2015 年教育部-微软产学合作

专业综合改革项目结题报告

项 目 名 称： 以计算思维为核心的大学计算机

项 目 名 称： MOOC 课程教学改革研究与实践

项 目 申 请 人： 刘正岐

申 报 学 校： 陇东学院

联 系 电 话： 13830441680

电 子 邮 箱： 68292056@qq.com

教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会

微软亚洲研究院

监制

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一、 项目执行

参与项目主要成员

姓名 工作单位 职务职称 承担任务

郭涛 陇东学院 副教授 文献查阅

吕浩音 陇东学院 副教授 研究报告撰写

严瑾 陇东学院 讲师 微课制作

郭俊俊 陇东学院 助教 数据分析

段红英 陇东学院 副教授 习题整理

马月进 陇东学院 副教授 教学案例设计

门瑞 陇东学院 讲师 资料收集

项目执行日程

日期 工作内容

2015.7-2015.9 确定项目目标，选定教学参考方案，制定教学计划和目标，设

计课程实施方案。

2015.9-2016.1 选择试点班级，启动 MOOC 教学，进行行动研究，不断完善实施

方案，并根据实际情况录制 MOOC课程。

2016.1-2016.7 统计和分析项目数据，撰写阶段性研究报告，改进实施方案。

2016.9-2017.1 根据方案改进，全面实施基于计算思维能力培养的 MOOC+SPOC+

翻转课堂实施。

2017.1-2017.3 对比两次实施数据，总结教学过程改进的优缺点。

目标完成情况

（请根据项目原定目标说明总体完成情况，如有未按计划进行的工

作或未完成的目标，请说明原因。）

（1）选定哈尔滨工业大学教学参考方案，组建本校课程建设团队成员共 17

人，完成了“大学计算机计算思维课程”的教学大纲、考核标准、视频标准、教

学资料标准、教学日历等配套资料。

（2）结合本校学生的实际情况，整合教学资源，制作有专业特色或者行业

特色的教学案例 12 个，拍摄辅导讲学和教学微视频 38个，编写配套习题集 1册。

（3）首批组织 12 个班级的 590 名学生，2016 年度组织 83 个班级 3534 名

学生参与教学改革。

（4）制定了“慕课学习+SPOC讨论+实验成绩+课堂表现+期末考试”的 MOOC

新教学环境下的考核方案。完成了“陇东学院翻转课堂实施计划”，重新制定了

MOOC新教学环境下课时的计算方法。

（5）根据两次实施情况进行了“大学计算机课程教学成效评测”分析，客

观评估教学改革实施效果。

3

项目执行内容及过程

一、 以“计算思维”为核心的课程改革工作执行情况

（详细介绍本项目的课程建设或引进情况，以及在教学模式的探索

与创新方面的工作）

1.引进情况

2015年 9月开始，陇东学院信息工程学院参与并实施了微软公司与教育部

高等教育司合作项目“以计算思维为核心的大学计算机 MOOC课程教学改革研究

与实践”。

（1）以哈尔滨工业大学战德臣教授的《计算思维》课程 MOOC教学方案为基

础，设计适合于我校的 MOOC+SPOC教学实施方案，积极探索适合应用型地方院校

“计算思维”课程的实施模式。

（2）探索重点高校与地方院校联合授课的新思路。以《大学计算机》课程

MOOC+SPOC教学改革为基础，共同实施课程建设，促进校际间计算机学科发展的

交流。

（3）提高教师教学能力。加强授课教师对“计算思维”在《大学计算机》

课程中重要性的认识，提升教师教学的积极性。

（4）以“计算思维”为核心，制定新的课程目标，调整课程内容结构，安

排合理的课程进度，制定多元的考核方式。

（5）培养学生计算思维能力。使学生能够跨校择优受益，掌握计算机解决

问题的基本方法，能主动借助计算思维高效、科学地开展学习与实践应用，从而

在各自专业学科中深化计算思维。

2.课程建设情况

（1）选定哈尔滨工业大学教学参考方案，引进《计算思维》课程视频 36个，

时长约 487分钟；组建本校课程建设团队，自制的视频共 36个，时长约 489分

钟。

（2）引进如北方工业大学、天水师院等不同层次学校的 MOOC资源，供学生

选学。

（3）根据在线学习、任务完成、单元测试、综合应用、在线活跃度等方面

设计学生考核方式，制定 MOOC新教学环境下的考核方案；根据教学方式、作业

答疑、教学态度、资源更新进度等方面设计教师考核方式，重新制定 MOOC新教

