賴錦輝

MOOC環(huán)境下程序設(shè)計基礎(chǔ)混合教學(xué)模式研究

賴錦輝

(廣東石油化工學(xué)院 實驗教學(xué)部，廣東 茂名，525000)

混合學(xué)習(xí)是傳統(tǒng)教學(xué)模式與現(xiàn)代條件下教學(xué)模式的結(jié)合。該文討論了在教學(xué)中融入MOOC的混合教學(xué)模式構(gòu)建的主要內(nèi)容及要點。首先引導(dǎo)學(xué)生在課外時間使用MOOC平臺完成針對知識點和概念的自主學(xué)習(xí)；其次，在課堂授課過程以學(xué)生為中心，主要用于解答疑惑、總結(jié)討論，以增強教師與學(xué)生之間的互動性，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)欲望，培養(yǎng)學(xué)生解決問題、獨立思考、溝通交流等方面的能力。實踐表明，該教學(xué)模式能很好地支撐傳統(tǒng)與現(xiàn)代兩種教學(xué)模式的實施，給學(xué)習(xí)者帶來更好的學(xué)習(xí)體驗。

混合教學(xué)模式；大規(guī)模在線開放課程；教學(xué)改革；程序設(shè)計基礎(chǔ)課程

在傳統(tǒng)課堂教學(xué)上，程序設(shè)計基礎(chǔ)課沿用“講練結(jié)合”的 “軟件功能介紹式”教學(xué)模式，注重知識點的個別概念，忽視知識的靈活運用及知識點間的聯(lián)系，同時，由于上機操作不足，很多學(xué)生編程上達不到熟練程度，能力上又不能融會貫通，對 “程序設(shè)計”概念的認識比較模糊[1]。MOOC是在線學(xué)習(xí)的新形式，通過短小視頻的課程形態(tài)，由教師引導(dǎo)來自全球的學(xué)生共同參加學(xué)習(xí)、測試與反饋，并考慮學(xué)習(xí)者的個性化學(xué)習(xí)行為以改進教學(xué)和促進學(xué)習(xí)[2]。

傳統(tǒng)教育的課堂教學(xué)在監(jiān)督與管理學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)態(tài)度以及情感教育等方面具有明顯的優(yōu)勢，這使MOOC等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式在當(dāng)前背景下不可能完全取代傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式[3]。將傳統(tǒng)課堂教學(xué)的優(yōu)點和網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)的優(yōu)勢結(jié)合起來，形成適合于程序設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)的混合式教學(xué)模式，既可以充分發(fā)揮教師在教學(xué)過程的引導(dǎo)和啟發(fā)等主導(dǎo)性作用，又可以激發(fā)學(xué)習(xí)者的主動性、積極性與創(chuàng)造性[4]。

因此，本文提出采用MOOC教育資源與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相結(jié)合的混合式教學(xué)模式。在該模式下，首先，教師引導(dǎo)學(xué)生在課外時間使用MOOC平臺完成針對知識點和概念的自主學(xué)習(xí)；其次，課堂授課以學(xué)生為中心，主要用于解答疑惑、總結(jié)討論，以增強教師與學(xué)生之間的互動性，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)欲望，培養(yǎng)學(xué)生解決問題、獨立思考和溝通交流等方面的能力。

1 MOOC的特點

斯坦福大學(xué)是美國第一個將完整課程通過在線形式開放出來的高校，其在2011年秋發(fā)布的課程得到了世界范圍內(nèi)數(shù)十萬學(xué)習(xí)者的關(guān)注和踴躍參與，將MOOC推向了高潮[5]。隨后大量的MOOC課程迅速涌現(xiàn)，《紐約時報》稱 2012年為MOOC 年[6]。

在MOOC環(huán)境下，學(xué)習(xí)者使用課程資源進行課程學(xué)習(xí)的過程分為以下3步。

1)開課前:瀏覽選擇課程→注冊課程→開課前收到提醒郵件。

2)行課中:自由選擇時間地點方式開始學(xué)習(xí)課程?課程視頻?作業(yè)?短期作業(yè)?同伴互評?定期郵件提醒。

3)結(jié)課后:獲得證書→后期調(diào)查。

可以看出，MOOC的特點是充分體現(xiàn)在線學(xué)習(xí)的優(yōu)勢，融合優(yōu)質(zhì)課程資源，加入教學(xué)互動元素，形成一個緊密的教學(xué)組織，把整個課程教學(xué)過程以完整的面貌全面向公眾開放，MOOC實現(xiàn)了從課件(courseware)到課程(course)的轉(zhuǎn)變。

