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摘要:研究型的課堂教學能夠極大地提高學生的出勤率、主動性和學習能力。借助MOOC平臺對研究型課堂教學模式和創(chuàng)新技術平臺的建設進行了研究。首先通過教師提出涵蓋知識點和基本技術的應用問題，并借助MOOC平臺將教師從基本知識點的講授中解放出來，將更多的時間和精力投入在幫助學生掌握如何利用所學解決問題。從而使學生在知識的運用過程中加深理解，培養(yǎng)學生運用科學方法解決問題的能力。最終形成解決典型問題所需的基本技術算法庫，構建學生進一步創(chuàng)新的技術平臺，為學生工程實踐及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務。

關鍵詞:研究型課堂;數(shù)字媒體技術;MOOC;創(chuàng)新技術平臺

1研究意義及研究現(xiàn)狀

2010到2020年國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要明確提出，把更加注重提高質(zhì)量作為教育改革發(fā)展的核心任務，鼓勵學校辦出特色，鼓勵創(chuàng)新。將科學研究實質(zhì)性地納入教學過程，實現(xiàn)優(yōu)勢科研成果、科研資源向教學的轉化，達到高等學校教學與科研的完美有機結合，實現(xiàn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，乃是當前研究型大學高等教育面臨的共性課題［1］。2011年發(fā)表在美國《科學》雜志上的成果表明，研究型的課堂教學能夠極大地提高學生的出勤率、主動性和學習能力［2］。而美國研究型大學中廣泛采用的基于問題的教學(學習)模式，也激發(fā)和推動了學生的創(chuàng)新能力［3］。科學研究的核心在于運用創(chuàng)新思維解決問題，從這個意義上說問題驅動的研究型課堂可能達到教學科研有機結合。而數(shù)字媒體技術專業(yè)是一個寬口徑，以技術為主、藝術為輔，技術與藝術相結合的新興專業(yè)。如何在這個新興專業(yè)課堂的教學中，融合科學、技術甚至藝術，培養(yǎng)具有創(chuàng)新技術能力的卓越工程人員，是一個尚未解決的極具挑戰(zhàn)性的特色課題。自2012年以來，大型開放式網(wǎng)絡課程(massiveopenonlinecourses，簡稱MOOC)備受矚目，人們?yōu)榇藢?012年稱為大型開放式網(wǎng)絡課程之年。網(wǎng)絡教育可充分發(fā)揮網(wǎng)絡優(yōu)勢，激發(fā)學生學習興趣，提高學生自主學習能動性。從教學內(nèi)容、決策、方法、步驟等多方面改變傳統(tǒng)教學被動灌輸局面，提倡交互式、多樣式、選擇式等主觀學習模式。在現(xiàn)有課程教學中，往往通過“翻轉課堂”的模式結合MOOC課程的內(nèi)容［4］。從而，教師在傳統(tǒng)課堂(非網(wǎng)絡教學/開課)上的角色從“講授者”轉換為“解惑者”。千百年來的實踐表明，合格的師者應該兼具“傳道、授業(yè)、解惑”的角色。在風起云涌的MOOC新時代，研究如何在高校教育的課堂中師者同時做到傳科學之道，授技術之業(yè)、解學者之惑，實現(xiàn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，無疑具有重要的意義。本文的研究，即是在此方面做一探索。當前國內(nèi)研究型課程(體系)的建設，一般強調(diào)研究生教育與本科生教育的銜接與一體化［5］。從宏觀層面，國內(nèi)諸多高校建立從本科生入學伊始就進入特色班，實施“本科－研究生”貫通培養(yǎng)體系以及"TMTE"四位一體創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學體系，比如上海交通大學的“錢學森”班、西南交通大學的“茅以升”班以及我校的“錢令希”班等［6］。