摘要
近幾年，在教育部高教司以及教指委的推動下，非計算機專業(yè)《大學計算機》課程面向計算思維的教學改革已經(jīng)走向深入，但仍舊存在一些矛盾和困難，如基礎(chǔ)-學時-內(nèi)容的矛盾、教學內(nèi)容提升與教學師資水平提升的困難等也制約了教學改革進程，MOOC/SPOC的出現(xiàn)能否有效地解決這些困難呢？本文在《大學計算機-計算思維導論》課程十余所大學MOOC+SPOCs試點工作的基礎(chǔ)上，總結(jié)了MOOC+SPOCs教學改革實踐的經(jīng)驗，提出了如何基于MOOC+SPOCs進行大學計算機課程改革的建議，對其他課程亦有借鑒與指導意義。
一、改革大學計算機課程，為什么要建設(shè)MOOC/SPOC?
1?大學計算機課程應是一門什么樣的課程?
《大學計算機》課程，是惠及全國約600萬/年大學新生的重要課程，在經(jīng)歷了《計算機文化基礎(chǔ)》到《計算機應用基礎(chǔ)》《大學計算機基礎(chǔ)》等課程階段后，到今天已經(jīng)形成了以計算思維為主導教學內(nèi)容的新課程，筆者分別在幾篇文章中論述了大學計算機的計算思維教育空間—計算之樹、大學計算機課程的教學內(nèi)容體系以及大學計算機課程的教學改革思路等，應該說在各個學校產(chǎn)生了較為深遠的影響，越來越多的師生認識到對學生未來的創(chuàng)新思維有重要影響的是計算思維，而不是計算機及其一些典型軟件的使用，也不僅僅是計算機語言，大學計算機課程應講授人計算與自動計算的關(guān)系、如何實現(xiàn)自動計算、計算系統(tǒng)與程序、程序是如何編寫與執(zhí)行的、如何由問題到算法再到程序，難求解問題求解算法的構(gòu)造思路，計算與社會/自然的融合，網(wǎng)絡化與數(shù)據(jù)化思維等，這些內(nèi)容是對學生具有啟迪作用的教學內(nèi)容，大學課程應該講授這些內(nèi)容。
2?建設(shè)MOOC+SPOCs課程，破解大學計算機課程教學改革的難題
雖然已經(jīng)明確了大學計算機課程的教學內(nèi)容體系，但該課程天然存在著“基礎(chǔ)-學時-內(nèi)容”的矛盾，引發(fā)了很多問題，如教學目的不清、事實與工具講得多而思維講得少、內(nèi)容講解淺泛、以概念講概念等，致使各方面人員對大學計算機課程產(chǎn)生了水平較低、作用不大等錯誤的認識。眾多學校有心改革但無力改革，仍舊迷茫于計算思維教育如何落地，仍舊困擾于素質(zhì)教育師資水平如何提高等。
怎樣解決上述的矛盾，筆者認為要從兩個方面著力破解：一是從課程教學內(nèi)容體系方面，尋求大學計算機課程教學內(nèi)容的最小集合；二是從教學手段教學方法方面，是否可以利用MOOC/SPOC等先進的教學手段來破解這樣的矛盾。筆者所在大學與其他十余所大學一起在2014年秋季學期開展的大規(guī)模MOOC+SPOCs教學實踐結(jié)果可以說明，此問題是可以借助于MOOC+SPOCs手段加以解決的。本文著重論述這一方面的內(nèi)容。
二、MOOC+SPOCs的教學改革實踐
為更好地論述筆者的觀點，先介紹一下筆者及其教學團隊在中國大學MOOC平臺上的教學實踐工作。
1?面向社會學員的MOOC課程教學實踐
筆者及其教學團隊于2014.05.20至2014.07.15在愛課程網(wǎng)-中國大學MOOC平臺上首批開設(shè)了MOOC課程《大學計算機-計算思維導論》。如下圖1所示，該平臺支持教師和學生兩個身份進行工作：教師可在后臺建立課程教學計劃，發(fā)布教學視頻、教學課件、討論話題、測驗和作業(yè)等；學生可以查看課程介紹、觀看教學視頻、下載教學課件、參與討論、參與測驗和作業(yè)；系統(tǒng)自動匯總測驗和考試分數(shù)，形成學生成績等。
