MOOC在自动化实验教学中的应用设计

田娟 林楠

摘要：在MOOC教学与新工科建设发展的背景下，越来越多的课程开始借助MOOC技术提高教学效果。本文以太原科技大学自动化工具软件实验为例，分析传统实验课程转型成MOOC的方法。首先，分解实验内容，形成知识点清单；其次，选择合适的形式录制视频；然后，设计多样化的练习活动，帮助学习者从不同角度了解自己的学习情况；最后，建立课程论坛，促进学习者间的知识共建。MOOC为自动化实验教学改革开辟了新路径。

关键词：实验教学；大规模在线开放课程；自动化

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）23-0267-02

MIT的前任校长最早提出：我们做MOOC，不是为了代替传统教学，而是为了向网络教育学习，用信息技术来改造学校的教育。当前，MOOC教学对新工科建设的促进作用，正在形成多方位的有力支撑。MOOC教学与新工科建设已成为我国高等教育教学改革、促进公平和产学合作协同育人的重要举措。

一、实验教学现状

实验教学作为高等教育的重要环节，要向学习者传授知识、培养实验技能，更要引导学习者掌握科学的思维方式，系统提高学习者综合分析问题和解决问题的能力，养成良好的科学作风和协作精神。但在以往的实验教学中，普遍采取教师讲学生听、教师演示学生看、最后学生统一操作练习的教学模式，导致学生跟不上教师的讲解演示步伐，实验过程中在教师反复强调的问题上出错。同时，学生过度依赖教师，课堂效率不高，课下又懒于思考，且互相抄袭，缺乏创新思维，尤其上机编写程序表现的更加明显。

二、MOOC的特点

MOOC（慕课）全称是“Massive Open Online Course”（大规模在线开放课程），实质是采用视频的形式将网络课程发布到网上，借助网络免费共享，任何有学习需求的人均可通过网络自主学习。MOOC可以是一门完全对应校内课程的课程，也可以是校内课程的一部分内容，内容不多，学习者的负担不大。和传统的视频课程相比，MOOC课程的学习氛围更浓厚，不仅要求学习者自我管理，而且加强作业、测评和互动环节，学习者更容易得到良好完整的课堂学习体验，学习者有充分的自由决定怎么学习、看多少资料、是否做作业、是否参与讨论，因此MOOC深受广大师生的欢迎。

三、MOOC自动化实验教学

1.MOOC自动化实验教学的可行性分析。自动化工具软件是太原科技大学自动化专业的一门必修实践课程，采用实践教学方式使学习者掌握控制领域广泛应用的Matlab仿真软件。教学过程中，主要采用多媒体进行编程演示，学习者通过上机实际操作训练教学内容。考虑到MOOC学习不受空间和时间的限制，更便于学习者反复学习和练习，因此提出将MOOC应用于自动化工具软件实验教学。学习者成为学习真正的主体，学习方式从接受式学习变为研究型学习，学习者在整个探究过程中能获得极大的成就感和满足感。

2.MOOC自动化实验教学的设计方法。目前，主流MOOC教学活动采用技术的手段复制和改良传统的以教师为主导的教学模式，主要包括视频、练习和讨论三大关键要素。MOOC教学中，视频呈现的是传统课堂中教师的讲授、演示和板书，视频中嵌入的问题模仿的是教师讲授过程中的提问；课后作业通过平台来布置并提交，大多数练习都是系统自动批改；传统课堂上的讨论以及课后的讨论活动现在都发生在课程论坛中。下面详细阐述自动化工具软件MOOC实验教学活动的设计方法。（1）内容规划：内容规划是传统实验课程转型成MOOC的第一步，指根据知识点分解传统实验课程资源，并组织成模块，然后按照网上课程的逻辑再重新组织，形成既独立又相关的知识点。现以自动化工具软件的实验二“图形绘制的内容”为例进行规划。①周主题：图形绘制；②教学目标：掌握二维图形和三维图形的绘制方法，图形窗口的分割；③视频知识点清单：二维图形的基本绘图函数和控制符，三维图形的三种绘图函数和效果控制命令，图形绘制的辅助操作，图形窗口的控制与操作；④讨论活动：如何利用图形对象的句柄绘制精美的曲线；⑤课后作业或练习：两道编程题，10分/道，对应知识点1、3、4和知识点2；⑥评分标准：同伴互评，根据编程语句的合理性和实现题目要求的情况打分。（2）视频设计：视频是MOOC学习内容传递的重要形式，要求主题聚焦、内容相对独立完整、时间控制在10到15分钟，有演讲式、实地拍摄、绿幕抠屏等多种形式。考虑到自动化工具软件课程实践性强，采用屏幕录制软件+PPT的制作方式，操作简单且经济实惠，只需一台安装Camtasia Studio 6的电脑和带麦克风的耳机设备。Camtasia Studio 6是一款功能强大的屏幕动作录制软件，能在任何颜色模式下轻松记录屏幕动作，支持各种视频格式输出。经测试，在win7 32位系统下，分辨率1024*768，麦克风音量调整为满量程的1/4，此时视频效果是最好的。（3）练习活动设计：MOOC的核心教学理念之一是用大量的练习来促进学习者掌握和吸收知识。目前常见的练习活动有三类，见表1。自动化工具软件课程开展三类练习活动：①视频中的提问：采用客观题，类似传统课堂中无风险的问话活动，目的在于加强视频的学习效果，可以让学习者带着问题去观看视频，也可以检查提醒学习者刚看过的概念和观点；②测验：采用客观题，允许学习者测验3次，取最好成绩作为最终成绩；和传统课堂相比，大大增强了学习者的学习兴趣；③开放作业：大多为编程题目，采用同伴互评的方式组织学习者进行批阅、提供评语；不仅可以提高学习者对教学目标的理解、对教学内容的认识，而且有利于拓展解题思路。（4）交互活动设计：交互活动相当于传统课堂上的讨论以及课后的讨论活动。研究表明，在线讨论比面对面的讨论更能促进深刻的思考，因为学习者在论坛中发言时需要用文字组织思路并表达出来，这个过程有助于对思考的进一步加工和细化。自动化工具软件的交互活动设计包含四方面的内容：①交互活动定位：课程论坛作为促进学习的重要工具，同时兼具答疑功能；②论坛结构设计：论坛大致划分为软件技术讨论区、课程学习讨论区、教师答疑区和教学建议区，分别提供自动化工具软件的分享与应用探讨、学习拓展及互助讨论、教师辅导与答疑、网上学习体会与课程反馈；③对学习者参与讨论的要求：本课程要求学习者参与教师每周发起的讨论话题，并按照本周课外拓展要求进行回帖，引导讨论贴的发帖数量不少于2条，发帖参与度5分，被置顶1次获得质量分5分；④参与讨论的规则：教师主要对引导贴进行有针对性的回复，对学习者共性问题给予相应的答疑解惑；置顶质量高的讨论帖，必要时可以在课程学习过半和结束之前安排在线交流活动。

四、结语

MOOC和自动化实验教学的结合，着眼于激发学习者的学习积极性和自主性，提高学习者的创新能力和协作能力，从整体上提高了实验教学效果，对实验教学改革有着不可估量的推动作用。

參考文献：

[1]北京大学数字化学习研究中心.高校为什么愿意做慕课[EB/OL].2014-12-06.

[2]卢行伟，李庆，田茂毅.基于微课特点的大学计算机实验教学改革实践[J].实验技术与管理，2017，34（1）：175-177.

[3]赵玉新，刘伟.MOOC的多种授课模式比较分析[J].计算机教育，2016，（2）：147-149.