陳 娟，張長(zhǎng)海，鄧春燕，李 河

（1．吉林大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春130012；2．吉林大學(xué) 軟件學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春130012；3．符號(hào)計(jì)算與知識(shí)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林 長(zhǎng)春130012）

高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程的慕課建設(shè)與思考

陳 娟1,2,3，張長(zhǎng)海1,2,3，鄧春燕1,2,3，李 河1,2,3

（1．吉林大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春130012；2．吉林大學(xué) 軟件學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春130012；3．符號(hào)計(jì)算與知識(shí)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林 長(zhǎng)春130012）

高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)作為國(guó)家級(jí)精品和資源共享課程，率先完成慕課建設(shè)工作并持續(xù)推進(jìn)課程建設(shè)。文章從大綱制訂、視頻資源制作和文本資源準(zhǔn)備3方面，詳細(xì)介紹慕課建設(shè)的具體措施和工作內(nèi)容；針對(duì)課程實(shí)施，從慕課和傳統(tǒng)課堂、慕課與實(shí)踐教學(xué)兩方面，討論建立慕課與傳統(tǒng)混合教學(xué)模式的必要性；最后說(shuō)明高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程建設(shè)和改革的未來(lái)規(guī)劃。

慕課；程序設(shè)計(jì)；課程建設(shè)；教學(xué)內(nèi)容

0 引 言

慕課是大規(guī)模開放在線課程（massive open online courses，簡(jiǎn)稱MOOC）的中文音譯。作為一種全新的開放課程資源共享模式，慕課具有關(guān)聯(lián)學(xué)習(xí)、大規(guī)模學(xué)習(xí)、翻轉(zhuǎn)課堂、協(xié)同評(píng)價(jià)等特點(diǎn)。自2012年在美國(guó)出現(xiàn)之后，慕課開始在世界高校流行，進(jìn)而席卷全球，成為一種成功的高端知識(shí)交換和共享手段，對(duì)全球高等教育產(chǎn)生重要影響。國(guó)際上知名的Coursera、Edx和Udacity三大慕課平臺(tái)已經(jīng)與世界級(jí)著名高校合作推出眾多優(yōu)質(zhì)慕課課程。2013年以來(lái)，國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)出中國(guó)大學(xué)MOOC、智慧樹、學(xué)堂在線、好大學(xué)在線、果殼網(wǎng)MOOC學(xué)院等多家慕課平臺(tái)，這些平臺(tái)和國(guó)內(nèi)一流高校聯(lián)合推出一批受眾廣、評(píng)價(jià)高的中文慕課[14]。

高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，主要講解程序設(shè)計(jì)的思想、方法和技巧，旨在培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。吉林大學(xué)的高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程持續(xù)改進(jìn)課程建設(shè)，并于2009年被評(píng)為“國(guó)家級(jí)精品課”、2013年被列人“國(guó)家級(jí)精品資源共享課”，為慕課建設(shè)提供了充分的資源保證;吉林大學(xué)于2014年正式啟動(dòng)慕課建設(shè)項(xiàng)目，為高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)慕課建設(shè)提供了良好的政策和平臺(tái)支持;電腦和網(wǎng)絡(luò)的普及，為將傳統(tǒng)課程遷移至慕課平臺(tái)提供了廣泛的硬件支持。此外，慕課充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)優(yōu)勢(shì)，為師生提供了一個(gè)公開的教學(xué)創(chuàng)新和實(shí)踐平臺(tái)。因此，高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)慕課建設(shè)不僅在教學(xué)改革，而且在人才培養(yǎng)方面都具有十分重要的意義。

1 高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)慕課建設(shè)

慕課與精品課、資源共享課等傳統(tǒng)課程建設(shè)工作既有一定關(guān)聯(lián)性，又有所區(qū)別。首先，慕課要提供高清晰度的課程視頻且以微視頻形式組織[58];其次，慕課要提供高質(zhì)量的課程文本資源;同時(shí)，慕課需要提供交流、答疑等機(jī)制。慕課與傳統(tǒng)課程建設(shè)內(nèi)容的對(duì)比見表1。

表1 慕課與精品課、資源共享課資源對(duì)比

1.1 教學(xué)大綱制訂

慕課受眾廣，課程難度一般不能高于高校課堂教學(xué)難度，因此，教師一方面要盡量降低課程的先修知識(shí)門檻，另一方面也要為有能力的學(xué)生提供拓展空間。初始階段，我們以計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)要求為基礎(chǔ)[9]，梳理調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，真正做到零起點(diǎn)且章節(jié)相對(duì)獨(dú)立。

