《大学计算机》课程基于MOOC+SPOCs+翻转课堂的教学改革实践
项目名称
《大学计算机》课程基于MOOC+SPOCs+翻转课堂的教学改革实践
牵头单位
哈尔滨工业大学
参与单位
南京航空航天大学、西北工业大学、西南科技大学、西南石油大学、天水师范学院、哈尔滨商业大学、成都信息工程大学、燕山大学、哈尔滨工业大学(威海)
爱课程网中国大学MOOC平台
单位地址
黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号哈尔滨工业大学
项目简介
《大学计算机》是惠及600万/年大学新生的重要课程，教育部明确提出课程要进行计算思维教育。哈工大率先建立了内容创新、体系完整的计算思维教学体系。
2014年5月，哈工大《大学计算机-计算思维导论》MOOC课程在教育部中国大学MOOC平台首批上线，已开放四期课程12万余人选课。2014年秋，面向在校生联合国内13所大学首次开展了大规模基于MOOC+SPOCs的教学改革，同期课程21500余名在校生同步学习，140000余人次讨论互动。2015年秋，实施第二轮教学改革，同期25所大学34000余名在校生同步学习。
项目特色是MOOC标杆化与SPOC特色化相结合，多校共建共享MOOC，破解了因内容-学时-基础矛盾、教师水平亟待提高而影响计算思维教育改革的难题，成为我国高校借助MOOC推动课程教学改革的范例。
项目负责人：战德臣
项目背景:
《大学计算机》应是惠及全国600万/年大学新生的重要课程，教育部在教高司函[2012]188号文中明确提出了“推动以大学生计算思维能力培养为重点的大学计算机课程改革”，计算思维是大学生复合型创新思维培养的有机组成部分。然而，当前的计算机基础教育还远没有实现计算思维教育，由于课程天然存在的“内容不断膨胀-学时不断压缩-基础参差不齐”的矛盾、素质教育教师水平亟待提高的实际困难等，众多学校无奈之下仍旧在讲授“狭义工具”内容，“更多地讲事实（知识）很少讲思维”，仍旧迷茫于计算思维教育如何落地，处于有心改革但无力改革的困境，如下图1所示。如何破解？
哈工大提出两个方面的破解思路：一是从课程教学内容方面，从计算学科范畴提炼出各学科普遍需要的计算思维，建立起全新的有特色的课程内容体系，以计算思维型案例引导和优选教学内容，解决了紧缩学时环境下《大学计算机》课程教学内容的稳定性问题和内容提升问题，在本校率先进行了实践和改革，建立了优质教学资源，形成了优秀课程。二是从教学手段教学方法方面，提出了基于MOOC+SPOCs的教学改革模式，利用MOOC课程聚集优质教育资源，建立标杆课程，面向所有人开放，而利用SPOC课程实现分层次特色化及在校生的管理，面向各学校各课程班学生开放，共建共享课程资源，共同破解教学改革难题，建立以学生为中心的教学模式，在此基础上推动翻转课堂教学改革实践。如下图2所示。
2014年5月，哈工大《大学计算机-计算思维导论》MOOC课程在教育部中国大学MOOC平台首批上线，已开放四期课程(外加一期在网易云平台开设的《计算机专业导论》三门短课程，内容基本一致，只是以短课程形式开放) 12万余人选课。2014年秋，面向在校生联合国内13所大学首次开展了大规模基于MOOC+SPOCs的教学改革，将《大学计算机-计算思维导论》MOOC课程，以“同步SPOC”形式引入13所大学，同期课程21500余名在校生同步学习，140000余人次讨论互动，取得了成功。 2015年秋，实施第二轮基于MOOC+SPOCs的大规模教学改革实践，同期25所大学34000余名在校生同步学习，同时本期课程中
图1. 大学计算机课程教学改革的难题及其破解思路
图2. 哈工大提出并实践的“MOOC+SPOCs+线下课堂”混合教学模式
南京航空航天大学、西南科技大学、哈尔滨商业大学、天水师范学院、陇东学院等分别在SPOC中建设了特色化的教学资源，例如南京航空航天大学建设了实验系列的教学资源、天水师院建设了软件应用相关的教学资源、哈尔滨商业大学建设了习题与测试题方面的教学资源，其中南航和天水师院的教学资源也被聚集到MOOC课程中形成了多校共建共用的MOOC课程，此外，哈尔滨工业大学、西北工业大学、西南石油大学等还基于MOOC+SPOCs开展了翻转课堂教学实践。