圖1. 中國大學MOOC平臺《大學計算機-計算思維導論》課程示意
為進行MOOC教學，筆者將課程內(nèi)容精心劃分為15講，每講大約120分鐘。進而又將每講內(nèi)容劃分為問題小節(jié)，每一個問題小節(jié)制作一個短視頻大約10至15分鐘；問題小節(jié)獨立，問題小節(jié)之間關(guān)聯(lián)，課程講之間形成體系。為開展在線測試與在線討論，還準備了充分的測試題(每講約50道題)和討論話題(每講約4個)。具體內(nèi)容請登陸中國大學MOOC平臺《大學計算機-計算思維導論》課程中查閱。
首期課程開放了9講共96段短視頻，開放了9講測試題進行測驗，每講開放了1個討論話題，并組織了期末考試。課程主要學員是社會化學員和一些高校教師, 覆蓋理工、醫(yī)農(nóng)、社科、人文等各學科學員等；課程有9000余人學習了本課程，約1500人參與考核，約300人拿到了課程結(jié)業(yè)證書。
首期課程受到了學員的普遍歡迎，學員們反饋“很有價值，我是數(shù)學專業(yè)的，…，感覺計算真的改變了世界，這門課立足點很高，看的更遠?！薄啊厮季S’，輕‘知識’。喜歡此課程，個人認為這是一門人人都應該學的基礎(chǔ)課，而不僅僅局限于計算機學科的學生”“覺得很有幫助，以前學習了相關(guān)學科，都不太了解各學科之間的關(guān)系，就應該先講這門課”。更多的反饋請見中國大學MOOC平臺上的本門課程。
2?面向在校大學生的MOOC+SPOCs課程實踐
筆者及其教學團隊于2014.09.10至2014.01.15在愛課程網(wǎng)-中國大學MOOC平臺上開設(shè)了第2期MOOC課程《大學計算機-計算思維導論》。同時，聯(lián)合13所大學基于此MOOC課程在中國大學MOOC平臺首批開設(shè)了各學校專有的SPOC課程，即首次進行了所謂的大規(guī)模MOOC+SPOCs的教學實踐活動。如下圖2所示，SPOC課程將教學資源、作業(yè)/測試及討論區(qū)等都分成了兩個部分：MOOC共享區(qū)和SPOC專享區(qū)，并將二者有機的統(tǒng)一在一起提供給學生使用，各學校SPOC教師在后臺維護專有SPOC的特色內(nèi)容，而MOOC共享區(qū)的內(nèi)容則共享同一門MOOC課程。
圖2. 中國大學MOOC平臺的SPOC課程操控示意
MOOC課程第2期開放了13講共127段短視頻，開放了13講測試題，13講教學課件(PPT)，13講模擬練習題及習題解析每講約50余題，13講導學文檔，每講開放了4個討論話題，并組織了期末考試。典型的SPOC課程，設(shè)置了一份“課程教學基本要求-學生須知”，內(nèi)中規(guī)定了SPOC學生應該學習的內(nèi)容以及成績獲取方式等，設(shè)置了一些私有討論話題，如“線上線下相結(jié)合的教學/學習方式下，你希望老師課堂上怎么講”“談談第一次聽課的感受”等。復雜一些的SPOC課程，根據(jù)學生群的差異，在MOOC基礎(chǔ)上重組教學內(nèi)容，補充教學視頻，設(shè)置特色化的測試與考核題、作業(yè)題，及不同的成績獲取政策等。
課程主要學員是哈爾濱工業(yè)大學(約3500余人)、南京航空航天大學(約2900余人)、西南科技大學(三個SPOC，人數(shù)分別為4505人，1211人，234人)、哈爾濱工業(yè)大學(威海)(約1700余人)在校學生以及其他9所學校的部分學生，包括合肥工業(yè)大學、哈爾濱工程大學、西北工業(yè)大學、東北林業(yè)大學、哈爾濱商業(yè)大學、齊齊哈爾大學、湖南師范大學、蘇州科技學院、西南石油大學等。同期課程13所大學基于MOOC+SPOC課程形式，21000余人同步學習，140000余人次討論互動。