表2是中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)的慕課設(shè)計(jì)。其中，一級(jí)結(jié)構(gòu)按教學(xué)進(jìn)度與章節(jié)對(duì)應(yīng);二級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)具體知識(shí)單元，每個(gè)知識(shí)單元包含若干知識(shí)點(diǎn)和相應(yīng)微視頻;教學(xué)資料一般是授課PPT、參考資料等;課間提問(wèn)穿插在視頻授課中間，以保證學(xué)生學(xué)習(xí)注意力，不計(jì)人成績(jī);隨堂測(cè)驗(yàn)添加在視頻或知識(shí)點(diǎn)后，不計(jì)人成績(jī);課堂討論由教師發(fā)起，學(xué)生在社區(qū)發(fā)言討論，教師可根據(jù)學(xué)生參與活躍度計(jì)人成績(jī);單元測(cè)驗(yàn)和單元作業(yè)是教學(xué)單元結(jié)束后的客觀和主觀測(cè)驗(yàn)，計(jì)人成績(jī);考試用于檢驗(yàn)學(xué)生階段性學(xué)習(xí)或整體學(xué)習(xí)情況，主觀或客觀題數(shù)量不限，計(jì)人成績(jī)。

1.2 視頻制作

視頻是學(xué)習(xí)慕課的關(guān)鍵，也是制作慕課的核心。高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程的視頻自始至終都在努力營(yíng)造一對(duì)一的課堂授課氛圍：教師始終在前臺(tái)出現(xiàn)，通過(guò)PPT和代碼演示，配合必要的板書展現(xiàn)課程內(nèi)容;概念性知識(shí)主要以PPT靜態(tài)展示。程序設(shè)計(jì)算法主要以PPT動(dòng)畫方式展現(xiàn)，同時(shí)配合板書解析具體思路，如循環(huán)、數(shù)組、鏈表等;其中許多例題采用自頂向下、逐步求精方法;在PPT中逐層給出PAD（program analysis diagram，問(wèn)題分析圖）;關(guān)鍵點(diǎn)處由教師板書講解，并由教師直接在開發(fā)環(huán)境中編寫和講解代碼。講解程序內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)時(shí)如參數(shù)運(yùn)算順序、遞歸執(zhí)行等，主要采用PPT動(dòng)畫配合教師講解，避免板書的低效和在開發(fā)環(huán)境內(nèi)展示的繁瑣。

為了能讓學(xué)生充分利用碎片時(shí)間、集中精力學(xué)習(xí)，每個(gè)視頻時(shí)長(zhǎng)都盡量控制在15min以內(nèi)。對(duì)于內(nèi)容超時(shí)但又是經(jīng)典的案例，如漢諾塔、八皇后等，根據(jù)思維過(guò)程、編寫代碼和實(shí)際運(yùn)行將案例分割細(xì)化;對(duì)于那些無(wú)法分割的視頻，則通過(guò)插人課間提問(wèn)的方式，提高學(xué)生注意力。

1.3 非視頻資源制作

非視頻資源可分為視頻輔助和考核兩類。電子教案是最重要的視頻輔助資源，一般以知識(shí)單元為單位給出，以便學(xué)生回看教案，并通過(guò)大量動(dòng)畫展示思維、程序運(yùn)行以及內(nèi)存狀態(tài)，增加內(nèi)容的直觀性。

表2 慕課設(shè)計(jì)

考核類資源用于監(jiān)督學(xué)生學(xué)習(xí)和評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果。課間提問(wèn)一般與具體知識(shí)點(diǎn)密切相關(guān)，以判斷題和選擇題為主;隨堂測(cè)驗(yàn)多以客觀題為主;課堂討論常與多個(gè)知識(shí)單元關(guān)聯(lián)，各單元相互依賴又互相制約，如選取函數(shù)形實(shí)參、線性表操作、遞歸與棧等話題，由學(xué)生自由發(fā)揮，以激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性;單元測(cè)驗(yàn)指每個(gè)教學(xué)單元后布置的客觀作業(yè)，中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)提供了類似“抽題”的功能，如教師可以要求學(xué)生完成10道題中的5道，能在一定程度上避免出現(xiàn)千人一題的情況;單元作業(yè)指每個(gè)教學(xué)單元后布置的主觀作業(yè)，鑒于程序設(shè)計(jì)類課程自身特點(diǎn)，在線評(píng)測(cè)（online judgement，簡(jiǎn)稱OJ）系統(tǒng)可方便實(shí)現(xiàn)測(cè)評(píng)。

