苏小红，赵玲玲，张彦航，叶麟
（哈尔滨工业大学 计算机科学与技术学院，黑龙江 哈尔滨 150001）
摘要：分析MOOC带来的机遇与挑战、MOOC给传统的教与学方式带来的转变以及MOOC发展的难点问题，从转变角色和观念、探索中国式MOOC、建设支持学生自主学习的教学支撑环境和评价与保障体系几个方面说明迎接MOOC到来的几点做法。
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关键词 ：MOOC；翻转课堂；自主学习；实践教学支撑环境
基金项目：教育部大学计算机课程改革项目（2-2-ZXM-01）；黑龙江省高等教育教学改革项目（JG2013010260）；中国学位与研究生教育学会研究课题（B2-2013Y11-153）；哈尔滨工业大学省级研究生教育成果奖培育项目（CGPY-201433）。
第一作者简介：苏小红，女，教授，研究方向为程序分析、信息融合、图像处理，sxh@hit.edu.cn。
1 MOOC浪潮带来的机遇与挑战
2012年，大规模网络在线教育（massive open online course，MOOC）以一种引人瞩目的方式迅速成为世界高等教育领域的热词和流行语，受到众人追捧。如斯坦福大学校长约翰汉尼斯所说“MOOC是高等教育史上的一场数字海啸，正席卷传统大学”。2013年，北京大学、清华大学和香港大学、香港科技大学加盟edX，复旦大学、上海交通大学和台湾大学、香港中文大学加盟Coursera，标志着中国高等教育开始融入MOOC。不追美剧、追MOOC渐成国内一些大学的新时尚。比尔盖茨在2010年预测的“未来5年，你将能够在网上找到最好的授课内容，这些内容比任何一所大学都要好”已悄然得到印证。
MOOC的到来为高等教育带来了新的机遇。MOOC可以促进优质教育资源共享和教育公平，有利于提高人才培养质量、树立学校教育品牌、吸引优质生源，促进就业良性循环。正如教育部部长助理林蕙青在接受记者采访时所说：“‘慕课’为教育公平打开了一扇窗，可以成为实现高等教育普及化，缩小我国不同地区教育资源差距的契机”。
然而，挑战无时无刻不与机遇并存。在MOOC打破校际和区域壁垒、促进优质教育资源共享的同时，学校和教师也将面临优胜劣汰。上海交通大学副校长黄震曾说，“开放，或者被抛弃。在全球优质教育资源和强势文化冲击面前，中国大学必须加快教育改革，提高教学质量，否则就有沦为世界一流大学的教学实验室和辅导教室的风险”，这并非危言耸听和杞人忧天。面对MOOC的冲击，也许人们要问：它会不会如在线音乐冲击唱片行业、在线图书摧垮实体书店那样侵蚀传统大学的领地呢？面对如火如荼、蓬勃兴起的在线教育，传统的实体大学是否会逐渐走向消亡？传统大学里的教师会不会因此而失业呢？
毋庸置疑，MOOC会对平庸的大学形成巨大的压力，甚至是生存压力。在可预期的未来，MOOC作为一种重要的现代教育技术手段和创新平台，只会放大和优化传统课堂，不会成为传统课堂的替代品。
面对MOOC的挑战，我们除了直面和顺应其变，别无它选。为了避免在新一轮在线教育浪潮中失语，我们必须立即行动起来，乘MOOC东风，倒逼教学质量的提升，这是让传统大学继续生存下去以及大学教师不会面临失业风险的必由之路。
2 MOOC给传统的教与学方式带来的转变
MOOC给我们的教学带来的最大变化就是改变了教与学的方式，主要体现在教学关注点的变化以及教师自身角色的转变。
教学关注点从过去的关注教师讲什么，转到关注学生应该学什么，再到关注学生学了什么，最后到关注学生学习的方式和学习的效果。
学生可以在课前看有利于学生记忆与理解的短视频（一般10分钟左右），进行交互式练习，然后在线下的课堂上，以教师为主导、学生为主体，进行研讨式的教学活动，并将实践环节融入其中，真正实现让学生在做中学。此时教师的角色不再是一个单纯的知识传授者，而是一个以引导学生自主探索和助学生学习的辅导者和高级合作者。显然，有了部分优秀的教师在线上授课以后，我们传统课堂中的大部分教师将逐步演变为助教，这不意味着降低了对教师的要求，相反是对教师的知识储备提出了更高的要求，也许这里我们将“助教”理解为“助学生学习的教师”更为准确，MOOC使得传统的线下教学彻彻底底地从讲授主导式过渡到研讨提升式。
