MOOC助力卓越工程师培养探索与实践

1、    mooc助力卓越工程师培养探索与实践    摘要：现有基于mooc的教学实践研究缺乏针对理论与实践并重课程的辅助教学过程实证研究。文章以计算机专业主干课程计算机网络为例，基于开放mooc平台的两门课程资源，采用“线上学习+线下辅导”的混合式学习模式，开展教学实证研究，探索利用优质的mooc课程资源为培养卓越的计算机专业人才服务的辅助教学方法和手段。研究结果表明，“线上学习+线下辅导”的教学模式能显著提高mooc课程的完课率，提升学习成效。但是，研究还发现利用mooc进行与大学实体课堂同步的教学实践存在一定困难，主要表现在：开放mooc平台缺乏第三

2、方辅助教学管理功能，缺乏有效的校际间课程资源共建与教学合作模式。关键词：幕课，卓越工程师，幕课辅助教学，中国大学mooc，计算机网络一、引言“幕课”作为一种新型的在线教育模式，在全世界范围内产生了巨大影响。斯坦福大学校长将“慕课”比作教育史上“一场数字海啸”，而纽约时报则将2012年称之为“幕课”元年1-3。据不完全统计，国内外几大主要mooc平台上线了超过1000门课程，其中计算机科学与技术相关课程也已远远超过100门，而且大部分课程是由国内外顶尖大学的教学名师所开设。如此众多、如此优质的开放式教学资源为广大的学习者提供了更加公平、更加优良的受教育机会。与此同时，随着我国“卓越工程师教育培养

3、计划”的实施，如何培养各个领域的“卓越”人才成为各大高校努力研究的重要课题。特别是普通二类本科院校面临师资数量和质量的相对缺乏，在卓越人才培养过程中捉襟见肘，培养质量难以有效提升。尽管许多院校借助企业的力量增强学生的实践技能，但是，缺少扎实的理论基础和完整的知识体系，仍然制约着“卓越”人才的发展。因此，如何合理、有效地利用优质的mooc课程资源为普通二类本科院校的卓越人才培养服务是一项值得研究和付诸实践的内容。目前，在mooc理论与实践的研究基础上，一些研究者致力于基于mooc的课程教学模型构建4-7、翻转课堂教学模式研究8-9、以及学生的学习行为研究10；一些地方本科院校的研究者则开展针对校

4、内学习者的mooc课程建设研究11。本文从面向（计算机类）卓越工程师培养的视角，针对理论与实践并重的工程学科专业课程，开展基于mooc课程的教学实践研究。本文以计算机网络课程为例，探索利用优质的mooc课程资源为培养卓越的计算机专业人才服务的辅助教学方法和手段，研究和分析在实施mooc辅助教学过程中存在的问题，并提出改进的意见。二、mooc辅助教学设计与实施1.课程背景计算机网络是计算机学科的一门主干课程，是其它网络技术课程的先修课程，具有重要的地位和作用。通过本课程的学习，使学生能掌握计算机网络的基本工作原理、网络的分层结构、主要的网络协议，以及了解网络技术的发展趋势。计算机网络课程的教学内

5、容理论性和实践性并重。从理论性来看，本课程覆盖知识面和知识点较广，要求学生先修并掌握电子电路基础、数据通信原理、计算机组成原理、数据结构与算法以及基本的编程知识，此外，网络的分层结构模型较为抽象，网络协议复杂多样，协议之间既相互独立，又相互协作，学生学习具有一定的难度，因此对教师教学水平提出了较高的要求。从实践性的角度来看，作为计算机网络的基础性课程，相关内容和技术已经成为目前互联网应用的事实标准，应用广泛。然而，在常规教学中，教学手段以理论教学为主，辅以验证性实验，促进学生对相关知识点的理解和掌握，以笔者多年的实际教学经验来看，教学效果不够理想。因此，本文以计算机网络课程为例，探索利用moo

6、c资源进行辅助教学的方法和手段，以提高教学质量，为培养卓越计算机专业人才服务。2.研究过程设计本文方案的研究过程分为三个阶段：准备阶段。完成计算机网络课程mooc资源收集整理、初步研究和筛选，选出3到5门课程作为备选教学资源。实施阶段。这一阶段又分为两个步骤。首先，确定具体的mooc教学资源，根据资源情况有针对性地设计教学过程和教学环节，根据教学设计挑选适合的学生。然后，根据设计好的教学过程逐步实施，跟踪和记录学生的学习状态。评估阶段。学生的学习过程结束以后，通过收集到的学生的学习状态和心理状态信息进行评估分析。3.教学实施根据前期的评估和筛选，我们选定来自“中国大学mooc”平台的两门moo