学环境下教学工作量的计算方法。

（4）搭建了 MOOC 录播环境，制定了统一标准的录制要求。

（5）编制了完备的基于计算思维的配套教学资源：教学大纲、教学日历、

考核标准、学生须知、PPT模板、导读、讲稿、教案、作业题等。

（6）根据教学实践情况，研制了“七步循环翻转课堂”教学模式，并通过

再次实践，得到了良好的教学效果。

3.项目实施情况

2015-2016学年第一学期选定 2015级新生 12个班级 11个专业共 684人参

与《大学计算机基础》课程教学改革，参与教改班级信息如表 1所示。

2016-2017学年第一学期选定 2016级新生 82个班级共 3537人参与教学改

革，课程名称改为《大学计算机计算思维》。

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表 1 2015-2016学年第一学期课改班级表

序号 专业名称 课程名称 性质 人数 课时 备注

1 小学教育 《大学计算机》文 必修 56 32

2 小学教育 《大学计算机》理 必修 58 32

3 数学与应用数学 《大学计算机》理 必修 63 32

4 信息与计算科学 《大学计算机》理 必修 55 32

5 财务管理 《大学计算机》文 必修 57 32

6 财务管理 《大学计算机》理 必修 65 32

7 生物科学 《大学计算机》理 必修 50 32

8 生物技术 《大学计算机》理 必修 63 32

9 护理学 《大学计算机》文 必修 52 32

10 护理学 《大学计算机》文 必修 54 32

11 通信工程 《大学计算机》工 必修 56 32

12 网络工程 《大学计算机》工 必修 55 32

合计 班级：12个 学生人数：684人

4.教学模式的探索与创新

（1）教学内容全面改进

以哈尔滨工业大学计算思维课程教学参考方案为基础，全面改进《大学计算

机》课程教学内容，在 2016年全面实施《大学计算机计算思维》课程。通过内

容改进，引导学生去思考计算思维，预期能对以后的学习生活产生一个概念性的

影响，使应用能力随“计算思维”的加深而提高，能与专业计算机研发人员协同

工作。

（2）采用 MOOC+SPOC+翻转课堂的教学模式

我们的翻转课堂是基于“七步循环翻转课堂”教学模式实施的。“七步循环

翻转课堂”就是每节课均以前一节课后布置的线上线下学习任务督查为起点，与

本节课的学习相对接，形成一个“环状大课堂链”。教学过程主要包括：线上学

习督查——串讲精讲点拨——答疑解惑——成果展示——分组讨论——评价反

馈——学习任务布置七大环节。如图 1所示。

图 1七步循环翻转课堂结构示意图

5

（3）应用并开发了相应的教学辅助工具

①应用“课堂派”辅助教师完成在线一分钟考勤、课堂表现记录、课堂互动

无缝融合等工作。

②开发了相应的实验辅助工具，帮助学生快速实践、掌握关于计算思维基础

知识。如图 2所示的关系数据运算管理软件。

图 2关系数据运算管理软件截图

③开发并应用了“高等学校教学质量综合测评管理系统”对教学质量进行

监控，对教学效果进行分析。该系统取得了国家版权局颁发的软件著作权证书，

并获得了“庆阳市科技进步二等奖”。

二、 “计算思维”在教学案例设计中的体现

（根据本项目有代表性的教学案例进行详细介绍，并辅以相关文

字、图片或其他形式演示资料，介绍内容可另附页。）

1.案例描述及意义

主题：算法设计——递归与迭代

选取这部分作为案例，体现“计算思维”思想在具体问题中实际应用价值。

2.课程内容及目的

线上课程：递归的概念、两种不同递归的递归函数、递归与迭代程序的执行。

线下课程：斐波那契数列递归和迭代的程序以及执行过程。

通过小班研讨的 7个环节，巩固视频中讲到的知识点，通过笔记，测试题等

加深印象；课堂中的精讲串讲帮助学生梳理知识点，强化重点内容。通过本次研

讨，学生能够更深刻的理解递归和迭代的区别，熟悉递归和迭代在计算机内部的

执行过程，具备在解决实际问题时运用多种算法的能力；通过参与团队的分工与

合作过程，增强学生的团队意识，提高学生在公众场合的表达能力。

6

3.课程教学设计及组织实施方案

（1）大班讲座的主要任务

①讲解课程基本要求；学习教学计划，教学大纲，考核标准，学习目标；

②讲解如何通过 MOOC+SPOC进行学习；通过老师在线注册，要求学生注意；

③公布小班研讨主题及小班研讨日期，每次小班研讨需要必须观看的视频和

解决的实验题目，需完成的其他任务（做笔记，在线做测试题，在线讨论，解答

思考题）。

（2）小班研讨的组织方式