實際上，MOOC的發(fā)展在中國仍處于不成熟階段，也難以達到理想的效果[7]。國外學(xué)生自小有更多自由發(fā)展的空間和較多自由支配的學(xué)習(xí)時間，在這種學(xué)習(xí)習(xí)慣下，更容易適應(yīng)MOOC在線學(xué)習(xí)。而我國的傳統(tǒng)教育不太重視學(xué)生個性及學(xué)習(xí)的積極性和主動性的培育，因此學(xué)生一時間還難以適應(yīng)純粹的線上教育，過渡階段還需要老師的某些線下調(diào)控[8]。

2 混合式教學(xué)模式的構(gòu)建

在教學(xué)活動中要體現(xiàn) “以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)”的理念，發(fā)揮教師的引導(dǎo)、監(jiān)督和控制的作用，讓學(xué)生主動利用教師創(chuàng)建的學(xué)習(xí)環(huán)境，按照個人學(xué)習(xí)進度，自由自主地開展相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)[9]。

基于MOOC的程序設(shè)計基礎(chǔ)課程混合式教學(xué)模式改革，其構(gòu)建的主要內(nèi)容及要點包含以下4點。

1)課前向?qū)W生強調(diào)MOOC學(xué)習(xí)的重要性和優(yōu)越性，為混合學(xué)習(xí)做鋪墊。

MOOC提供的一般是名校名師名課，具有專業(yè)性、前沿性與權(quán)威性，在這里，每一個有意愿提升自己的人都可以免費獲得更優(yōu)質(zhì)的高等教育。三本院校的學(xué)生，如果想得到清華北大等名校名師的指點和交流，吸取他們的豐富知識，并不一定要親自坐到清華的課室，只要有網(wǎng)絡(luò)，不管是在哪個大學(xué)學(xué)習(xí)，大家獲得知識的途徑都是一樣的。

2)課前定下下一次課的知識點、案例、項目和問題，讓學(xué)生在MOOC中尋找答案。

MOOC是知識的海洋，其每一門課程的教學(xué)內(nèi)容常常融合了視頻、文本、圖片、動畫和聲音等多種媒體表現(xiàn)形式，力求內(nèi)容表達的精致化，支持教師與學(xué)生可以按照自己的需求與偏好進行相應(yīng)選擇，而且同類課程有著千絲萬縷的關(guān)聯(lián)。學(xué)生們?nèi)绻麤]聽明白這位名師講授的知識點，還可以聽另外一位名師的講解，不用浪費時間去搜索各種需要付費的自學(xué)網(wǎng)。

教師課堂上課時不再就知識點進行重復(fù)講解，只是就之前提出的具體案例、項目和問題進行輔導(dǎo)和解答；因為每位學(xué)生思考和解決問題的方式不一樣，在預(yù)先自學(xué)了MOOC上的內(nèi)容后，學(xué)生在課堂上可以各自提出自己的方式方法以及遇到的難點或分享如何解決這個難點的過程。

比如 “百元買百雞”問題，這個問題涉及for循環(huán)的嵌套，還有先修的知識點 “3種循環(huán)結(jié)構(gòu)”。解決問題的過程為，設(shè)公雞、母雞、小雞個數(shù)分別為x、y、z，可列方程為:

方程組包含2個方程，有3個未知數(shù)，因此可能有若干個解。解決此類問題一般采用 “窮舉法”(也稱 “試湊法”)，具體有兩種方法:①因為有3個未知數(shù)，采用三重循環(huán)來實現(xiàn)；②從3個未知數(shù)的關(guān)系得到2個未知數(shù)，利用二重循環(huán)來實現(xiàn)。

