丁琳　王穎　馬淑萍

摘要：針對(duì)傳統(tǒng)大學(xué)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)存在的問(wèn)題，在分析MOOC理念的基礎(chǔ)上，闡述利用MOOC促進(jìn)大學(xué)計(jì)算機(jī)課堂教學(xué)改革、構(gòu)建新的大學(xué)計(jì)算機(jī)課堂教學(xué)模式的觀點(diǎn)，為新形勢(shì)下計(jì)算機(jī)課程教學(xué)改革和創(chuàng)新實(shí)踐型人才培養(yǎng)提供策略。

關(guān)鍵詞：大學(xué)計(jì)算機(jī)；MOOC；課堂教學(xué)；計(jì)算思維

0、引言

隨著信息化社會(huì)對(duì)大學(xué)生計(jì)算機(jī)知識(shí)與應(yīng)用能力要求的不斷提高，大學(xué)計(jì)算機(jī)課程作為大學(xué)非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的第一門(mén)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程要充分體現(xiàn)時(shí)代特征，不斷改革創(chuàng)新。當(dāng)前，計(jì)算思維已經(jīng)成為推動(dòng)人類(lèi)文明進(jìn)步和促進(jìn)科技發(fā)展的三大手段之一，是大學(xué)生創(chuàng)新性思維培養(yǎng)的重要組成部分，因此，大學(xué)計(jì)算機(jī)課程不應(yīng)僅著眼于培養(yǎng)學(xué)生在計(jì)算機(jī)方面的知識(shí)和技能，更要培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)解決和處理問(wèn)題的思維能力，與大學(xué)數(shù)學(xué)、大學(xué)物理一樣成為培養(yǎng)和構(gòu)建學(xué)生思維意識(shí)的基礎(chǔ)課程。考慮計(jì)算思維能力培養(yǎng)的目標(biāo)，構(gòu)建新的課程教學(xué)模式已成為當(dāng)今高校教學(xué)改革的新課題和首要任務(wù)。

最近一種新的教育學(xué)習(xí)模式——大型開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)課程MOOC（Massive Open Online Course）的出現(xiàn)開(kāi)啟了在線教育的新模式，引起高等教育界的廣泛關(guān)注。越來(lái)越多的高校將MOOC引入到教學(xué)實(shí)踐中，以期深化大學(xué)的課程與教學(xué)改革，提升人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

對(duì)我們來(lái)說(shuō)，MOOC時(shí)代下的大學(xué)計(jì)算機(jī)課程無(wú)疑產(chǎn)生了新的需求和形態(tài)，MOOC與課堂教學(xué)的有機(jī)融合為大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)改革的落實(shí)、教育質(zhì)量提升等深層次變革帶來(lái)新的契機(jī)。

1、大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)改革

1.1 培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維是改革的方向

大學(xué)計(jì)算機(jī)課程的核心價(jià)值是培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，以計(jì)算思維為導(dǎo)向進(jìn)行大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)改革，人們對(duì)此已形成共識(shí)。如何將共識(shí)變?yōu)閷?shí)踐，形成一套完整而清晰的方法體系，還需要做大量的工作。

當(dāng)前大學(xué)計(jì)算機(jī)課堂教學(xué)大多以教師為中心，以教為主。教師關(guān)注計(jì)算機(jī)及其通用計(jì)算手段應(yīng)用的描述和表達(dá)，偏重知識(shí)灌輸；學(xué)生是知識(shí)的被動(dòng)接受者，其學(xué)習(xí)主要是“遵從、記憶和模仿”，這樣的教學(xué)難以讓學(xué)生的思維和能力得到發(fā)展。