①每次小班研讨 30名学生参与，分为 6组，每组 5人，其他学生可以旁听。

②小班研讨共有七个环节，分别是：

a、公布在线学习成绩并分析统计。（10 分钟）评价方式见表 2。

表 2 课前学习情况评价表

教师：_______________ 日期：

说明：助教依据课前学习情况为每个学生打分

序号 学号 评价结果 序号 学号 评价结果

1 A |B |C |D 16 A |B |C |D

2 A |B |C |D 17 A |B |C |D

3 A |B |C |D 18 A |B |C |D

4 A |B |C |D 19 A |B |C |D

5 A |B |C |D 20 A |B |C |D

6 A |B |C |D 21 A |B |C |D

7 A |B |C |D 22 A |B |C |D

8 A |B |C |D 23 A |B |C |D

9 A |B |C |D 24 A |B |C |D

10 A |B |C |D 25 A |B |C |D

11 A |B |C |D 26 A |B |C |D

12 A |B |C |D 27 A |B |C |D

13 A |B |C |D 28 A |B |C |D

14 A |B |C |D 29 A |B |C |D

15 A |B |C |D 30 A |B |C |D

b、教师精讲串讲。（15分钟）

c、问答环节。（10分钟）

d、展示成果。（30分钟）

e、分组讨论。（5分钟）

f、小组自评、互评，老师点评。（15 分钟）评价方式见表 3。

表 3 成果展示评价表

教师：_______________ 日期：

序号 学号 组内互评结果 组间评 师评 最终

1

2

…

30

g、布置新的学习内容。（5分钟）

7

（3）主讲教师与助教的责任分工

①主讲教师的任务：课程 7个环节的组织与控制；知识的精讲、串讲；解答

学生在论坛中提出的问题；对学生的成果展示进行点评。

②助教的任务：

a、课前对学生线上学习情况进行汇总，主要包括统计观看视频的个数、测

试题的完成情况，记录论坛讨论中提出的有代表性的问题；

b、负责上课前准备好相关的过程管理用表格；

c、检查学生观看视频时所作笔记；

d、班级分组，组内分工；

e、负责收集所需要的评价表,汇总、统计和计算学生每次研讨的成绩，课清

课结；

f、负责汇总、统计和计算学生最终成绩，上报教务处。

4.本教学实施方案的特色

（1）通过全方位的检查，督促学生按时保质保量完成学习任务，确保

MOOC+SPOC教学方式取得预期成果。

（2）通过精讲串讲环节，帮助学生梳理串联知识点，加强重点内容的理解，

为学生探索知识提供思路。

（3）通过有趣的实验题目，激发学生学习兴趣，实验题目的完成和展示，

能使学生巩固所学知识，引导学生积极探索未知，增强团队合作意识，锻炼表达

能力。

（4）翻转课堂七环节的设计，适合学生底子薄，基础差，学习积极性不高

的地方院校，可操作性强，适合推广。

（5）课堂有三种形式：大班讲座，小班研讨，实验操作；这种多样化的教

学方式加强学生的理论与实践的学习，是地方院校向技术型转型发展的一种新的

教学模式。

项目执行过程中发现的问题、建议及其他需要说明的情况

1.部分大一新生完全没有接触过计算机，大部分新生不熟悉上网条件。学校

网络环境需要进一步建设来满足学生在线学习的需要。

2.离开教师监督后，学生自觉学习程度不高。学生普遍反映，在线学习时能

够听懂，但是学习结束后印象不深。

3.教师在 MOOC+SPOC 教学模式中主要承担了建设、翻转课堂实施、组织、辅

导、监督督促、答疑解惑等工作。教师从原来知识讲授的身份转变为学习的组织

者，这个适应过程需要逐步实现。

4.传统的教室不能满足翻转课堂教学需要。

5.在线讨论怎样有效组织，才能提高学生的活跃程度？

6.爱课程网上传的视频能否通过地址共享的方式复用？

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二、 项目成果

课程开设情况

课程名

MOOC 请附链接

来源

自建/引进

选课学生数

2014~2017

覆盖院校数

学校/院系 大学计算机基础

http://www.icourse163.org/s

poc/course/ldxy-360004?tid=

440014

自建与引进 2015-2016学年

684人

6 个学院

11 个专业

大学计算机计算思维

