王宏坡 周紅鄭景詩 劉家琪 鄔海濤

（天津農(nóng)學院計算機科學與信息工程學院，天津300384）

基于慕課的應用軟件開發(fā)基礎(chǔ)教學模式探究*

王宏坡 周紅*鄭景詩 劉家琪 鄔海濤

（天津農(nóng)學院計算機科學與信息工程學院，天津300384）

應用軟件開發(fā)基礎(chǔ)作為非計算機專業(yè)學生開設(shè)的計算機課程，其有著不可替代的作用。如何有效讓學生采納和吸收課程的知識點，同時培養(yǎng)學生學習應用程序的興趣，成為該課程研究的重中之重。文章在深入了解慕課、微課、翻轉(zhuǎn)課堂的特點和應用方法基礎(chǔ)上，結(jié)合應用軟件開發(fā)基礎(chǔ)課程的特點，提出了基于慕課的應用軟件開發(fā)基礎(chǔ)課程教學模式，并進行相關(guān)測試，結(jié)果表明基于慕課的課程教學模式在應用軟件開發(fā)基礎(chǔ)課程上深受教師和同學喜愛，相對于傳統(tǒng)的教學方式，效果明顯。

慕課；翻轉(zhuǎn)課堂；應用軟件開發(fā)基礎(chǔ)；教學模式

引言

隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，新的技術(shù)和新的理念也應運而生，如何在開放網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，依據(jù)云技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析，進行新的教學模式的探討成為當前教育教學模式研究的熱門課題。對于應用軟件開發(fā)基礎(chǔ)而言，將軟件程序、圖形和聲音等多中信息結(jié)合起來，為學生提供了直觀、形象、立體的程序環(huán)境，同時也為未來進一步學習程序設(shè)計打下堅實的基礎(chǔ)。然而，在以往的應用軟件開發(fā)基礎(chǔ)傳統(tǒng)教學模式中，由于受課堂教學時間和教學條件的限制，不能有效的將“聲、光、電”等元素有效的結(jié)合起來，從而對學生知識的理解和吸收有所限制，未能達到所期盼的課程效果。

慕課則以學生最佳學習注意力時間為基礎(chǔ)，依托于大規(guī)模開放性網(wǎng)絡(luò)平臺，以短小精悍的內(nèi)容為主，將課下和課上學習時間進行反轉(zhuǎn)，將傳統(tǒng)的課堂教學模式進行完全顛覆。在應有軟件開發(fā)基礎(chǔ)課堂中使用慕課方式進行教學，能夠充分發(fā)揮課程本身和先進技術(shù)雙方的優(yōu)點和優(yōu)勢，從而達到良好的教學效果。

一、研究背景

慕課英文名字是MOOC，它是英文單詞Massive Open Online Course首字母縮寫，即大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)開放課程［1］。它以知識傳播為目的，以分享和協(xié)作為精髓，利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)將課程開放性的放置到網(wǎng)上，供大家學習。慕課以全新的傳播方式和學習模式進行知識傳遞，打破了以往傳統(tǒng)教育資源區(qū)域配置的格局，使資源得到全方位的共享和最大化利用。

慕課與傳統(tǒng)50分鐘一節(jié)課教學形式不同的是它采用了以大約5-15分鐘內(nèi)的時間，即它不再強調(diào)時間大或長，而是依據(jù)學生學習注意力集中時間，將原來大的或者長的內(nèi)容，分解成短小的微視頻。為了保證在既定的時間內(nèi)完成視頻，則在拍攝內(nèi)容的選題上盡量要選取有代表性的、完整的、獨立的“小而精”的內(nèi)容［2］。這種形式的課程最初起源于北愛荷華大學的“60 Seconds Course”。David Penrose，美國圣胡安學院的教授，在2008年也提出了“Micro-Lecture”的理念，并依據(jù)此設(shè)計了許多大約3分鐘左右的課程視頻，供學生學習。雖然慕課的課程時限縮短了，但是在課程內(nèi)容的設(shè)計和編排上并為縮減，反而有了更科學、更有效的形式。慕課的教學設(shè)計以情景教學法為中心，以激發(fā)課程學習興趣為目標，以構(gòu)建主義為理念，通過創(chuàng)建各種場景，疊加情感認知和知識認知，用一個個精悍的例子將知識點呈現(xiàn)出來。如英國的彭斯在他的詩歌“A Red Red Rose”中，將情景引入課程教學中，通過一個故事，再配合相應的語言技巧及背景，將知識點用圖像加聲音方式呈現(xiàn)給學生。學生在學習時很快融入設(shè)定的情景中，進而能夠?qū)φZ言和知識實現(xiàn)最大化的接受和消化，進而達到傳播知識的目的。