MOOC的出现完全改变了学生的学习方式，更强调自主性和互动性。所谓自主性是指学生可以自主决定学习的时间和地点，利用零散时间随时随地学习短视频微课，可以自主选择在自己的最佳状态时学习，自主决定学习内容和学习进度、视频的观看次数以及回放次数，自主控制视频的播放速度，真正实现按需学习。互动性则体现在学生线上的交互式练习、作业互评以及在学习社区中的互动交流。
3 MOOC发展的难点
MOOC的致命缺憾[1]在于如何赢得办学质量上的尊严，包括办学权、办学声誉被广泛认可，学习者得到社会和自己内心深处的尊崇。从现实角度看，能够授予证书、文凭甚至学位，是MOOC实现真正教育革命的前提。另一方面，MOOC课程也存在诸多质量保证和评估考核的具体问题，如避免学习者作业抄袭、保证学习者本人在线学习或考试等。此外，虚拟实验以及如何保持学习者的学习兴趣及其学习过程的可持续性也是一个难题。MOOC课程中学生的流失率非常高，注册学习者虽然很多，但是坚持到底并且参加测评的比率很低。学位授予、学分认证是体制问题，这里不再赘述；而抄袭和流失率的问题，其实在传统教学中也同样存在。虽然对于这两个问题MOOC没有解决，但MOOC在解决“如何助学生学”乃至实现学生之间的“互助式学习”这个问题上为我们探索了一种新思路。在MOOC框架下，如何利用一些新技术和新手段促进高等教育的传统教学方式发生某些质的变化（如“翻转课堂”）值得我们深入研究和思考。
尽管抢占先机非常重要，但建设MOOC课程仅凭一时的冲动和热情是远远不够的。在当前国内优质高等教育资源不足、东西部师资和教学水平存有差距、MOOC学分互认等诸多问题尚未完全解决的情形下，一种现实可行的解决方案就是探索中国式MOOC或者SPOC（small private online course）模式，实现“MOOC + 翻转课堂面授 + 网络虚拟实验”相结合的线上线下混合式MOOC教学，毕竟鼓励学生自主学习并不是对学生的放任自流。MOOC要想走得更远，必须解决实践教学的问题。在线视频只能“学到”，实践教学才能“学会”，因此对实践教学的支撑力度是MOOC成败的关键[2]。
4 具体做法
通过多年的教学实践和研究分析，我们发现目前学生在程序设计课程学习中主要存在以下几个问题：
（1）平时作业和实验成绩无区分度，在一定程度上对学生的慵懒起到推波助澜的作用；
（2）支持学生自主学习的环境和保障体系不健全；
（3）缺少对学生自主学习过程的有效监督和指导；
（4）抄袭之风无法根除，无法真实、客观、公平、公正地评价学生的自主学习效果。
如何为学生自主学习提供全方位、多元化的实践教学支撑环境？如何对学生学习的过程进行有效监督和指导？如何客观、公平、公正地评价学生的实践能力？这些都是值得我们思考和亟待解决的问题。下面我们重点讨论这些问题。
4.1 转变角色和观念，探索中国式MOOC
教学观念决定着教学方法。在当今网络教育时代，学生获取知识的方式呈现出多态化趋势，在这种情形下，教师必须转变角色，尤其要转变教育观念，需要重新审视这样几个问题：什么样的教学是高水平的教学？什么样的教师是好教师？什么样的学生是好学生？
现在，学校的人才培养质量不再以考试分数为杠杆了，而是以人才市场和用人单位的评价与认可程度为标准，看重的不仅是知识，更看重能力和素质（尤其是创新能力、自主学习能力和诚信素质），只有知识、能力和素质综合发展，才能适应社会对人才的需求。
让学生自主学习并不是完全让学生自学，让学生自由发展也并不是让学生任意发展，而是要给学生更多自主选择的空间。
建构主义理论认为，学习不是由教师把知识简单地传递给学生，而是由学生自己建构知识的过程。学生不是简单被动地接收信息，而是主动地建构知识的意义，这种建构不可由其他人代替[2]。建构主义学习强调学生主动学习，但同时也强调教师在学生建构知识的过程中提供一定的帮助和支持。
可以预见，在线教育不可能成为高等教育的全部，但必定是其不可或缺的重要组成部分，它将成为未来课程教学中的一个重要环节，学生在课外先‘听课’，再回到教室与教师进行分享和探讨，无论在线教育如何发展，学生都需要与教师面对面交流，但此时教师的角色将从知识的讲解者演变为学习的启发者。谁不适应这种变化，谁就有可能被淘汰。
4.2 建设支持学生自主学习的实践教学支撑环境以及评价与保障体系
探索中国式MOOC，急需建立一套公正、合理、可操作性强的能够支持学生自主学习的教学支撑环境和评价与保障体系。近年来，我们先后建设了如下实践教学支撑环境：
（1）基于Moodle的交互式网络教学平台（乐学网，https：//cms.hit.edu.cn/）；
（2）面向学生自主学习的作业在线测试系统；
