肖偉

摘 要：MOOC課程內(nèi)容建設(shè)模式已較成熟，但是本校信息科學(xué)與工程學(xué)院肇始之初，與之配套的實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)還剛起步，而設(shè)置合理的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練體系，對(duì)于未來(lái)工程師和程序員的培養(yǎng)具有重要意義。文章分析了MOOC課程中現(xiàn)有虛擬實(shí)驗(yàn)體系的現(xiàn)狀：遵循學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)等教學(xué)理念，由教師團(tuán)隊(duì)預(yù)先設(shè)置并基于學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析動(dòng)態(tài)微調(diào)教學(xué)目標(biāo)、精心設(shè)計(jì)并在教學(xué)中根據(jù)反饋動(dòng)態(tài)調(diào)整?？偨Y(jié)了湖南師范大學(xué)在計(jì)算機(jī)類虛擬實(shí)驗(yàn)建設(shè)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)，提出了“課程認(rèn)知、課程同步、綜合創(chuàng)新”的三層次虛擬實(shí)驗(yàn)體系構(gòu)建模式，經(jīng)過(guò)試用反饋表明該方法具有良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：MOOC；計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)體系；未來(lái)工程師；教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

大規(guī)模在線課程（MOOC，Massive Open Online Course，以下簡(jiǎn)稱MOOC），以其開(kāi)放的教學(xué)模式以及優(yōu)質(zhì)資源的共享，在很短時(shí)間內(nèi)受到了人們的追捧[1] 。作為一種新興的學(xué)習(xí)和教學(xué)方法，MOOC將優(yōu)質(zhì)的課程資源與先進(jìn)的教學(xué)設(shè)計(jì)理念相結(jié)合，促進(jìn)了教育多樣性、學(xué)習(xí)多樣性、學(xué)習(xí)自主性的全面發(fā)展，是國(guó)際高等教育發(fā)展的新趨勢(shì)、新動(dòng)向。中國(guó)教育界在教育部的支持下也積極探討如何建設(shè)中國(guó)MOOC，建立若干高水平在線課程平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)在線優(yōu)質(zhì)課程共享，推動(dòng)中國(guó)高校教學(xué)模式改革[2] 。

1 面向MOOC的虛擬實(shí)驗(yàn)體系研究現(xiàn)狀分析

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，作為目前解決實(shí)驗(yàn)資源不足，取代高成本、高消耗、高風(fēng)險(xiǎn)、不可復(fù)制實(shí)驗(yàn)的一種手段，國(guó)內(nèi)外各大高校均進(jìn)行了積極探索，形成了以虛擬儀器仿真為代表的一系列虛擬實(shí)驗(yàn)，出現(xiàn)了以LabView為代表的一系列虛擬仿真軟件，為虛擬實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展提供了技術(shù)支撐。自從2013年以來(lái)，國(guó)家教育部也積極推進(jìn)國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)工作，重點(diǎn)開(kāi)展資源、平臺(tái)、隊(duì)伍和制度等方面的建設(shè)，各個(gè)高校也都構(gòu)建了自己特色的虛擬實(shí)驗(yàn)中心，為虛擬實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展提供了平臺(tái)保障。然而，目前虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的研究主要圍繞虛擬仿真平臺(tái)的建設(shè)展開(kāi)，并未深入研究虛擬仿真試驗(yàn)的內(nèi)容建設(shè)，尤其對(duì)于MOOC課程而言，由于學(xué)生學(xué)習(xí)的非線性以及學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的差異性，已有的虛擬實(shí)驗(yàn)體系無(wú)法滿足MOOC課程的需求，其存在的具體問(wèn)題包括：

（1）與微課單元配套的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)缺失?，F(xiàn)有的虛擬實(shí)驗(yàn)由于開(kāi)發(fā)成本高，往往側(cè)重于高成本、高風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)，需要綜合運(yùn)用多個(gè)知識(shí)點(diǎn)方能完成一次實(shí)驗(yàn)。而對(duì)于MOOC課程而言，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)分散獨(dú)立以適應(yīng)非線性學(xué)習(xí)的需求，這導(dǎo)致與之配套的虛擬實(shí)驗(yàn)資源匱乏，MOOC課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)缺失。

（2）缺少構(gòu)建實(shí)驗(yàn)體系的指導(dǎo)方法。傳統(tǒng)的虛擬實(shí)驗(yàn)往往追求大而全，盡可能反映學(xué)生的綜合解決問(wèn)題的能力，不考慮虛擬實(shí)驗(yàn)在課程中的整體體系。對(duì)于MOOC課程而言，由于對(duì)知識(shí)體系進(jìn)行了分解，需要設(shè)置與之對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)體系，以鞏固學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的學(xué)習(xí)效果，而目前缺少構(gòu)建實(shí)驗(yàn)體系的指導(dǎo)方法。