除此之外，由于慕課要通過網(wǎng)絡(luò)讓大家學習，所以在慕課視頻的格式上也要盡量采用可網(wǎng)絡(luò)播放的小視頻格式，如flv、rm等格式。這樣，學生不僅可以在電腦上隨時隨地的學習，而且由于視頻格式的短小和可在線播放，也可以在手機或其他任何移動終端上進行不限時間和地點的隨時隨地的學習，從而與現(xiàn)代時間碎片化的學習方式相吻合。

翻轉(zhuǎn)課程即將以往課堂模式進行翻轉(zhuǎn)，對課程知識的學習不再局限于課堂之上，可以以在線的形式在課下自行通過觀看視頻資料進行，而且對于播放的時間和進度，完全由學生自己決定，而在課堂上則不再對知識點重復講解，重點用于對未理解的或未掌握的內(nèi)容進行問題答疑、深化理解及鞏固，從而大大增加了同學之間以及同學和老師之間的交流和互動［3］。其中最具代表性的或者說最具有影響力的當屬可汗學院的課程網(wǎng)站。他講很多課程上傳到Y(jié)ouTube上，供大家免費觀看和學習，并且從反饋來看，其課程效果非常好。

基于以上特性，慕課是融合翻轉(zhuǎn)課堂理念，并為當代的移動混合以及隨時隨地的碎片化學習提供有力的支撐，更是對傳統(tǒng)教學方式的提高和拓展的教學模式。

二、應用軟件開發(fā)課程教學中存在的問題

在傳統(tǒng)的我國教育教學中，以單元方式的信息化教學模式越來越凸顯弊端，具體表現(xiàn)為課程內(nèi)容過大，課程時間較長，課程內(nèi)容更新不及時，與學生互動性差，在當前形式越來越多的學習方式中，傳統(tǒng)的教和學越來越捉襟見肘，急需符合當代潮流的教學方式和模式，以滿足當前個性化的學習背景［4］。

隨著素質(zhì)教育的不斷發(fā)展和普及，掌握多種技能的復合型人才成為當代大學生的特征之一，因此，提高當代大學生綜合素養(yǎng)在高校的素質(zhì)教育中具有重要地位。應用軟件開發(fā)基礎(chǔ)在大學的計算機教學中尤其是針對非計算機專業(yè)學生來說具有重要的不可替代的作用：它首先可以擴大非計算機專業(yè)學生的知識面，讓他們知道和了解計算機軟件或者計算機系統(tǒng)是如何協(xié)調(diào)工作的；其次，通過學習和掌握應用軟件的設(shè)計和開發(fā)過程，更利于培養(yǎng)和建立學生的計算機思維能力。然而，傳統(tǒng)的應用軟件開發(fā)基礎(chǔ)課程受時長和內(nèi)容的約束，亟待解決。

（一）課堂時間有效性達不到

在以往的應用軟件開發(fā)基礎(chǔ)教學中，教師在上課中只用幻燈片一味的演示如何開發(fā)應用軟件，而對于講完之后，如何對學生進行詢問或提問，致使學生上課效率差，課程致使掌握低下。

（二）對應用軟件開發(fā)教學價值重視度不夠

通過對以往學生課程情況進行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，大家都針對如何按部就班的設(shè)計應用軟件給予了足夠的重視，但對于為何如此開發(fā)以及其背后所蘊含的理論價值知之甚少，通過咨詢相關(guān)同學，他們雖然也感覺到了在應用軟件開發(fā)中必然有相關(guān)的理論價值，但由于缺少老師的潛移默化的引導，僅僅靠自己的領(lǐng)悟達不到如此深度。

