基于MOOC环境的“认识地球”课程建设与教学实践

2018-01-03董少春徐士进陆现彩尹宏伟黄璐璐

中国地质教育 2017年4期

关键词：学习者课程学生

董少春，胡欢，徐士进，陆现彩，尹宏伟，黄璐璐

南京大学地球科学与工程学院，江苏南京 210046

课程建设

基于MOOC环境的“认识地球”课程建设与教学实践

董少春，胡欢，徐士进，陆现彩，尹宏伟，黄璐璐

南京大学地球科学与工程学院，江苏南京 210046

大规模开放在线课程（MOOC）的兴起和发展为高校课程改革和全民教育、终身教育带来了新的模式和挑战。大规模、开放性、网络化、个性化等内在特征使得MOOC课程在国内外得到了迅速发展，但也不可避免地出现了一些问题。本文以“认识地球”MOOC课程为例，阐述了该MOOC课程的特点和定位，针对MOOC课程在实践中存在的用户课程完成率低、持续参与度弱、互动性差、学习过程约束少等问题有针对性地进行了教学策略设计，提出了以课程资源建设为本，以学习者学习兴趣为导向，以适当的技术手段加强学习过程的约束与监督，强化交互环境的思路，提升学习投入度和学习效果，保证MOOC课程的用户满意度和完成度，为MOOC这一新型教学模式的理论研究和效果评量提供参考依据。

MOOC；在线课程；认识地球；交互

MOOC，即大规模开放式在线网络课程，中文翻译为“慕课课程”，或简称为“慕课”，是近年来基于网络发展起来的一种新型在线教育模式[1]。MOOC以优质教育资源共享、受众面广、自由开放、个性化、网络化等特点受到越来越多教育者和学习者的关注。这种学习方式将传统课堂“搬到”了网络上。课程内容、学习互动、作业考评、考试评分、学习过程监督等一系列教学活动全部基于MOOC平台完成，改变了传统教学理念，也深化了网络课程的内涵和外延，使得全民学习、终身学习成为可能。

MOOC这一术语最早由爱德华王子岛大学的Dave Cormier于2008年提出，此后得到了飞速发展。目前MOOC主要由美国的Coursera、Udacity和edX，英国的FutureLearn以及西班牙的MiriadaX等提供共享平台，与全世界最顶尖的大学和机构合作，提供免费在线课程[2-5]。全球共有超过1700万来自于不同领域、不同文化背景的MOOC学习者在这些平台上进行学习[4]。

我国自2013年开始加入到MOOC的建设实践中[6]。MOOC的发展在我国主要分为两类：一类是自建MOOC平台或对成熟MOOC平台进行本土化改造，如清华大学的“学堂在线”，上海交通大学的“好大学在线”，深圳大学的“UOOC联盟”等[7]。一类是与国际上有较强影响力的MOOC平台进行合作，直接在这些MOOC平台上开设优质课程，为学生在线提供课程学习资源。据不完全统计，合作的国内高校共在国外MOOC平台上开设50多门课程，涉及计算机、社会、历史、医学、地理等多个专业门类[6,8-9]。

尽管国内外MOOC的发展都呈现日新月异的速度，但由于MOOC课程的学习完全依赖于学生的学习自觉性和主动性，对学习过程的约束力较弱，使得国内外MOOC课程都不同程度的存在用户完成率低、中途退出率高、用户满意度低的问题[1,10-12]。而现阶段对于MOOC的研究多集中于其运行模式和学习机制等宏观层面，对于微观层面的具体课程建设和教学过程设计研究甚少。本文以“认识地球”通识课程为例，阐述了MOOC课程的特点，对基于MOOC环境下的课程建设和教学设计进行了尝试和探索，提出了以课程资源建设为本，以学习者学习兴趣为导向，以适当的技术手段加强学习过程的约束与监督，强化交互环境的思路，提升学习投入度和学习效果，保证MOOC课程的用户满意度和完成度，希望对解决上述问题提供新的视角，为促进MOOC理论研究和评量提供参考依据。

