徐 飛,徐 丹,張亞卓
(東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 理學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150030)
基于MOOC和移動端的C++程序設(shè)計課程混合式教學(xué)改革探討
徐 飛,徐 丹,張亞卓
(東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 理學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150030)
本文結(jié)合MOOC的發(fā)展現(xiàn)狀及其對高等教育的影響,以移動端作為手段,探討將MOOC與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相融合,實現(xiàn)線上線下的混合式教學(xué)模式.課前通過布置預(yù)習(xí)內(nèi)容和制作視頻資源,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí);課中以案例為驅(qū)動,組織學(xué)生積極參與課堂討論;課后通過章節(jié)作業(yè)加強(qiáng)知識點鞏固,從而實現(xiàn)課堂翻轉(zhuǎn).同時提出了教學(xué)實施過程中需要注意的問題以及解決方法.經(jīng)過實驗證明,MOOC+移動端的教學(xué)模式取得了較好的教學(xué)效果.
MOOC;C++程序設(shè)計;教學(xué)模式;移動端
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,一種新型的教學(xué)模式—“互聯(lián)網(wǎng)+教育”引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注,成為了當(dāng)前教學(xué)模式改革領(lǐng)域的研究熱點.2012年,全球大學(xué)教育刮起了“MOOC”風(fēng)暴,由于它與傳統(tǒng)課堂教學(xué)的諸多不同,改變了傳統(tǒng)教學(xué)的學(xué)習(xí)模式.在國外,作為MOOC的3大平臺,Coursera,Udacity和edX推動了MOOC的快速發(fā)展.2012年以來,已有數(shù)十個國際知名大學(xué)分別加入了edX和Coursera.與此同時,國內(nèi)的高校也積極響應(yīng)MOOC的浪潮,清華大學(xué)與北京大學(xué)于2013年5月加入edX,并有多門課程上線;北京大學(xué),上海交大與復(fù)旦大學(xué)加盟了Coursera.除了參與國外的慕課平臺外,一些中式MOOC平臺也不斷出現(xiàn).2014年5月8日,中國大學(xué)MOOC平臺上線.
MOOC即大規(guī)模開放在線課程 (Massive Open Online Course),又稱“慕課”,由具有分享和協(xié)作精神的個人組織發(fā)布的散布于互聯(lián)網(wǎng)上的開放課程.MOOC課程資源是半封閉的,只有注冊過的學(xué)生才看得到課程,而且保留用戶完整的學(xué)習(xí)記錄,教師也可以通過MOOC平臺和學(xué)生進(jìn)行互動.一方面,與學(xué)校課堂教學(xué)相比,MOOC最大的不同就是其大規(guī)模開放性.開放性是指MOOC的學(xué)習(xí)者不要求是在校學(xué)生,沒有地域、國家、年齡的限制.大規(guī)模是指MOOC注冊的學(xué)生用戶數(shù)量沒有上限,比如2011年秋季開設(shè)的被認(rèn)為是MOOC第一課的”人工智能導(dǎo)論“就擁有16萬注冊用戶,最終有2.3萬人完成了整個課程學(xué)習(xí)并獲得了學(xué)分.另一方面,MOOC的不足也逐漸暴露出來,高輟學(xué)率、高成本、缺少浸潤式體驗等制約著其進(jìn)一步的發(fā)展.為克服MOOC模式的種種弊端,國外研究者們積極投入研究,一種小而精的授課模式SPOC于2013年由美國加州大學(xué)伯克利分校計算機(jī)教授阿曼多·??怂梗ˋrmando Fox)提出.
SPOC(Small Private Online Course),即小規(guī)模專有在線課程,是針對小規(guī)模、特定人群、利用MOOC資源及在線評價、交流等功能來改變傳統(tǒng)課堂教學(xué)現(xiàn)狀,融合在線學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)的一種混合學(xué)習(xí)模式.SPOC在運(yùn)行機(jī)制、教學(xué)形式、教學(xué)流程和教學(xué)結(jié)構(gòu)等方面與MOOC不同.在運(yùn)行機(jī)制方面,SPOC對在線課程提出了“小規(guī)?!薄皩S行詼?zhǔn)入條件”;在教學(xué)形式上,SPOC提高了課堂教學(xué)的比例,強(qiáng)調(diào)開展混合式學(xué)習(xí).為此,針對不同的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)對象,將MOOC和課堂教學(xué)有機(jī)結(jié)合,實現(xiàn)對現(xiàn)行課堂的有效翻轉(zhuǎn),從而導(dǎo)致傳統(tǒng)教學(xué)流程和教學(xué)結(jié)構(gòu)的改變或重組.
