地方院校网络工程专业的立体化MOOC教改探索

杨文茵，马 莉，周 灵，丁伟雄

（佛山科学技术学院 计算机系，广东 佛山 528000）

摘 要：提出兼顾“素质、能力、知识”3方面要求的MOOC

基金项目：佛山科学技术学院校级高等教育教学改革项目（佛科院教[2014]19号）。

第一作者简介：杨文茵，女，讲师，研究方向为计算机教育技术、计算机网络应用技术，yangwenyin1982@163.com。

3.0新理念；探讨如何在遵循专业规范基本要求的前提下，在地方院校的网络工程专业中应用“立体化MOOC”来进行教学改革；提出结合地方社会需求，发挥优势和特色，培养出知识、能力、素质立体化协调发展的应用型人才。

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关键词 ：网络工程；大规模开放在线课程；教学改革；应用型人才

0 引 言

大规模开放在线课程（MOOC，massive open online course），以其来自世界名校的优质教学资源和面向全球开放、共享和互动的教学模式，成为2012年全球高等教育领域最热门的词。在Coursera、Udacity和edX这3个MOOC平台的带领下，国内也纷纷出现各类吸纳了MOOC理念的互联网教学平台，如果壳网、网易公开课等。2013年，国内的教育界开始探索MOOC对传统教育模式的影响，清华大学开展基于MOOC理念的教学改革[1]，国防科学技术大学等校于2014年提出MOOC 2.0的概念[2-4]，强调大规模在线课程学习与大规模在线课程实践的相互结合。

教育部在2012年出台了《高等学校网络工程专业规范》（以下简称《专业规范》）的试行版本。《专业规范》结合网络工程专业的具体特征，明确了该专业本科生培养目标和规格，概括了素质、能力、知识等方面的要求。如何应用MOOC进行网络工程专业教学改革是我们这两年关注的课题。

1 立体化培养标准与立体化MOOC模型

1.1 计算机工程类人才的立体化培养标准

软件工程和网络工程均属于计算机类专业，计算机专业工程类人才有着相似的培养目标。图1从知识、能力和素质分解的角度，以三维空间的方式给出了计算机工程类本科专业立体化培养标准的简要描述。

以网络工程为例，知识维度的培养标准指出了网络工程专业所需的专业知识体系，包括计算机软硬件及网络方面的基础知识、网络应用开发知识、网络工程的专业及管理知识。它涵盖了《专业规范》所提出的知识领域，如程序设计基础、计算机组成与系统、计算机网络原理、网络设计与集成、网络管理、网络安全和网络应用开发等。能力维度的培养标准指出了网络工程的学科基本能力、专业基本能力、工程技术能力、工程管理能力和创新创业能力等。《专业规范》将网络工程专业能力细化为6种：①网络协议分析能力；②网络设备研发、设计与实现能力；③网络应用系统设计与开发能力；④网络工程规划、设计与实施能力；⑤网络系统管理与维护能力；⑥网络系统安全保障能力。素质维度的培养标准包括科学精神、团队精神、网络工程意识、创新创业意识、专业素养和职业精神道德等。学校开设的教学活动应包含在这个三维空间中，并能体现三个维度的要求。因此课程设置应包括理论学习与实践活动，并且在系列学习活动过程中有意识有计划地提升综合的专业素质。

1.2 立体化MOOC模型

传授知识、培养能力与提高素质这个立体化的人才培养目标，也应该是新型教育理念MOOC的终极目标。

在图1的三维模型中，知识传授只是一维的培养模式。目前Coursera、Udacity和edX等平台普遍采用的课程模式属于基于行为主义学习理论的xMOOC模式，即侧重知识传播与复制，强调视频、作业和测试等学习方式，学生被课程内容引导而获取知识[4]。这种MOOC模式可被称作MOOC 1.0模式。