計(jì)算思維不僅反映了計(jì)算機(jī)的原理，更重要的是體現(xiàn)了基于計(jì)算技術(shù)以及計(jì)算機(jī)問(wèn)題求解的思路與方法，為未來(lái)應(yīng)用計(jì)算機(jī)手段進(jìn)行學(xué)科的研究與創(chuàng)新奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。對(duì)學(xué)生而言，掌握計(jì)算機(jī)知識(shí)很容易，但將這些知識(shí)貫通形成思維，最終化為能力則需要不斷訓(xùn)練。大學(xué)計(jì)算機(jī)課程要實(shí)現(xiàn)思維性教學(xué)改革，關(guān)鍵要將貫通計(jì)算機(jī)知識(shí)的思維以可視化、可實(shí)現(xiàn)的方式而不是簡(jiǎn)單化、概念化的方式傳授給學(xué)生。因此，將計(jì)算思維注入大學(xué)計(jì)算機(jī)的教學(xué)改革是對(duì)現(xiàn)有教學(xué)模式的挑戰(zhàn)，其重心是教育教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變、教學(xué)內(nèi)容的改革、教學(xué)方法與手段的再創(chuàng)新。

大學(xué)計(jì)算機(jī)課堂教學(xué)與學(xué)生計(jì)算思維能力需求間的差距，除了有教師自身的原因，也有兩個(gè)外在因素：一是教學(xué)內(nèi)容多與課時(shí)數(shù)壓縮之間的矛盾。課程兼?zhèn)淅碚撔耘c實(shí)踐性，教學(xué)內(nèi)容涉及范圍廣、知識(shí)點(diǎn)多，需要學(xué)生具備一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)才能更好地理解和掌握計(jì)算思維。通常的做法是用大量的學(xué)時(shí)講授理論，少部分的學(xué)時(shí)用在實(shí)踐上，這使得學(xué)生難以消化課內(nèi)知識(shí)。二是入學(xué)時(shí)學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的差異。大學(xué)計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)一直面臨著學(xué)生“非零起點(diǎn)”和“非同一起點(diǎn)”的“兩非”狀態(tài)，這給課堂教學(xué)的組織帶來(lái)困難，而計(jì)算思維內(nèi)容的注入會(huì)使這種個(gè)體差異現(xiàn)象變得更加明顯。

因此，只有保證每個(gè)學(xué)生預(yù)先具備一定量的計(jì)算機(jī)知識(shí)，才能在課堂上更好地開(kāi)展基于知識(shí)的思維性教學(xué)，從而有效解決計(jì)算思維能力在課堂教學(xué)中培養(yǎng)難的問(wèn)題。而MOOC能夠?yàn)閱?wèn)題的解決提供新的手段。

1.2 對(duì)MOOC的認(rèn)識(shí)

MOOC是隨著現(xiàn)代信息技術(shù)和教育技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的一種新型的教育學(xué)習(xí)模式，能為廣大學(xué)生提供更高質(zhì)、高效和便利的教育資源和學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。在我們看來(lái)，相比于大學(xué)正規(guī)的課堂教學(xué)，MOOC的優(yōu)勢(shì)可以歸納為以下幾點(diǎn)：

（1）更廣闊的視野。MOOC的開(kāi)放性使學(xué)生能快捷且免費(fèi)地學(xué)習(xí)到國(guó)內(nèi)外高校各學(xué)科最優(yōu)質(zhì)的課程，對(duì)不同高校間相似課程進(jìn)行比較和分析，有助于學(xué)生深入、全面地理解和掌握課程知識(shí)。

（2）更個(gè)性化的學(xué)習(xí)方式。MOOC不需要學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間、地點(diǎn)和固定的同學(xué)一起學(xué)習(xí)，滿足了不同層次學(xué)生的個(gè)性化自主學(xué)習(xí)需求，有利于個(gè)性和潛能的發(fā)展。

（3）教學(xué)數(shù)據(jù)的挖掘與利用。MOOC不僅能給出網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)考核分值，還提供了學(xué)習(xí)過(guò)程數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)收集和分析，這為自主學(xué)習(xí)過(guò)程的激勵(lì)、監(jiān)控和優(yōu)化提供了更好的途徑，也為針對(duì)個(gè)體提供個(gè)性化指導(dǎo)打下基礎(chǔ)。

