面向MOOC的程序设计语言课程教学设计

王之元　易晓东　李姗姗　刘芳

摘要：计算机程序设计语言的学习具有很强的实用性和普及性，随着大规模在线课程（MOOC）的兴起，计算机程序设计语言成为适合作为MOOC的课程之一。文章探讨如何利用MOOC这一工具，与校园教育相结合进行课程设计。从概念图、学习目标、主动学习和评价4个方面进行研究，说明具体的建议和操作方法，为未来计算机程序设计语言课程更好地适应MOOC变革做好准备。

关键词：MOOC；课程设计；概念图；学习目标；主动；评价

1、MOOC的兴起

2012年是大规模网络公开课程（MassiveOpen Online Course，MOOC）元年，MOOC开始在美国兴起，全球知名大学纷纷加入到MOOC浪潮中，中国的知名高校也不例外。与早期功能单一的在线教育不同，MOOC几乎可以完成传统大学的一切，包括教师按进度授课、学生完成作业及考试乃至为学生颁发相应证书或文凭等。

这种颠覆式的革命使人们越来越意识到MOOC将对传统的大学教育产生巨大冲击。在什么都全球化的今天，MOOC也将教育推上了全球化的舞台，这种变化带来的好处显而易见，最明显的一个特征是打破了教育壁垒，令教育资源平等化。这意味着在世界的任何一个角落，只要有网络就可以接受世界上最好大学的课程教育。

国内的教育家已经认识到MOOC带来的巨大挑战与机遇，国内大学也已经迅速行动起来，努力避免沦为少数国内外一流大学的代理机构。作为大学教师，我们已经深切感受到前所未有的紧迫感，并开始思考如何在MOOC革命的冲击下设计和变革课程体系。

尽管MOOC不仅有视频辅导材料还有互动评估系统，大规模地冲击着校园教育，但是质疑的声音仍然不绝于耳：有人提出这种MOOC的数字化教育并非等同于个性化学习，会导致教育的单一化、一致化和标准化，培养出的是思想僵化并只追求肤浅、通用知识的学生；还有人提出MOOC方式会让学生缺乏压力和动力，因为学生可以多次选修一门课程，直到通过为止。然而，所有的这些质疑都可以通过校园教育完成和弥补。“精品”的教学内容和“明星”式的教师、个性化的教学和及时的互动是MOOC背景下的必然趋势。新兴的教学模式和教学理念大量涌现，如研讨型教学、翻转课堂、先解决问题后解释、传授学习方法和思维方法等。

计算机程序设计语言课程如C语言课程，是一门受众面广、实用性强的课程，由于每个知识点相对简单和完整，因此它也是适合采用MOOC教学的计算机类课程之一。在新模式和理念的指导下，我们以程序设计语言特别是C语言为案例，对MOOC环境下课程的设计进行一些初步探索和尝试。

2、课程设计与实施

为了达到更好的教学效果，我们需要进行充分的课程设计，为教师和学生制订课程安排，对使用课程资料的整个活动过程进行描述。课程设计在教学过程中需要不断修正和改进，设计的内容包括活动或反馈的要点、指导或讨论的时间、调动热情的方法等。

教学过程应该包含几个阶段一直是教育工作者不断研究和总结的问题，目前比较公认的是BOPPPS模型，该模型将教学过程划分为引入（Bridge-in）、目标（0bjective）、预评价（Pre.assessment）、参与学习（Participatory learning）、后评价（Post-assessment）和小结（Summary）6个部分，简称为BOPPPS。

为了更好地实施BOPPPS模型，我们围绕授课对象进行课程设计，需要考虑概念图、学习目标、主动学习以及评价4个要素。其中，概念图帮助构建BOPPPS模型中的引入（B），建立课程之间的关系；学习目标与BOPPPS模型中的目标（0）紧密相关；主动学习是为了更好地实施参与学习（P）；最后的评价体现在BOPPPS模型中的预评价（P）、后评价（P）和小结（S）。

