基于MOOC的高校移動云課堂設計與應用研究

朱曉亮+杜旭+李浩+曹文卓

摘 要：移動學習是信息時代教育變革的必然。其具有先天的便捷性和泛在性，更具情景性、交互性和社會性，它極大地改進了人們獲取知識與再造知識的途徑。同時，MOOC（Massive Open Online Courses）理論與機制經過十多年的研究發(fā)展也日趨完善，其服務模式與移動學習環(huán)境的融合正成為研究熱點。本文立足于MOOC與移動學習技術構建適應高等學校教學規(guī)律的輔助在線教學應用以促進高校教育教學的變革，設計開發(fā)的“移動云課堂”注重MOOC學習資源、學習活動及情景交互的整合，既直接服務于華中師大數萬師生教與學的實踐，也為移動學習創(chuàng)新服務模式提供實證環(huán)境。實踐與比較分析驗證了基于MOOC構建高校移動云課堂的可行性和優(yōu)勢所在。

關鍵詞：移動學習；MOOC；移動云課堂；情景交互

中圖分類號：G434 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2016）14-0020-07

一、 引言

目前，MOOC和移動學習技術的迅猛發(fā)展為信息技術與高等教育帶來了實現深度融合的契機。一方面，MOOC的大規(guī)模應用創(chuàng)造了全新的、公平的教育模式，反映了自主學習和終身學習的教育價值取向，加快了高等教育大眾化和國際化的進程，同時MOOC以學習者為中心的課程設計理念、基于知識塊的課程資源建設、界面友好的交互平臺、效果良好的教學新模式、新型的在線學習方法和師生關系，也給我國高等教育課程教學改革帶來了很好的啟示[1，2]。另一方面，移動學習倡導和支持在一定的社會學習情境中實現知識學習的便捷性、移動性以及超媒性，強調情境化的、交流共享的學習方式來支持知識建構，被認為是在課程改革中實現學習社會化、個性化的一種新型學習范式[3]。然而，盡管MOOC在支持大規(guī)模學習群體的自主學習方面做了有益的探索，但在整體功能的完備性和成熟度方面還落后于典型網絡教學平臺[4]?？傮w而言，信息技術融入高等教育的進程已滯后于信息技術自身的迅猛發(fā)展。因此，如何利用移動學習優(yōu)勢，發(fā)揮MOOC在開放、優(yōu)質教育資源聚集方面的作用，變革高等學校課堂教學模式，提升高校課堂教學質量，值得在理論和實踐層面展開深入研究[1]。

將MOOC與移動學習相結合，服務于高等教育創(chuàng)新面臨諸多挑戰(zhàn)[5-7]。主要體現在，主流MOOC的教學局限性在于教學模式單一、教育理念較之傳統課堂教學沒有大的突破，活動設計主要以獲得學習為主，而對探究學習、個性化學習和協作學習重視不足[5]。同時，MOOC缺乏嚴肅的教學方法以及其僅是課程與開放教學資料的集合，無法體現課堂學習與課程學習的意義，而且MOOC課程模式本身特點造成如果缺乏指導和幫助，學習者很容易迷失，因此課程學習者的高退課率和低通過率問題被多方詬病[6，7]。

在MOOC與移動學習融合方面，世界范圍的研究者已經開展了諸多工作。如Sun G.指出移動MOOC不同于傳統模式之處在于更多的協作與碎片化資源，而且學習者能夠通過團隊協作來定制個性化的學習資源，即微學習即服務（Micro Learning as a Service， MLaaS），其核心是采用教育大數據挖掘（Educational data mining，EDM）技術來分析用戶行為特征和識別學習資源特性，從而建立個性化的學習路徑[8]。Brinton， C.G.等研究了MOOC學習環(huán)境中通過學生與資源的交互行為來修正用戶的學習模型并指導內容適配策略[9]。王濤等建議通過多種形式的社交媒體參與討論、思考、分享資源，并在參與者的交流中生成課程資源[6]。祝智庭認為MOOC的教學法出現了新動向，教學方式、學習方式正由完全自主在線學習向混合學習、協作學習、研究性學習等轉變[5]。

由上述文獻可知MOOC與移動學習的深度融合需要首先實現理念、思路、方法、評價方面的四個轉變。其中，教學理念將不拘泥于課堂授課的方式，借助云平臺向著Off Campus Out of Class轉變；教學思路則由傳統教學方式到個性化、數字化方式轉變，并將物理和虛擬空間結合來營造創(chuàng)新的教學環(huán)境；教學方法將主要采用混合學習，充分體現互動、交互式的課堂氛圍；評價方式則由分組評價到開展過程評價模式轉變。本文將結合華中師范大學移動云課堂實踐展開論述。