盡管MOOC具有上述諸多優(yōu)勢(shì)，但并不意味著正規(guī)的課堂教學(xué)可以被其取代，主要有4方面的原因。一是MOOC在給學(xué)生學(xué)習(xí)帶來(lái)靈活性的同時(shí)也減弱了外在規(guī)范，學(xué)生容易放棄學(xué)習(xí)。二是MOOC提供開(kāi)放的課程教學(xué)資源，但無(wú)法創(chuàng)造與正規(guī)課堂互動(dòng)相當(dāng)?shù)姆諊托Ч?，學(xué)生缺乏積極思考問(wèn)題的熱情，分析和解決問(wèn)題的能力比較差。尤其不能創(chuàng)造在一起進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的思想交流、協(xié)作和互相學(xué)習(xí)的教學(xué)環(huán)境，而這正是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維最為重要的環(huán)境。三是MOOC的受教人數(shù)眾多，教師難以對(duì)不同受教者做有針對(duì)性的長(zhǎng)期輔導(dǎo)。四是MOOC難以為學(xué)生提供高水平的創(chuàng)新實(shí)踐體驗(yàn)。

因此，MOOC應(yīng)是一種輔助型的學(xué)習(xí)方式，作為課堂學(xué)習(xí)的有益補(bǔ)充。比較科學(xué)的做法是將MOOC與課堂教學(xué)有機(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮兩者優(yōu)勢(shì)，相互促進(jìn)。

1.3 利用MOOG優(yōu)勢(shì)，以翻轉(zhuǎn)思維促進(jìn)教學(xué)改革

在大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)改革的思路上，我們可以以翻轉(zhuǎn)式教學(xué)改革為切入點(diǎn)，以自建的或其他高校的大學(xué)計(jì)算機(jī)MOOC為依托，實(shí)現(xiàn)正規(guī)課堂教學(xué)與MOOC的有機(jī)融合，借助MOOC改變課上講授、課后復(fù)習(xí)的傳統(tǒng)授課模式，將計(jì)算思維培養(yǎng)的過(guò)程延伸到課堂教學(xué)之前，讓學(xué)生在課前通過(guò)MOOC觀看教學(xué)視頻，先自我或通過(guò)討論進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)，再結(jié)合課堂教學(xué)實(shí)現(xiàn)計(jì)算思維能力培養(yǎng)的目標(biāo)。這種安排既考慮了課堂授課時(shí)數(shù)限制和學(xué)生個(gè)體差異，也考慮了課程定位。MOOC不僅在課堂外為學(xué)習(xí)者和教學(xué)者提供了更好的學(xué)習(xí)和教學(xué)方法，同時(shí)也為課堂上進(jìn)行以教師為主導(dǎo)的科學(xué)、高效的思維性教學(xué)活動(dòng)做好知識(shí)、技能上的鋪墊和支撐，提供時(shí)間上的保障。課堂教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力無(wú)疑是最為重要的環(huán)節(jié)，而設(shè)計(jì)好課堂教學(xué)是培養(yǎng)出具有計(jì)算思維的高層次人才的關(guān)鍵。endprint

2、新型教學(xué)模式構(gòu)建

2.1 教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化和更新

教師將MOOC作為大學(xué)計(jì)算機(jī)課堂教學(xué)的線上環(huán)節(jié)，讓學(xué)生預(yù)先自主學(xué)習(xí)課程理論知識(shí)。其中MOOC提供以計(jì)算思維為主線組織的知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)視頻，該方式使課堂教學(xué)在內(nèi)容上，從以知識(shí)和技能講解為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)變?yōu)榕囵B(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計(jì)算思維解決問(wèn)題的能力為核心。