一、“认识地球”的课程定位

地球科学是一门基础学科，其内容涵盖地质学、地球物理学、地球化学、地理学、海洋科学、大气科学和环境科学等。根据以往教学经验，学生普遍反映传统地球科学入门课程内容包含太多描述性和分类信息，地质现象陈述过细过多，知识点琐碎，要求学生记忆的内容相应也较多。加上选修这门课程的绝大部分学生还没有野外实践的经历，因此无法将书本上的描述性细节与感官认识建立联系，更增加了枯燥无味的感觉。而“认识地球”MOOC课程定位于全校通识课程，选修学生涵盖各个院系。为兼顾不同学科背景的学生对课程的个性化需求，提升课程与各学科学生的关联程度，在进行课程内容遴选时，不再立足于系统讲授地球科学的基础知识，而是偏重于强调课程理念的表达，提炼地球科学发展史上的重大事件和与人类、环境息息相关的主题来构建课程内容，形成内涵更为广泛、内容更为前沿的课程体系。

鉴于上述认识，“认识地球”在课程内容方面强调地球系统的综合研究，加强资源、环境、可持续发展等人地关系的教学内容，注重地球科学发展史的介绍和科学人文精神的培养，形成地球历史、地球系统动力学、地球资源、地球环境和地球观测技术为主要内容的教学体系，涵盖地球起源、生命演化、地球结构、板块构造、地质作用、物质循环、自然资源、全球变化和环境灾害等地球科学的基本课题和重大发展，着重讲授地球科学基本问题的缘起和前人研究历程，增加介绍人类对地球系统的依赖和影响，强调以人为本的地球意识，培养学生树立地球系统的观念，形成人地和谐的可持续发展意识。

二、 “认识地球”MOOC课程的特点

1.该课程是一门完整独立的课程

通常意义上的网络课程一般作为实体课程的补充而存在，为学生提供第二课堂或辅助学习的场所。而“认识地球”MOOC课程秉承了MOOC课程的特性，具有独立和完整的课程结构。课程资源和教学要求都发布在MOOC平台上。学生阅读课程内容，完成课程作业，进行在线考试，与主讲教师互动都将依托MOOC平台完成。

2.该课程是一种在线教学模式

由于所有的学习过程都在MOOC平台上进行，因此学习者可以自行根据自己的时间灵活安排在线学习时间。这一特性使得学习者可以充分利用零散的时间多次学习，化整为零，提高时间的利用率，充分体现了随时随地的在线学习特点。学生可以借助于个人电脑或者平板电脑开展个性化学习。但也正是这种在线学习模式对学生的主动性和自觉性要求更高。为避免对学习过程毫无控制和监督，帮助学生达到预期学习目的，有必要利用网络或计算机技术对学习者的学习进度和学习过程进行有效监督和统计，以评估和提高学习者的学习效果和满意程度。

3.该课程是一种大规模开放式教育形式

理论上，MOOC课程的注册用户不再局限于在校学生，而是面向全社会，真正成为全民教育、终身教育的平台。但在实际操作中，全球各大MOOC平台对课程的选课对象都有不同程度的要求。特别是我国高校的MOOC平台，仍然以面向本校的全日制大学生为主，跨校修读以及面向全社会开放都有待进一步发展。但相比于传统课程和一般网络课程，“认识地球”的选修对象仍表现出极大的开放性，既有与地学相关的地质、地理、环境、大气等学科的学生，同时也有物理、化学、数学、电子等理科学生，更有医学、人文和艺术等领域的学生，满足大规模学习的需求。

三、“认识地球”MOOC课程教学策略

针对MOOC课程普遍存在的用户课程完成率低、持续参与度弱、互动性差、学习过程约束少等问题，我们在“认识地球”的MOOC课程开发和建设中提出了以课程资源建设为本，以学习者学习兴趣为导向，以适当的技术手段加强学习过程的约束与监督，强化交互环节的思路，激发学生学习积极性、增强学习体验、提升学习投入度，以期实现“课程完成率”“用户满意度”及“学习效果”三方面的“三高”效果。

1.完善课程内容建设，贴近学生感知

首先，我们在MOOC课程网络入口处设置了“课程简介”模块，用于介绍课程的主要内容、教学特色和教师团队，并提供了课程简介视频，方便学生在正式进入课程前对课程的教学内容、学习形式和授课教师有一个大致的了解。课程简介视频用短短的5分钟时间对课程的精华部分做了回顾，并介绍了课程的学习方法和考核方式（图1）。