二、 移動學習的發(fā)展機遇與問題

自從2000年在美國加州大學的“移動教育”研究項目中被提出之后，移動學習的概念受到了世界范圍內的廣泛關注[3]。綜合Alexzander Dye、Vavoula和Sharples等學者的觀點，移動學習的顯著特征包括：以移動設備作為物質基礎；學習發(fā)生在情景實踐之中，非孤立學習，具有實時雙向交互機制；移動學習不僅關注數字化學習內容，還關注其學習過程與結果[10]。移動學習為教育教學理論與模式的變革開拓了新的發(fā)展方向和發(fā)展維度，不僅豐富了人們獲取知識、建構知識、應用知識的方式與途徑，而且轉變了傳統的學習理念，為終身學習、普適學習與個性化學習提供了強大的支撐能力[11]。

移動學習的發(fā)展大致經歷了三個階段[10]：第一階段將學習內容通過無線通信以“推”送方式來實現知識的傳遞，注重學習的內容呈現。學習者成為學習“拉”的對象，這是一種被動的、單向的、機械的交互方式。筆者稱其為傳統的移動學習階段。第二階段強調增強移動學習內容的管理和自適應性，為學習者實現積極的知識建構提供有效的工具。如采用流媒體技術實現流式學習，使學習者可以靈活自主、隨時隨地選擇自己所需學習的內容。筆者稱該階段為改進的移動學習階段。第三階段強調了在生活環(huán)境和實踐情景中進行學習，同時也呈現了與泛在學習理論的融合。筆者稱之為移動學習+階段。

總體而言，當前主流的移動學習技術正由第二階段向移動學習+演化，其中MOOC與移動學習的深度融合是一個重要的發(fā)展方向。移動學習+需要面臨解決的問題包括[3]：移動學習的移動性和碎片化使學習者的注意力容易受到干擾，影響學習效果的問題；雙向交流缺失影響移動學習的互動性；移動學習環(huán)境不斷變化使得學習具有隨機性，降低了知識建構的質量，這需要學習情景的重構。

三、 MOOC與移動學習的融合模式

MOOC與移動學習的融合是大勢所趨，但是如何構建適應高校教學規(guī)律的輔助在線教學模式則需要重點研究。文獻[12] 驗證了目前大學生對應用移動學習方式開展課程學習具有較強的需求，同時也證明了學習情景重構的核心是交互性、個性化的移動學習推送服務和配套的學習網絡社區(qū)。祝智庭教授認為“后慕課”時期將形成多樣化的在線學習方式，創(chuàng)建新的開放教育生態(tài)，在線教育不僅應有對優(yōu)質資源共享和拓展教育規(guī)模的貢獻，更應該有對學生個性發(fā)展和教育協同創(chuàng)新的追求[13]。楊宗凱教授認為“未來教育”凸顯“聯結”的未來文化。對于學生而言，學校不僅要注意學生與同伴的聯結，而且要注意學生與教師、學生與管理者、學生與家長、學生與社會的聯結 [14]。而且，教育本身的變革已經由農業(yè)社會的個性化教育、工業(yè)化階段的規(guī)?；逃l(fā)展到個性化、差異化的創(chuàng)新教育階段。就教育對象而言，90年代后出生的大學生可以說是“數字原生代”，其本質性的特征是個性化和差異化，他們更傾向于快速的、非線性的學習，因此原有的規(guī)?；藴驶慕逃Ｊ揭褵o法實現創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[14]。程建鋼教授課題組撰文指出未來網絡教學平臺的發(fā)展將支持學習者根據自身學習特點和風格進行自適應學習；支持教師個性化、多模式的課程教學；通過社會軟件構建學習型社區(qū)，實現廣泛的社會交互；利用各種新技術構建沉浸式、強交互、重體驗的學習環(huán)境[4]。

綜上分析，云學習時代實現MOOC與移動學習的融合一方面需要從以下方面著手重建新的學習模式[4，10]：這包括了授課模式的顛覆，即基于標準算法、系統模型、數據挖掘、知識庫等為學生提供個性化、定制化學習服務；學習過程也將由“以老師為中心”轉向“以學員為中心”，并全面跟蹤和掌握學生特點、學習行為、學習過程，進行有針對性的教學，更準確地評價學生，提高學生的學習質量和學習效率，實現“因材施教”；借助云計算、大數據、移動互聯網等技術實現線上與線下混合學習，打造匯聚更多優(yōu)質課程和學習者的學習社區(qū)平臺。另一方面，交互已成為影響教育活動的關鍵因素之一，文獻[10]根據交互性特征歸納出學習環(huán)境發(fā)展的軌跡（如表1所示），這為MOOC與移動學習融合提供了全新的視角。筆者認為移動學習+是未來泛在學習的一種，因此也適用泛在學習的相關分析。