基于上述思路，學(xué)生需要通過(guò)MOOC預(yù)先學(xué)習(xí)知識(shí)模塊，教師在課堂上運(yùn)用案例開(kāi)展研討，運(yùn)用問(wèn)題求解方法梳理疑難點(diǎn)。案例的選擇要建立在對(duì)MOOC中實(shí)時(shí)記錄的教學(xué)數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)注重與學(xué)生的專(zhuān)業(yè)相結(jié)合，重點(diǎn)傳授計(jì)算機(jī)在不同學(xué)科的應(yīng)用思想和方法。例如，學(xué)生通過(guò)MOOC學(xué)習(xí)構(gòu)成算法思維的一系列知識(shí)點(diǎn)，如問(wèn)題的抽象、數(shù)學(xué)建模、算法的策略設(shè)計(jì)、算法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與控制結(jié)構(gòu)表達(dá)、算法的程序設(shè)計(jì)等；在課堂上，教師采用旅行商問(wèn)題（TSP）案例，以問(wèn)題為牽引，如TSP本質(zhì)上是一個(gè)什么問(wèn)題？用什么數(shù)學(xué)模型來(lái)解決？這個(gè)數(shù)學(xué)模型用怎樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法來(lái)表達(dá)？算法的程序是什么？學(xué)生根據(jù)教師提出的問(wèn)題進(jìn)行討論，分析解決問(wèn)題的相關(guān)思路，判斷哪些方法能有效地解決問(wèn)題，進(jìn)而在教師的引導(dǎo)下得到問(wèn)題的解決方法或?qū)崿F(xiàn)方法。學(xué)生通過(guò)案例貫通知識(shí)點(diǎn)，理解和掌握完整的求解過(guò)程和思維方法，親身感受到計(jì)算思維的作用及其可實(shí)現(xiàn)性。

在MOOC的支撐下，大部分的課堂學(xué)時(shí)將用于開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)，這為學(xué)生所掌握的計(jì)算機(jī)知識(shí)內(nèi)化為計(jì)算思維能力創(chuàng)造了有利條件。課堂實(shí)踐內(nèi)容的設(shè)計(jì)要注重綜合性，貼近專(zhuān)業(yè)需要，給學(xué)生留出創(chuàng)新思維的空間，不僅要強(qiáng)調(diào)問(wèn)題抽象、求解思路和形式化描述，更要增強(qiáng)問(wèn)題求解的多樣性和重構(gòu)性，其中多樣性可以盡量激發(fā)學(xué)生的思維活動(dòng)，重構(gòu)性通過(guò)變化也能夠強(qiáng)化計(jì)算思維的訓(xùn)練。同時(shí)，課堂實(shí)踐教學(xué)需著重提供基礎(chǔ)知識(shí)之上的拓展、創(chuàng)新等豐富的多層次實(shí)踐訓(xùn)練和指導(dǎo)，著力提高每個(gè)學(xué)生的計(jì)算思維意識(shí)與創(chuàng)新實(shí)踐能力。

在MOOC的支撐下，課堂教學(xué)的組織可打破以往理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的界限，將這兩者融為一體，教學(xué)場(chǎng)所可以設(shè)在實(shí)踐教室里，師生雙方可邊教、邊學(xué)、邊做。

2.2 教學(xué)方法的改進(jìn)

MOOC支撐下的大學(xué)計(jì)算機(jī)課堂教學(xué)不僅是教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化和更新，更重要的是在具體內(nèi)容教學(xué)中采用怎樣的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