知识只有外化为可产生某种效率效度的操作力，才被视为能力。因此，要学会操作，必须基于对知识的记忆和理解，运用多种思维方式对知识内容作分析、综合、判断和推理，来进行使知识向能力有效转化的训练。只有在传授知识的同时进行能力的培养，这种二维培养模式才能达到“授之以渔”的目的。虽然现在的MOOC课程有包含实操性的练习作业，像edX也尝试与VMware 公司合作，提供学习者在线实验软件，使每个选修哈佛大学 CS50x计算机科学导论的学习者都可以免费使用 VMware 虚拟化软件[5]。然而网络工程这类专业的实践能力提升不像软件工程类专业那么简单，不仅所需的设备种类繁多，而且还需要大量的、全面的、系统性的实验来不断提高专业技能。现在的MOOC远不能满足这类专业的实训需求。传统学校会开设配套的或独立的网络实验课程，使学生能够获得全面且系统的网络基本技能培训，这是MOOC 1.0模式无法做到的。将大规模在线课程学习（MOOC）和大规模在线课程实践（MOOP，massive open online practice）相结合，实现二维人才培养，这可称为MOOC 2.0模式。

按照教育学的解释，“素质”是指人在先天生理的基础上，受到后天环境和教育的影响，通过自身的努力，养成的比较稳定的身心发展的基本品质和素养。换言之，素质是把从外在获得的知识和能力内化于人的身心，升华形成稳定的品质和素养，它需要通过教育和社会环境的影响而逐步形成和发展[6]。若MOOC能够持续地、全方位地通过知识传授和能力培养的过程提升学习者的素质，这种大规模在线素质提升（MOOQ，massive open online quality promotion）与MOOC、MOOP组合而成的三维人才培养模式，可称为MOOC 3.0模式。

我们把MOOC、MOOP、MOOQ这3个理念统称为MOOX理念。

2 基于MOOC的课程教学改革

2.1 教改形式

MOOC以其开放、灵活和个性化学习著称，但现阶段MOOC开设的课程虽然有关于某个领域的系列课程，但并未能覆盖网络工程专业所需的全部课程。因此MOOC可扮演非正式学习的角色，形成线上线下、正式与碎片式学习相结合的新型长效循环学习机制。这也是基于MOOC理念进行教改最常用的方式——“混合式教学”+“翻转课堂”。

佛山科学技术学院地处珠江三角洲，为适应珠三角经济快速发展，学校于2005年开办了网络工程本科专业，以培养服务地方经济社会发展所需的应用型人才为宗旨，提出了“以应用为先导，强化学科基础，突出实践能力，重视创新潜质与素质协调发展”的人才培养思路。

以佛山科学技术学院这所二本地方高校的网络工程专业课程改革为例，我们因课而异，采取不同形式的教学方式：学科基础课程，如离散数学等，难点和关键点较多，采用“课前在线自学、课堂重难点解释、课后练习答疑”的方式；专业基础课程，如计算机网络原理等，关键知识点较多，需加强练习，采用“课前在线自学、课堂练习及释疑”的方式；专业进阶课程，如网络信息安全等较前沿的科目，知识点较新，可采用更灵活的方式，如“课前在线自学、课堂讨论总结”等。

2.2 教改挑战

在地方高校应用MOOC理念进行上述课程教改的过程中，可能会面临以下困难：

（1）学习资源的选取问题。语言鸿沟和学习者的专业基础薄弱，增加了学习资源的选取难度。因MOOC起源于美国，大部分MOOC课程及其平台都使用英语，使得母语非英语的学生因语言障碍而限制了学习效率。现在Coursera平台已经为某些课程配有中文字幕和练习平台，但并未普及。另外，不同层次院校学生的专业基础不同，培养应体现差异性，但现在的国际化MOOC课程面向全球，课程的要求没有体现差异。

（2）教师的能力提升问题。混合式教学对教师的教学能力要求更高，教师不再是所有课程的主导者，需要扮演引导者、协调者、激励者的角色。翻转课堂的授课形式需要教师课前精选素材，设计课堂问题；课上启发、引导学生思考，实时答疑。

（3）学习者积极性问题。正式学习一般是有监督或半监督的学习，而碎片化的自主学习则是无监督的学习。如果学生不能保持自律和对学习的兴趣，其学习效果就只会事倍功半。有统计数据显示，MOOC课程通常仅有5%的选修者能坚持到最后，1%的选修者可以获得通过的学习证书[7]。