從微觀層面，南京航空航天大學嘗試建立適合于推免生的本科－研究生教育銜接課程［7］，在我院亦有個別課程嘗試;東華大學建立本碩一體的實驗教學平臺，推進本科生與研究生的實驗教學一體化［8］。以上研究型教學模式的創(chuàng)新與改革，在培養(yǎng)高層次的研究人才方面，取得了較為顯著的效果。然而，這些教學模式往往是針對培養(yǎng)高水平研究人員，中心在于研究生教育教學的改革［9］。面向應用型具有創(chuàng)新思維的卓越工程師的培養(yǎng)，如何在課程中結合科學研究的思維與方法，并形成支持創(chuàng)新的技術平臺，尚未有很好的探索與研究。數(shù)字媒體專業(yè)培養(yǎng)方面，早在上世紀末國外高校將其列為一個專業(yè)開設，并取得了突出成果。基于案例的教學模式也是國外數(shù)字媒體教育的主要成功因素之一，卡內(nèi)基梅隆大學的數(shù)字媒體實驗室，不斷以較大項目作為科研學習的推動［10］。國內(nèi)各高校，如浙江大學、北京交通大學和山東大學等，對數(shù)字媒體專業(yè)的培養(yǎng)模式、課程設置等進行了有益的探索，并逐步形成各自特色的體系［11］。大連理工大學在2010年設立、2013年正式獲批數(shù)字媒體技術專業(yè)以來，我們在課程體系建設方面也做了相應的探索，目前正形成技術開發(fā)與藝術創(chuàng)意相融的培養(yǎng)模式與體系［12－13］。無論國內(nèi)國外，相關課程的設置和教學一般都面向網(wǎng)絡游戲、數(shù)字媒體創(chuàng)意等，著重強調(diào)開發(fā)技術或者工具的培養(yǎng)。然而，面向研究型大學的創(chuàng)新人才培養(yǎng)任務，在課堂教學中需要結合更多科學素養(yǎng)的培養(yǎng)，加強運用科學方法解決數(shù)字媒體產(chǎn)業(yè)實際工程應用問題能力的塑造，仍需要進行深入研究。自2012年以來，美國的頂尖大學陸續(xù)設立網(wǎng)絡學習平臺在網(wǎng)上提供免費課程，Coursera、Udacity、EDX三大MOOC課程提供商的興起，給更多學生提供了系統(tǒng)學習的可能。以由美國哈佛大學和麻省理工學院(MIT)成立的EDX為例，目前已經(jīng)擁有超過90萬的注冊者，擁有近30所教育機構，包括清華、北大、香港大學、香港科技大學、日本京都大學和韓國首爾大學等6所亞洲高校在內(nèi)的15所全球名校。借助在線教育平臺這一契機，清華大學和北京大學等將全面推動課程教學改革，作為混合式教學模式的試點，進一步拓展在線教育模式，大力推動優(yōu)質(zhì)教育資源的開放和共享［14］。大量開放的在線網(wǎng)絡課程是遠程教育取得的最新發(fā)展成果，這些課程所提供的教育資源可以被任何人所接觸使用。現(xiàn)有的實體課程，面臨MOOC在線課程帶來的挑戰(zhàn)和機遇，也做出了相應的改革與創(chuàng)新。目前嘗試主要集中在利用MOOC課程進行“翻轉課堂”［15］。學生通過在線課程學習基本知識點，完成課程作業(yè)，而教師主要承擔作業(yè)輔導、答疑以及組織小組討論等。此外，也有基于MOOC平臺的微課程建設實踐，教師將知識點打散，制作短時間的學習視頻進行分享［4］。值得注意的是，這些有益的嘗試能夠利用MOOC平臺提供的資源優(yōu)勢，然而教師角色在一定程度上被邊緣化，研究型大學具有的豐富研究積累和解決問題經(jīng)驗的教師資源，無法在這種模式下得以體現(xiàn)。本文借助MOOC平臺講授數(shù)字媒體技術相關課程的基本知識，教師提出涵蓋知識點和基本技術的應用問題，在帶領學生利用所學解決問題的過程中進一步鞏固知識，并培養(yǎng)學生運用科學的方法解決問題的能力，最終形成解決典型問題所需的基本技術算法庫，構建學生進一步創(chuàng)新的技術平臺。從而，師者真正做到“傳科學之道、授技術之業(yè)，解學者之惑”。

