王明爽,趙曉明
(黑龍江工程學(xué)院 測繪工程學(xué)院,黑龍江 哈爾濱150050)
MOOC是英文Massive Open Online Courses首字母的縮寫,譯為慕課,是指“大規(guī)模開放式的在線課程”。MOOC的核心是借助于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),在開放式的網(wǎng)絡(luò)教育平臺上發(fā)布優(yōu)質(zhì)的數(shù)字化教育教學(xué)資源(如課程視頻、電子教材等),將分布在世界不同地區(qū)的講授者和同樣分布在世界不同地區(qū)的學(xué)習(xí)者通過教與學(xué)的方式有機(jī)地聯(lián)系起來的大規(guī)模的在線虛擬課堂。在虛擬課堂上,課程視頻內(nèi)容按知識點(diǎn) 碎片化 并由多個(gè)小問題把知識點(diǎn)穿插起來,這是一種以“教師為中心”真正轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴皩W(xué)生為中心”的翻轉(zhuǎn)課堂,是教、學(xué)、做、評一體化的全新的教學(xué)模式。學(xué)習(xí)者只要通過申請、注冊,就可以進(jìn)行在線學(xué)習(xí),其在線學(xué)生學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)量是不限的。自2008年起,MOOC這種大型的網(wǎng)絡(luò)開放式課程的理念和教育教學(xué)模式已被越來越多的人所接受。
SPOC概念是由美國加州大學(xué)伯克利分校計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)教授阿曼多·??怂购痛骶S·帕特森首 次 提 出 的。SPOC是Small Private Online Course的英文縮寫,譯為“小眾私密在線課程”。在這里,SPOC中的Small——“小眾”,指在線學(xué)習(xí)的學(xué)生數(shù)量一般在數(shù)十個(gè)到數(shù)百個(gè)不等,相對學(xué)生規(guī)模較小,這與MOOC中的Massive是相對的;Private——“私密”,是指只針對滿足準(zhǔn)入條件的申請者來說,在線資源是完全開放的課程;但對于不符合準(zhǔn)入條件旁聽者來說,在線資源只是部分開放的,這是小規(guī)模的在線教育模式,具有一定的“私密性”。SPOC主要是針對在校的大學(xué)課堂學(xué)生,借用MOOC的課程視頻或采用在線評價(jià)等功能實(shí)現(xiàn)“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式,是把“課堂教學(xué)”和“在線教學(xué)”相結(jié)合的全新的混合式教學(xué)模式。教師可以把MOOC上的課程視頻內(nèi)容當(dāng)作作業(yè)布置給學(xué)生,讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)和自學(xué),然后再在實(shí)際的課堂上為學(xué)生解決問題,進(jìn)而了解學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握程度以及存在的問題。教師可以根據(jù)教學(xué)大綱的要求和學(xué)生的需求,可以及時(shí)補(bǔ)充相應(yīng)的配套材料,自主地設(shè)置和調(diào)控整個(gè)課程的進(jìn)度節(jié)奏和對學(xué)生成績評定系統(tǒng)。
測繪類專業(yè)C#課程教學(xué)目標(biāo)主要是培養(yǎng)學(xué)生使用計(jì)算機(jī)高級語言來構(gòu)想、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)或軟件產(chǎn)品的能力,用于解決測繪學(xué)科工程問題。本文在MOOC背景下對SPOC教育教學(xué)模式理念和方法進(jìn)行深入思考的基礎(chǔ)上,通過對該課程當(dāng)前教育教學(xué)現(xiàn)狀的分析,從“CH-SPOC”的視角對C#課程的教育教學(xué)模式進(jìn)行構(gòu)想,把網(wǎng)絡(luò)虛擬課堂學(xué)習(xí)和傳統(tǒng)課堂相結(jié)合,注入學(xué)生間的團(tuán)結(jié)協(xié)作要素,這是全新的混合式的教育教學(xué)模式。并在此基礎(chǔ)上調(diào)整和重構(gòu)了C#課程考核體系與評價(jià)方法,用以促進(jìn)該課程的教學(xué)改革,提高教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。