由上表，未來的移動學習+的交互方式屬于情景化交互范疇，它除了要考慮由于網絡的自發(fā)性、無時間限制、匿名性等因素帶來的去中心化和網絡化、組織化與非正式化、系統性和綜合性等特征外，需要更加突出可感知性、聯動性、可視性和符號化中介等特征[10]。情景交互的核心之一則是實現群體交互，即提供學習者與學習共同體及教師之間的實時/離線信息交互的能力[10]。既然情景交互將課堂情景與社交情景進行無縫對接并有效地拓展了教與學的空間，在未來教與學過程中，則需要重點研究六種不同的交互方式：人與人之間的交互、人與對象之間的交互、人與人工制品之間的交互、對象與對象之間的交互、人工制品與人工制品之間的交互[10]。筆者根據高等教育教學實踐，將人的角色分為教師、學習者、學習共同體成員等；將學習對象分為音頻、視頻、PPT、word、PDF等課件形態(tài)；人工制品則分為鼠標、窗體、空間、攝像頭、話筒等物理與虛擬的空間實體。

如圖1所示，構建MOOC與移動學習的融合模式需重點考慮課堂情景與社交情景這兩類情景空間中的用戶與課件資源的交互、用戶與網絡空間的交互、學習者之間的群體交互、學習者與教師的交互等方式。同時，現有基于MOOC的教育云平臺已經具備了大規(guī)模的資源服務能力，移動云課程作為其輔助教學的工具，也必須要考慮兼容現有平臺功能并構建學生空間、教師空間與課程空間。

四、 移動云課堂系統設計與實踐

1.系統設計

結合上述分析，筆者采用面向服務的體系結構（Service Oriented Architecture，SOA）構建移動云課堂。如圖2所示，系統分為資源服務、接口服務與應用服務三個層次。其中資源服務涵蓋了流媒體服務、文檔服務、數據庫服務與資源云存儲服務等。數據庫服務記載用戶的學習信息與海量資源的信息檢索。接口服務完成應用服務與第三方服務接口的集成與適配，包括了筆記列表、筆記檢索、筆記查看、筆記修改、信息推送、日志查看、日志記錄、文件上傳、文檔預覽、媒體播放等接口；第三方接口服務集成與適配包括文件存儲、媒體播放、文件預覽和第三方服務等。應用服用提供了用戶情景交互的基本功能，包括了筆記與課程作業(yè)服務、交互服務、信息服務、統計服務等功能。此外，如圖3所示，系統將通過云存儲服務器、文檔轉換服務器、流媒體服務器與第三方接口服務器配合移動學習平臺開展工作。

2.實踐效果

筆者所在研究團隊在現有教育云學習平臺基礎上升級改造使其具備支持萬名用戶的大規(guī)模移動學習服務實證平臺以及支持400門課程在線的云資源共享環(huán)境。如圖4所示，系統在實現過程中重點關注情景交互部分，并將其分為課堂情景與社交情景交互兩大類。其中，課堂情景則涵蓋了課堂學習中用戶需要的基本功能，如學習記錄、通知推送、課堂作業(yè)、課堂學習，個人云盤等功能單元。社交情景則包括交流討論、筆記分享與系統的統計分析。統計的維度可以分為用戶統計、終端統計及呈現包括位置信息統計的學習地圖。

具體而言，從學習者角度出發(fā)的案例如下所述：

（1）學習者進入平臺，加入某一門具體課程，查看課程信息，如當前學期正在學習的課程或以往學習過的課程的簡介、主講教師、大綱、課程日歷、課程成員信息等。

（2）學習者學習課程資源，進入該門課程的學習界面。課程資源（文檔與課件）則以雙屏方式進行呈現，保證課堂內容的關聯性。

（3）學習者參與學習活動，使用相關學習工具，與其他學習者進行分享與交流等一系列學習活動，具體內容見3A、3B、3C描述。

3A：學習工具主要包括學習主題-學習單元-學習課件-學習活動-學習資源等結構組織與呈現；多種形態(tài)的學習筆記（文本、音頻、圖片筆記等）及筆記分享功能；學習過程中就某一學習專題組織展開學習討論與交流的功能。