2.3 应对策略

1）充分利用现有优质资源，因才选材。

高等学校的学生可粗略分成3个层次：杰出人才、常规人才和错位人才[8]。本着“个性培养”的宗旨，鉴于国内外各个MOOC平台的课程资源不同以及学生的接受程度不同，我们采取灵活选材的办法。对某一门课程，若有相关的国外名校MOOC课程、国内的精品课程和国内的MOOC平台课程，则给杰出人才推荐国际MOOC课程，给常规人才推荐精品课程或国内MOOC平台课程。同时要鼓励常规人才尝试学习国际MOOC课程，并明确层次化的课程要求，以免常规人才感到沮丧而失去动力。针对错位人才则建议基本掌握本专业的课程。

2）教育要走出学校。

MOOC的开放性使其成为教师提升自己能力的一个平台。教师可以感受国际名师的教学风采，从中学习授课方式、思路、风格、教学内容设计、作业的设计、幻灯片制作等多种教学技能和方法。教师在学习所讲授课程的相关MOOC课程后，可以录制辅助性的“微课”供学生自主学习。

3）调动学生积极性。

影响学生积极性的因素有学习的自主程度、在线互动的响应速度、客观的评估机制和成就感的预期等。混合式教学给予学生一定程度上个体自主化学习的机会，而后面3个因素，可以通过学生之间，甚至是互不相识的学习者之间的互动、协作和激励来提高，这也是众包思想的应用。在线互动一般是对课程相关知识的问答，如果授课教师没有办法及时回答，会影响学习者的积极性，而一同修课的学习者未必能对问题给予正确的回答。解决办法是让已经获取证书或者已经修完这门课的学生参与讨论并回答问题，这些解答相对权威，也会更有帮助。而提问者可以按照回答的有用程度来赠予相应比例的奖励分数。如果回答者正在修课，奖励分数可为回答者加分，如果已经修完课程，可给予回答者一个荣誉分数或证书，以激励更多人参与解答。评估机制也可应用众包的思想。有了众包模式的奖励机制，参与课程的学生也更容易从中获得成就感。

从上述应对策略可见，在MOOC 1.0的学习模式下，学生和教师的角色可相互转化，教师可以是国际名师或自己学生的学生，学生也可成为其他学生和教师的老师。

3 基于MOOP的实践教学改革

3.1 关于MOOP的构想

MOOC 2.0模式——MOOP可解释为大规模在线项目（massive open online project）或大规模在线实践，后者由国防科学技术大学的学者提出，两者均为能力培养的新模式。计算机工程类人才的培养更需要也更容易实现这种实践能力提升的模式。根据当今国际高等工程教育的创新模式CDIO——构思（conceive）、设计（design）、实现（implement）和运作（operate）的实践经验可知，以项目为导向是最合适的培养方式。基于MOOP的学习可分为3个阶段：首先利用在线实践型课程的视频教程打基础，然后使用在线虚拟实验室做模拟练习，最后通过在线项目进行实训。当此MOOC 2.0模式成为现实后，高校学生的实践能力提升完全可以在互联网上进行。