由于測繪新技術(shù)的快速發(fā)展,測繪類專業(yè)對學(xué)生具有工程應(yīng)用能力 特別是借助計(jì)算機(jī)解決工程問題的技能要求越來越高。為此,我院在測繪工程、地理信息系統(tǒng)和遙感科學(xué)技術(shù)等三個(gè)專業(yè)中設(shè)置“高級語言程序設(shè)計(jì)C?!闭n程是滿足測繪信息化的要求,同時(shí)也是滿足社會(huì)各個(gè)產(chǎn)業(yè)部門對測繪類專門人才應(yīng)具有工程化技能的需求。
“測繪學(xué)”早期的含義包含“測量”和“繪圖”兩部分內(nèi)容。但從20世紀(jì)90年代開始,計(jì)算機(jī)技術(shù)把各類空間信息和自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)及其他要素有機(jī)結(jié)合起來,“3S”技術(shù)的出現(xiàn)滿足了空間信息處理的實(shí)效性,加快了空間信息的獲取、處理和更新速度,極大地提高了測繪生產(chǎn)的質(zhì)量和效率,為社會(huì)發(fā)展提供了更廣泛、更有效的服務(wù)支持。針對現(xiàn)代測繪學(xué)科具有相互交叉、相互滲透、可移植的專業(yè)特點(diǎn),這要求學(xué)生具有較厚實(shí)的專業(yè)工程知識和較強(qiáng)的高級語言的應(yīng)用、設(shè)計(jì)和開發(fā)能力。近些年來,“高程語言程序設(shè)計(jì)”課程的設(shè)置在測繪類專業(yè)的課程體系中得到了充分的重視。
目前,.NET平臺是主要流行的軟件開發(fā)平臺。.NET的應(yīng)用范圍擴(kuò)展非常廣泛,無論是應(yīng)用開發(fā),還是主流的web開發(fā),.NET都能勝任。而且,C#是目前.NET開發(fā)語言之一。它是微軟公司發(fā)布的一種面向?qū)ο蟮?、運(yùn)行于.NET Framewor k之上的高級程序設(shè)計(jì)語言。作為.NET的核心開發(fā)語言,C#是有史以來最好的編程語言,它具有功能強(qiáng)大、語法簡潔、面向?qū)ο?,提供了完整的安全性,支持組件技術(shù)、具體自動(dòng)內(nèi)存管理、良好的版本控制能力以及與Web緊密結(jié)合等一系列特點(diǎn)。這是其他語言所不具有的特性。作為測繪類專業(yè)基礎(chǔ)課程,C#是測繪類工程軟件開發(fā)和應(yīng)用的首選語言。
針對測繪類學(xué)生專業(yè)特點(diǎn),《高級語言程序設(shè)計(jì)C?!纷鳛楫?dāng)前測繪類的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。它是Arc GIS應(yīng)用與開發(fā)、測量平差課程設(shè)計(jì)、數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)圖像學(xué)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫等相關(guān)專業(yè)課程的編程基礎(chǔ),同時(shí)也為這些課程中所涉及的各種算法和功能的實(shí)現(xiàn)提供了開發(fā)工具,使學(xué)生擁有在測繪專業(yè)工程環(huán)境中構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行一個(gè)軟件系統(tǒng)的能力。
根據(jù)學(xué)院人才培養(yǎng)方案的要求,測繪工程、地理信息系統(tǒng)和遙感科學(xué)技術(shù)等三個(gè)專業(yè)需要培養(yǎng)學(xué)生具有扎實(shí)的計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、地圖學(xué)、遙感科學(xué)和測繪學(xué)等方面的專業(yè)基本理論知識和基本技能,使之成為能在國民經(jīng)濟(jì)各部門從事與測繪、地理信息和遙感相關(guān)的軟件應(yīng)用、開發(fā)與管理的高等技術(shù)應(yīng)用型人才
“高級語言程序設(shè)計(jì)C#”是測繪類專業(yè)學(xué)生的核心必修課。這門課程是實(shí)踐性極強(qiáng)的工程類課程。SPOC的出現(xiàn)對現(xiàn)有的C#課程教學(xué)模式提出了諸多挑戰(zhàn)和沖擊。