學(xué)生要考慮的是:①用3種循環(huán)結(jié)構(gòu)如何編程解決這個問題；②哪一種循環(huán)結(jié)構(gòu)更容易編程；③用二重循環(huán)和用三重循環(huán)有什么區(qū)別；④各種解決問題的編程方式有何優(yōu)劣；⑤時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度有何不同。類似的問題還有數(shù)字燈謎、階梯優(yōu)秀等。

相比于傳統(tǒng)課堂教學(xué)，此教學(xué)模式可以充分增進教師和學(xué)生間的互動和交流。影響高校課堂教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵因素主要包括:①是否有優(yōu)質(zhì)的教學(xué)內(nèi)容與資源；②是否有深入的教學(xué)互動；③是否選擇了適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式[10]。MOOC使得課堂授課過程不是以講授為主，而是以解決問題為主，在互動交流中更好地答疑解惑、匯報總結(jié)、完善和提升。

3)課中，教師要引導(dǎo)學(xué)生們分析和理解相似案例在MOOC中的不同解決方式。

除了上面提出的課堂教學(xué)前定下下一次課的知識點和實踐內(nèi)容，并與學(xué)生們在課堂上互相交流答疑解惑外，教師還應(yīng)該熟悉MOOC上傳的所有與程序設(shè)計相關(guān)的課程，找出這些課程中，有沒有相同或者相似的案例，每個名師的解決方法是什么，而且用不同的程序設(shè)計語言是如何編程的，節(jié)選出來在課堂上和學(xué)生們一起討論這些解決方法的區(qū)別，并引導(dǎo)學(xué)生找到其他的解決方法。通過比較和分析，學(xué)生們才能將知識學(xué)得牢固扎實。

針對 “數(shù)據(jù)的查找”問題，如圖1所示，哈爾濱工業(yè)大學(xué)上傳的 “程序設(shè)計基礎(chǔ)”MOOC講解提綱在講解數(shù)據(jù)的查找時，并沒有用任何程序設(shè)計語言進行編程；如圖2所示，同濟大學(xué)上傳的“VisualBasic.NET程序設(shè)計”MOOC，用了Visual-Basic.NET對順序查找和二分法查找進行了編程；如圖3所示，山東大學(xué)上傳的 “大學(xué)計算機——計算思維的視角”MOOC，則從兩種查找方法中引出網(wǎng)絡(luò)搜索問題。

圖1 哈爾濱工業(yè)大學(xué)MOOC中的數(shù)據(jù)查找

圖2 同濟大學(xué)MOOC中的數(shù)據(jù)查找

圖3 山東大學(xué)MOOC中的數(shù)據(jù)搜索

以上3所大學(xué)的視頻中，對數(shù)據(jù)查找的算法并沒有給出優(yōu)缺點的講解，因此需要教師進行有效的引導(dǎo)。例如，順序查找的思想是從頭至尾逐個比較每一個數(shù)，找到相同的就成功，找不到就失敗[11]；該算法適用于線性表的順序存儲結(jié)構(gòu)和鏈式存儲結(jié)構(gòu)；缺點是當(dāng)n很大時，平均查找長度較大，效率低，優(yōu)點是對表中數(shù)據(jù)元素的存儲沒有要求；而對于線性鏈表，只能進行順序查找。有序表的折半查找 (二分法)，其基本思想[12]是在有序表中，取中間元素作為比較對象，若給定值與中間元素的關(guān)鍵碼相等，則查找成功；若給定值小于中間元素的關(guān)鍵碼，則在中間元素的左半?yún)^(qū)繼續(xù)查找；若給定值大于中間元素的關(guān)鍵碼，則在中間元素的右半?yún)^(qū)繼續(xù)查找；不斷重復(fù)上述查找過程，直到查找成功，或所查找的區(qū)域無數(shù)據(jù)元素，查找失敗。雖然折半查找的效率高，但是要將表按關(guān)鍵字排序；而排序本身是一種很費時的運算，所以二分法比較適用于順序存儲結(jié)構(gòu)。折半查找特別適用于那種一經(jīng)建立就很少改動而又經(jīng)常需要查找的線性表。這些關(guān)鍵因素在MOOC視頻中沒有涉及，教師在課堂教學(xué)中要對學(xué)生描述清楚。