http://www.icourse163.org/s

poc/course/COMPUTER-1001727

017?tid=1001814022

自建与引进 2016-2017学年

3534人

19 个学院

54 个专业

论文发表情况

论文题目 发表会议 作者 阅读/引用量

地方本科院校实施基于计算思

维的大学计算机 MOOC 教学改革

总结与思考

课程教育研究

2016年第 11期

门瑞

吕浩音 131/0

基于计算思维的计算机基础课

程教学研究

甘肃科技纵横

2016年第 9期 杨永锋 126/0

教材编写及出版

教材名 出版社 出版时间 使用量

《计算机应用基础案例教程》 北京邮电大

学出版社 2016年 8月 5000

获奖情况

获奖时间 奖项

2015年 “高等学校教学质量综合测评管理系统的开发与应用研究”获庆

阳市科技进步二等奖

2015年 “高教社杯”全国大学生数学建模竞赛甘肃赛区二等奖

2015年 第 8届中国大学生计算机设计大赛三等奖

2015年 全国大学生电子商务“创新、创意及创业”挑战赛甘肃赛区一等

2016年 第七届“蓝桥杯”全国软件和信息技术专业人才大赛甘肃赛区

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反馈评价与影响

一、 对比并分析以“计算思维”为核心的课程改革工作前后，相关课程的课时

量、选课人数等方面的变化。

1.课时量

我校《大学计算机》课程一般情况是两个班级合上，原计划教师为 16+32学

时，学生为 16+16学时。课程改革后，教师为 24+24学时，学生线下学习为 20+12

学时，线上学习为 32学时。具体分配见表 4。

表 4 《大学计算机计算思维》课程课时安排表

周数 上课班级 上机班级 讲授内容 备注

1

2

3

4

5 AB

布置 MOOC注册任务

6 A A 检查 A班任务，分组讨论

7 B B 检查 B班任务，分组讨论

8 AB A 串讲精讲，成果展示

9 A B 分组讨论，提问互答

10 B A 分组讨论，提问互答

11 AB B 成果展示，自评互评

12 A A 分组讨论，提问互答

13 B B 分组讨论，提问互答

14 AB A 成果展示，自评互评

15 AB B 分组讨论，提问互答

16 AB A 成果展示，自评互评

17

B

18

教师合计课时 24 24 教师总课时 48课时，24+24

学生合计课时 20 12 学生总课时 32课时，线上学时 32 课时，

实际学时 64。

2.选课人数

2015-2016学年第一学期选定 2015级新生 12个班级 11个专业共 684人参

与《大学计算机基础》课程教学改革。任课教师共 6人。

2016-2017学年第一学期选定 2016级新生 82个班级共 3537人参与教学改

革，课程名称改为《大学计算机计算思维》。任课教师共 17人。

两次教学实践，学生人数从 684人增加到 3537人，出现了一些新的情况，

如：重复注册（成绩无效）、2次注册且成绩需要同时计算的、其他（退学、休

学、留学）、教师重复登分等问题。2015与 2016年选课数据对比如表 5所示。

10

表 5 2015与 2016年选课数据对比分析表

注册情况 2015 年人数 2015年比例 2016年人数 2016年比例

共有学生数 684 100.00% 3534 100.00%

共注册 715 104.53% 3873 109.59%

注册不正确

（但是可以辨识的） 75 10.96% 44 1.25%

不可识别无效账号 38 5.56% 84 2.38%

未注册人数 7 1.02% 10 0.28%

有效注册人数 677 98.98% 3527 99.80%

重复注册

（成绩无效） 0 0.00% 148 4.19%

2次注册且成绩需要同

时计算的 0 0.00% 100 2.83%

其他

退学 0 0.00% 1 0.03%

休学 0 0.00% 1 0.03%

留学 0 0.00% 1 0.03%

教师重复登分

（教师责任） 0 0.00% 3 0.08%

参与教师 6 17

班级 12 82

2015与 2016年选课数据对比分析如图 3所示。

图 3 2015与 2016年选课数据对比分析图

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二、 学生对以“计算思维”为核心的大学计算机基础课程的反馈与评价