3.2 教改挑战

计算机工程类专业中，网络工程较软件工程更难实现MOOP，因其涉及大量不同种类的设备和复杂的应用环境，故教学改革需要解决下列问题：

（1）由于学校资金有限，难以保障设备的及时更换，导致实验环境与实际脱节。

（2）由于教师长期处在高校教研环境中，应用开发项目的设计需求未必能切合实际需要，评价指导标准未必符合行业最新要求。

3.3 应对策略

针对上述问题，我们提出的对策如下：依托本地企业进行校企联合培养；通过在线资源，为学生提供更广阔的锻炼机会与空间。

在校企联合培养方面，我们采取的措施如下：

（1）为低年级学生提供参观学习本地企业的机会，使其了解最新工程环境及设备；让高年级学生到企业参与实际工程项目，从中学习并锻炼项目管理能力。

（2）合作企业的工程师为教师开设培训课程，同时在企业实地录制“微课”，为学生介绍企业的实际工作环境及相关知识的实践。

（3）积极与国内外著名网络设备厂商沟通、合作，引进和借鉴他们的培训平台作为实践教学的平台、基地。

（4）由合作企业的工程师担当课外辅导师，与校内教师一同协商实训项目的设置和参与项目点评，实现人才需求方、人才输送方和人才自身三方协调评价。

而大规模在线实践方面，我们按工程能力结构的不同组成部分采取不同的实践形式[9]：

（1）《专业规范》中所提出的网络设备实现能力、网络工程实施能力、网络系统管理与维护能力和网络系统安全保障能力等属于网络工程技术实践能力。教学形式采用校内教师示范讲解，结合校内实验室设备与在线模拟实验环境，按知识模块让学生进行基本与综合性实验。

（2）《专业规范》中所提及的网络协议分析与开发能力、网络应用系统设计与开发能力等属于网络工程技术应用开发能力。教学形式采用受邀企业在线发布应用开发任务，设计环境使用校内实验室结合在线实验环境。评价方式采用多方评价，将课程设计项目成果放到如51CTO这类技术社区中，让学生互评，以及网友评分。

基于MOOP的实践教学改革再次体现了MOOC的教育理念——“教育要走出学校”，并且在MOOC 2.0模式下，教师也需要与时俱进、终身学习。同时，在该模式下，学生和老师两个概念的范畴更大，老师不再是高校里面的教师，还有来自企业的工程师，学生也不再限于学校里的学生。

4 基于MOOQ的素质提升

素质的提升不是通过某几门课的学习就可达到，而是量变引起质变的过程，需要通过持续性的、综合性的实践活动，包括知识获取和能力训练。换句话说，MOOQ是指将MOOC的知识传授与MOOP的能力培养有机结合，并将知识和能力内化于学习者的身心，升华形成稳定的品质和素养。三个MOOX融为一体即为MOOC 3.0的理念。现阶段的MOOC课程没有系统性，学习者的修课行为是无组织性的，无法系统综合地提升学习者的各项素质。因此要实现MOOQ，需要有组织性地引导学习者全方位地、系统性地修读系列知识传授课程和实践项目训练，通过长时间与世界各地的名师和志同道合的学习者一起，互相学习探讨，碰撞出思想火花，不断地提高专业智能素质和专业情意素质[10]，从而最终达到综合素质的提升。

以网络工程专业的应用型人才培养为例，工程意识、创新意识等是专业素质的体现，需要通过多个工程项目的锻炼、多次有意识的创新训练逐步培养。应用型人才的主要特长在于技术实践与技术应用层面的创新，这与研究型人才擅长规律发现、知识与理论创新存在明显区别。教学过程需将创新训练贯穿于设计性、开放性实验和实训的过程，再结合职业认证、专业竞赛等形式多管齐下，提高学生技术创新能力。

科学精神、团队精神、敬业精神、专业信念、专业责任感等是专业素质，可通过项目过程中完成者之间相互影响而改变。而基础通用素质，会对专业智能素质和专业情意素质的提升效率有所影响，最终影响综合素质的提升效果。高校在人才培养计划设置、课程体系建设、实践环节设计、师资培养系列活动中，需以素质教育为根本，融传授知识、培养能力与提高素质为一体，相互协调发展。

5 结 语

在MOOC这种“开发、平等、共享”理念的引导下，中国的高等教育模式必将进入一个新的发展阶段。作为地方院校的应用型人才培养单位，需要思考在新的教育模式下如何以服务地方为宗旨，在教学方式上进行改革，培养出符合地方需求的专业人才。

基于知识、能力与素质培养的MOOC 3.0意指立体化发展的MOOC模型，内含MOOC、MOOP和MOOQ三个维度。佛山科学技术学院网络工程专业基于三个维度对本专业进行教育改革，其中融合了“翻转课堂”、“众包”评价、企业“微课”等新的改革尝试，希望为地方院校的网络工程专业利用MOOC理念进行教改提供新思路。我们将通过不断实践，继续总结基于MOOC进行教学改革的经验教训，努力建设好具有地方特色的网络工程本科专业，为地方输送更优秀的应用型专业人才。

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（编辑：彭远红）