哈爾濱工業(yè)大學張麗杰老師負責的SPOC課程學員評價：“網(wǎng)絡授課可以說是偉大的突破，…，這樣的教學豐富了同學們的視野，也使一些學有余力的同學能夠進一步學習”“第一次知道原來計算機課不是單純的學習電腦硬件軟件的，而是重在計算思維的培養(yǎng)，這完全顛覆了我的認知…?！薄坝X得大學真的與中學區(qū)別很大，能學多少，學到什么都看個人的追求了?！薄敖裉焐狭艘还?jié)課，感覺靈魂得到了升華…，總之好興奮啊！”。哈爾濱商業(yè)大學于鳳老師負責的SPOC課程學員評價：“計算思維是一種想象力，可以幫助我在以后的職業(yè)設(shè)計中獲得創(chuàng)意的靈感”。東北林業(yè)大學孫海龍老師負責的SPOC課程學員反饋：“…有收獲，課堂上沒跟上的內(nèi)容，終于會了?！薄坝惺斋@，…，讓我想起了那一句名言：科學真是迷人?！薄熬W(wǎng)上學習可以擴延我們的學習時間，在課堂外也可學習…”……更多內(nèi)容見于平臺上的課程中。
三、再認識MOOC+SPOCs
MOOC的出現(xiàn)引起了人們關(guān)于大學教育教學改革的廣泛討論，筆者站在一個普通教師的角度，基于具體課程的MOOC+SPOCs實踐，對MOOC+SPOCs有以下一些認識。
1?MOOC+SPOCs是一種實實在在的教學促進手段
MOOC+SPOCs是一種實實在在的教學促進手段，我們既不要夸大其作用，也不要貶低其影響。它只是利用了先進信息技術(shù)產(chǎn)生的MOOC平臺來支持各學校教師的教學工作，如下圖3所示。這種支持與促進體現(xiàn)在以下幾個方面：
圖3. MOOC平臺對傳統(tǒng)課堂教學的支持與促進
(1)MOOC+SPOCs是教學資源的聚集與利用平臺。它可有效地聚集各種教學資源與教學成果，包括：(a)教學短視頻；(b)課程導學文檔；(c)教學課件(PPT)；(d)模擬練習題及其解答；(e)話題討論；(f)題庫與考核；(g)教材；(h)作業(yè)及其完成等等。同時通過它，這些聚集起的資源可以得到有效利用—被大量學生學習，可能數(shù)倍于傳統(tǒng)課堂的學生數(shù)。
(2)MOOC+SPOCs是教師教學工作的支持平臺。教學改革涉及多個方面，如個性化教學、研討式教學、過程化與多樣化考核等，其實施將會產(chǎn)生大量的工作量，平臺可有效地實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動搜集、考核的自動評價、成績的自動處理等，能有效支持教師的教學工作。
(3)教學過程數(shù)據(jù)的聚集與管理平臺?，F(xiàn)在通常強調(diào)教學過程管理，管理者通過獲取教學過程數(shù)據(jù)來對教學進行評價和改進，很多學校是依托于人工報送數(shù)據(jù)、人工填寫數(shù)據(jù)來完成，而借助于MOOC+SPOCs平臺，使數(shù)據(jù)伴隨著教學過程自動聚集，而不是由教師、相關(guān)人員手工填寫，這也是有意義的。對這些數(shù)據(jù)的利用，不僅僅是教學管理者進行分析的重要依據(jù)，更是任課教師改進教學過程的重要依據(jù)。
2?MOOC+SPOCs: MOOC是開放共享手段，而SPOC是一種管理學生的手段