（三）沒有綜合性的應用軟件開發(fā)教材

通過作者對計算機應用軟件開發(fā)基礎(chǔ)教材的調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，目前市面上的圖書或教程多為知識點的簡單羅列，給予的擴展練習及提高的內(nèi)容很少，而且，很少的教程是針對一個應用軟件的開發(fā)進行，大多都是零散知識的簡易組合，缺乏系統(tǒng)性和完整性。

三、基于慕課的應用軟件開發(fā)基礎(chǔ)教學模式開發(fā)

針對以上所述問題，提出一種基于慕課的應用軟件開發(fā)基礎(chǔ)翻轉(zhuǎn)教學新模式，在該模式中，將課程內(nèi)容與計算機網(wǎng)絡(luò)、翻轉(zhuǎn)課堂等結(jié)合在一起，既能由學生自行利用課下碎片時間隨時隨地學習，又通過課堂輔導或同學交流探討，強化了知識同時也實踐了程序的開發(fā)，從而極大地發(fā)揮應用軟件開發(fā)基礎(chǔ)的特點和內(nèi)涵。

（一）基于云平臺、云處理技術(shù)，為課程提供強有力的技術(shù)支撐

本課程利用云處理技術(shù)在云平臺上（如網(wǎng)易云平臺、阿里云平臺、百度云平臺等）搭建應用軟件開發(fā)基礎(chǔ)的學習環(huán)境，然后將課程信息發(fā)布出去，進而每個同學都可以隨時隨地獲取課程資源。已發(fā)布的課程資源允許大家在任何地方以任何網(wǎng)絡(luò)互連的方式如采用計算機或者手持移動終端進行鏈接，然后觀看學習課程。此外，為了便于同學和同學之間以及同學與老師之間的交互，在課程中開設(shè)一個討論區(qū)甚至也可以利用微信的公眾號平臺，將大家在學習課程中所遇到的問題在平臺中進行交流與探討，將課堂上的一部分交流翻轉(zhuǎn)到課堂之下，更加體現(xiàn)慕課的優(yōu)點和特長。

（二）借助跟蹤學習文檔，設(shè)立多維交互綜合的數(shù)字化課程學習評價機制

雖然在課程的學習和進度上完全交由學生自己把控，但為了督促和監(jiān)督學員的學習過程，同時引導學生有效的學習，在該教學模式中引入了數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)評價機制。該評價機制主要通過綜合學員的日常學習情況、課堂表現(xiàn)情況、考試或測試成績以及最后設(shè)計作品這幾項，估算出該學員的學習綜合水平。評價機制如圖1所示。慕課平臺、翻轉(zhuǎn)課堂和課程學習評價機制的有效結(jié)合，創(chuàng)建除了一個立體的、全面化的應用軟件開發(fā)基礎(chǔ)的課程教學模式。在現(xiàn)有的三位一體的“編程能力、語言知識、綜合技能”的立體模塊基礎(chǔ)上，重新打造“編程能力、語言知識、移動碎片時間學習、文化修養(yǎng)、在線學習評估”等多維模塊的應用軟件開發(fā)教學，進而推動學生學習并使學生具有“自主編程、課業(yè)反思、程序設(shè)計文化及氛圍的理解、網(wǎng)絡(luò)化的主動學習、探究性學習”等多元能力。在云慕課平臺下的應用軟件開發(fā)基礎(chǔ)的課程教學模型和課程教學體系分別如圖2-圖3所示。