7、c课程作为本次教学实验的教学资源，一门是由哈尔滨工业大学李全龙副教授主讲的计算机网络课程（下文记为课程1），另一门是由来自台湾清华大学的黄能富教授主讲的计算机网络概论课程（下文记为课程2）。两门课程进度与本校2016-2017学年第一学期教学进程基本保持同步，于2016年9月开课，12月结束课程。学期伊始，从本院2014级计科专业抽选出18名学生（这些学生总体成绩排名均在年级前30%），分为3组，每组6名学生，其中第一组学习课程1，第二组学习课程2，第三组则由学生自由选择课程（结果第三组学生均选择了课程2）。第一组和第二组学生的学习方式采用线上学习和线下辅导相结合的方式，第三组学生则相对自由，

8、第三组有两名学生自愿参加了第二组的线下辅导。线上学习主要包括观看教学视频、作业提交、论坛互动等在线学习过程，线下辅导包括每周一次的作业讨论、重点难点答疑、实验辅导等师生面对面交互的学习过程。根据前面的分析，计算机网络课程的教学内容与应用实践结合紧密，而mooc课程很难开展在线实验（据前期收集的课程资源情况来看，本课程尚没有能开展在线实验）。事实上，上述两门课程均以理论讲述为主，缺少实验课程环节。因此，我们针对这一问题，根据两门课程涵盖的教学内容有针对性地设计了线下实验教学环节。特别是课程1，教学内容不仅涵盖了计算机网络的基本概念、体系结构、主要的网络协议，还包含了套接字编程和网络安全的部分内容

9、。我们在原有网络协议分析实验的基础上，增加了套接字编程实验、密码学基础实验、安全协议分析实验和入侵检测实验等实验内容。在教学的实施过程中，线上学习由学生自主完成，线下辅导于每个教学周的周二下午完成，并严格考勤。从完成情况来看，第一组有5名学生通过了考核（未通过考核的学生线下辅导缺课较多），第二组全部学生通过了考核，第三组有2名学生通过了考核（这两名学生均参加了线下辅导）。通过调查发现，未通过考核的学生均没能认真地完成所有课程的学习。三、分析与讨论1.教学实践过程及结果分析从教学实践过程来看，在缺乏教师督促和辅导的情况下，学生持续学习的兴趣和能力相对较弱，这也是一般mooc课程总体完课率较低的主

10、要原因。在整个教学实践实施的过程中，只有两名学生能非常自觉自主地完成线上学习任务，体现出较高的学习积极性，其余学生在课程初期积极性较高，能按时完成线上学习，随着课程的推进，慢慢现出兴趣降低难以持续的情况，此时需要在教师的干预和督导下完成。从教学实践结果来看，通过线上自主学习和线下辅导相结合的方式显著提高了mooc课程的完课率。具体来看，第一组和第二组共12名学生参加了线上自主学习和线下辅导，其中11名学生完成情况较好，最终通过了课程考核，剩余1名学生完成情况较差，线上线下缺课较多，没能通过考核；第三组学生共6人，其中2名学生主动参加了线下辅导，线上课程完成情况也较好，最终通过了课程考核，其余4

11、名学生没能坚持完成课程，没有通过课程考核。与传统课堂教学比较，mooc课程具有如下鲜明的特点：第一，学习过程自主性强。教学视频按知识点分割，学生可根据个人时间安排自主学习，还可反复观看教学视频，可避免长时间、密集知识点的集中学习，并且利于复习回顾过去的知识点。第二，知识点涵盖更全面，课时量大。教师在教学视频制作过程中不受时间和空间的限制，可完全涵盖所有知识点。从上述教学实践引用课程的实际情况来看，每周教学视频时长约两到三小时，如换算成标准课堂课时约为5-10课时（因为视频教学无学生互动环节，1小时课程大约需要2-3个标准课时），课时总量则远远高于传统课堂教学。2.存在问题分析此外，通过此次教学

12、实践，我们也发现一些问题，具体分析如下。（1）学生线上学习过程难以掌控由于线上学习过程由学生自主完成，因此教师很难掌握其学习过程情况。首先，从线下辅导过程中所反映出的情况来看，只有少数学生能按时自觉完成线上学习过程（据观察，只有两位学生较为认真地完成了所有的线上学习过程），大部分学生需要在线下辅导课堂中来补习线上课堂内容，致使线下课堂进度严重迟滞，到课程后期不得不增加线下课堂课时。其次，辅导教师需要在线下课堂上来了解学生线上学习情况，不能通过在线课堂跟踪、后台数据分析等辅助手段提前掌握学生的学习状态，进而有针对性地修改辅助教学环节，致使线下课时增加，整体教学效果不够理想。由以上分析可见，尽管m

