学习效果进行客观公正的评定。对教师和助教团队、课程安排和平台运营的评价主要用于总结经验，及时改进教学的方式和方法，真正使学生在知识能力、学习能力等方面得到锻炼和提升。

3 结 语

基于MOOC的计算机基础混合学习模式的实践探索，将在线MOOC学习大规模、低成本、高效率的优势，与卓越工程教育的亲身体验和跨文化、跨学科的交流有效融合，为工科留学生教育的长期健康发展提供了参考。未来，在ICEE、清华大学、学堂在线等多元主体的协同配合和共同努力下，面向“一带一路”工科留学生的混合学习项目将更好地服务于国内高等工科院校，有效促进工科留学生教育质量的提高，积极促进全球工程教育的资源共享和创新发展。