2 面向MOOC的虛擬實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)模式探討

由于MOOC課程受眾來(lái)源廣泛、基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)目的差異大，學(xué)習(xí)時(shí)間約束較多。與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)不同，學(xué)習(xí)者并不一定采取從頭學(xué)到尾的學(xué)習(xí)方法，而是有可能采取跳躍式的多線程學(xué)習(xí)模式。因此課程知識(shí)體系往往組織成零散的的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。針對(duì)這一特點(diǎn)，虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)置應(yīng)滿足知識(shí)體系的構(gòu)建形式，分層次構(gòu)建：一部分基礎(chǔ)性、演示性實(shí)驗(yàn)應(yīng)盡可能獨(dú)立，并與知識(shí)點(diǎn)對(duì)應(yīng)，便于鞏固相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)；另一部分綜合性實(shí)驗(yàn)為多個(gè)知識(shí)點(diǎn)的綜合，從而提高學(xué)習(xí)者的綜合應(yīng)用能力和工程實(shí)踐能力。

針對(duì)MOOC課程的特點(diǎn)，結(jié)合湖南師范大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院在面向MOOC的虛擬實(shí)驗(yàn)建設(shè)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)計(jì)算機(jī)類虛擬實(shí)驗(yàn)體系的建設(shè)模式進(jìn)行了初步探討，提出了如圖1所示的“課程認(rèn)知、課程同步、綜合創(chuàng)新”的三層次虛擬實(shí)驗(yàn)體系構(gòu)建模式，并在各個(gè)實(shí)驗(yàn)中貫穿以交互式實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，以滿足不同學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的學(xué)生需求。該實(shí)驗(yàn)體系構(gòu)建模式與指導(dǎo)方法，經(jīng)過(guò)學(xué)院內(nèi)的試用表明具有良好的效果。

（1）課程認(rèn)知實(shí)驗(yàn)

利用通俗易懂的可交互式三維動(dòng)畫(huà)，展示本課程的主要知識(shí)點(diǎn)以及應(yīng)用領(lǐng)域，讓學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)之初對(duì)課程有個(gè)整體認(rèn)識(shí)，并可達(dá)到拓寬視野、提升綜合素質(zhì)的目的。

（2）課程同步實(shí)驗(yàn)

課程同步實(shí)驗(yàn)是MOOC課程中的重要組成部分，對(duì)于深入理解與靈活運(yùn)用對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)具有重要作用。課程同步實(shí)驗(yàn)以實(shí)現(xiàn)和運(yùn)用單個(gè)算法為主，知識(shí)點(diǎn)盡可能獨(dú)立，以滿足MOOC課程非線性學(xué)習(xí)的特點(diǎn)。此外，為滿足不同學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的學(xué)生的實(shí)驗(yàn)要求，輔以交互式的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，以解決實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能存在的初級(jí)問(wèn)題，保障實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。

（3）綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

針對(duì)每一組相對(duì)獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)或者整個(gè)課程，設(shè)計(jì)綜合性的虛擬實(shí)驗(yàn)，以進(jìn)一步鞏固所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，提高學(xué)生綜合解決問(wèn)題的能力。該部分的實(shí)驗(yàn)可以是課程同步實(shí)驗(yàn)的綜合，也可以是獨(dú)立的面向?qū)嶋H問(wèn)題的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

結(jié)合上述虛擬實(shí)驗(yàn)體系的構(gòu)建方法，以學(xué)院試用過(guò)程中的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)這門課程為例，該課程實(shí)驗(yàn)體系的設(shè)計(jì)結(jié)果如圖2所示。

3 結(jié)語(yǔ)

本文面向計(jì)算機(jī)學(xué)科，總結(jié)了湖南師范大學(xué)MOOC課程建設(shè)中虛擬實(shí)驗(yàn)體系的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，提出了“課程認(rèn)知、課程同步、綜合創(chuàng)新”的三層次虛擬實(shí)驗(yàn)體系構(gòu)建模式，從教學(xué)反饋看也取得了良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 郝連科，孟瑩瑩.MOOC環(huán)境下高?；旌鲜綄W(xué)習(xí)模式的應(yīng)用效果分析[J].通化師范學(xué)院學(xué)報(bào).2018（02）

[2] 閆俊玲.MOOC平臺(tái)背景下蒙古族大學(xué)生混合式學(xué)習(xí)策略研究[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.2018（04）

（作者單位：湖南師范大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院）