SPOC是MOOC用作課堂教學(xué)的補(bǔ)充,可有效加強(qiáng)教師的指導(dǎo)作用,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣.由于東北農(nóng)業(yè)大學(xué)缺少自己的SPOC平臺,MOOC的開設(shè)也僅僅是試點進(jìn)行,因此理學(xué)院信息與計算科學(xué)系本學(xué)期的C++語言程序設(shè)計課程參考了中國大學(xué)MOOC平臺中西安交通大學(xué)的計算機(jī)程序設(shè)計(C++)課程.
在試點中,信息與計算科學(xué)系2016級學(xué)生共有90人.我們要求所有的同學(xué)都要加入中國大學(xué)MOOC平臺中西安交通大學(xué)的計算機(jī)程序設(shè)計(C++)課程.學(xué)生在MOOC平臺上的學(xué)習(xí)進(jìn)度和在課堂上線下的學(xué)習(xí)進(jìn)度基本一致,這樣有利于做到線上線下相結(jié)合.
中國大學(xué)MOOC平臺給學(xué)生帶來的好處是:(1)上課沒聽懂的,在課后還可以通過觀看MOOC教學(xué)視頻來補(bǔ)救;(2)在課前觀看MOOC視頻后或者自己在平臺上每節(jié)課的測試和最后的作業(yè)完成中仍然有問題的,可以在課堂上去聽老師的講授,或帶著問題在課后去求助老師,或和其他同學(xué)探討,這樣使學(xué)習(xí)更有效率和針對性;(3)MOOC上每次課都有隨堂測驗與討論,每章最后都有作業(yè)題.這樣為學(xué)生提供了更多在線練習(xí)和親自動手的機(jī)會.其中,每章最后的作業(yè)題基本上都是編程作業(yè),學(xué)生可以在線提交編程作業(yè),由于平臺在云端配置了應(yīng)用程序,因此對提交的作業(yè)可以自動測試代碼的完整性和正確性,給出評分結(jié)果.(4)作業(yè)和測試允許多次提交取最高分,學(xué)生提交作業(yè)后發(fā)現(xiàn)做得不對還可再提交,直到滿意為止.
但是,由于本課程參考的是中國大學(xué)MOOC平臺,課程的參加并不需要準(zhǔn)入門檻,課程的完成缺少相應(yīng)的監(jiān)督.由于監(jiān)督機(jī)制的缺失,上面敘述的線上線下模式,最終的結(jié)果是線上模式的完成率偏低,只有少數(shù)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)好、自主能力強(qiáng)的同學(xué)能夠完成線上的學(xué)習(xí).
為了增加線上學(xué)習(xí)的完成率,更好的將線上和線下學(xué)習(xí)結(jié)合起來,本學(xué)期嘗試用移動端對線上和線下學(xué)習(xí)進(jìn)行整合.
目前基于移動端的課堂教學(xué)輔助平臺有很多,比如超星的學(xué)習(xí)通、藍(lán)墨云班課、對分易、課堂派等.這其中又主要分為兩類,一類是需要安裝專門的app,比如超星學(xué)習(xí)通、藍(lán)墨云班課等;還有一類是基于微信公眾號的教學(xué)平臺,比如課堂派等.由于學(xué)生在課下使用手機(jī)時,微信是使用頻率很高的app,因此,本學(xué)期的C++程序設(shè)計課程采用了課堂派的平臺.
本次實踐將中國大學(xué)MOOC平臺的部分內(nèi)容遷移到課堂派的微信平臺,利用課堂派上的考核和監(jiān)督機(jī)制,實現(xiàn)MOOC平臺+移動端+課堂教學(xué)相結(jié)合的線上線下教學(xué)模式.相比于傳統(tǒng)的C++程序設(shè)計課程,這種形式將教學(xué)模式做了更改,從傳統(tǒng)的課前預(yù)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)和課后復(fù)習(xí)、測試模式轉(zhuǎn)換成課前在線自主知識獲取、課堂啟發(fā)式交互學(xué)習(xí)、課后在線提問研討、在線測試和考評,如圖1所示.
圖1 以學(xué)生為中心的基于MOOC和移動端的教學(xué)活動
這種教學(xué)方式的改變主要體現(xiàn)在以下幾點:
(1)教師角色的變化.教師從單純的知識傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)和助力學(xué)生學(xué)習(xí)的導(dǎo)師,其主要任務(wù)不是簡單的向?qū)W生進(jìn)行單向的知識傳遞,而是幫助學(xué)生更加主動的參與到學(xué)習(xí)的過程中,從而獲得更好的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)體驗.
