基于深度學(xué)習(xí)的MOOC混合式教學(xué)設(shè)計與實踐

何 麗，湯 莉，劉 軍

（天津財經(jīng)大學(xué) 理工學(xué)院，天津 300222）

0 引 言

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)以教師為中心，學(xué)生被動地接受知識，并且，教師和學(xué)生之間的互動通常只局限于課間有限的時間，難以實現(xiàn)面向不同學(xué)生個體的個性化教學(xué)指導(dǎo)，達(dá)到深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)。MOOC因其開放性、易用性、知識體系的完整性、教學(xué)元素多元化等優(yōu)勢正影響著高等學(xué)校的教育教學(xué)改革[1]。

混合式教學(xué)旨在突出混合學(xué)習(xí)與課程教學(xué)過程的融合。何克抗教授首次將混合學(xué)習(xí)概念引入國內(nèi)，并認(rèn)為混合學(xué)習(xí)是傳統(tǒng)教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)優(yōu)勢的結(jié)合，既要體現(xiàn)學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體的主動性、積極性與創(chuàng)造性，又要發(fā)揮教師對學(xué)生的引導(dǎo)、啟發(fā)和教學(xué)過程監(jiān)控的主導(dǎo)作用[2]。MOOC混合式教學(xué)是傳統(tǒng)課堂教學(xué)與MOOC在線學(xué)習(xí)混合的一種教學(xué)方式。國內(nèi)外很多學(xué)者通過混合式教學(xué)的理論和實踐研究，證明了MOOC混合學(xué)習(xí)對深度學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用[3-5]。

1 深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵

深度學(xué)習(xí)概念最早由美國學(xué)者M(jìn)arton等提出，國內(nèi)學(xué)者也對深度學(xué)習(xí)的理論、本質(zhì)和面向深度學(xué)習(xí)的教學(xué)活動進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[6]從理論基礎(chǔ)等9個方面對深度學(xué)習(xí)與淺層學(xué)習(xí)進(jìn)行了比較；文獻(xiàn)[7]研究英國開放大學(xué)深度學(xué)習(xí)的教學(xué)活動，文獻(xiàn)[8]對翻轉(zhuǎn)課堂的深度學(xué)習(xí)知識建構(gòu)策略進(jìn)行了研究[8]。

淺層學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)在學(xué)習(xí)目標(biāo)和思維層次等方面都存在明顯差異（表1）。

表1 淺層學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)的比較

2 MOOC混合式教學(xué)設(shè)計

在MOOC混合式教學(xué)過程中，需要綜合考慮MOOC在線學(xué)習(xí)資源和環(huán)境的特點(diǎn)，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)活動、教學(xué)評價等多個方面進(jìn)行重構(gòu)和設(shè)計，使課程教學(xué)能充分發(fā)揮MOOC在線學(xué)習(xí)、交流和實體課堂教學(xué)的優(yōu)勢。本文結(jié)合文獻(xiàn)[9]基于SPOC的深度學(xué)習(xí)模式，設(shè)計了基于MOOC的混合式教學(xué)模式，如圖1所示。

圖1將面向深度學(xué)習(xí)的MOOC混合式教學(xué)過程分為4個主要階段：教學(xué)準(zhǔn)備階段、知識構(gòu)建階段、知識遷移與應(yīng)用階段、評價與反思階段。這4個階段在教學(xué)實施過程中形成了一個閉環(huán)，不僅可以實現(xiàn)基于不同教學(xué)階段的學(xué)習(xí)促進(jìn)和改進(jìn)，還可以實現(xiàn)教學(xué)設(shè)計成果和經(jīng)驗在不同教學(xué)周期的傳遞和積累，從而達(dá)到不斷提升課程教學(xué)質(zhì)量的目標(biāo)。

圖1 MOOC混合式教學(xué)模式

2.1 教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

2.1.1 教學(xué)目標(biāo)設(shè)計

在MOOC混合式教學(xué)中，教學(xué)環(huán)境主要由MOOC在線平臺和實體課堂兩部分組成。因此，教學(xué)目標(biāo)設(shè)計也分為兩部分：在線學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計和課堂教學(xué)目標(biāo)設(shè)計。圖1顯示MOOC混合式教學(xué)目標(biāo)分為兩個主要的層次：知識建構(gòu)和知識遷移應(yīng)用與創(chuàng)新。根據(jù)MOOC知識體系和學(xué)習(xí)評價方式，將在線學(xué)習(xí)目標(biāo)定義為知識建構(gòu)，主要是基于知識單元的基礎(chǔ)理論和知識的記憶、初步理解和應(yīng)用；將課堂教學(xué)目標(biāo)定義為面向深度學(xué)習(xí)的知識遷移應(yīng)用與創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)新舊知識之間的關(guān)聯(lián)和學(xué)生高階思維能力的訓(xùn)練。MOOC在線學(xué)習(xí)以學(xué)生的自主學(xué)習(xí)為主，學(xué)生的知識基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)習(xí)慣和興趣會對學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生較大影響。因此，在教學(xué)目標(biāo)設(shè)計時需要充分了解學(xué)生的知識基礎(chǔ)、興趣愛好、學(xué)習(xí)習(xí)慣等，使設(shè)計的教學(xué)目標(biāo)更加符合教學(xué)實際。