可见，概念图、学习目标、主动学习和评价4个要素贯穿课程实施过程中BOPPPS模型的始终，是增强教学效果和提高教学水平的重要保证。

3、适应MOOC的c语言课程设计

3.1 概念图

概念图是进行课程设计的基础，反映课程中各个知识点之间的组织关系。构建概念图使得教师在进行课程设计时，能够更好地梳理课程脉络，突出重点内容，从而指导课程的进度安排。

教师在构建概念图时，首先需要挑选课程内容中的关键知识点，形成概念并将其罗列出来，接着以层次、网络等方式将这些概念关联起来，形成概念图。在课程教学过程中，需要不断地对这些概念进行必要的评价和修改，并形成新的概念图。对同一课程而言，不同教师有不同的内容组织方法和教学方法，因此会有不同的概念图。即使是同一教师，随着认识的深入和时间的推移，也会令概念图随之变化。

对c语言课程而言，课程的关键概念或知识点比较明确，如语句、控制结构、顺序结构、选择结构、循环结构、函数、递归函数、数组、指针、引用、结构、if-else、switch、for、while等，需要先将其罗列出来。概念有不同的层次和范围，即概念之间有隶属或关联关系，因此需要梳理这些概念之间的关系并建立概念图，我们以控制结构章节的概念子图为例。控制结构概念图如图1所示。

容易看出，在控制结构这一章中，知识点以层次式结构组织。当然，概念图不都是层次式结构，根据不同的理解能够构建出不同结构的概念图，教师在授课过程中可以根据学生的反馈进行调整和修改。

3.2 学习目标

学习目标确定了期望学习者通过课程学习在一定条件下可观察或可量化的新的知识、技能及情感。制订这种定量化的学习目标还有利于后期的课程设计评价。

课程的学习目标通常能够划分为不同的层次。2005年，Bloom按照人的认知层次将学习目标由低到高逐渐划分为记忆（remembering）、理解（understanding）、应用（applying）、分析（analyzing）、评估（evaluating）、创新（creating）6个层次。Bloom建议针对课程内容，在上述6个层次中定量地制订相应的学习目标，提高可操作性。endprint

学习目标有一定的表述规范，1962年，Mager提出制订学习目标应包含3个要素：成效（学生能够完成什么）、条件（何时/何地学生能够完成）和标准（学生能够做到的程度）。上述3个要素必须具体、可度量、明确而清晰，为的是便于教师实施和操作。

结合Bloom和Mager的理论，科学的方法应是在Bloom的不同层次用Mager规范描述和制订学习目标。以控制结构章节为例制订的学习目标见表l，其中认知层次的学习目标成效是学生能够罗列出控制结构的常用语句，条件是当问到控制结构章节内容时，标准是语句罗列的完整程度以及正确与否。在明确了不同层次的学习目标后，教师和学生可以根据不同层次的需要分别制订各自的主动学习方案。

3.3 主动学习

1978年，诺贝尔经济学奖得主赫伯特西蒙说过，“实践与思考是学生学到知识的途径，也是唯一的途径”，这一点对于c语言课程尤为重要。学生想要具备相关领域中的计算机应用开发能力以及利用计算机分析和解决问题的意识，必须主动学习并动手实践。当学生学会自己对问题进行解释，而不是被动地听教师讲解时，学习效果会好很多。

主动学习是指学生在课堂上主动参与与课程相关的活动，而不仅仅是被动地看、听和记笔记。主动学习过程是以学生为主体的教学过程，是以激发学生的兴趣为目标，强调实践和思考的教学方式。学生更多的是通过自主阅读、书写、讨论、实验等方式达到学习目的。