面向社會學員和在校學員的教學活動是有差異的：從開放性角度，前者強調(diào)公共、開放，后者則強調(diào)私有、僅面向課程班開放；從學習要求角度，前者是興趣為主的學習，后者則是規(guī)定內(nèi)容的學習；從學習的監(jiān)督性角度，前者是自覺無監(jiān)督的學習，后者則是半自覺有監(jiān)督的學習；從學員層次角度，前者包含了各個層次、已畢業(yè)未畢業(yè)的，后者則基本處于同一層次；從教師責任角度，前者教師是無責任的，是否堅持學習取決于學生的意愿，后者則教師是有責任的，爭取不讓任何一個學員掉隊是基本目標。
正是因為存在著教學活動的差異，所以可利用MOOC面向社會學員開放共享，而利用SPOC管理在校學生，了解每一個學生的學習狀態(tài)、督促每個學生完成規(guī)定內(nèi)容的學習等。
3?MOOC+SPOCs: MOOC是一種標桿，而SPOC是基于標桿的特色化手段
一門課程，面向不同基礎(chǔ)不同層次的學生，其教學要求和教學方法是不一樣的。比如對基礎(chǔ)好的學生可能講一遍即可，在同樣學時內(nèi)可講授更多內(nèi)容；而對基礎(chǔ)較弱的學生可能要反復講，在同樣學時內(nèi)必須壓縮內(nèi)容以提高學生的接受程度，而當學生理解程度提高時，又能有渠道繼續(xù)接受更深入內(nèi)容的學習。
正是因為這種共性和差異性的存在，需要MOOC與SPOC相結(jié)合。MOOC課程內(nèi)容可建設(shè)為一個標桿，而SPOC可基于MOOC標桿建設(shè)各具特色的課程內(nèi)容，可以高于或者低于MOOC標桿內(nèi)容。所謂的“標桿”，是指一門課程應該講授的完整的教學內(nèi)容，不僅有深度要求而且有廣度要求。所謂的“特色化”不僅體現(xiàn)在內(nèi)容選擇的差異化，還體現(xiàn)在同樣教學內(nèi)容的不同教學方法上：面向不同基礎(chǔ)不同層次不同專業(yè)學生的差異化講解等。
通過MOOC可保證教學水平，保證各學校在師資水平存在差異的情況下而使學生接受到高質(zhì)量的課程，促進教育公平的實現(xiàn)，通過SPOC實現(xiàn)不同層次學生的差異化教學，特色化教學，充分調(diào)動教師和學生學習的積極性和主動性。
4?MOOC+SPOCs：網(wǎng)絡課堂 vs. 線下課堂 與 是否翻轉(zhuǎn)課堂
應該說MOOC+SPOCs為學生提供了第二課堂--網(wǎng)絡課堂。這里第一課堂是指傳統(tǒng)的線下課堂。在提MOOC+SPOCs時，很多人會強調(diào)“翻轉(zhuǎn)課堂”--即將傳統(tǒng)的課堂“講授與學習”，課后“討論與答疑”，翻轉(zhuǎn)過來成為，課后借助于網(wǎng)絡課堂“講授與學習”而線下課堂“討論與答疑”，提高學生的學習興趣和學習效果。筆者認為課堂翻轉(zhuǎn)是有條件的，(1)能夠確認學生通過MOOC+SPOCs完成了規(guī)定內(nèi)容的學習；(2)小班授課或小班研討。
像大學計算機這樣的仍舊實施大班授課的基礎(chǔ)課，如何實施翻轉(zhuǎn)課堂需要進一步探索。此外，當面對習慣于討論和提問的基礎(chǔ)較好的學生而言，翻轉(zhuǎn)課堂應能取得較好的效果，而面對大部分基礎(chǔ)較弱、又不太愿意提問的學生而言，翻轉(zhuǎn)課堂可能會影響他們的學習興趣。看看SPOC學員對線下課堂的建議和期望可知，學生們?nèi)耘f希望教師在課堂“講思路、講提綱—指導與引導；講重點、講難點—過程與模擬；少用術(shù)語多用示例—案例與術(shù)語；多提問多討論---問答與互動”等等。