4)鼓勵學(xué)生多動手實踐。

程序設(shè)計基礎(chǔ)是一門系統(tǒng)性的課程，也是一門實用性很強的課程。經(jīng)驗告訴我們，程序設(shè)計絕對不是看語法就能學(xué)會的，一定是在編寫代碼中精通的。所以教師要多鼓勵學(xué)生親自運行示例程序并多多編寫程序。

在實踐中，鼓勵學(xué)生用程序來實現(xiàn)熟悉的專業(yè)問題。比如同濟大學(xué) “VB6.0程序設(shè)計”課程中介紹的模擬熱氣球升空、模擬小車行駛等案例，主要涉及使用Timer控件實現(xiàn)動畫；有學(xué)生受到啟發(fā)編寫出了專業(yè)案例，例如，如圖4所示蒸汽壓縮式制冷原理的熱動專業(yè)案例，如圖5所示SP3雜化軌道形成過程的高分子專業(yè)案例，以及如圖6所示制冷過程的熱動專業(yè)案例等等。

圖4 蒸汽壓縮式制冷原理案例動畫

圖5 SP3雜化軌道形成過程案例動畫

圖6 制冷過程案例動畫

MOOC中有很多編程案例，是集眾家之所長，學(xué)生可以參考借鑒，只有多編多寫，才能精通。而教師在這些案例的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生挖掘自身熟悉的專業(yè)問題，比如編程描述實驗原理、實驗步驟、分析和處理實驗數(shù)據(jù)等，有助于培養(yǎng)和提高其計算思維能力。如圖7所示的機電專業(yè)案例和如圖8所示的化工專業(yè)案例，就是學(xué)生自己動手實踐編寫出來的專業(yè)案例。

圖7 機電專業(yè)案例

圖8 化工專業(yè)案例

5)教師要控制學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和進度。

首先，對于大多數(shù)學(xué)生不明白的知識點，教師要在課堂上播放MOOC一起來講解。其次，要求學(xué)生將在MOOC中的作業(yè)、測驗和考試區(qū)的分數(shù)截圖保留，以檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)效果；如果某個知識點，學(xué)生的分數(shù)普遍都比較低，那么教師就要查找原因，及時讓學(xué)生補學(xué)。最后，要鼓勵學(xué)生參與MOOC的討論，鼓勵學(xué)生間多互相解答，通過解答別人的疑問，學(xué)生會思考得更多，也會學(xué)得更牢固，并且建議學(xué)生對MOOC論壇中的問題進行收集和記錄，以方便日后查看。

6)鼓勵學(xué)生找個一起學(xué)習(xí)的伙伴。

找個伙伴，可以增加學(xué)習(xí)的毅力，還可以相互溝通，教師可以鼓勵學(xué)生與自己的朋友一起學(xué)習(xí)這門課程，三五個人一起互相鼓勵和討論。MOOC還有作品秀場、經(jīng)驗交流區(qū)、一般討論區(qū)以及教師答疑區(qū)等等，學(xué)生多發(fā)表看法，多提問，多分享，一定會收獲更多，開啟更精彩的大學(xué)學(xué)習(xí)之旅。

7)教師給學(xué)生定下一個目標。

MOOC從出現(xiàn)起就輟學(xué)率很高，學(xué)生的線上學(xué)習(xí)比較自由松散，沒有約束。因此，明確的、切實的目標是學(xué)習(xí)的驅(qū)動力，堅持下來是最重要的。教師最好時刻強調(diào)某個目標，如給學(xué)生制定 “我要拿到證書”“我要拿到優(yōu)秀證書”或者 “我要拿到獎學(xué)金”這樣切實可行的目標。堅持學(xué)完MOOC后，可以拿到紙質(zhì)的證書，也可以是電子證書，這些證書是有一定含金量的。