(2)教師授課形式的變化.傳統(tǒng)的課堂教學(xué),教師在課堂上講授事先準(zhǔn)備好的授課內(nèi)容,課后通過批改作業(yè)的方式考察學(xué)生的學(xué)習(xí)情況.這種方式往往照顧不到學(xué)生參差不齊的基礎(chǔ)水平,導(dǎo)致的結(jié)果是基礎(chǔ)好的同學(xué)感覺沒吃飽,基礎(chǔ)差的部分同學(xué)又非常吃力.而基于MOOC和移動端的教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生和教師之間的互動,這其中包括在線互動、作業(yè)的互動、同學(xué)之間的互動等.
基于MOOC和移動端的教學(xué)模式如圖2所示,該混合學(xué)習(xí)模式主要包括以下幾部分:第一部分為前期準(zhǔn)備,需要進(jìn)行學(xué)習(xí)內(nèi)容分解、知識點分析、學(xué)生分析、學(xué)習(xí)資源的設(shè)計、課堂設(shè)計等.第二部分為課堂交互教學(xué),包括課堂問題設(shè)計、課堂講解互動設(shè)計、以問題解決為形式的學(xué)習(xí)活動設(shè)計等.第三部分為課后知識鞏固,包括與學(xué)生的移動端的互動、在線答疑、作業(yè)輔導(dǎo)等.
圖2 基于MOOC和移動端的混合學(xué)習(xí)模式
(1)前期準(zhǔn)備
前期準(zhǔn)備包括根據(jù)本節(jié)要講解的知識點以及學(xué)生的基礎(chǔ)精心設(shè)計教學(xué)活動,以能夠保證第二階段課堂教學(xué)活動的順利實施.學(xué)習(xí)資源的準(zhǔn)備包括引進(jìn)、自建和改造三種方式.
針對C++程序設(shè)計課程特征,每次上課前,教師將本節(jié)知識提煉成若干知識點,在課堂派的公告一欄中進(jìn)行發(fā)布.同時,布置預(yù)習(xí)任務(wù),學(xué)生利用課前時間在線完成視頻觀看.視頻的內(nèi)容一部分是MOOC平臺上的教學(xué)內(nèi)容.由于MOOC平臺的在線課程所選用的教材和課堂教學(xué)所用的教材不同,教材內(nèi)容和順序、以及知識點要求會有不同,因此,教師課前可以提前錄制自己的視頻課程,所用軟件為Camtasia+ppt,期間利用手寫板輔助講解.視頻長度以5-10分鐘左右為宜,不易過長.視頻的內(nèi)容應(yīng)以一個或幾個問題或知識點為主,讓同學(xué)通過5-10分鐘的學(xué)習(xí)掌握某個知識點.視頻可以以提問-解答的方式來錄制,在視頻的開始提出問題,從而引出知識點,然后通過知識點或案例的講解給出問題的答案.
為了督促學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)、觀看在線視頻,在每次布置預(yù)習(xí)任務(wù),發(fā)布新的視頻的同時,在課堂派的測試一欄布置適量的測試題.測試題以選擇、判斷等客觀題為主,學(xué)生在手機(jī)上可以直接作答,答題完成后會自動顯示答題成績.測試題還可重復(fù)測試,學(xué)生得到滿意的結(jié)果再提交.測試題必須設(shè)置答題截止日期,截止日期需設(shè)置在課堂教學(xué)之前,以督促學(xué)生完成課前的學(xué)習(xí).測試題的完成情況可以計入學(xué)生本學(xué)期最后的平時成績中.
在課堂派的”話題“一欄,教師可以在每次布置預(yù)習(xí)任務(wù)的同時創(chuàng)建一個討論話題.討論話題的題目可以設(shè)置為講課的章節(jié),教師可以實現(xiàn)在討論區(qū)設(shè)置一些問題,并向同學(xué)說明在預(yù)習(xí)和觀看視頻時如有任何疑問,可以在討論區(qū)發(fā)出.
(2)課堂交互教學(xué)
由于課前已經(jīng)布置了預(yù)習(xí)任務(wù)和在線講解任務(wù),教師在課堂上的教學(xué)活動與傳統(tǒng)的教學(xué)活動有所不同.教師可以首先將本節(jié)課的知識點做一個簡要的說明,對討論區(qū)里比較集中的問題和難點進(jìn)行講解.