（3）基于程序理解技术的编程题考试自动评分系统；
（4）试卷和题库管理系统；
（5）国家精品资源共享课程（爱课网，http：//www.icourses.cn/coursestatic/course_3153.html）。
在C语言程序设计课程教学中，基于Moodle的交互式网络教学平台主要用于支持学生在线完成实验并对实验进行自动测评。面向学生自主学习的作业在线测试系统主要用于支持学生在线完成作业并对作业进行自动测评。基于程序理解技术的编程题考试自动评分系统，主要支持对学生的编程实践能力进行全面、客观、公平、公正的考核。试卷和题库管理系统主要为上述3个系统提供试题支持。
其中，实验是不限时的，仅限定提交截止时间，按动态测试方法评分，按成绩排名取相对分作为实验成绩。作业是限时完成的，但不限定开始和截止时间，也不限定内容，学生可以自主选择做题时间并自主选择作业题目，按动态测试方法评分，按成绩排名取相对分作为作业成绩。考试限定开始和截止时间，按动态测试和静态分析方法评分，有语法错误的程序也能评分，更接近教师手工评分结果，避免了人情分，使得考核结果更公平公正。此外，2013年10月1日，C语言程序设计课程正式在爱课网上线，全程教学录像和相关教学资源全部免费共享，目前注册人数已突破600人。
4.2.1 实现实验在线评测
基于Moodle开放源码开发的交互式网络教学平台[3]，主要用于支持学生在线完成实验并对实验进行自动测评。教师在平台上可以设置实验程序的提交截止时间，学生在提交截止期以内可以多次提交直到满意为止，但不允许迟交。该平台的另一个主要特色在于它的交互式，即多对多的在线论坛功能，这对教师实现网络教学和网络答疑提供了有力支撑。
4.2.2 实现作业在线评测
教学是建立在教师和学生之间的双向闭环反馈过程上的。对于实践性较强的程序设计课程，教师人工评判学生的程序源代码，不仅工作量大、效率低，而且教师与教师之间没有统一评分标准。一些学校在实践中采取加强实验辅导和通过检查程序运行结果的手段来弥补，但程序设计的复杂性决定了简单的检查一两次运行结果无法全面反映学生程序中可能存在的问题。
此外，教师给所有学生指定相同的作业且要求在相同的时间点提交，这种方式不仅使学生做作业缺少自主选择的空间，而且很难防止学生相互抄袭，对于规模小、算法简单、运行结果又完全正确的程序，教师也很难判断学生是否抄袭。
针对上述两个问题，我们开发了面向学生自主学习的作业在线评测系统。该系统运行在网络服务器上，学生只要使用标准的Web浏览器就可以访问该系统。该系统在以下几方面支持和鼓励学生自主学习，让学生真正做到“我的学习我做主”：
（1）作业的内容是自主的（如图1所示）。每日的作业题目不再由教师布置，而是学生根据课程进度（章序号）或知识点单元自主选择每天所要完成的作业和练习。
（2）作业题目不再是所有人都完全相同，而是从题库中按章或知识点随机抽取。这样做有利于培养学生独立思考和完成作业的习惯，防止学生因作业题目相同而相互抄袭。
（3）作业的完成时间是自主的。教师只要规定完成作业的数量底线（上不封顶）即可，学生可以自主选择做作业的时间，每天最多完成的题目数量以及每道题目的限时完成时间是固定的，既给学生很大的自由度，也能防止学生在临考前突击完成作业，让学生养成每天都上机编程练习的好习惯，有助于学生把每一次作业都当成一次考试，增加实战经验。
（4）作业的完成过程是自主的。学生提交作业后，系统采用测试驱动的在线自动评分（ACM online judge）进行评分，在规定时间内，可以反复提交直到评分满意为止，这种可复活的机制有助于引导学生独立思考和自主学习。
（5）引入了习题市场机制，支持和鼓励学生自主设计题目并将其发布到习题市场，供其他同学练习。这样做不仅让设计者获得积分，而且让学生做到自主选择题目和自主设计题目，真正实现“我的作业我做主”。
（6）学生可以对所做题目的难度进行评级，并将题目的通过率数据反馈给题库管理系统，为教师设置每道题目的难度系数提供参考。
（7）系统引入多种排名机制（如图2所示），通过作业练习总分、习题市场得分、出题数量、出题关注度等排行榜，刺激学生多做题、做难题，激发学生自主学习的积极性，形成你追我赶的学习氛围，教师可以根据成绩的排名结果，按相对分考核学生的平时成绩。
（8）学生可以利用在习题市场中获得的积分，自主选择是否要查看题目的范例代码。
（9）教师可以审核学生的注册信息，对学生的日练习次数、每道题目的练习时间以及题库中试题的抽取次数进行设置（如图3所示）。
