MOOC助力卓越工程師培養(yǎng)探索與實(shí)踐

1、    mooc助力卓越工程師培養(yǎng)探索與實(shí)踐    摘要：現(xiàn)有基于mooc的教學(xué)實(shí)踐研究缺乏針對理論與實(shí)踐并重課程的輔助教學(xué)過程實(shí)證研究。文章以計(jì)算機(jī)專業(yè)主干課程計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為例，基于開放mooc平臺的兩門課程資源，采用“線上學(xué)習(xí)+線下輔導(dǎo)”的混合式學(xué)習(xí)模式，開展教學(xué)實(shí)證研究，探索利用優(yōu)質(zhì)的mooc課程資源為培養(yǎng)卓越的計(jì)算機(jī)專業(yè)人才服務(wù)的輔助教學(xué)方法和手段。研究結(jié)果表明，“線上學(xué)習(xí)+線下輔導(dǎo)”的教學(xué)模式能顯著提高mooc課程的完課率，提升學(xué)習(xí)成效。但是，研究還發(fā)現(xiàn)利用mooc進(jìn)行與大學(xué)實(shí)體課堂同步的教學(xué)實(shí)踐存在一定困難，主要表現(xiàn)在：開放mooc平臺缺乏第三

2、方輔助教學(xué)管理功能，缺乏有效的校際間課程資源共建與教學(xué)合作模式。關(guān)鍵詞：幕課，卓越工程師，幕課輔助教學(xué)，中國大學(xué)mooc，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)一、引言“幕課”作為一種新型的在線教育模式，在全世界范圍內(nèi)產(chǎn)生了巨大影響。斯坦福大學(xué)校長將“慕課”比作教育史上“一場數(shù)字海嘯”，而紐約時(shí)報(bào)則將2012年稱之為“幕課”元年1-3。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)外幾大主要mooc平臺上線了超過1000門課程，其中計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)相關(guān)課程也已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過100門，而且大部分課程是由國內(nèi)外頂尖大學(xué)的教學(xué)名師所開設(shè)。如此眾多、如此優(yōu)質(zhì)的開放式教學(xué)資源為廣大的學(xué)習(xí)者提供了更加公平、更加優(yōu)良的受教育機(jī)會。與此同時(shí)，隨著我國“卓越工程師教育培養(yǎng)

3、計(jì)劃”的實(shí)施，如何培養(yǎng)各個(gè)領(lǐng)域的“卓越”人才成為各大高校努力研究的重要課題。特別是普通二類本科院校面臨師資數(shù)量和質(zhì)量的相對缺乏，在卓越人才培養(yǎng)過程中捉襟見肘，培養(yǎng)質(zhì)量難以有效提升。盡管許多院校借助企業(yè)的力量增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐技能，但是，缺少扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和完整的知識體系，仍然制約著“卓越”人才的發(fā)展。因此，如何合理、有效地利用優(yōu)質(zhì)的mooc課程資源為普通二類本科院校的卓越人才培養(yǎng)服務(wù)是一項(xiàng)值得研究和付諸實(shí)踐的內(nèi)容。目前，在mooc理論與實(shí)踐的研究基礎(chǔ)上，一些研究者致力于基于mooc的課程教學(xué)模型構(gòu)建4-7、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究8-9、以及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為研究10；一些地方本科院校的研究者則開展針對校

4、內(nèi)學(xué)習(xí)者的mooc課程建設(shè)研究11。本文從面向（計(jì)算機(jī)類）卓越工程師培養(yǎng)的視角，針對理論與實(shí)踐并重的工程學(xué)科專業(yè)課程，開展基于mooc課程的教學(xué)實(shí)踐研究。本文以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程為例，探索利用優(yōu)質(zhì)的mooc課程資源為培養(yǎng)卓越的計(jì)算機(jī)專業(yè)人才服務(wù)的輔助教學(xué)方法和手段，研究和分析在實(shí)施mooc輔助教學(xué)過程中存在的問題，并提出改進(jìn)的意見。二、mooc輔助教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施1.課程背景計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)學(xué)科的一門主干課程，是其它網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程的先修課程，具有重要的地位和作用。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本工作原理、網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)、主要的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，以及了解網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)內(nèi)

