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摘 要:MOOC课程内容建设模式已较成熟,但是本校信息科学与工程学院肇始之初,与之配套的实验体系建设还刚起步,而设置合理的实验训练体系,对于未来工程师和程序员的培养具有重要意义。文章分析了MOOC课程中现有虚拟实验体系的现状:遵循学生为主体、教师为主导等教学理念,由教师团队预先设置并基于学习数据分析动态微调教学目标、精心设计并在教学中根据反馈动态调整。总结了湖南师范大学在计算机类虚拟实验建设过程中的经验,提出了“课程认知、课程同步、综合创新”的三层次虚拟实验体系构建模式,经过试用反馈表明该方法具有良好的教学效果。
关键词:MOOC;计算机实验体系;未来工程师;教学设计
中图分类号:G642 文献标识码:A
0 引言
大规模在线课程(MOOC,Massive Open Online Course,以下简称MOOC),以其开放的教学模式以及优质资源的共享,在很短时间内受到了人们的追捧[1] 。作为一种新兴的学习和教学方法,MOOC将优质的课程资源与先进的教学设计理念相结合,促进了教育多样性、学习多样性、学习自主性的全面发展,是国际高等教育发展的新趋势、新动向。中国教育界在教育部的支持下也积极探讨如何建设中国MOOC,建立若干高水平在线课程平台,实现在线优质课程共享,推动中国高校教学模式改革[2] 。
1 面向MOOC的虚拟实验体系研究现状分析
虚拟仿真实验,作为目前解决实验资源不足,取代高成本、高消耗、高风险、不可复制实验的一种手段,国内外各大高校均进行了积极探索,形成了以虚拟仪器仿真为代表的一系列虚拟实验,出现了以LabView为代表的一系列虚拟仿真软件,为虚拟实验的开展提供了技术支撑。自从2013年以来,国家教育部也积极推进国家级虚拟仿真实验教学中心的建设工作,重点开展资源、平台、队伍和制度等方面的建设,各个高校也都构建了自己特色的虚拟实验中心,为虚拟实验的开展提供了平台保障。然而,目前虚拟仿真实验的研究主要围绕虚拟仿真平台的建设展开,并未深入研究虚拟仿真试验的内容建设,尤其对于MOOC课程而言,由于学生学习的非线性以及学习基础的差异性,已有的虚拟实验体系无法满足MOOC课程的需求,其存在的具体问题包括:
(1)与微课单元配套的实验环节缺失。现有的虚拟实验由于开发成本高,往往侧重于高成本、高风险的实验,需要综合运用多个知识点方能完成一次实验。而对于MOOC课程而言,每个知识点分散独立以适应非线性学习的需求,这导致与之配套的虚拟实验资源匮乏,MOOC课程的实验环节缺失。
(2)缺少构建实验体系的指导方法。传统的虚拟实验往往追求大而全,尽可能反映学生的综合解决问题的能力,不考虑虚拟实验在课程中的整体体系。对于MOOC课程而言,由于对知识体系进行了分解,需要设置与之对应的实验体系,以巩固学生在学习过程中的学习效果,而目前缺少构建实验体系的指导方法。
2 面向MOOC的虚拟实验体系建设模式探讨
由于MOOC课程受众来源广泛、基础和学习目的差异大,学习时间约束较多。与传统的课堂教学不同,学习者并不一定采取从头学到尾的学习方法,而是有可能采取跳跃式的多线程学习模式。因此课程知识体系往往组织成零散的的知识网络。针对这一特点,虚拟实验的设置应满足知识体系的构建形式,分层次构建:一部分基础性、演示性实验应尽可能独立,并与知识点对应,便于巩固相应的知识点;另一部分综合性实验为多个知识点的综合,从而提高学习者的综合应用能力和工程实践能力。
针对MOOC课程的特点,结合湖南师范大学信息科学与工程学院在面向MOOC的虚拟实验建设过程中的经验,对计算机类虚拟实验体系的建设模式进行了初步探讨,提出了如图1所示的“课程认知、课程同步、综合创新”的三层次虚拟实验体系构建模式,并在各个实验中贯穿以交互式实验指导,以满足不同学习基础的学生需求。该实验体系构建模式与指导方法,经过学院內的试用表明具有良好的效果。
(1)课程认知实验
利用通俗易懂的可交互式三维动画,展示本课程的主要知识点以及应用领域,让学生们在学习之初对课程有个整体认识,并可达到拓宽视野、提升综合素质的目的。
(2)课程同步实验
课程同步实验是MOOC课程中的重要组成部分,对于深入理解与灵活运用对应的知识点具有重要作用。课程同步实验以实现和运用单个算法为主,知识点尽可能独立,以满足MOOC课程非线性学习的特点。此外,为满足不同学习基础的学生的实验要求,辅以交互式的实验指导,以解决实验过程中可能存在的初级问题,保障实验的顺利进行。
(3)综合创新实验
针对每一组相对独立的知识点或者整个课程,设计综合性的虚拟实验,以进一步巩固所学知识点,提高学生综合解决问题的能力。该部分的实验可以是课程同步实验的综合,也可以是独立的面向实际问题的创新实验,激发学生的学习兴趣。
结合上述虚拟实验体系的构建方法,以学院试用过程中的计算机图形学这门课程为例,该课程实验体系的设计结果如图2所示。
3 结语
本文面向计算机学科,总结了湖南师范大学MOOC课程建设中虚拟实验体系的建设经验,提出了“课程认知、课程同步、综合创新”的三层次虚拟实验体系构建模式,从教学反馈看也取得了良好的教学效果。