课堂上的互动是教师在授课过程中促使学生主动学习的主要方式之一。课程中互动环节的设计符合大脑工作规律，John Medina博士针对人类大脑进行了一系列研究，他在注意力方面指出两条规律和两个限制：情感刺激规律和要点层次式规律以及单任务和10分钟限制。因此，互动不仅能够充分调动学生的课堂情绪，而且能够将课堂划分成多个短时（10分钟）的子单元，更好地提高教学效率。互动的方式很多，如可以回答问题、画概念图、作研讨报告、讨论、辩论、案例教学、头脑风暴、课堂练习、问卷调查等，其主旨就是要让学生与教师互动，达到激发兴趣并主动参与的目的。

我们提出一种新的教学模式，旨在设计课堂教学与MOOC相结合的主动学习方案，因此提出“翻转课堂”的学习模式：学生在课下通过MOOC视频学习新的知识或内容，课堂上进行讨论、练习或评述等。在具体操作时，教师需要给出具体的讨论内容和课程进度并将学生编配分组。考虑到人脑注意力的10分钟规律，我们将50分钟的课程划分成5个阶段，平均以10分钟为一个阶段进入不同的教学流程。每进入一个阶段，相当于对大脑进行一次新的刺激，以引起新的兴奋点和注意力。

具体来讲，学生可以在下一次上课之前自行观看MOOC视频和预习书本内容。第一节课的5个阶段如下：（1）由学生讲心得，可以画出概念图；（2）由其他组的学生对其进行讲评；（3）全体学生参与讨论，互相提问并回答；（4）教师根据讨论结果进行总结和讲评；（5）再由另一组学生讲评上次布置的作业，然后教师布置新的作业。第二节课主要以实际动手练习为主，教师布置课堂练习并进行实践性指导，学生可以随时提问，由教师或教辅人员进行一对一指导，在课程的最后10分钟，教师进行实践讲评和答疑。需要特别强调的是，每次的课堂表现都计人课程的平时成绩中。

3.4 评价

评价是课程实施过程中阶段性的量化考核，用以反映前一阶段的教学效果。前期对于学习目标的量化，就是为了能够准确而有效地进行评价¨们，因此教学评价与制订的学习目标是紧密结合的。不同于传统考试，评价的方式和目的更加多样化。评价能够为学生在学习过程中提供反馈，也能够为教师获得学生对教学方法的反馈。这些反馈能够帮助教师及时调整课程内容和进度，为顺利完成教学目标提供支持。

根据要评价的对象，如课程实施、实验安排等，罗列出对象的不同评价条目；根据不同的学习目标和授课对象分别划分出高、中、低3个等级，还可以引人Bloom分类法，注明评价条目的所属层次，绘制出表格，以此给出具体而明确的评价结果。例如，可以将表1中不同层次的学习目标按照高、中、低3个层次打分，从而完成这一学习目标的评价，控制结构学习效果评价见表2。当然，教师可以评价学生，学生也可以评价教师，教师根据不同的目的，均可以制订评价方案以及时获取反馈。

综上所述，在MOOC背景下，笔者针对C语言课程的概念图、学习目标、主动学习和评价4个要素进行课程设计初探，给出了具体的设计方案、实施办法及量化指标，为未来c语言课程更好地适应MOOC变革提供准备。

4、结语

随着MOOC的兴起，传统大学教育的观念和方法都会随之改变，如何应对这一变化，提高学生的学习效果，培养基于深厚理论知识系统的实践能力，是教师面临的一项巨大挑战。从笔者的教学实践情况来看，这种教学设计方式确定了课程的实施方案及操作步骤，以提高学生学习积极性和主动性为导引，能够及时获得反馈，取得了很好的教学效果。

同时，这种新的模式也对教师提出更高要求，如在Bloom的不同层次下，针对4个要素制订详细可行及合理的计划，这不仅需要教师更加精通相应的课程内容和结构，而且能够将其与教育理论融会贯通。不断地改进和努力依然是教师的目标，制定的课程设计计划还需要我们在长时间的教学过程中不断总结和完善。endprint