但不管翻轉(zhuǎn)與否，面對網(wǎng)絡課堂，線下課堂的教學模式是需要改變的。可以選擇“課堂為主、網(wǎng)絡為輔”“課堂為輔、網(wǎng)絡為主”“線下線上互補”等幾種教學模式。具體而言：(1)可將完整教學內(nèi)容放置于網(wǎng)絡課堂，學生可自主選擇學習哪些內(nèi)容，好學生可學得更多，弱學生可重復學習；而在線下課堂選擇“少”而“精”的內(nèi)容，詳細講授，盡量照顧大多數(shù)學生。(2)網(wǎng)絡課堂更適宜于碎片化知識的學習，對思路性內(nèi)容、難點性內(nèi)容的講解可能過于精簡；則線下課堂應多注重思路性內(nèi)容、難點性內(nèi)容的講解，通過互動交流，引導學生進行網(wǎng)絡課堂更多知識的學習。(3)網(wǎng)絡課堂更適宜于自我學習、不受時間空間限制的自由學習、非面對面的學習；而線下課堂則可通過小班研討與交流、成果展示與點評，促進學生自主學習。目前基于MOOC+SPOCs的混合式教學模式已被認為是未來大學教學改革的方向。
5?MOOC+SPOCs：大規(guī)模在線討論--第三課堂
如果說傳統(tǒng)課堂為第一課堂，網(wǎng)絡課堂為第二課堂，則大規(guī)模在線討論可被認為是第三課堂，如何發(fā)揮第三課堂的力量，對于提升教學效果很重要。為什么這么說呢，這可以由MOOC+SPOCs面向在校生的教學實踐來反映，如圖4所示，在第二期教學實踐中每講設(shè)有4個討論話題，平均每個話題的瀏覽與回復比率在20%~50%左右，同期課程140000余人次的討論互動。通過“大規(guī)模在線討論”的實踐，我們發(fā)現(xiàn)，大規(guī)模在線討論為每一個同學提供了參與表達的空間和手段，尤其是針對那些不愿發(fā)言的同學而言，這種非面對面地討論，可以提高其參與度，同學普遍認為“參與討論也是學習，參與能夠帶動興趣，參與能促動思考/學習，參與能夠改變觀念，參與能夠擴展視野”。很多同學通過瀏覽他人的回復內(nèi)容，感覺到其學習的差距而抓緊時間學習，通過瀏覽他人的回復而發(fā)現(xiàn)老師沒有講授的內(nèi)容而去學習，通過回復其他人的問題而提高了自身的理解程度；因此第三課堂很重要！
四、怎樣建設(shè)MOOC+SPOCs--思路與建議?
1?多學校聯(lián)合建設(shè)MOOC共享與SPOC分享相結(jié)合的開放課程
通過兩輪實踐，筆者建議應該多學校聯(lián)合建設(shè)MOOC共享與SPOC分享相結(jié)合的開放課程，如圖5所示意。圖5左側(cè)頂部的完整課程由兩個維度構(gòu)成，水平維度為大家共同認可的完整課程內(nèi)容及其內(nèi)容劃分，垂直維度為對同一課程內(nèi)容，不同學校、不同類別師資建設(shè)的同類/不同類課程資源。這樣可構(gòu)成完整的教學資源庫，可開放給所有教師與學生使用。通過MOOC，面向所有學生開放，共建共享；通過SPOC，面向各學校各個課程班共建分享。建設(shè)與開放的應是同一門課程，而不是多門課程。
圖4. MOOC討論題(部分)的瀏覽與回復數(shù)據(jù)示意
圖5. 多學校聯(lián)合建設(shè)MOOC與SPOC相結(jié)合的開放課程示意
2?建設(shè)適應不同類別不同層次學習者需求的課程
筆者建議在同一門課程中，建設(shè)適應不同類別不同層次學習者需求的課程，使MOOC做到“普及兼高層次”。普及是讓所有學習者都能聽懂看懂，都能有所收獲，而高層次是指不能降低課程水平，體現(xiàn)了課程的廣度與深度。學生可在同一門課程中進行學習，根據(jù)其興趣和學習過程，自主的、動態(tài)的選擇初級、中級或高級班結(jié)業(yè)。換句話說，不是學習前選擇課程的層次，而是學習結(jié)業(yè)前選擇課程的層次。初級、中級、高級班均覆蓋完整的課程內(nèi)容類別，但所學習的視頻在深度上可能不同，所進行的考核是不同的。