参考文献:
[1] 郝连科,孟莹莹.MOOC环境下高校混合式学习模式的应用效果分析[J].通化师范学院学报.2018(02)
[2] 闫俊玲.MOOC平台背景下蒙古族大学生混合式学习策略研究[J].赤峰学院学报(自然科学版).2018(04)
(作者单位:湖南师范大学信息科学与工程学院)
关键词:MOOC;计算机实验体系;未来工程师;教学设计
中图分类号:G642 文献标识码:A
0 引言
大规模在线课程(MOOC,Massive Open Online Course,以下简称MOOC),以其开放的教学模式以及优质资源的共享,在很短时间内受到了人们的追捧[1] 。作为一种新兴的学习和教学方法,MOOC将优质的课程资源与先进的教学设计理念相结合,促进了教育多样性、学习多样性、学习自主性的全面发展,是国际高等教育发展的新趋势、新动向。中国教育界在教育部的支持下也积极探讨如何建设中国MOOC,建立若干高水平在线课程平台,实现在线优质课程共享,推动中国高校教学模式改革[2] 。
1 面向MOOC的虚拟实验体系研究现状分析
虚拟仿真实验,作为目前解决实验资源不足,取代高成本、高消耗、高风险、不可复制实验的一种手段,国内外各大高校均进行了积极探索,形成了以虚拟仪器仿真为代表的一系列虚拟实验,出现了以LabView为代表的一系列虚拟仿真软件,为虚拟实验的开展提供了技术支撑。自从2013年以来,国家教育部也积极推进国家级虚拟仿真实验教学中心的建设工作,重点开展资源、平台、队伍和制度等方面的建设,各个高校也都构建了自己特色的虚拟实验中心,为虚拟实验的开展提供了平台保障。然而,目前虚拟仿真实验的研究主要围绕虚拟仿真平台的建设展开,并未深入研究虚拟仿真试验的内容建设,尤其对于MOOC课程而言,由于学生学习的非线性以及学习基础的差异性,已有的虚拟实验体系无法满足MOOC课程的需求,其存在的具体问题包括:
(1)与微课单元配套的实验环节缺失。现有的虚拟实验由于开发成本高,往往侧重于高成本、高风险的实验,需要综合运用多个知识点方能完成一次实验。而对于MOOC课程而言,每个知识点分散独立以适应非线性学习的需求,这导致与之配套的虚拟实验资源匮乏,MOOC课程的实验环节缺失。
(2)缺少构建实验体系的指导方法。传统的虚拟实验往往追求大而全,尽可能反映学生的综合解决问题的能力,不考虑虚拟实验在课程中的整体体系。对于MOOC课程而言,由于对知识体系进行了分解,需要设置与之对应的实验体系,以巩固学生在学习过程中的学习效果,而目前缺少构建实验体系的指导方法。
2 面向MOOC的虚拟实验体系建设模式探讨
由于MOOC课程受众来源广泛、基础和学习目的差异大,学习时间约束较多。与传统的课堂教学不同,学习者并不一定采取从头学到尾的学习方法,而是有可能采取跳跃式的多线程学习模式。因此课程知识体系往往组织成零散的的知识网络。针对这一特点,虚拟实验的设置应满足知识体系的构建形式,分层次构建:一部分基础性、演示性实验应尽可能独立,并与知识点对应,便于巩固相应的知识点;另一部分综合性实验为多个知识点的综合,从而提高学习者的综合应用能力和工程实践能力。
针对MOOC课程的特点,结合湖南师范大学信息科学与工程学院在面向MOOC的虚拟实验建设过程中的经验,对计算机类虚拟实验体系的建设模式进行了初步探讨,提出了如图1所示的“课程认知、课程同步、综合创新”的三层次虚拟实验体系构建模式,并在各个实验中贯穿以交互式实验指导,以满足不同学习基础的学生需求。该实验体系构建模式与指导方法,经过学院內的试用表明具有良好的效果。
(1)课程认知实验
利用通俗易懂的可交互式三维动画,展示本课程的主要知识点以及应用领域,让学生们在学习之初对课程有个整体认识,并可达到拓宽视野、提升综合素质的目的。
(2)课程同步实验
课程同步实验是MOOC课程中的重要组成部分,对于深入理解与灵活运用对应的知识点具有重要作用。课程同步实验以实现和运用单个算法为主,知识点尽可能独立,以满足MOOC课程非线性学习的特点。此外,为满足不同学习基础的学生的实验要求,辅以交互式的实验指导,以解决实验过程中可能存在的初级问题,保障实验的顺利进行。
(3)综合创新实验
针对每一组相对独立的知识点或者整个课程,设计综合性的虚拟实验,以进一步巩固所学知识点,提高学生综合解决问题的能力。该部分的实验可以是课程同步实验的综合,也可以是独立的面向实际问题的创新实验,激发学生的学习兴趣。
结合上述虚拟实验体系的构建方法,以学院试用过程中的计算机图形学这门课程为例,该课程实验体系的设计结果如图2所示。
3 结语
本文面向计算机学科,总结了湖南师范大学MOOC课程建设中虚拟实验体系的建设经验,提出了“课程认知、课程同步、综合创新”的三层次虚拟实验体系构建模式,从教学反馈看也取得了良好的教学效果。
参考文献:
[1] 郝连科,孟莹莹.MOOC环境下高校混合式学习模式的应用效果分析[J].通化师范学院学报.2018(02)
[2] 闫俊玲.MOOC平台背景下蒙古族大学生混合式学习策略研究[J].赤峰学院学报(自然科学版).2018(04)
(作者单位:湖南师范大学信息科学与工程学院)