（三）編寫配套的教材和設(shè)計相應的課程資源

根據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂及應用軟件開發(fā)基礎(chǔ)課程特點，教材首次采用以培養(yǎng)學生計算機思維為導線，編寫課程單元內(nèi)容，同時輔助項目驅(qū)動理念來開發(fā)課程設(shè)計任務(wù)，加強學生的學習、編寫程序、動手練習能力的培養(yǎng)和提高。既有語言知識學習、又有程序跟寫練習；既有軟件開發(fā)過程的培養(yǎng)與實訓，又有計算思維的提攜與拓展。進而可整體提高學生的程序編寫能力和軟件開發(fā)的素養(yǎng)。在課程資源建設(shè)方面，除了常規(guī)的ppt等課程資源之外，還利用各種制作視頻的軟件及編輯軟件，并付諸于動畫等3D虛擬實現(xiàn)等技術(shù)，將應用軟件開發(fā)背后的理論和知識，通過一個個形象的可視化方式呈現(xiàn)給學生。

圖3 課程教學體系

（四）課程實施過程

基于慕課的應用軟件開發(fā)基礎(chǔ)課程的教學開展過程如圖4所示，它主要分為以下兩部分：

1.翻轉(zhuǎn)課堂前：在課堂之前，教師主要將該堂課程所涉及的視頻文件、微課文件以及配套的教案等上傳到慕課平臺上。學生則主要在課堂之前自主以任意方式學習課程，并對教師安排的訓練內(nèi)容進行練習，然后完成該堂課程小測試。該過程主要是通過學生在線根據(jù)視頻資料學習，進而引導對知識的掌握，然后再通過練習強化課程知識點，再通過課堂小測試進一步提高學生的理解和拓展視野。當每個翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)束之后，教師要及時根據(jù)學生學習課程的反饋，修改及調(diào)整下次改課程的教學內(nèi)容及教學編排。

2.翻轉(zhuǎn)課堂：在課堂之上，由于學生通過慕課平臺的視頻學習已經(jīng)掌握了基本知識，所以課堂不能再像傳統(tǒng)的教學模式，把知識重新講一遍，而是根據(jù)教學內(nèi)容，進行專題式的課程研究，此時，應根據(jù)項目驅(qū)動的項目主題以及適合學生的方式進行交流式或討論式的方式進行，如開展有針對性的編程特訓、單獨個體改正、甚至是指定主題競賽等，使學習過程從原來單純的單方接受過渡到創(chuàng)造力的激發(fā)和軟件開發(fā)思維的養(yǎng)成。

圖4 教學實施過程

四、教學模式實施研究分析

此次研究所設(shè)計的課程“應用軟件開發(fā)基礎(chǔ)課”從2014年秋季在全校范圍內(nèi)的所有非計算機專業(yè)學生開設(shè)，教材也隨著基于慕課的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的開展進行了兩次修整。該課程每個學期開設(shè)18周，周學時為3，截止到目前為止，課程已經(jīng)開設(shè)了4輪，累計近萬名學生上該課程。

（一）研究分析方法

為了更準確和科學的反映慕課教學模式的開展效果，研究采用構(gòu)建分析模型、樣本對比測試、訪談?wù){(diào)研等形式進行。在研究方法上采用定量分析與定性分析相結(jié)合的方式對教學模式進行測評和分析。研究中的定量數(shù)據(jù)由課程學習評價平臺的評測結(jié)果以及學生課業(yè)測試的各種成績（平時測試成績、單元測試成績及最后綜合測試成績）等構(gòu)成。定性的數(shù)據(jù)來源于學生的反饋意見、訪談內(nèi)容及文件調(diào)查。

（二）分析過程

在課程開始的第一次上課，上課教師就把課程安排以及相應的學習模式向同學們做一介紹；而后，從第二次上課到最后一次上課之前，對該課實施基于慕課的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式教學。在對學生的授課過程中，每隔兩周左右進行一次指定主題測試，以此作為課程學習評估測試中的多維測評中的一項。測試的主題主要有兩種形式：一種是軟件開發(fā)模仿編程，即根據(jù)課本中或課程中學習內(nèi)容，指定一個類似的主題，讓同學們自主編程；另外一種是綜合內(nèi)容主題測試，即測試的內(nèi)容并非完全是課程中的內(nèi)容，而是將之前所學內(nèi)容進行綜合，完成一個綜合主題的軟件開發(fā)，以考察學生的邏輯分析能力、主題判定能力和編程語言綜合能力。到了最后一次課，再次對學生進行綜合內(nèi)容測試，以此與之前的測評作比對，以檢驗慕課教學模式的開展效果。