8)成績的評定。

MOOC混合教學(xué)，更多的是強調(diào)教學(xué)過程應(yīng)以學(xué)生為中心，課堂上主要解答疑惑 (包括教師課前布置的案例、項目和問題，也包括學(xué)生自學(xué)MOOC過程中遇到的問題)、匯報討論，以增強教師與學(xué)生之間的互動性，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)欲望，獲得更好的教學(xué)效果，因此，成績的評定可以這樣設(shè)置:①學(xué)生在MOOC上面獲得的成績 (不一定是所有的成績，可以指定是某些模塊的成績)占20；②學(xué)生課堂表現(xiàn)占10；③平時作業(yè)及編程占40；④期末統(tǒng)考占20；⑤考勤占10；另外，積極參與論壇討論者可以獲得額外的加分。

3 結(jié)束語

MOOC具有專業(yè)性、前沿性與權(quán)威性，既給教學(xué)帶來了新的模式，也給教師一成不變的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式帶來了更專業(yè)更新的參考，教師應(yīng)多看多學(xué)，不斷補充自己的專業(yè)知識，完善自己的教學(xué)方式，也為學(xué)生提供了更加靈活多樣化的學(xué)習(xí)方式。

[1]陳一明.基于CCAI的大學(xué)計算機公共課程混合學(xué)習(xí)模式研究[J].價值工程，2012，31(29):222-224.

[2]HASHMI A H.HarvardX set to launch second SPOC[EB/OL].http://harvardx.harvard.edu/links/harvardx-set-launch-second-spoc-harvard-crimson-amna-hhashmi-september-16-2013，2014-07-10.

[3]MARTIN F G.Will massive open online courses change how we teach?[J].Communications of the Acm， 2012，55(8):26-28.

[4] WIKIPEDIA.Small private online course[EB/OL].http://en.wikipedia.org/wiki/Small＿ private＿ online＿course，2014-07-10.

[5] HOFFMANN R.MOOCs-Best practices and worst challenges[EB/OL].http://www.aca-secretariat.be/fileadmin/aca＿ docs/images/members/Rolf＿ Hoffmann.pdf，2014-06-10.

[6]ICEF Monitor.Are we really enter into post-Mooc era?[EB/OL].http://monitor.icef.com/2013/11/are-wealready-entering-a-post-mooc-era/，2014-09-10.

[7]Fox A.From MOOCs to SPOCs[J].Communications of the Acm， 2013， 56(12):38-40.

[8]方玲玲.O2O教學(xué)法在MOOC英語教學(xué)中的運用初探[J].海外英語，2016(8):239-240.

[9]劉正輝，謝文玉，張冬梅，等.基于MOOC交互模式的環(huán)境微生物課程教學(xué)改革探究[J].教育觀察月刊，2016，5(9):73-76.

[10]李艷紅，楊文正，柳立言.教育生態(tài)學(xué)視野下基于MOOC的融合式教學(xué)模型構(gòu)建[J].中國電化教育，2015(12):105-112.

[11]林達德.基于B～＋樹DBMS系統(tǒng)的隨機查找與順序查找[J].福建廣播電視大學(xué)學(xué)報，2014(1):23-28.

[12]時百勝.基于概念的折半查找算法[J].計算機科學(xué)，2009，36(6):235-238.

Research of MOOC Mixed Teaching Mode in the Course of Fundamentals of Programming

LAI Jinghui
(Department of Experimental Teaching， Guangdong University of Petrochemical Technology， Maoming 525000， China)

Mixed teaching is the combination of the traditional teaching mode and the modern teaching mode under the modern conditions.This paper discusses the main contents and key points of the mixed teaching model of massive open online courses(MOOC)in teaching.Firstly，guide students to use the MOOC platform for extra-curricular time to complete the MOOC platform for knowledge and the concept of autonomous learning.Secondly，students are as the center in the process of classroom teaching.Complete the answer doubts， sum up the discussion， enhance the interaction between teachers and students， to stimulate students'learning desire，to cultivate students'independent thinking and problem solving communication skills.Practice shows that the teaching model can well support the implementation of traditional and modern teaching models，and give a better learning experience to the learners.

mixed teaching mode；MOOC；teaching reform；the course of fundamentals of programming

G642.0

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2017.05.019

2016-10-05；修改日期:2017-02-22

2014年廣東石油化工學(xué)院教育教學(xué)改革項目(2014028)。

賴錦輝(1977-)，女，碩士，副教授，主要研究方向為算法和人工智能等。