2研究內(nèi)容

2．1基于MOOC平臺的數(shù)字媒體技術課程建設。當前在線教育的蓬勃發(fā)展，數(shù)字媒體技術專業(yè)的一些主干課程，如多媒體技術、交互設計以及計算機視覺等，均可以在網(wǎng)絡的在線平臺上找到知名大學和知名教授的在線課程。在本文中，主要研究以MOOC平臺為基礎的在線授課模式，以便提高學生學習效率，加強自主學習能力。通過提供多元化學習工具，能夠讓學生掌握數(shù)字媒體技術設計的基本理論和技術。同時，將網(wǎng)絡學習與傳統(tǒng)學習方式相結合，充分發(fā)揮MOOC平臺的重要作用。遵循混合授課思想，嘗試翻轉課堂模式，發(fā)揮網(wǎng)絡教學的特性以及結合傳統(tǒng)教學方法的優(yōu)點，從選課到結課為周期載體，重點為學生講授必要的實踐、理論課程之間有機知識關聯(lián)的教學情景、鼓勵學生以主動的方式學習，為后續(xù)的工程應用問題的解決打下基礎。2．2數(shù)字媒體技術基本應用問題(案例)庫建設。數(shù)字媒體技術的基礎課程和應用型課程是前導和后續(xù)關系，而應用型課程間也存在前導或后續(xù)關系。而且，這些課程又可分成一些重疊的課程群，如圖像處理基礎、多媒體技術導論和計算機視覺等，這些課程群間的知識點相互重疊、互補而且有序，需要統(tǒng)一進行協(xié)調(diào)。本文的一個重要創(chuàng)新點是，我們還將立足于多年來在數(shù)字媒體技術應用領域的研究積累，建立數(shù)字媒體技術工程基本應用問題(案例)庫，涵蓋數(shù)字媒體技術相互關聯(lián)的課程知識點，并從解決問題的科學方法角度對課程內(nèi)容優(yōu)化和協(xié)作。通過各課程間的知識點協(xié)作，讓學生完成一系列的基本應用問題，最終使每位學生在畢業(yè)時都能完成一個自己滿意的成型系統(tǒng)或作品。因此，每一課程群的應用問題(案例)，以及這些案例需要哪些知識點，這些知識點分別由哪些課程來講授，達到何種程度等，均由各授課教師聯(lián)合討論來確定，是本文的主要研究內(nèi)容之一。2．3數(shù)字媒體技術創(chuàng)新技術平臺建設。在學校和學院的支持下，經(jīng)過幾年努力，在硬件上數(shù)字媒體技術系已經(jīng)組建2個本科生專業(yè)實驗室:數(shù)字媒體專業(yè)基礎實驗室和創(chuàng)新實驗室。基礎實驗室將主要用于數(shù)字媒體制作，以及素描、速寫、色彩等設計方面的基礎訓練。創(chuàng)新實驗室是數(shù)字媒體課程中解決基本應用問題的重要硬件支撐平臺。在硬件平臺支持下，數(shù)字媒體技術專業(yè)學生近三年來獲得各類獎項12項，其中包括蘋果公司2012年度全球設計大獎。然而，在不同課程中盡管低于基本技術和算法都進行了講授，學生也進行了一定的實踐，卻沒有形成進行科技創(chuàng)新所需的共有的算法(軟件)平臺。本文的研究，就是整合MOOC課程提供的在線資源、教師以前的科研積累、學生在解決案例時開發(fā)的優(yōu)秀算法，形成數(shù)字媒體技術創(chuàng)新所需的公共算法(技術)共享平臺。在軟硬創(chuàng)新平臺支持下，針對主要的科技競賽(如微軟ImaginCup，ACMSiggraph創(chuàng)新比賽)、教師的科研項目(團隊每位成員都有國家項目支持)、以及企業(yè)商業(yè)平臺(AppleStore，Win-dowsStore)等，鼓勵學生應用在解決基本案例學習得到的科學方法，結合基本的技術提出創(chuàng)新的思想和方法，形成創(chuàng)新成果。

3結語

研究型的課堂教學為夯實基礎知識教育，積極開展科技競賽活動，努力培養(yǎng)學生參加科技創(chuàng)新活動的興趣和能力，搭建科技創(chuàng)新的新平臺提供了有力保障。本文借助MOOC平臺對研究型課堂教學模式和創(chuàng)新技術平臺的建設進行了研究。首先通過教師提出涵蓋知識點和基本技術的應用問題，并借助MOOC平臺將教師從基本知識點的講授中解放出來，將更多的時間和精力投入在幫助學生掌握如何利用所學解決問題。從而使學生在知識的運用過程中加深理解，培養(yǎng)學生運用科學的方法解決問題的能力。最終形成解決典型問題所需的基本技術算法庫，構建學生進一步創(chuàng)新的技術平臺，為學生工程實踐及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務，為今后創(chuàng)新型軟件人才的培養(yǎng)方法提供了寶貴經(jīng)驗。

作者:樊鑫 賈棋 劉日升 王祎 范佳麗 單位:大連理工大學軟件學院