4.2.3 实现课程的考核
我们在国家自然科学基金项目资助下研制的基于程序理解技术的编程题考试自动评分系统[4-5]，主要用于课程的上机考试和自动阅卷。该系统不仅能对客观题进行自动评分，还能对C语言主观编程题进行自动评分；更重要的是评分时不仅能测试程序的运行结果，而且还能分析程序的结构和语义，衡量实现编程任务的正确程度，对于不完整和有语法错误的程序也能给出合理的分数，因此更符合教师人工阅卷的结果。该系统实时反馈评分结果，有助于避免人情分，使考试更加客观、公平和公正。该系统将“上机实验”和考试很好地结合在一起，有利于更全面地考核学生的编程实践能力，提高学生上机编程的积极性，促进学生编程能力的提高。系统自动阅卷代替人工阅卷，有利于解除教师阅卷的负担。此外，该系统还具有U盘禁用和插拔报警、防止串座等考试全程监控和防作弊功能。
自2004年起，我们使用基于C/S结构的C语言编程题考试自动评分系统对我校C语言程序设计课程进行机上考试。自2012年起，使用基于B/S结构的C语言编程题考试自动评分系统，该系统被国内100余所院校试用（见http：//cms.hit.edu.cn/elite/9_14.htm）。
4.2.4 支持作业、实验和考试题目的设计
试卷与题库管理系统支持教师设计和管理作业、实验和考试题目，并对考试成绩进行统计分析。其具体功能如下：
（1）具有题库试题管理功能。题库中有2 000余道题目，题型包括单选题、多选题、判断题、一般填空题、程序填空题、普通编程题、复杂编程题、一般改错题、附加改错题9种题型。教师可以根据需要对题库中的现有试题进行增删改处理，作为学生作业和实验题目的候选。此外，教师可以通过系统对题库中的试题进行查重，避免试题重复，提高题库试题的质量。
（2）具有试卷管理功能。教师可以利用题库中的试题进行抽题组卷，支持试卷的导入和导出，还可以按分数段和各题的得分情况对某场考试的存档数据进行统计分析，生成柱状图或饼状图。此外，教师还可以通过系统对某场考试的试卷进行查重。
（3）具有用户管理、角色管理、试题标签管理等系统设置功能。
5 结语
如何将我们现有的作业在线测试系统对接或融合到MOOC技术平台中，解决MOOC虚拟实验的问题，如何利用我们现有的考试自动评分系统，实现课程的社会化考试认证，像目前的TOEFL和GRE一样使用考试中心[6]来解决MOOC课程考核与成绩评定的问题，乃至将其应用于研究生招生复试的考试改革中，这些都是我们未来需要深入研究和探索的工作。
在MOOC浪潮下，我们该做些什么？果敢的行动力和敏锐的洞察力同样重要。从0到1的距离，常常大于从1到1 000的距离。许多人之所以不能成功，往往是因为他们在门外徘徊太久。无论做任何事，勇于开始最为重要。让我们记住福布斯的名言：“做正确的事，把事情做好，立即做！”。让我们迅速行动起来，直面MOOC浪潮。
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参考文献：
[1] 马若龙， 袁松鹤.“慕课”是流行词还是真趋势？[EB/OL]. [2014-05-07].http：//www.icourses.cn/home/.
[2] 孙志岗. MOOC时代实践教学的机遇与挑战[R]. 兰州： 第六届全国高等学校计算机实践教学论坛， 2013.
[3] Sun Z，Su X， Zhu N， et al. Moodle Plugins for Highly Efficient Programming Courses[C]//The 1st Moodle Research Conference， Heraklion， Greece， 2012（9）：157-163.
[4] Wang T， Su X， Ma P， et al. Ability-training-oriented automated assessment in introductory programming course[J]. Computers & Education， 2011，1（56）： 220-226.
[5] 苏小红， 王宇颖， 王甜甜， 等. 面向综合实践能力考核的C语言编程考试自动评分系统[J]. 实验技术与管理， 2010（10）： 174-177.
[6] 伍民友， 过敏意. 论MOOC及未来教育趋势[J].计算机教育， 2013（20）： 5-8.
（编辑：彭远红）