2.1.2 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

教學(xué)內(nèi)容設(shè)計的主要任務(wù)是根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和MOOC學(xué)習(xí)資源情況進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)，設(shè)計和開發(fā)教學(xué)實施過程中需要的教學(xué)資源，具體包括：MOOC在線學(xué)習(xí)內(nèi)容篩選與整合、課堂教學(xué)案例設(shè)計、協(xié)作學(xué)習(xí)項目設(shè)計、課堂測試試題開發(fā)、知識應(yīng)用情境設(shè)計、教學(xué)效果問卷設(shè)計等。由于不同MOOC平臺的課程在易用性、課程質(zhì)量、教學(xué)目標(biāo)等方面差異較大，在進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)時，需要對MOOC的知識體系、內(nèi)容深度、在線互動方式、評價方式等進(jìn)行對比和分析，使選擇的MOOC平臺及其提供的資源能夠與課程的教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容要求相吻合。

2.2 教學(xué)活動設(shè)計

2.2.1 知識建構(gòu)

在知識建構(gòu)階段，教師需要根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和知識的難易程度，對學(xué)生進(jìn)行必要的學(xué)習(xí)引導(dǎo)和啟發(fā)，主要活動包括重點(diǎn)難點(diǎn)的提示與啟發(fā)、個性化指導(dǎo)等。學(xué)生在知識建構(gòu)階段的主要任務(wù)是學(xué)習(xí)、理解和領(lǐng)會新知識，具體活動可以包括觀看視頻、參與在線測試和在線討論、知識的淺層應(yīng)用、在線問題反饋等。在該階段，知識應(yīng)用只針對新知識的淺層應(yīng)用，不要求對新舊知識的融會貫通，問題反饋主要是通過MOOC提供的在線討論、微信和學(xué)習(xí)社區(qū)等網(wǎng)絡(luò)互動平臺，目標(biāo)是強(qiáng)化對新知識的初步理解和領(lǐng)會。

2.2.2 知識遷移與創(chuàng)新

知識的遷移應(yīng)用與創(chuàng)新是深度學(xué)習(xí)的重要特征之一，其目標(biāo)是將所學(xué)知識應(yīng)用到新的問題情境中，實現(xiàn)知識的應(yīng)用和創(chuàng)新。在該階段，不僅要求學(xué)生深入理解和領(lǐng)會所學(xué)的新知識，還要求學(xué)生能夠在新舊知識融會貫通的基礎(chǔ)上，應(yīng)用所學(xué)的知識解決新情境中的實際問題。為達(dá)到此目標(biāo)，教師需要根據(jù)實際應(yīng)用需求，建立問題情境，并針對性地設(shè)計相應(yīng)的課堂教學(xué)活動和學(xué)習(xí)活動來促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行知識的遷移應(yīng)用和創(chuàng)新。知識的遷移應(yīng)用和創(chuàng)新活動設(shè)計以引導(dǎo)學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)為主，目的提升學(xué)生的新舊知識整合、應(yīng)用和創(chuàng)新能力，相應(yīng)的教學(xué)和學(xué)習(xí)活動可以包括問題情境設(shè)計、案例分析、問題研討、成果展示與匯報、分組討論、問題交流與指導(dǎo)等。

2.2.3 評價與反思

本文將問題反饋列入評價與反思階段，這主要是考慮師生反思通常是在評價和問題反饋的基礎(chǔ)上完成的。實際上，在MOOC混合式教學(xué)中，由于教與學(xué)在時空上的獨(dú)立性，問題反饋一般貫穿于教學(xué)的每個階段。通過線上和線下的問題反饋，教師可以及時了解學(xué)生當(dāng)前的知識掌握情況和教學(xué)設(shè)計中存在的問題，這不僅可以為個性化的學(xué)習(xí)指導(dǎo)提供參考，還可以實現(xiàn)面向各個階段的教學(xué)設(shè)計調(diào)整，實現(xiàn)基于問題反饋控制的教學(xué)設(shè)計優(yōu)化。