5、容理論性和實(shí)踐性并重。從理論性來看，本課程覆蓋知識面和知識點(diǎn)較廣，要求學(xué)生先修并掌握電子電路基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)通信原理、計(jì)算機(jī)組成原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法以及基本的編程知識，此外，網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)模型較為抽象，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議復(fù)雜多樣，協(xié)議之間既相互獨(dú)立，又相互協(xié)作，學(xué)生學(xué)習(xí)具有一定的難度，因此對教師教學(xué)水平提出了較高的要求。從實(shí)踐性的角度來看，作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)性課程，相關(guān)內(nèi)容和技術(shù)已經(jīng)成為目前互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用廣泛。然而，在常規(guī)教學(xué)中，教學(xué)手段以理論教學(xué)為主，輔以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生對相關(guān)知識點(diǎn)的理解和掌握，以筆者多年的實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來看，教學(xué)效果不夠理想。因此，本文以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程為例，探索利用moo

6、c資源進(jìn)行輔助教學(xué)的方法和手段，以提高教學(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)卓越計(jì)算機(jī)專業(yè)人才服務(wù)。2.研究過程設(shè)計(jì)本文方案的研究過程分為三個(gè)階段：準(zhǔn)備階段。完成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程mooc資源收集整理、初步研究和篩選，選出3到5門課程作為備選教學(xué)資源。實(shí)施階段。這一階段又分為兩個(gè)步驟。首先，確定具體的mooc教學(xué)資源，根據(jù)資源情況有針對性地設(shè)計(jì)教學(xué)過程和教學(xué)環(huán)節(jié)，根據(jù)教學(xué)設(shè)計(jì)挑選適合的學(xué)生。然后，根據(jù)設(shè)計(jì)好的教學(xué)過程逐步實(shí)施，跟蹤和記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。評估階段。學(xué)生的學(xué)習(xí)過程結(jié)束以后，通過收集到的學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和心理狀態(tài)信息進(jìn)行評估分析。3.教學(xué)實(shí)施根據(jù)前期的評估和篩選，我們選定來自“中國大學(xué)mooc”平臺的兩門moo

7、c課程作為本次教學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)資源，一門是由哈爾濱工業(yè)大學(xué)李全龍副教授主講的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程（下文記為課程1），另一門是由來自臺灣清華大學(xué)的黃能富教授主講的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概論課程（下文記為課程2）。兩門課程進(jìn)度與本校2016-2017學(xué)年第一學(xué)期教學(xué)進(jìn)程基本保持同步，于2016年9月開課，12月結(jié)束課程。學(xué)期伊始，從本院2014級計(jì)科專業(yè)抽選出18名學(xué)生（這些學(xué)生總體成績排名均在年級前30%），分為3組，每組6名學(xué)生，其中第一組學(xué)習(xí)課程1，第二組學(xué)習(xí)課程2，第三組則由學(xué)生自由選擇課程（結(jié)果第三組學(xué)生均選擇了課程2）。第一組和第二組學(xué)生的學(xué)習(xí)方式采用線上學(xué)習(xí)和線下輔導(dǎo)相結(jié)合的方式，第三組學(xué)生則相對自由，

8、第三組有兩名學(xué)生自愿參加了第二組的線下輔導(dǎo)。線上學(xué)習(xí)主要包括觀看教學(xué)視頻、作業(yè)提交、論壇互動等在線學(xué)習(xí)過程，線下輔導(dǎo)包括每周一次的作業(yè)討論、重點(diǎn)難點(diǎn)答疑、實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)等師生面對面交互的學(xué)習(xí)過程。根據(jù)前面的分析，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)內(nèi)容與應(yīng)用實(shí)踐結(jié)合緊密，而mooc課程很難開展在線實(shí)驗(yàn)（據(jù)前期收集的課程資源情況來看，本課程尚沒有能開展在線實(shí)驗(yàn)）。事實(shí)上，上述兩門課程均以理論講述為主，缺少實(shí)驗(yàn)課程環(huán)節(jié)。因此，我們針對這一問題，根據(jù)兩門課程涵蓋的教學(xué)內(nèi)容有針對性地設(shè)計(jì)了線下實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)。特別是課程1，教學(xué)內(nèi)容不僅涵蓋了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念、體系結(jié)構(gòu)、主要的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，還包含了套接字編程和網(wǎng)絡(luò)安全的部分內(nèi)容

9、。我們在原有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，增加了套接字編程實(shí)驗(yàn)、密碼學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、安全協(xié)議分析實(shí)驗(yàn)和入侵檢測實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在教學(xué)的實(shí)施過程中，線上學(xué)習(xí)由學(xué)生自主完成，線下輔導(dǎo)于每個(gè)教學(xué)周的周二下午完成，并嚴(yán)格考勤。從完成情況來看，第一組有5名學(xué)生通過了考核（未通過考核的學(xué)生線下輔導(dǎo)缺課較多），第二組全部學(xué)生通過了考核，第三組有2名學(xué)生通過了考核（這兩名學(xué)生均參加了線下輔導(dǎo)）。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，未通過考核的學(xué)生均沒能認(rèn)真地完成所有課程的學(xué)習(xí)。三、分析與討論1.教學(xué)實(shí)踐過程及結(jié)果分析從教學(xué)實(shí)踐過程來看，在缺乏教師督促和輔導(dǎo)的情況下，學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)的興趣和能力相對較弱，這也是一般mooc課程總體完課率較低的主