3?建設(shè)既追求多校共同性，又保留有各學校各教師特色的SPOC課程
筆者建議基于同一門MOOC課程，建設(shè)既追求多校共同性，又保留有各學校各教師特色的SPOC課程，此所謂“共同但有特色”。各校學生按教學班選擇課程進行學習；不同教學班由不同教師負責，教師可自我再造進行教學內(nèi)容組織，亦可由教學示范班復制教學內(nèi)容組織方案形成，可自我決定教學班是否面向本?；蛩ｉ_放觀摩。學生僅能進入其所選擇的教學班進行學習，而不能進入其他教學班進行學習，但可同時學習MOOC優(yōu)質(zhì)資源課程。如圖6示意，真正做到“以學生為中心的教與學”。
圖6. MOOC+SPOCs實現(xiàn)“以學生為中心的教與學”
4?建設(shè)在校學習與網(wǎng)絡學習同步討論與學習的課程
筆者建議基于同一門MOOC課程，建設(shè)在校學習與網(wǎng)絡學習同步討論與學習的課程，形成“校內(nèi)校外同步學習與大討論”的學習環(huán)境。校外學生學習開放的MOOC課程；校內(nèi)學生既可進入各校SPOC課程學習，又可學習開放的MOOC課程；校內(nèi)/校外學生共同參與討論和回答問題，多學校教師共同回答所有學生的提問(包含網(wǎng)絡學生和不同學校學生的提問)；校外學生需完成開放的網(wǎng)絡練習題測驗，以獲得成績；校內(nèi)學生需完成SPOC規(guī)定的練習題測驗(意味著并不一定要完成所有的開放的網(wǎng)絡測驗)，以獲得線上成績；校內(nèi)學生需完成各學校各課程班規(guī)定的線下考試，以獲得線下成績。
5?建設(shè)面向大規(guī)模在線學生考核的母題庫和衍生題庫，促進考核方式的變化
筆者建議基于同一門MOOC課程，建設(shè)面向大規(guī)模在線學生考核的母題庫和衍生題庫，促進考核方式的變化，實現(xiàn)“分級題庫與個性化測試”。所謂的母題是指學生應該掌握的可測試學習內(nèi)容的基本題目，而衍生題則是指可由母題經(jīng)簡單處理演變出的n多個練習題，與母題可能具有相同的題干但參數(shù)不同、結(jié)果不同，選項不同。母題庫可開放給學生復習和練習，而衍生題庫則用作測驗和考試。母題和衍生題考的是相同的知識內(nèi)容，如果確實會答母題，則衍生題都會答。衍生題和母題只是方法相同，但內(nèi)容上有差異。
五、總結(jié)
大學計算機課程教學改革的根本是教學內(nèi)容的改革與提升，一門課程真正為社會各界所認可所需要的是內(nèi)容，需要的是系統(tǒng)化的自成體系的內(nèi)容。在有了良好教學內(nèi)容的前提下，教學方法教學手段也是很重要的，MOOC+SPOCs可以有效地聚集課程教學資源，真正圍繞“課程”進行建設(shè)；MOOC+SPOCs既可以擴大共識，又可以保留特色，實現(xiàn)線上線下、在校生非在校生、同校不同校的共同學習；MOOC+SPOCs既為愿意學習的同學提供了更為豐富的內(nèi)容，又為自身水平偏弱的同學提供了多次重復學習的機會。
有了MOOC+SPOCs，并不意味著教師的作用降低，相反教師的作用可能更為重要，如圖6示意，如何面對面地引導和指導學生學習？如何通過翻轉(zhuǎn)課堂實現(xiàn)研討式、點評式等教與學，拓展學生主動學習的積極性等都需要教師來完成。
讓我們統(tǒng)一認識、統(tǒng)一目標，共同行動起來、積極改變，基于共建共享、共建分享的先進的MOOC+SPOCs手段，實現(xiàn)大學計算機課程教學內(nèi)容的提升，教學質(zhì)量的提升。
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