由于課程理論知識(shí)的講解由MOOC來(lái)完成，因此，課堂教學(xué)能真正轉(zhuǎn)變成“以學(xué)生為中心，以學(xué)為主”，教師角色則轉(zhuǎn)變成“主導(dǎo)者”，發(fā)揮指導(dǎo)和調(diào)控作用，以互動(dòng)為主開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。在師生互動(dòng)方面，教師以問(wèn)題為基礎(chǔ)進(jìn)行教學(xué)引導(dǎo)，并鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題，善于引導(dǎo)學(xué)生積極有效地思考、討論并解答。MOOC對(duì)教學(xué)內(nèi)容的分擔(dān)使教師在這一環(huán)節(jié)能夠給予學(xué)生更充足的時(shí)間。通過(guò)MOOC的學(xué)習(xí)，學(xué)生具備了學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，能夠根據(jù)所學(xué)知識(shí)、專(zhuān)業(yè)和自己的興趣愛(ài)好在課堂上提出問(wèn)題，探索問(wèn)題求解方法，最終解決問(wèn)題。在生生互動(dòng)方面，借助MOOC提供的實(shí)時(shí)教學(xué)數(shù)據(jù)，教師能夠更好地指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分組，利用激勵(lì)機(jī)制和學(xué)生層次差異性所產(chǎn)生的合作意識(shí)，形成有利于每個(gè)小組成員發(fā)展的集體。在深層次的互動(dòng)過(guò)程中，教師需從思維方面提供問(wèn)題的解決工具、團(tuán)隊(duì)協(xié)作策略的指導(dǎo)，并幫助學(xué)生及時(shí)修正錯(cuò)誤的思路和方法，同時(shí)關(guān)注學(xué)生個(gè)體差異。這種教學(xué)方法提倡學(xué)生主動(dòng)參與討論，通過(guò)積極地思考、思想交流、協(xié)作、實(shí)踐操作，即以“做”而非以往的“聽(tīng)或看”為主介入到學(xué)習(xí)活動(dòng)中，讓學(xué)生高效地參與了思維的形成與應(yīng)用過(guò)程，使學(xué)生的主動(dòng)性、能動(dòng)性和自主合作性得到充分發(fā)揮。

2.3 綜合評(píng)價(jià)體系的改進(jìn)

考核是為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的一種教學(xué)手段。目前，大學(xué)計(jì)算機(jī)課程考評(píng)體系一般由平時(shí)考核（30%）和期末考核（70%）兩部分組成。平時(shí)考核一般只注重學(xué)生課堂出缺勤情況，而期末考核是以測(cè)試記憶為主的知識(shí)性考核。這樣的考核方式不能全面反映學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的學(xué)習(xí)情況，更不可能有效地反映學(xué)生掌握計(jì)算思維的程度。我們認(rèn)為，MOOC支撐下的大學(xué)計(jì)算機(jī)課程考核應(yīng)以思維能力為本位，改進(jìn)綜合評(píng)價(jià)體系，充分發(fā)揮考核評(píng)價(jià)的引導(dǎo)和激勵(lì)作用，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，強(qiáng)化創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

根據(jù)上述思路，可以通過(guò)合理地采用平時(shí)考核（40%，其中MOOC占25%）、課堂實(shí)踐考核（20%）和期末考核（40%）綜合評(píng)價(jià)學(xué)生的計(jì)算機(jī)知識(shí)水平和教學(xué)效果。在平時(shí)考核上，借助MOOC能使考核更加全面和公正，對(duì)學(xué)生從課外到課上的實(shí)際學(xué)習(xí)情況給予公正的考評(píng)。其中，課外學(xué)習(xí)情況由MOOC給出網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)考核分值，而課堂上的學(xué)習(xí)情況不僅注重學(xué)生出勤，更重要的是從教學(xué)過(guò)程中的互動(dòng)環(huán)節(jié)獲得有效反饋。課堂實(shí)踐考核成績(jī)不僅要反映問(wèn)題求解的結(jié)果，還要反映問(wèn)題求解過(guò)程的多樣性與重要性，從而鼓勵(lì)學(xué)生積極思維，大膽創(chuàng)新。在期末考核上，需轉(zhuǎn)變?yōu)橐詼y(cè)試思維為主的知識(shí)性考核。

3、結(jié)語(yǔ)

考慮MOOC的支撐作用，新構(gòu)建的大學(xué)計(jì)算機(jī)課堂模式“以學(xué)生為中心、以學(xué)為中心”，以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)和計(jì)算思維解決實(shí)際問(wèn)題的基本能力為核心，是傳統(tǒng)教學(xué)法的充分拓展。這樣的教學(xué)更能符合教育要培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)踐型人才的要求，也為終身學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)創(chuàng)造了條件。

以MOOC為代表的在線教育雖然還需要進(jìn)一步的研發(fā)和推廣，但應(yīng)該看到其對(duì)于促進(jìn)高等教育改革與發(fā)展所發(fā)揮的積極作用。筆者希望能與廣大教育同仁共同探索MOOC時(shí)代下的計(jì)算思維教學(xué)改革的實(shí)踐之路。endprint