1)從教育理念角度看。在C#課程授課過程中仍以傳統(tǒng)教育理念為主導(dǎo),以教師、教材和課程為中心,學(xué)生被動(dòng)地接受教師傳授的知識,學(xué)生在整個(gè)教學(xué)過程中參與度小。這不利于充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性,抹殺了學(xué)生的想象空間;學(xué)生間缺乏交流學(xué)習(xí)的環(huán)境,不利于培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神;學(xué)生動(dòng)手能力差,扼殺了學(xué)生的個(gè)性發(fā)展和獨(dú)立完成任務(wù)的能力培養(yǎng)。
2)從環(huán)境配置優(yōu)化角度看。沒有有效地利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境的優(yōu)勢、合理優(yōu)化教學(xué)資源,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺模塊的功能和在線實(shí)時(shí)交互性還不完善,有針對性地實(shí)現(xiàn)小規(guī)模的在線開放性課程的應(yīng)用比較欠缺。
3)從學(xué)生角度看。學(xué)生缺乏對網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)深入的了解,C#課程中教師沒有充分地對學(xué)生加以引導(dǎo)和推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué),沒有把網(wǎng)絡(luò)虛擬課堂和現(xiàn)實(shí)課堂有機(jī)結(jié)合起來進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂,實(shí)現(xiàn)混合式教學(xué)。這不利于師生間的面對面交流和溝通,學(xué)生對該課程應(yīng)用認(rèn)知不足,減低了學(xué)生不斷對問題深入研究的熱情,缺乏創(chuàng)新精神。
測繪類專業(yè)C#課程應(yīng)以SPOC這一全新的教育模式為契機(jī),結(jié)合該課程的設(shè)置目標(biāo)、課程特點(diǎn)與基本要求,構(gòu)建C#課程體系。
MOOC讓大規(guī)模的不同地域的學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源;而SPOC則可以讓處在高校的大學(xué)生同樣可以根據(jù)不同的專業(yè)需求,小規(guī)模地有針對性的在線學(xué)習(xí)課程內(nèi)容?!癈H-SPOC”則是在SPOC的基礎(chǔ)上增加了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程的團(tuán)結(jié)協(xié)作的要素,與此同時(shí),又把傳統(tǒng)的面對面課堂授課學(xué)習(xí)方式的優(yōu)勢和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)方式的優(yōu)勢有機(jī)結(jié)合起來。所以,CH-SPOC,是基于“協(xié)作—混合”理念的SPOC。其中C(Collaboration)譯為協(xié)作學(xué)習(xí),是以小組或團(tuán)隊(duì)為主要形式,H(Hybrid)譯為混合學(xué)習(xí),即“網(wǎng)絡(luò)虛擬課堂+面對面實(shí)際課堂”的混合學(xué)習(xí)。借助不同的教學(xué)媒體和教學(xué)資源,不同授課環(huán)境中教學(xué)方法的融合,學(xué)生間、師生間基于視頻的協(xié)作,利用網(wǎng)絡(luò)課堂和實(shí)際課堂達(dá)到相互促進(jìn) 相互學(xué)習(xí),團(tuán)結(jié)協(xié)作,這實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)教學(xué)和虛擬課堂的有機(jī)結(jié)合。
計(jì)短小精悍的教學(xué)視頻