3B：在線及隨時隨地離線進行多媒體作業(yè)的功能。

3C：與用戶相關學習輔助工具，包括個人云盤（空間）及上傳功能。

從訪客角度出發(fā)的案例如下所述：

（1）學習者以訪客的身份進入到某一門課程中，瀏覽課程資源及查詢課程的作業(yè)、通知等內容但不能記錄學時。

（2）學習者可據院系-課程名稱-學期-主講教師等逐級定位查詢想要的課程。

從教師角度出發(fā)的案例如下所述：

（1）教師創(chuàng)建一門課程后可上傳課件信息，系統為該課程自動新建一個交流討論群組。

（2）教師組織學習。系統實時記錄學生的學習時長以及用戶的學習行為；老師可查看所在課堂學生的學習情況并開展有針對性的教學活動。

（3）教師通過系統通知與課程通知實時向學生終端推送信息。老師不用再通過QQ、微信等第三方工具發(fā)送通知，學生也不用再擔心漏掉課程的重要通知信息。

從社交學習角度出發(fā)的案例如下所述：

（1）教師創(chuàng)建一門課程后，系統自動新建一個交流討論群組，加入當前課程的所有學生會自動加入到當前群組中。當前課程的教師默認為當前群組的管理員，其他用戶也能通過申請加入當前群組中來。

（2）學習交流討論群組還可與學習主題相關聯。主題可以是一門課程，也可以是章節(jié)、單元、課件、活動和資源等。

（3）用戶也可以根據學習的需要，建立私聊群組，群組成員用戶可以自定義朋友圈、或者與當前學習主題相關的成員交流。

（4）系統支持針對用戶在線人數、終端分布、學習地圖分布等進行的實時統計與呈現。

3.比較分析

參考文獻[4]，筆者采用基于Edutools的評價標準，從學習管理工具、系統支持工具、系統技術特征等三個方面對移動云課堂、MOOC平臺、開源的具有代表性的網絡教學平臺進行對比分析。其中，MOOC及開源網絡教學平臺數據摘自文獻[4]，MOOC平臺選取Coursera，開源網絡學習平臺選取Moodle為代表進行比較分析。

如表2所示，學習管理工具主要比較效能工具、交流工具和學生參與工具等方面指標。在效能工具中，Moodle平臺提供了社會化書簽功能，Coursera未提供，本文提出的移動云課堂則提供個性化書簽功能。日歷任務方面除了Coursera，其它均具備。在導航幫助中Coursera和Moodle提供了基于知識單元的導航，移動云課堂具有個性化學習導航功能。課內導航中移動云課堂支持基于課程分級知識點的多維度關鍵字導航，稍優(yōu)于其它提供的分類、標題、關鍵字導航。異步同步指標中移動云課堂、Moodle提供了同步學習和脫機作業(yè)功能，Coursera則不支持脫機作業(yè)。交流工具指標中移動云課堂可以根據課程的章節(jié)、單元、課件、活動和資源建立討論區(qū)；Coursera和Moodle提供了知識點與課程討論區(qū)。文件交換指標中Coursera不支持，其它均支持，而移動云課堂增加了文件的筆記交換功能。課程郵件指標移動云課堂采用了消息推送機制，此項未考慮。日志筆記指標中除Coursera外各平臺均支持，移動云課堂增加了學時統計、課件筆記等功能。實時聊天指標中移動云課堂和Moodle采用了系統自設聊天室，Coursera則不支持。視頻服務、電子白板指標則僅有Moodle支持。學生參與工具中分組指標除Coursera外均支持。自評互評功能僅移動云課堂和Coursera支持。學習社區(qū)和學生檔案指標中移動云課堂具備了更多的維度選擇（參見上節(jié)社交學習角度出發(fā)的案例描述），Coursera則無學習社區(qū)功能，學生檔案記錄了視頻和測試完成標記，Moodle支持學習情況跟蹤及系統自建社區(qū)。