為了擺脫傳統(tǒng)的教師教、學(xué)生聽的灌輸式教書模式,如何組織課堂討論就十分重要.大部分學(xué)生在課前預(yù)習(xí)和觀看視頻學(xué)習(xí)能掌握50-60%左右的知識點內(nèi)容,部分基礎(chǔ)比較差的同學(xué)掌握的知識點內(nèi)容可能更少.而且,大部分同學(xué)都是第一次正式接觸編程語言,對C++的編程還很陌生,可能是很簡單的知識點或者是書上的例題,很多同學(xué)依然無法獨(dú)自在編譯器上完成.為了解決這么問題,本課程采取的是以能夠完成簡單功能的小案例為核心,通過教師的簡單講解來完成.在講解過程中,不斷了解學(xué)生的反饋信息,引導(dǎo)學(xué)生參與到案例的編程完成過程中.
引導(dǎo)學(xué)生參與教學(xué)活動的方式有很多,比如在講解的過程中通過不斷的啟發(fā)式的提問來激發(fā)學(xué)生的積極性.可以利用課堂派上的”互動“一欄,將互動的內(nèi)容添加到ppt中,在講解ppt時,展示互動題目,學(xué)生可以通過手機(jī)微信里的課堂派進(jìn)行實時答題、實時互動.對于課前布置的測試題中的難點,教師可以在課堂教授過程中穿插講解.那么,如何保證學(xué)生參加課堂互動的積極性呢?在課堂派中,有”表現(xiàn)“一欄,教師可以將在課堂上互動活躍的同學(xué)記錄在”表現(xiàn)“一欄,記錄的方式是1星到5星,在本學(xué)期的最后,教師可以將這部分內(nèi)容計入學(xué)生的平時成績中.
(3)課后知識鞏固
通過教師的課堂講解,大部分學(xué)生已經(jīng)基本掌握了本節(jié)課的知識點.對于仍有疑問的同學(xué),可以通過隨時回看視頻段落來加深理解.另外,學(xué)生可以通過課堂派的”話題“一欄,對有疑問的知識點進(jìn)行提問.教師應(yīng)及時回應(yīng)”話題“一欄學(xué)生的問題,以防打消學(xué)生提問的積極性.很多時候,對于”話題“一欄中的疑問,會有很多同學(xué)主動參與解答,只有比較難的問題才需要教師親自解答.
教師可以以章為單位在課堂派上布置編程作業(yè),對于內(nèi)容比較多的章,也可以布置2-3次編程作業(yè).布置的作業(yè)有截止日期,作業(yè)要以cpp或doc格式提交.課堂派”作業(yè)“一欄提供給教師作業(yè)批改的功能,教師可以在手機(jī)上直接點擊查看學(xué)生提交的作業(yè),查看完成后可以直接給出本題的分?jǐn)?shù).教師可以選擇學(xué)生的分?jǐn)?shù)是否向?qū)W生公布.使用移動端批改作業(yè)的好處是教師不在受到時間和地域的限制,只要有空閑時間,打開手機(jī)就可批改學(xué)生的作業(yè).
課堂派里有私信功能,選中某個學(xué)生后,可以和這個學(xué)生私信討論問題.學(xué)生也可通過私信向老師提出問題.由于課堂派的私信功能只支持文字功能,不便于教師和學(xué)生之間的溝通,在本學(xué)期的實際教學(xué)中,教師可在qq上建立了答疑群,學(xué)生的問題可以通過拍照、語音等方式發(fā)送給老師,教師也可以方便的進(jìn)行答疑.
C++程序設(shè)計課程注重實踐,因此培養(yǎng)學(xué)生的計算思維和編程能力至關(guān)重要.基于MOOC和移動端的線上線下教學(xué)模式的考核方式分為如下幾個方面.
1.課前評價:學(xué)生在課前通過預(yù)習(xí)和觀看視頻后,需要完成本小節(jié)的客觀題測試試題,本部分的結(jié)果可以直接計入學(xué)期最后的平時成績中,占總評分的5%.
2.課堂評價:教師在課堂上與同學(xué)之間的討論互動的過程,部分參與討論積極活躍的同學(xué),教師可以在課堂派的“表現(xiàn)”一欄中給出相應(yīng)的記錄.在課后的在線答疑(包括課堂派、qq群)中,教師可以根據(jù)答疑的情況,適當(dāng)?shù)慕o部分同學(xué)以平時成績的記錄,結(jié)果可以直接在qq群進(jìn)行記錄,也可以在課堂派上進(jìn)行記錄.課堂評價還包括出勤、課堂參與度、項目成果等,占總評分的5%.