10、要原因。在整個(gè)教學(xué)實(shí)踐實(shí)施的過程中，只有兩名學(xué)生能非常自覺自主地完成線上學(xué)習(xí)任務(wù)，體現(xiàn)出較高的學(xué)習(xí)積極性，其余學(xué)生在課程初期積極性較高，能按時(shí)完成線上學(xué)習(xí)，隨著課程的推進(jìn)，慢慢現(xiàn)出興趣降低難以持續(xù)的情況，此時(shí)需要在教師的干預(yù)和督導(dǎo)下完成。從教學(xué)實(shí)踐結(jié)果來看，通過線上自主學(xué)習(xí)和線下輔導(dǎo)相結(jié)合的方式顯著提高了mooc課程的完課率。具體來看，第一組和第二組共12名學(xué)生參加了線上自主學(xué)習(xí)和線下輔導(dǎo)，其中11名學(xué)生完成情況較好，最終通過了課程考核，剩余1名學(xué)生完成情況較差，線上線下缺課較多，沒能通過考核；第三組學(xué)生共6人，其中2名學(xué)生主動參加了線下輔導(dǎo)，線上課程完成情況也較好，最終通過了課程考核，其余4

11、名學(xué)生沒能堅(jiān)持完成課程，沒有通過課程考核。與傳統(tǒng)課堂教學(xué)比較，mooc課程具有如下鮮明的特點(diǎn)：第一，學(xué)習(xí)過程自主性強(qiáng)。教學(xué)視頻按知識點(diǎn)分割，學(xué)生可根據(jù)個(gè)人時(shí)間安排自主學(xué)習(xí)，還可反復(fù)觀看教學(xué)視頻，可避免長時(shí)間、密集知識點(diǎn)的集中學(xué)習(xí)，并且利于復(fù)習(xí)回顧過去的知識點(diǎn)。第二，知識點(diǎn)涵蓋更全面，課時(shí)量大。教師在教學(xué)視頻制作過程中不受時(shí)間和空間的限制，可完全涵蓋所有知識點(diǎn)。從上述教學(xué)實(shí)踐引用課程的實(shí)際情況來看，每周教學(xué)視頻時(shí)長約兩到三小時(shí)，如換算成標(biāo)準(zhǔn)課堂課時(shí)約為5-10課時(shí)（因?yàn)橐曨l教學(xué)無學(xué)生互動環(huán)節(jié)，1小時(shí)課程大約需要2-3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)課時(shí)），課時(shí)總量則遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)課堂教學(xué)。2.存在問題分析此外，通過此次教學(xué)

12、實(shí)踐，我們也發(fā)現(xiàn)一些問題，具體分析如下。（1）學(xué)生線上學(xué)習(xí)過程難以掌控由于線上學(xué)習(xí)過程由學(xué)生自主完成，因此教師很難掌握其學(xué)習(xí)過程情況。首先，從線下輔導(dǎo)過程中所反映出的情況來看，只有少數(shù)學(xué)生能按時(shí)自覺完成線上學(xué)習(xí)過程（據(jù)觀察，只有兩位學(xué)生較為認(rèn)真地完成了所有的線上學(xué)習(xí)過程），大部分學(xué)生需要在線下輔導(dǎo)課堂中來補(bǔ)習(xí)線上課堂內(nèi)容，致使線下課堂進(jìn)度嚴(yán)重遲滯，到課程后期不得不增加線下課堂課時(shí)。其次，輔導(dǎo)教師需要在線下課堂上來了解學(xué)生線上學(xué)習(xí)情況，不能通過在線課堂跟蹤、后臺數(shù)據(jù)分析等輔助手段提前掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，進(jìn)而有針對性地修改輔助教學(xué)環(huán)節(jié)，致使線下課時(shí)增加，整體教學(xué)效果不夠理想。由以上分析可見，盡管m