13、ooc是一种优秀的在线学习手段，但是在具体的应用中仍然存在一些局限性，尤其是在普通高校师生期望利用其卓越的教学资源来提高教学水平的教学实践中，主要表现在对基于mooc的教学实践的教师缺乏有效的辅助教学支持手段。（2）基于mooc的课堂教学实践难以推广mooc课程的开课时间相对比较自由，从收集的资料来看，大多数课程（尤其是国外的课程）与我们的学制和学时不一致，很多课程仅开课一次，没有持续开课的计划。因此，很难长期且持续地开展与传统课堂教学同步的翻转课堂教学实践。（3）大多数mooc课程缺乏实践教学环节对于大多数的工科课程来说，实验、实践教学是必不可少的一个教学环节，学生通过实践教学可加深对理论知

14、识的理解，增强知识的应用和实际操作能力。而实验、实践教学是mooc课程的一个明显短板，大多数mooc课程缺乏实践教学环节。这主要是因为构建在线的虚拟实验室需要较大的资金投入和较高的技术难度，此外，实践教学需要充分的师生实时互动，在实际操作中也存在一定的难度。显而易见，对于实践性强的课程，“线上学习+线下辅导（含实验教学）”的教学模式更有利于学生对知识点的理解和掌握，提高课程的完课率。3.思考与建议针对上述问题，我们提出以下改进建议。（1）建议通用mooc平台提供第三方助教辅助教学模块该模块向基于mooc课程进行辅助教学实践（例如本次教学实践活动）的第三方教辅人员提供部分学生信息查询和管理功能，

15、主要功能包括指定学生的教学视频观看进度查看与提醒、作业完成情况督查、指定学生问题推送以及对第三方教辅人员的注册与管理等。这不仅为第三方教辅人员实施教学实践提供了便利，同时，第三方教辅人员也为开课教师分担了部分工作量，有利于促进校际间的课程合作。（2）探索基于mooc的校际间线上和线下课程合作共建正如前面分析的，由于mooc课程的开课时间不固定，并且第三方教辅人员难于把控其学生的学习状态，导致持续的教学实践，特别是与常规教学同步的教学实践难以开展，这在很大程度上削弱了mooc的利用价值。近年来，spoc（small private online course）的兴起正是因为mooc对大学实体教育

16、的作用甚微12。spoc关注“小规模限制性在线课程”建设，重点服务于校内，结合传统课堂，注重校内学生的培养。但是，对于一般本科院校来说，spoc课程建设耗资甚巨且困难重重13，建设效果并不理想（参考本校在spoc课程建设方面的实际情况）。因此，我们认为应增加校际间的线上和线下合作，探索基于mooc的校际间课程资源共建与教学合作模式，使mooc课程更好地进入大学课堂，让名校、名师的优质资源更好地为一般本科院校的实体教育服务。四、结束语本文对利用mooc课程资源为一般本科院校卓越工程师培养计划服务进行了探索和实践，通过教学实践，探讨了基于mooc课程的翻转课堂教学模式，取得了一些成果，显著地提高了

17、学生的完课率。但是，我们还发现利用mooc进行与大学实体课堂同步的教学实践存在一定困难，因此建议基于现有mooc平台增加为第三方教辅机构助教提供的辅助教学模块，并且积极探索基于mooc的校际间课程资源共建与教学合作模式，以更有效地利用优质mooc资源为一般本科院校的实体教育服务。参考文献：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陈肖庚，王顶明.mooc的发展历程与主要特

18、征分析j.现代教育技术，2013（11）：5-10.4牟占生，董博杰.基于mooc的混合式学习模式探究以coursera平台为例j.现代教育技术，2014（5）：73-80.5李艳红，杨文正，柳立言.教育生态学视野下基于mooc的融合式教学模型构建j.中国电化教育，2015（12）：105-112.6杜世纯，傅泽田.基于mooc的混合式学习及其实证研究j.中国电化教育，2016（12）：129-133，145.7张慧毅，徐荣贞，孙杰，蒋玉洁.基于mooc教学平台的教学模式建构研究j.中国教育信息化，2017（2）：32-34.8曾明星，周清平，蔡国民等.基于mooc的翻转课堂教学模式研究j.中国电化教育，2015（4）：102-