課程的教學(xué)內(nèi)容是由課程的教學(xué)目標(biāo)所決定的,制定合理的教學(xué)目標(biāo)有利于教學(xué)內(nèi)容的選取。根據(jù)我院C#課程設(shè)置的教學(xué)大綱要求,測繪類專業(yè)學(xué)生能較熟練地在Visual Studio.Net開發(fā)環(huán)境中進(jìn)行C#程序的編輯、編譯、調(diào)試和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的開發(fā),增強(qiáng)學(xué)生分析問題、解決問題和團(tuán)隊(duì)合作的能力,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考,勤于動(dòng)手的能力。
結(jié)合大綱要求,總結(jié)歸納相關(guān)C#相關(guān)的知識要點(diǎn),組建并建立高質(zhì)量的教學(xué)團(tuán)隊(duì),把課堂內(nèi)容按照知識點(diǎn)的難易程度,由淺入深、循序漸進(jìn)地進(jìn)行重新組織和安排,可通過一個(gè)例子、一個(gè)結(jié)果、一段評價(jià)或一個(gè)具有綜合性的小規(guī)模應(yīng)用等模式錄制成微視頻。視頻的長度可以設(shè)為幾分鐘到十幾分鐘,視頻的長度設(shè)定要符合學(xué)生身心發(fā)展的特征,應(yīng)該控制在學(xué)生注意力相對比較集中的時(shí)間范圍內(nèi);每個(gè)視頻都應(yīng)安排具有測繪類專業(yè)應(yīng)用背景的特定問題,具有較強(qiáng)的針對性;在網(wǎng)絡(luò)平臺上發(fā)布的視頻資源應(yīng)具有自我控制功能,如暫停和回放等功能,這有利于學(xué)生可以在課外進(jìn)行自主地、有針對性地對于不懂的知識點(diǎn)進(jìn)行多遍學(xué)習(xí)。
在課程申請的準(zhǔn)入條件上,只對教師授課的學(xué)生開放,可以限定學(xué)生的數(shù)量,減低管理學(xué)生的復(fù)雜性。教師把學(xué)習(xí)任務(wù)提前布置給學(xué)生,讓學(xué)生在“虛擬課堂”自主學(xué)習(xí)完成任務(wù)。學(xué)生觀看教學(xué)視頻后,針對本次視頻內(nèi)容的知識點(diǎn)設(shè)定5~6個(gè)小問題,用于檢測學(xué)生對知識點(diǎn)掌握情況,這有助于幫助學(xué)生檢測自己對知識點(diǎn)掌握情況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,做到知識的復(fù)習(xí)和鞏固。
學(xué)生在“虛擬課堂”學(xué)習(xí)屬于C#課程知識點(diǎn)傳遞階段,這是學(xué)生在課前進(jìn)行并完成的。在這個(gè)階段缺少教師和學(xué)生間面對面的支持和幫助,學(xué)生自己不能解決的問題,常常會(huì)讓學(xué)生感到挫敗感,使學(xué)生喪生學(xué)習(xí)的積極性和自信心。而“翻轉(zhuǎn)課堂”則可以有效地解決這個(gè)問題,這是實(shí)現(xiàn)知識吸收內(nèi)化的過程,是重新構(gòu)建教學(xué)學(xué)習(xí)流程的過程。教師針對學(xué)生在網(wǎng)上學(xué)習(xí)過程存在的問題,在實(shí)際課堂上給予有效的輔導(dǎo),為學(xué)生進(jìn)行答疑,能有效地了解學(xué)生自主學(xué)習(xí)過程中掌握重難點(diǎn)的情況,及時(shí)給予指導(dǎo) 并自主調(diào)整課堂教學(xué)進(jìn)度 及時(shí)補(bǔ)充教學(xué)資源,實(shí)現(xiàn)以“學(xué)生為中心、教師為輔”的角色真正轉(zhuǎn)變。
在課堂上,教師可以在學(xué)生已學(xué)知識點(diǎn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合本課程的專業(yè)特點(diǎn)增加問題難度,設(shè)計(jì)一些具有測繪工程實(shí)踐性質(zhì)的應(yīng)用系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)、開發(fā)某方面的微課題,每個(gè)題目的側(cè)重點(diǎn)又有所不同,可以分別使用控制臺編程,使用windows可視化編程,也可使用基于Web的開發(fā)環(huán)境編程程序來完成任務(wù),要求學(xué)生間可以自由組合,每組成員2~3名學(xué)生,并分配好組內(nèi)學(xué)生各自任務(wù)。一旦微課題確定,即以小組為單位,組成小團(tuán)隊(duì),組內(nèi)學(xué)生就可以有針對性地查閱相關(guān)資料,構(gòu)思設(shè)計(jì)問題框架,編寫程序,充分利用課余時(shí)間上機(jī)調(diào)試,進(jìn)行系統(tǒng)軟件的實(shí)現(xiàn),并撰寫相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