評(píng)價(jià)方式是設(shè)計(jì)考核類資源時(shí)必須考慮的問(wèn)題。手工批改量小、周期長(zhǎng)，無(wú)法適應(yīng)慕課的大規(guī)模教學(xué);自動(dòng)批改方式中，填空題與選擇題和判斷題有很大不同。教師設(shè)計(jì)題目時(shí)，不僅要考慮多種答案可能性，還要考慮不同匹配方式對(duì)評(píng)判的影響，如“2”和“2.0”都表示“數(shù)值2”;如采用“文字精確”匹配方式，必然有一個(gè)答案被判為錯(cuò)，與常識(shí)不符。目前可采用的匹配方式主要有“數(shù)值精確”“數(shù)值模糊”“文字精確”和“文字模糊”，由此可見，上例更適合選取“數(shù)值精確”匹配方式。主觀題測(cè)評(píng)歷來(lái)是網(wǎng)絡(luò)課程的難點(diǎn)，目前較好的解決辦法是發(fā)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行“互評(píng)”，這需要教師給出明確的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和互評(píng)訓(xùn)練樣例，供學(xué)生參考。程序設(shè)計(jì)類的主觀試題可使用OJ系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)判，教師需要設(shè)置多組測(cè)試樣例并在題干中明確規(guī)定輸人輸出格式。

吉林大學(xué)高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程于2014年9月正式在中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)上線。目前，課程分為13個(gè)教學(xué)單元和51個(gè)知識(shí)單元，見表3，其中包含視頻資源129段，共1 181min;非視頻資源包括33組課間提問(wèn)、52篇電子教案及文檔、29組隨堂測(cè)驗(yàn)、20組討論題、12組客觀單元測(cè)驗(yàn)和10組主觀單元作業(yè)。

2 高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)慕課建設(shè)的思考

慕課作為一種全新的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，打破了教學(xué)時(shí)間和空間限制，為教師和學(xué)習(xí)者提供了開放的教學(xué)空間;與此同時(shí)，也給傳統(tǒng)的教與學(xué)模式帶來(lái)巨大影響。

2.1 慕課與課堂教學(xué)

慕課打破了傳統(tǒng)課堂壁壘，教師不僅要面對(duì)傳統(tǒng)教室中的學(xué)生，還要考慮許多素未謀面的在線學(xué)習(xí)者;隨之而來(lái)的是對(duì)教師更高的要求，不僅需要教師提高自身素養(yǎng)，還需要教師轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，從傳統(tǒng)“教師為主”轉(zhuǎn)換為“學(xué)生為主”。制作慕課前，教師要對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)目的和學(xué)習(xí)方法進(jìn)行預(yù)估，合理安排教學(xué)內(nèi)容;制作過(guò)程中，教師須全心投人，對(duì)視頻和文本資料反復(fù)修改加工，從學(xué)生學(xué)習(xí)角度組織教學(xué)方法并設(shè)計(jì)案例;授課時(shí)，教師則需要及時(shí)同學(xué)生互動(dòng)，完成整個(gè)教學(xué)過(guò)程。

高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的慕課模擬了完整的教學(xué)過(guò)程，但計(jì)算機(jī)專業(yè)在校本科生并不適合完全的慕課教學(xué)。傳統(tǒng)課堂授課中，教師可以有針對(duì)性地及時(shí)解決問(wèn)題，慕課雖然有這方面機(jī)制，但是實(shí)時(shí)性差;對(duì)于程序設(shè)計(jì)類課程，雖然提供了OJ系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果，但是也無(wú)法完全取代真實(shí)的實(shí)驗(yàn)課;而且學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、能力各不相同，雖然在課程制作過(guò)程中考慮到了相關(guān)問(wèn)題，但是仍然無(wú)法很有效地做到因材施教。此外，單純的慕課學(xué)習(xí)在很大程度上依賴于學(xué)生自身，難以保證學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)效果。因此，在專業(yè)授課過(guò)程中需要實(shí)施混合教學(xué)，充分發(fā)揮慕課和課堂教學(xué)優(yōu)勢(shì)。

實(shí)施混合教學(xué)時(shí)，教師通過(guò)“翻轉(zhuǎn)課堂”或“小規(guī)模私有在線課程（small private online courses，簡(jiǎn)稱SPOC）”等形式[10]，在慕課基礎(chǔ)上，擴(kuò)展知識(shí)內(nèi)容，加深難度，鼓勵(lì)學(xué)生提問(wèn)，增加面對(duì)面的互動(dòng)。教師作為學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者，發(fā)揮引導(dǎo)、示范和評(píng)價(jià)的作用，鼓勵(lì)學(xué)生充分利用慕課平臺(tái)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、討論和提問(wèn)。