（三）結(jié)果分析

根據(jù)之前的評判準則，通過對參與第一輪學習的隨機抽取的60名學生進行抽樣測評，如表1所示，由于篇幅所限，在表1中僅展示了第二次上課、第十次上課和第十七次上課的測評成績。

表1 測試成績對比表

從僅展示的三次成績中，能明顯的看到經(jīng)過慕課的翻轉(zhuǎn)課程教學模式學習，他們的測試成績有了顯著的提高。無論是模仿編程測試還是拓展綜合測試，成績都環(huán)比上升。而且從學生的學習電子檔案中也側(cè)面印證了該狀況。根據(jù)電子檔案中的多維測評，不難發(fā)現(xiàn)，學生本身的學習重復時間在從最初的多次重復學習，逐漸重復次數(shù)越來越少，而且單元測試結(jié)果也呈逐漸提高態(tài)勢，另外，從學生之間的評分及教師對學生的評分也是越來越高，呈逐漸上升態(tài)勢。因此，學生自評、同學之間互評以及教師對學生評分的三維評判也從不同側(cè)面表示了基于慕課的應用軟件開發(fā)基礎(chǔ)教學模式對學生和教師之間是相互促進的。

五、結(jié)束語

在信息及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷滲透的今天，在教育教學改革和人性化教學的號召下，對當前課程進行適應時代潮流的改革已經(jīng)成為一種趨勢和必然。該研究將最新的互聯(lián)網(wǎng)云計算云平臺技術(shù)與慕課教學方法進行有機結(jié)合，重復利用應用軟件開發(fā)基礎(chǔ)課程的優(yōu)勢和特色，對計算機專業(yè)學生進行了全方位的綜合培養(yǎng)，結(jié)果表明基于慕課的應用軟件開發(fā)基礎(chǔ)翻轉(zhuǎn)課堂的教學模式不僅可以讓學生隨時實地，利用碎片化時間去學習，而且還提高學生的編程能力，同時也培養(yǎng)了他們發(fā)現(xiàn)問題、科學分析問題和解決問題的計算思維能力。

［1］楊剛，楊文正，陳立.十大“翻轉(zhuǎn)課堂”精彩案例［J］.中小學信息技術(shù)教育，2012（3）：13-15.

［2］王宏坡，李乃祥，周紅，等.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)環(huán)境下農(nóng)科院校教學模式探究［J］.科技創(chuàng)新導報，2014（11）：162.

［3］王宏坡，李乃祥，周紅，等.任務(wù)驅(qū)動教學法在《應用軟件開發(fā)基礎(chǔ)》課程中的應用研究［J］.科技創(chuàng)新導報，2014（34）：122-123.

［4］孫玉明.任務(wù)驅(qū)動教學法探討與實踐［J］.湖南科技學院學報，2005，26（6）：248-249.

The application software development fundamentals which plays an irreplaceable role in computer courses for non-computer majors.How to effectively make students adopt and absorb knowledge courses，and develop students'interest in learning the application，has become a priority of the study of the course.Based on deeply understanding of MOOC，micro lesson，flipped classroom's characteristics and application methods，combining the characteristics of the course，the article proposed the mode for the course based on MOOC.At the same time Related tests were proceeded.The results showed that the teaching mode based on MOOC was loved by teachers and students.And compared with the traditional teaching methods，the effect is obvious.

MOOC；flipped classroom；the application software development fundamentals；teaching model

G642

A

2096-000X（2016）19-0030-03

由院精品課程“應用軟件開發(fā)基礎(chǔ)”項目及實驗教學中心教改項目“應用軟件開發(fā)基礎(chǔ)實驗教學錄像的制作”資助。

*通訊作者：周紅（1979-），女，河北邢臺人，副教授，博士，主要從事計算機信息處理及教學模式方面的研究。