學(xué)習(xí)評價總體上可分為兩種：形成性評價和綜合性評價。形成性評價主要面向教學(xué)過程，MOOC混合式教學(xué)的形成性評價一般包括在線評價和課堂評價。由于MOOC通常以知識單元為單位組織教學(xué)內(nèi)容，基于知識單元的在線測試和練習(xí)是在線評價的重要組成部分。課堂評價的形式由課堂教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)活動設(shè)計的目標(biāo)決定，可以是課堂測試、項目評估和小組討論等，評價方式可以包括學(xué)生自評、學(xué)生互評、教師評價等。

3 操作系統(tǒng)的MOOC混合式教學(xué)實踐

為分析MOOC混合式教學(xué)設(shè)計的有效性，筆者將圖1描述的教學(xué)設(shè)計模式應(yīng)用于操作系統(tǒng)課程的MOOC混合式教學(xué)實踐中。本課程于2017年3月開始嘗試，有72名計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生參與本次教學(xué)改革。

3.1 MOOC篩選

在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計方面，首先從知識體系、實驗設(shè)計、在線測試、評價方式、在線互動等方面對多個MOOC平臺的操作系統(tǒng)課程進(jìn)行比較，最后選擇學(xué)堂在線MOOC平臺上的國家級精品課程——“操作系統(tǒng)”作為在線學(xué)習(xí)環(huán)境。該課程將教學(xué)內(nèi)容分為原理和實驗兩部分，共計23講。其中，原理部分占14講，其余9講為實驗部分，每一講又劃分為4～8個不同的知識單元，每個知識單元有對應(yīng)的微視頻，每一講和知識單元有對應(yīng)的在線練習(xí)。為建立新舊知識之間的關(guān)聯(lián)，該MOOC在每個知識單元下提供了先修知識和相關(guān)知識的問答鏈接。同時，該MOOC還提供了開放式的“討論區(qū)”和“常見問題及解答”功能，為協(xié)作學(xué)習(xí)提供了有效的支撐環(huán)境。此外，該MOOC平臺還針對每個學(xué)習(xí)者提供了“進(jìn)度”管理功能，通過該功能，學(xué)習(xí)者可以及時了解自己的學(xué)習(xí)狀態(tài)。

3.2 教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)活動設(shè)計

3.2.1 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

根據(jù)操作系統(tǒng)MOOC的知識體系和本課程的教學(xué)目標(biāo)，將教學(xué)內(nèi)容劃分為10個不同的教學(xué)單元：操作系統(tǒng)概述、系統(tǒng)啟動與中斷處理、進(jìn)程和線程、進(jìn)程控制、進(jìn)程同步與通信、處理機(jī)調(diào)度與死鎖、實存管理、虛擬存儲、文件系統(tǒng)和I/O子系統(tǒng)，每個教學(xué)單元下的知識單元劃分參考MOOC的知識單元組織。在教學(xué)實施過程中，將面向知識單元的學(xué)習(xí)定義為淺層學(xué)習(xí)，目標(biāo)是掌握相關(guān)知識單元的概念和基礎(chǔ)理論，這部分學(xué)習(xí)目標(biāo)主要通過MOOC在線學(xué)習(xí)來實現(xiàn)。每個教學(xué)單元一般由若干個知識單元組成，知識單元之間的關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，而且不同教學(xué)單元，甚至不同課程的教學(xué)單元之間也會存在知識關(guān)聯(lián)。因此，在本課程教學(xué)中，將面向教學(xué)單元的學(xué)習(xí)定義為深度學(xué)習(xí)，知識之間的關(guān)聯(lián)建立和遷移應(yīng)用主要通過課堂教學(xué)活動和基于教學(xué)單元的實驗來實現(xiàn)。因此，在教學(xué)活動設(shè)計時，每個教學(xué)單元至少包含一次促進(jìn)協(xié)作學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)活動。

3.2.2 教學(xué)活動設(shè)計

教學(xué)活動設(shè)計包括兩個部分：面向淺層學(xué)習(xí)的在線學(xué)習(xí)活動設(shè)計和面向深度學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)活動設(shè)計。在線學(xué)習(xí)活動設(shè)計以MOOC平臺提供的功能為主，學(xué)生參與的主要活動包括視頻觀看、在線練習(xí)、參與在線討論和問題交流，而教師的主要任務(wù)是進(jìn)行學(xué)習(xí)引導(dǎo)和參與在線問題交流。課堂教學(xué)活動設(shè)計的目標(biāo)是促進(jìn)新舊知識的融會貫通和知識的遷移應(yīng)用及創(chuàng)新，主要教學(xué)活動包括重點(diǎn)難點(diǎn)問題深化與引導(dǎo)、案例分析、課堂分組討論、實驗成果展示與評價、個性化指導(dǎo)、階段性問題總結(jié)、存在的問題反饋等。課堂討論采用分組的形式，每組3～4人，設(shè)一名流動組長，組成員不變，組長輪流，并由組長負(fù)責(zé)整理和總結(jié)小組討論的問題和成員參與情況。為調(diào)動每位同學(xué)參與討論的積極性，在課堂交流活動評分時設(shè)置組長獎勵加分。同時，在分組討論和實驗成果評價環(huán)節(jié)，引入了學(xué)生自評、小組互評和教師評價3種方式，并將它們?nèi)谌氲阶罱K的學(xué)習(xí)效果評價指標(biāo)體系。