图1 “认识地球”MOOC课程简介

针对课程定位，“认识地球”MOOC课程设计了相对独立又能体现学科内涵的章节内容。章节内以若干个知识点串联起线性的知识脉络，章节间体现相互联系，构成一个点、线、面结合，覆盖面广的知识体系，充分展现地球科学的深厚内涵，贯通时间（地质历史）和空间（地质作用）的联系；特别增加了地球科学研究技术的内容，反映了当前人类认识地球的技术进展和取得的新成果。利用网络技术、多媒体技术等自由地从地球的古往今来、内核外壳、物质交换中大跨度摄取镜头，多层面、多视角、多方位的剪辑，为学生提供生动、丰富和具有启迪性的感受。这种内容编排方式既能令学生全面了解该课程所汇集的知识，同时又不会导致过分艰深而使地球科学的初学者失去学习兴趣。

2.利用富媒体资源提供具有现场感和沉浸感的学习体验

每个章节的课程内容按知识点制作成10～20分钟的小视频。视频的录制不再单纯是教师对着摄像机进行讲授，而是将动画图解、视频资料、图片和PPT融合在一起，提供以富媒体为特征的知识传授模式。在视频中，教师在前端讲授知识点，背景则为与知识点相关的各种富媒体内容。教师与背景内容互动，就像在课堂上给学生讲课一样，既打破了视频授课单向知识传授的僵硬形式，又增强了学生在线学习的沉浸感和现场感（图2），尽可能消除非面对面教学带来的心理疏离感和孤单的情绪。这样的视频片段不再是听与不听一个样，看与不看一个样，看与听一个样，而是真正画面丰富，可视性强、重视细节而又脉络清晰的知识讲授。

图2 “认识地球”MOOC课程视频截图

3.利用计算机技术加强学习过程的约束与监督

针对网络课程对学习者学习过程的监督和约束少的弊端，我们在每个视频的中间设置了一次暂停，视频结束会有小测试。视频中间的暂停会伴随出现随堂问题。只有回答正确视频才能继续播放下去，否则退回重新播放，直至问题回答正确。这部分问题以客观题为主，难度较低，目的并不在于考核，而是侧重于督促学生务必认真完成视频的观看，以防学生快进，跳过重要知识点。一旦视频完整播放过一次后，再次播放将不再出现暂停和随堂问题，以方便学生多次观看。

课程视频的播放数据将作为课后作业和测试的必要条件。每一章的作业必须在完成本章视频浏览后方能开启。课程的测试也必须在开课三周后，且所有视频都播放至少一次后才能进入答题，以防止学习者跳过学习过程，直接进入课程测试。

这些强制措施确保学生在没有快进的正常模式下至少完整观看一遍视频，并回答对随堂和课后小测试，以加强对学习过程的约束，督促学生重视学习过程。

4.以学生学习为中心，提供交互学习环境，增加在线交流时间

由于不同学科背景的学生兴趣点往往差异很大，课程资源难以做到面面俱到。为充分体现个性化教学，满足不同学生的学习需求，增强学生自主学习与互动学习的热情，我们在每章导学中提供了经典文献和参考书目列表，供学生进一步熟悉课程内容，同时增设了讨论社区，供学生自由发问，相互回答，并由助教和任课教师定期回复。以往网络课程中学生全程面对电脑屏幕，缺少互动和过程交互，难免枯燥、乏味、无法坚持下去，以致中途放弃。在远程全网络学习环境下更需要学习者主动积极地参与学习过程。通过开设课程讨论区和作业区，尽可能多地鼓励学生提出问题和回答问题，鼓励同学之间互学互教，自由讨论，培养、增强学生探索性学习和基于问题的学习习惯和兴趣。讨论区按照课程的章节开设专门的讨论板块。学生可以在每个章节的专属讨论区发帖进行讨论。发帖内容不限于提出疑问，也可以是课程学习的心得体会。发帖的数量与在线时长等统计信息都将作为平时成绩的评定依据。同时增加专职助教，承诺学生提出的问题24小时之内必须做出答复，以对学生的讨论进行适当的引导，并解答疑难问题。

学生之间的回帖有效延长了学生在MOOC课程中的学习时间。学生为了充分理解问题，会反复重看课程视频，并上网查阅相关资料，回帖分析问题所在，从而引发新一轮的讨论（图3），有效促进了主动思考的积极性，提高了学习效果。

在讨论区中我们常见到多回合的长篇高质量讨论，这在实体课堂中受时间和地点的限制很难实现，充分说明学生愿意花时间仔细思考问题，主动回答问题。而学生在MOOC课程中花费的时间越长，越不舍得轻易放弃课程的学习，从而又提升了课程的整体完成率。从目前运行的效果来看，很多学生的思维天马行空，文理生在思考问题上的差异性和互补性在这一环节得到了充分体现，开放式的网络环境正好给予了学生自由发挥并相互学习的场所。