通過該過程,可以培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作、交流、互助等能力,使學(xué)生逐漸形成系統(tǒng)化的編程設(shè)計(jì)思路,有助于提高學(xué)生今后編程的興趣。通過翻轉(zhuǎn)課堂,有利于學(xué)生很好地進(jìn)行知識的交流、互動(dòng)、疊加和增值,有助于使學(xué)生掌握學(xué)習(xí)的方法,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維,又使學(xué)生體會(huì)到團(tuán)結(jié)協(xié)作的重要性,進(jìn)而提升了學(xué)生綜合能力。
基于“CH-SPOC”的C#課程教學(xué)模式使“教”與“學(xué)”的關(guān)系進(jìn)行了重構(gòu),由以“教師為中心”轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴皩W(xué)生為中心”的教育教學(xué)模式,因此,相應(yīng)的教學(xué)質(zhì)量考核體系和對學(xué)生成績的評定方法也應(yīng)做出調(diào)整和重構(gòu)。這門課的學(xué)習(xí)效果的考核評價(jià)應(yīng)是一個(gè)過程化的評價(jià)過程,而不是通過期末的一次考試來決定學(xué)生最終成績的結(jié)果性評價(jià)過程。在學(xué)生成績評價(jià)過程中,應(yīng)包含學(xué)生“在線學(xué)習(xí)時(shí)章節(jié)測驗(yàn)成績”、“見面課堂上學(xué)生出勤情況”、“參與互動(dòng)情況”、“課下對微課題完成情況”、“結(jié)課時(shí)的期末考試成績”等幾個(gè)部分組成。這種考核評價(jià)方式可以引導(dǎo)學(xué)生多注重平時(shí)學(xué)習(xí),積極主動(dòng)地配合教師的教學(xué),課上增強(qiáng)了師生間的互動(dòng),課下增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力,能有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和積極性,提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率,尤其是使學(xué)生能更重視實(shí)踐在課程中的重要性。
本文針對測繪類專業(yè)C#課程的特點(diǎn),從CH-SPOC的新視角對C#課程體系建設(shè)提出構(gòu)想 把“虛擬課堂”和“實(shí)際課堂”相結(jié)合,使網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的優(yōu)勢和傳統(tǒng)教學(xué)課堂的優(yōu)勢緊密地融合在一起,實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂;在此基礎(chǔ)上,又對學(xué)生的成績評定方式進(jìn)行了重新調(diào)整和構(gòu)建。這種混合式的教育教學(xué)模式可以合理有效地利用現(xiàn)有的優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)資料,充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)課堂不受時(shí)間和地點(diǎn)限制的優(yōu)勢。同時(shí),融入傳統(tǒng)課堂,師生間又可以面對面地進(jìn)行交流,促進(jìn)學(xué)生間的團(tuán)結(jié)協(xié)作,共同解決問題的能力。這是一種混合式的教育教學(xué)模式,是教師由“知識的傳授者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤敖虝?huì)學(xué)生理解知識的推動(dòng)者”的教學(xué)模式,這種教學(xué)模式對教師的自身業(yè)務(wù)水平也提出了更高的要求。如何轉(zhuǎn)變教師的教育教學(xué)理念,并不斷激發(fā)教師參與這一新型教育教學(xué)模式的積極性,是一個(gè)值得深入研究和探索的問題。
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