（如学生在课堂教学互动中的反馈，学期末综合课程评价中的意见

与建议等）

1.2015与 2016年成绩分析

2015-2016学年与 2016-2017学年成绩对比如表 6所示。

表 6 2015与 2016年成绩对比表

在线测验 讨论 考试 实验 课堂表现 总评

2015 年 56.69 13.72 77.61 70.54 99.04 75

2016 年 78.28 75.66 82.53 82.39 79.36 81

2015-2016学年与 2016-2017学年成绩对比分析如图 4所示。

图 4 2015与 2016年成绩对比图

（1）说明

在线测验、学生实验：2016年增加了相应的翻转课堂教学环节，其中在线

测验、学生实验成绩得到了提升。

讨论：2015年讨论仅统计了在线讨论情况。2016年讨论包括在线讨论、课

堂讨论等过程。

课堂表现：2015 年课堂表现仅统计了出勤情况。2016年课堂表现包括出勤、

回答问题、翻转课堂、笔记、作业等过程。

（2）教改效果评价

总体来讲，通过翻转课堂在 MOOC+SPOC 中的改革与应用，考试成绩以及总评

成绩得到了提升。

2.部分学生在课堂教学互动中的反馈

（1）讨论区分区不细，老师和学生互动不够。

（2）内容多，学时少，安排紧，章节内容和课时分配需要进一步合理化。

（3）对我们很多同学来说学习计算机感觉并不容易，除了正确的学习方法

12

和灵活的计算思维还需要亲自实习锻炼，由于条件问题我们很多时候办不到最后

一点，不知道还有什么好的方法我们一起分享？（LDXY2015351209 刘亚龙）

（4）伴随着计算机的发展我们如何能够充分利用计算机实现学习和娱乐的

统一？（LDXY2015351258 袁娇）

（5）教学视频看完要求的以外，别的视频需要看完吗?里面是否有考试内容?

（LDXY2015351228 洪根瑜）

（6）学习环境不允许，学生宿舍不具备上网上机条件，网速跟不上，学习

时间不足，学习地点太过于限制，实际操作机会少。

（7）视频讲解快，内容多，难度大，时间不足，跟不上进度，讲课与学生

缺乏互动，课后缺乏必要的辅导，平台反馈不及时，学生感觉问题得不到及时解

决，应加强线上师生交流。

（8）教师应加强学生学习风格的转变，帮助学生掌握自主学习的方法。

（9）作业繁重，任务多，大量占用课余时间。

（10）网页做的并不是很符合操作常识，所用视频播放内核版本低，加载慢，

卡顿明显。进入网页学习步骤繁琐。

（11）知识多但是没有条理，希望分类有个系统的知识框架。

（12）讲了基础知识后，让学生及时进行操作，以便学生巩固所学知识，在

操作过程中希望能有老师的指导。

（13）建议多互动，精简课程内容，突出讲课重点。

（14）按时检查学生学习成果。

（15）本门课程必须在课余时间有充足的条件去上网观看，并且练习。所以

在没有互联网和笔记本的情况下，是无法实现好好学习的，所以希望该课程能实

现离线播放，也许手机可以看看。

（16）希望老师讲课时画出重点 讲课时再仔细一点。

……

3.教师在课堂教学互动中的部分反馈意见

（1）大多学生是依赖性学习，不具有或者很少具有自主学习的能力？

（2）课堂讨论怎样有效组织，才能提高学生的活跃程度？

（3）课时安排和学习内容之间的冲突

（4）时间有限，在确保学生学习完教学安排后，没有充足的时间与学生进

行充分互动，学生在学习过程中遇到的问题得不到及时的解答，后续课程无法正

常开展，丧失了学习兴趣。

（5）学生上网、上机条件有限，学校集中提供上机时间又限制了学生的自

由，所以此次教学并未形成真正意义上的自主学习。

……

学生、任课教师的建议对我们的教学改革很有帮助，意见与建议很多，仅仅

精选了部分学生的建议供参考。

我们会根据教师与学生的建议逐步改进以适应新的教学环境。

13

三、 地方教育主管部门、院校对课程改革的支持情况

项目立项时，学校给予了大力支持，通过申请，学校提供了 4.5 万元配套经

费。项目实施后组织了全校性“MOOC+SPOC+翻转课堂”教学改革现场会，进行经

验分享。项目配套经费审批如图 5所示。

图 5 项目配套经费审批扫描件

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三、 结题验收审核意见

项目申请人所在单位意见

我校承担的微软公司与教育部高等教育司合作项目“以

计算思维为核心的大学计算机 MOOC 课程教学改革研究与实

践”，以哈尔滨工业大学战德成教授主讲的“计算思维”课

程为基础，并由信息工程学院公共计算机教学部根据我校学

生实际情况，补充了大量的教学视频，完成了相关教学大纲，

制定了相应的“考核标准”，建立了 MOOC 制作实验环境，编

制了完备的基于计算思维的配套教学资源。经过近两年的试

点，达到了预期目标。

同意结题验收。

负责人意见（签字） 单位（盖章）

年 月 日

项目验收课题组审核意见

负责人意见（签字） （盖章）

年 月 日