3.課后評價:在每章的最后都會在課堂派上發(fā)布本章的編程作業(yè),需要同學(xué)親自動手在編譯器里面完成.作業(yè)的內(nèi)容可以參考中國大學(xué)MOOC的作業(yè)內(nèi)容,也可以自己補(bǔ)充作業(yè)內(nèi)容.在這部分里,教師可以在手機(jī)上對學(xué)生的作業(yè)直接瀏覽批改,批改后在課堂派上給出成績.教師可以在手機(jī)上安裝cc++編譯環(huán)境,比如c4android,cppdroid等,這樣可以在批改作業(yè)的時候驗證學(xué)生作業(yè)的正確與否.當(dāng)然,大多數(shù)時候,學(xué)生提交的作業(yè)教師可以直接瀏覽后給出相應(yīng)成績.在批改作業(yè)的過程中,對于一些優(yōu)秀的作業(yè),我會在qq群里進(jìn)行分享,這樣可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性.這部分的內(nèi)容占總評分的10%.
4.實驗評價:由于c++是一門實驗性的課程,大多數(shù)高校在開設(shè)C++程序設(shè)計課程的同時,都會開設(shè)相應(yīng)的實驗課.對于每個同學(xué)實驗課的表現(xiàn),教師也可以適當(dāng)?shù)姆绞接嬋氲狡綍r成績中.這部分的成績占總評分的10%.
以上四個方面的成績教師都可以計入本學(xué)期最后的平時成績當(dāng)中.教師可以設(shè)定平時成績的總分,比如30分;教師還需確定上面四個部分在總平時成績中所占的比例.
5.期末評價:期末考試采用線上測試和線下筆試想結(jié)合的方式,線上測試主要考察學(xué)生的實際編程能力,而線下筆試主要考察學(xué)生對知識點的熟悉情況.這部分的成績占總評分的70%,以考試的方式進(jìn)行評分.
目前,在C++程序設(shè)計課程教學(xué)過程中,基于MOOC和移動端的混合式教學(xué)模式面臨的主要問題是:
1.教師要重視課前的預(yù)習(xí)布置和視頻設(shè)計.這是整個教學(xué)模式能否成功的關(guān)鍵之一.大部分學(xué)生在剛開始接觸新的教學(xué)模式的時候,具有較高的興趣,能夠基本完成自主學(xué)習(xí).但是經(jīng)過幾周學(xué)習(xí)之后,新鮮感減退,學(xué)生很容易逐漸喪失學(xué)習(xí)的動力.好的課前預(yù)習(xí)內(nèi)容能夠激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣,成功的視頻內(nèi)容可以讓學(xué)生在觀看視頻后掌握本節(jié)的知識點.因此,如何促使學(xué)生更加積極的觀看視頻就成為每個教師必須努力思考和完成的任務(wù).
2.教師在課堂教學(xué)中,應(yīng)最大程度地調(diào)動學(xué)生參加課堂討論的積極性.在實際課堂討論實施的過程中,總有個別學(xué)生不參與討論.教師不能忽視這些學(xué)生,要引導(dǎo)他們的興趣,調(diào)動他們的積極性.我們的經(jīng)驗是,教師在課堂教授時,不要僅僅講授知識點,這樣容易造成學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的喪失.教師可以以一個案例為驅(qū)動,上課開始時提出問題,在案例的講解過程中結(jié)合知識點的講解,最后在學(xué)生的積極參與下完成案例的編程.這樣可以使學(xué)生感受到編程解決問題的成就感.
本文基于目前的MOOC發(fā)展形勢以及優(yōu)缺點,依托移動端app,嘗試完成教學(xué)資源的整合和學(xué)生自主學(xué)習(xí)的監(jiān)督,積極探索程序設(shè)計課程教學(xué)改革的實施方案,將MOOC理念應(yīng)用到程序設(shè)計課程的教學(xué)中來.MOOC在高校教育中是一股不可抗拒的浪潮,已經(jīng)給傳統(tǒng)教學(xué)帶來了沖擊;同時,MOOC形式的在線教育也正在發(fā)展過程中,各種基于MOOC的教學(xué)模式也在不斷出現(xiàn),包括“MOOC+SPOC”“MOOC+移動端+翻轉(zhuǎn)課堂”等的混合式教學(xué)模式,這也是本文下一步將要研究的方向之一.
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G642.0
A
1673-260X(2017)12-0194-03
2017-09-03
2015年10月省教育廳規(guī)劃課題黑龍江省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題:基于信息與計算科學(xué)專業(yè)的C++實踐教學(xué)改革探討(GJC1215010)
赤峰學(xué)院學(xué)報·自然科學(xué)版2017年24期