為了更好地促進(jìn)教學(xué)改進(jìn)，在每個教學(xué)單元后設(shè)計了“反思”活動。為了及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，每個教學(xué)單元后，要求學(xué)生提交自己當(dāng)前的學(xué)習(xí)進(jìn)度，并對存在的問題進(jìn)行分析、總結(jié)和反思。同時，教師也需要根據(jù)學(xué)生反饋的問題，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)活動等多個層面進(jìn)行反思，找出存在問題的原因并加以改進(jìn)，以達(dá)到不斷完善教學(xué)設(shè)計的目標(biāo)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。

3.3 學(xué)習(xí)效果評價設(shè)計

在教學(xué)評價方面，設(shè)計包含在線學(xué)習(xí)、課堂互動與期末考試三位一體的學(xué)習(xí)效果綜合評價指標(biāo)體系，見表2。

表2 MOOC混合式教學(xué)的學(xué)習(xí)效果評價指標(biāo)

根據(jù)表2設(shè)計的指標(biāo)體系，學(xué)生在本課程上的綜合評價成績L定義為3個一級指標(biāo)上的加權(quán)平均，即

3.4 教學(xué)效果分析

為了分析MOOC混合式教學(xué)設(shè)計的有效性，課程組通過問卷和學(xué)生“進(jìn)度”數(shù)據(jù)分析，對參與本次教學(xué)實踐所有學(xué)生的在線學(xué)習(xí)行為進(jìn)行統(tǒng)計，結(jié)果顯示：學(xué)生在視頻學(xué)習(xí)上的平均完成率達(dá)97.6%，且60%以上的學(xué)生有多次重復(fù)觀看視頻的經(jīng)歷；100%完成在線隨堂練習(xí)的學(xué)生比例達(dá)到91.2%，并且，65%以上的學(xué)生有多次重復(fù)參與隨堂練習(xí)的經(jīng)歷。但是，我們也發(fā)現(xiàn)，學(xué)生參與在線提交問題的積極性不高，參與率不到40%，分析原因可能與本項在學(xué)習(xí)效果評價中的權(quán)重和在線互動得不到及時回復(fù)有關(guān)。

為了進(jìn)一步分析MOOC混合式教學(xué)的效果，我們對同一專業(yè)學(xué)生在本課程上的期末考試成績進(jìn)行了對比。由于在本次MOOC混合式教學(xué)實踐前，本課程的學(xué)習(xí)效果評價只包含平時成績和期末成績兩部分，而且，平時成績與表2中的各項指標(biāo)之間沒有直接的對應(yīng)關(guān)系。因此，為使結(jié)果具有可比性，本文僅使用本課程在兩種不同教學(xué)模式下的期末考試成績進(jìn)行比較。對比發(fā)現(xiàn)，本次期末成績的優(yōu)秀率上升了3.81%，不及格率下降了9.43%，平均分提升了4.62分。根據(jù)分析結(jié)果可以得出結(jié)論，MOOC混合式教學(xué)能夠提升本課程的教學(xué)水平。

4 結(jié) 語

從操作系統(tǒng)MOOC混合式教學(xué)的學(xué)習(xí)效果對比可以看出，本文提出的MOOC混合式教學(xué)設(shè)計能夠促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提升，達(dá)到了預(yù)期的深度學(xué)習(xí)目標(biāo)，但是在教學(xué)實踐中，我們也發(fā)現(xiàn)，由于MOOC的大規(guī)模性，使其提供的在線討論和問題交互功能還難以滿足學(xué)生的在線及時互動需要，使得學(xué)生參與在線問題交流的積極性不高；同時，由于受傳統(tǒng)教學(xué)管理理念的約束，混合式教學(xué)的優(yōu)勢目前還沒有得到充分發(fā)揮。因此，為更好地利用MOOC優(yōu)質(zhì)資源，我們還需要在教學(xué)理念上實現(xiàn)新的創(chuàng)新，以期獲得更好的混合式教學(xué)效果。