系統支持工具方面主要考查課程設計工具、課程發(fā)布工具、課程管理工具等維度。如表3所示，在課程設計工具支持方面，移動云課堂和Moodle一樣具備了較好的內容共享復用功能，而Coursera則相對封閉，不對外共享。課程模版方面Coursera需要設計開發(fā)和定制，其它兩者由系統配套提供模版指導。課組管理、定制外觀方面除Coursera外，其它兩者均支持。教學設計工具方面Moodle功能強大，移動云課堂由教育云平臺配套提供，優(yōu)于Coursera。教學標準兼容方面移動云課堂支持CELTSC標準，Coursera和Moodle均支持SCORM。課程發(fā)布工具方面三者均具備自動測試評分功能。課程管理指標中移動云課堂與教務系統對接，功能強大，其它系統除了Moodle外，功能一般。教師幫助方面兩者均優(yōu)于Coursera。在線打分工具方面移動云課堂支持根據學時自動打分，Coursera則由系統自動打分，但不支持教師在線打分，Moodle較前兩者更強大。學生跟蹤方面移動云課堂功能更為強大。課程管理工具中，身份認證方面移動云課堂支持教務系統注冊認證登錄，允許學生用戶訪客進入瀏覽課程，其它兩者則支持注冊認證登錄。課程權限設置中移動云課堂符合教務管理的權限設置，其它均由平臺管理員為學生和教師設置不同權限。托管服務中移動云課堂和Coursera不同于Moodle系統均需自己維護平臺服務。注冊系統指標移動云課堂與教務系統對接，Coursera通過平臺用戶自注冊，Moodle可由郵件地址申請與系統添加混合注冊。

如表4所示，系統與技術特征考慮了軟硬件、安全性能、兼容整合等維度。其中，軟硬件指標中，移動云課堂支持Windows、Linux多服務器配置，Coursera采用專門服務器，需自行配置，Moodle支持Unix、Linux、Windows服務器。同時，移動云課堂服務器端采用Oracle/MySQl數據庫，移動端采用Sqllite數據庫；Coursera采用專門、自配置數據庫，移植性較差；Moodle則支持Mysql/MSSQL/PostgreSQl數據庫。瀏覽器方面移動云課堂支持移動端主流瀏覽器，Coursera支持IE、Chrome、Firefox、Safari瀏覽器，Moodle支持主流瀏覽器。移動服務支持方面移動云課堂支持APP方式，但不支持HTML5，其它系統通過HTML5支持移動端服務。安全性能方面，登錄安全指標中移動云課堂支持與教育云平臺實現統一認證，安全性強，訪問快。Coursera一般，Moodle則訪問快。此外，三者均支持錯誤預防報告功能。兼容整合方面在國際/本土化指標中移動云課堂具有自主產權，國際化方面劣于后兩者，未來在API方面將考慮提供盡可能多的支持。對于第三方軟件Moodle支持優(yōu)于其它，而Coursera只提供第三方鏈接，移動云課堂暫不支持。數字校園兼容方面移動云課堂最佳，而Coursera目前不支持。

綜合以上比較，移動云課堂具備了MOOC系統的大部分指標功能，同時也具有移動學習的新特征。其中，在學習管理工具的各項指標中移動云課堂在討論、社區(qū)及學生檔案等方面具有顯著優(yōu)勢；系統支持工具的各項指標中移動云課堂在課程管理、身份、認證、注冊管理中與現有教務系統對接，優(yōu)勢明顯；系統與技術特征的各項指標中移動云課堂易于部署、應用，并與數字校園系統兼容。此外，經初步測試，相比較原有的PC瀏覽方式，學生的移動學習學時記錄及其參與社區(qū)活動也顯著增加?？梢?，基于MOOC與移動學習融合構建移動云課堂符合高校信息化教學要求并具有顯著的可行性與優(yōu)勢。

五、 結語

華中師范大學針對基于MOOC與移動學習融合構建移動學習+服務，針對提升高等教育教學信息化建設水平開展了移動云學習實踐并上線試運行。概括而言，研究團隊在以下方面開展了有益的探索：系統支持多種移動教學終端一體化的云教學終端環(huán)境，并實現課程有空間、教師有空間、學生人人有空間的目標；實現教育從平臺向云端一體化應用方向發(fā)展，實現了教學模式的轉變，從以前是學生被動接受轉向學生自主學習；貫穿課前、課中、課后各教學環(huán)節(jié)，促進教學組織模式的變革；資源組織發(fā)生變化，由單純來源于老師提升為來源于老師+學生，并符合移動學習資源理論模型開展資源服務；課件呈現與交互手段更加多樣化，學生的課堂學習也更直觀、更為豐富；學習統計的維度涵蓋了位置、群體、終端、學時等信息，有助于后續(xù)進一步開展學習行為分析，如深度發(fā)掘學生的參與度與課程學習的關聯、學生社區(qū)行為與學習效果的關系、情景交互與學科教學效果的關聯等。后續(xù)研究還將包括移動云課堂的效用分析、評價體系優(yōu)化等內容。

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