5.广泛引入多种数字化资源，拓展地球科学知识的宽度和深度

针对MOOC的学习特点，除了开列推荐参考书籍之外，引入数字博物馆为代表的数字化教学资源，使之在整体设计上与课程章节建立映射关联，通过艺术性和表现力强的视觉界面，利用层层开启的方式展现地球科学的博大内容，使学生充分体会知识魅力和逻辑美感，增强学生持续阅读的兴趣，从而实现从被动学习到主动探知的转变。

例如，在MOOC课程中对各个知识点的介绍受篇幅限制，不可能过于详尽。而数字博物馆却可以以藏品为依托，将藏品展示和知识体系进行有机串连，形成立体的知识网络，集成文本、图像、视频、动画及三维模型提供可视性强的交互式知识表达，从不同侧面充分阐释知识点细节, 便于学生观摩藏品时按需索取，详细了解自己感兴趣的相关知识体系，以弥补MOOC课程深度与广度的限制（图4）。

图4 数字博物馆知识网络体系实例—以金刚石标本为例

四、课程考核

课程的考核由学习过程、阶段测评和期终考试三部分组成。学习过程评估包括学生在线时长、参与回帖的数量以及引发讨论的回合等指标参数。这部分评估主要由系统提供详细的分类统计数据，根据教师团队在系统预设的各项指标的权重予以计算后评估。阶段测评在每章的结尾主要以客观选择为主，由系统自动评分，目的在于帮助学生梳理各章的主要内容和重要知识点，学生可通过反复观看视频领会要意。而最终的期终考试由10道论述题组成，学生可任选其中的5题作答。论述题全部为开放式命题，没有标准答案，学生在规定时间内统一在线考试。由MOOC课程的教师团队根据答题者的逻辑性、科学性和语言组织条理性三个方面来进行评分。从考评结果来看，在线时长、参与讨论次数等指标与考核成绩之间存在正相关，也就是说，那些在课程学习中投入时间和精力多的学生其课程学习效果的确得到了提高，也说明了课程完成率，学生满意度和学习效果是相辅相成的。

五、学生反馈

自2013年“认识地球”MOOC课程在线运行以来，每学期都有超过300人选修，且春、秋两季不间断开设。从学生的反馈来看，学生普遍对这种新型教学模式持欢迎和接受的态度，是一种值得肯定的教学尝试。以往学生普遍认为地球科学中事实和现象描述的内容居多，纸质版教材的图片质量较差，无法对细节进行还原，不便于理解和阅读。而MOOC课程的课程资源增强了视觉方面的表现能力，通过图片、动画等富媒体教学资源弥补教材的缺陷和课堂有限的时间空间局限，贴近学生的认知习惯，同时又能兼顾到不同兴趣和背景的学生自主学习，大幅提高了学习的兴趣，因此受到学生的普遍欢迎。每个章节10-20分钟的短视频长度和富媒体的表现形式既能达到精炼阐述知识点的目的，又有利于学习者在较短的时间内集中注意力，提高学习效果。

而在学习过程中，我们还利用计算机技术适当控制和监督了学生的学习过程。从学生的反馈来看，适时、少量的强制措施并没有引起学生的抵触心理。该课程开设4年多以来，每学期仅有1～2个学生中途退出，课程完成度达到99%以上。课程满意度评分也在4.8以上（5分制）。实践证明，在师生分离的网络环境中这些措施能有效提高学生的学习参与度和课程的完成率，使得学生能够选择较为舒服的环境在自由的氛围下进行学习和交流，反而有效提高了学生的满意度和学习成绩。

六、结论

MOOC的飞速发展为高校教学改革和全民终身教育带来了新的模式和挑战。在共享教育资源、节约教学成本、提供灵活开放的在线课程的同时，MOOC也提出了新的问题。在大力发展MOOC课程的同时，需要更多地关注学生的学习兴趣和学习效果。教与学虽然在时空上是分离的，但是仍可通过有效的技术手段建设丰富的教学内容、设计多样化的教学策略，最大限度地弥补交互缺失，促进学生自主、积极参与学习过程，增加学习者的满意度和认可度，同时不断收集学生的反馈意见，有针对性的完善教学内容、设计有效的教学策略，以充分发挥MOOC在线大规模优质课程资源共享与开放的优势，保证学习效果，稳步提高课程的完成率。

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