表3 高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教學(xué)與知識(shí)單元列表

2.2 慕課與實(shí)踐教學(xué)

高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)是一門實(shí)踐性極強(qiáng)的課程，慕課教學(xué)的好壞在很大程度上取決于實(shí)踐教學(xué)效果[11]?；旌辖虒W(xué)模式下，高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的實(shí)踐教學(xué)可以分成以下5個(gè)層面：①課堂授課及慕課視頻，教師直接在開發(fā)環(huán)境中講授案例和答疑解惑，使學(xué)生初步感受實(shí)踐過(guò)程;②習(xí)題作業(yè)，學(xué)生使用OJ系統(tǒng)完成各類習(xí)題和作業(yè)，提高實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn);③實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生自己動(dòng)手完成規(guī)定題目，教師從旁指導(dǎo)、面對(duì)面與學(xué)生交流，讓學(xué)生親身體驗(yàn)程序設(shè)計(jì)的全過(guò)程;④課程設(shè)計(jì)，以3～5人的小組方式，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)成績(jī)單、藥品、通訊錄等管理系統(tǒng)，以答辯方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核，讓學(xué)生深刻體會(huì)程序開發(fā)的全過(guò)程，初步體驗(yàn)軟件工程方法并培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神;⑤科技活動(dòng)小組，由對(duì)課程興趣濃厚的學(xué)生自愿組成，參與教師的科研項(xiàng)目或由教師指導(dǎo)選題，培養(yǎng)學(xué)生的初步科研能力和創(chuàng)新精神。前2個(gè)層面完全可以在線完成，面向所有慕課學(xué)生設(shè)置;后3個(gè)層面中的實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)面向所有本專業(yè)學(xué)生，難度和深度都要高于慕課內(nèi)容，并且最后的科技小組主要針對(duì)創(chuàng)新和實(shí)踐能力較強(qiáng)的學(xué)生而設(shè)置。

3 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)慕課的建設(shè)，我們形成一套完整的“視頻+習(xí)題+在線學(xué)習(xí)”的慕課教學(xué)流程，既可以服務(wù)于計(jì)算機(jī)專業(yè)本科教學(xué)，又支持其他專業(yè)和社會(huì)學(xué)生自學(xué)。慕課的建設(shè)和實(shí)施對(duì)教師和學(xué)生都提出更高的要求。教師需要轉(zhuǎn)變角色，從學(xué)習(xí)的主導(dǎo)者變?yōu)榉?wù)者，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí);同時(shí)，教師也需要有較高的專業(yè)素養(yǎng)，更好地為學(xué)生服務(wù)。由于慕課完全依賴于學(xué)生自主學(xué)習(xí)，因此需要有更強(qiáng)的學(xué)習(xí)動(dòng)力和自制力支撐學(xué)生完成完整的課程學(xué)習(xí)。對(duì)于專業(yè)學(xué)生，由于慕課的“大規(guī)模”很難實(shí)現(xiàn)因材施教，要求教師采用“混合教學(xué)模式”支撐專業(yè)本科教學(xué)。

慕課建設(shè)有效地提高了高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)水平，推動(dòng)了課程改革，但仍然有很多內(nèi)容需要進(jìn)一步探索。根據(jù)不同組織模式，慕課可分為基于內(nèi)容、基于網(wǎng)絡(luò)和基于任務(wù)3類，我們建設(shè)的高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)屬于“基于內(nèi)容”的慕課，這類課程側(cè)重于知識(shí)傳播和復(fù)制。我們希望能夠?qū)ⅰ盎诰W(wǎng)絡(luò)”慕課的知識(shí)創(chuàng)造和生成以及“基于任務(wù)”慕課的專業(yè)技能協(xié)同學(xué)習(xí)，融人到本課程中，進(jìn)一步推動(dòng)課程建設(shè)和教學(xué)模式的改革。

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（編輯：宋文婷）

1672-5913(2017)01-0009-05

G642

吉林大學(xué)青年教師教學(xué)能力發(fā)展項(xiàng)目“以‘授之以漁'為理念的計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言實(shí)踐課程教學(xué)改革”（2015QNZD008）；吉林大學(xué)本科“十三五”規(guī)劃教材立項(xiàng)《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第3版）》《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（第3版）》。

陳娟，女，副教授，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)教育、時(shí)空推理和概率圖模型，chenjuan@jlu．edu．cn。