13、ooc是一種優(yōu)秀的在線學(xué)習(xí)手段，但是在具體的應(yīng)用中仍然存在一些局限性，尤其是在普通高校師生期望利用其卓越的教學(xué)資源來提高教學(xué)水平的教學(xué)實(shí)踐中，主要表現(xiàn)在對基于mooc的教學(xué)實(shí)踐的教師缺乏有效的輔助教學(xué)支持手段。（2）基于mooc的課堂教學(xué)實(shí)踐難以推廣mooc課程的開課時(shí)間相對比較自由，從收集的資料來看，大多數(shù)課程（尤其是國外的課程）與我們的學(xué)制和學(xué)時(shí)不一致，很多課程僅開課一次，沒有持續(xù)開課的計(jì)劃。因此，很難長期且持續(xù)地開展與傳統(tǒng)課堂教學(xué)同步的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)踐。（3）大多數(shù)mooc課程缺乏實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)對于大多數(shù)的工科課程來說，實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)是必不可少的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生通過實(shí)踐教學(xué)可加深對理論知

14、識的理解，增強(qiáng)知識的應(yīng)用和實(shí)際操作能力。而實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)是mooc課程的一個(gè)明顯短板，大多數(shù)mooc課程缺乏實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。這主要是因?yàn)闃?gòu)建在線的虛擬實(shí)驗(yàn)室需要較大的資金投入和較高的技術(shù)難度，此外，實(shí)踐教學(xué)需要充分的師生實(shí)時(shí)互動，在實(shí)際操作中也存在一定的難度。顯而易見，對于實(shí)踐性強(qiáng)的課程，“線上學(xué)習(xí)+線下輔導(dǎo)（含實(shí)驗(yàn)教學(xué)）”的教學(xué)模式更有利于學(xué)生對知識點(diǎn)的理解和掌握，提高課程的完課率。3.思考與建議針對上述問題，我們提出以下改進(jìn)建議。（1）建議通用mooc平臺提供第三方助教輔助教學(xué)模塊該模塊向基于mooc課程進(jìn)行輔助教學(xué)實(shí)踐（例如本次教學(xué)實(shí)踐活動）的第三方教輔人員提供部分學(xué)生信息查詢和管理功能，

15、主要功能包括指定學(xué)生的教學(xué)視頻觀看進(jìn)度查看與提醒、作業(yè)完成情況督查、指定學(xué)生問題推送以及對第三方教輔人員的注冊與管理等。這不僅為第三方教輔人員實(shí)施教學(xué)實(shí)踐提供了便利，同時(shí)，第三方教輔人員也為開課教師分擔(dān)了部分工作量，有利于促進(jìn)校際間的課程合作。（2）探索基于mooc的校際間線上和線下課程合作共建正如前面分析的，由于mooc課程的開課時(shí)間不固定，并且第三方教輔人員難于把控其學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，導(dǎo)致持續(xù)的教學(xué)實(shí)踐，特別是與常規(guī)教學(xué)同步的教學(xué)實(shí)踐難以開展，這在很大程度上削弱了mooc的利用價(jià)值。近年來，spoc（small private online course）的興起正是因?yàn)閙ooc對大學(xué)實(shí)體教育

16、的作用甚微12。spoc關(guān)注“小規(guī)模限制性在線課程”建設(shè)，重點(diǎn)服務(wù)于校內(nèi)，結(jié)合傳統(tǒng)課堂，注重校內(nèi)學(xué)生的培養(yǎng)。但是，對于一般本科院校來說，spoc課程建設(shè)耗資甚巨且困難重重13，建設(shè)效果并不理想（參考本校在spoc課程建設(shè)方面的實(shí)際情況）。因此，我們認(rèn)為應(yīng)增加校際間的線上和線下合作，探索基于mooc的校際間課程資源共建與教學(xué)合作模式，使mooc課程更好地進(jìn)入大學(xué)課堂，讓名校、名師的優(yōu)質(zhì)資源更好地為一般本科院校的實(shí)體教育服務(wù)。四、結(jié)束語本文對利用mooc課程資源為一般本科院校卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃服務(wù)進(jìn)行了探索和實(shí)踐，通過教學(xué)實(shí)踐，探討了基于mooc課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，取得了一些成果，顯著地提高了

17、學(xué)生的完課率。但是，我們還發(fā)現(xiàn)利用mooc進(jìn)行與大學(xué)實(shí)體課堂同步的教學(xué)實(shí)踐存在一定困難，因此建議基于現(xiàn)有mooc平臺增加為第三方教輔機(jī)構(gòu)助教提供的輔助教學(xué)模塊，并且積極探索基于mooc的校際間課程資源共建與教學(xué)合作模式，以更有效地利用優(yōu)質(zhì)mooc資源為一般本科院校的實(shí)體教育服務(wù)。參考文獻(xiàn)：1laura pappano. the year of the moocdb/ol.http:/www.n2m.mitchell waldrop. online learning：campus 2.0. nature. 2013，495（7440）：160-163.3陳肖庚，王頂明.mooc的發(fā)展歷程與主要特

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