项目特色是：围绕着课程内容的完善与教学方法的多样性，多所学校多类师资共同建设课程资源，实现 “MOOC-共建共享”；建设既追求多校共同性，又保留有各学校各教师特色的课程，实现“SPOC-共同但有特色”；建设在校学习与网络学习同步讨论与学习的课程——第三课堂，实现了“校内校外同步学习与讨论”；凝聚了共识扩大了认可度——对大学生进行计算思维教育，形成复合型创新思维，向“共同推动计算思维教育”的目标跨越了一大步。
在教育部高等学校大学计算机课程教指委组织的成果鉴定中，由一位主任委员三位副主任委员两位国家教学名师组成的鉴定委员会认为“面向计算思维的“大学计算机”课程内容体系、大规模MOOC+SPOCs教学模式创新设计和实践等属国内首创”，所负责的国家级教改项目《理工类高校计算思维与大学计算机
课程研究及教材建设》在教育部教指委组织的验收评审中被评为“优秀”。同时教指委还联合微软公司，设立了《中西部十校以计算思维为核心的大学计算机课程教学改革项目》，将《大学计算机-计算思维导论》MOOC课程推广到中西部学校，解决中西部地区教育资源短缺、教育不公平的问题。
清华大学于歆杰教授的专著《以学生为中心的教与学—利用慕课资源实施翻转课堂的实践》评价本项目的MOOC+SPOCs混合教学实践为“(a)探索出一条将最新教学理念及时推广的有效途径，(b)探索出一种素质类课程师资（尤其是优质师资）急缺问题的解决方案 ”有非常重要的价值。中国慕课的引领性人物、中国计算机学会会士李晓明教授在其“慕课”一书中，将本项目作为利用翻转课堂改进教育质量的典型案例“一个突出的例子是哈尔滨工业大学的战德臣教授，他的“大学计算机”慕课被十多所大学用来做翻转课堂的基础，据说效果不错。”
同时，本项目成果，也受到了三个教指委及中国高校计算机教育MOOC联盟、教育部全国高等学校教学研究中心等的高度重视，将哈工大的MOOC课程及MOOC+SPOCs教学模式树为典范，6次受邀在全国性大会上做主题报告，哈工大负责、23所大学参加的《大学计算机》MOOC课程工作组被批准成为MOOC联盟的第一个工作组。
项目实施具体情况
(1)2012年底主持国家级教研项目，2013年出版了面向计算思维教育教学改革的教材，2014年建立了课程教学资源，获得了陈国良院士等专家的好评，奠定了本项目的基础。
(2)2014年5月，《大学计算机—计算思维导论》课程在教育部中国大学MOOC平台首批上线开放。目前已开放四期课程，约120000余人参与学习，获得了好评。
(3)2014秋和2015秋，分别有13所和25所大学基于《大学计算机-计算思维导论》MOOC课程开设了同步SPOC，将MOOC课程引入各自学校。2014年同一期课程21500余名在校生学习，140000余人次讨论互动。2015年同一期课程34000余名在校生学习。
(4)基于MOOC+SPOCs，哈工大、南航、西南科大、西北工大、西南石油、哈工程大学、哈工大(威海)、燕山大学等在全校范围内，其他院校在部分专业范围内，开展了教学改革，提升了教学内容，提高了教学质量。
(5)2015秋，已有南航、西南科大、哈商大、天水师院、陇东学院等在SPOC中建立了特色化的教学资源并已应用，部分教学资源已被聚集到MOOC中面向社会开放，使MOOC课程成为跨校建设的MOOC资源平台。
(6)2015秋，哈工大、西工大、西南石油等学校开展了“MOOC+SPOC+小班研讨形式的翻转课堂”教学改革实践。
(7)受教育部邀请面向全国高校教师进行了网络课程培训。受邀全国范围内对高校教师进行专题培训18次。在全国性会议上做大会主题报告6次。
(8)以交流并推广本项目成果为主题，承办全国性会议1次。
项目成果
1、MOOC课程《大学计算机-计算思维导论》改变了传统大学计算机基础课程的教学内容，将以“狭义工具介绍”为主的课程全方位、立体化地提升为“通识性思维能力训练”为主的课程，大幅提升了教学水平
哈工大创新性地从计算学科提取并论述了与计算思维相关的内容，采用“计算之树”概括、描述了大学计算机的计算思维教育空间，从一种新的视角，系统地组织和诠释了“大学计算机”课程的教学内容，体现了大学计算机教育的先进理念和思想。基于此所形成的教材，受到了两届教指委的主任委员和副主任委员，包括中国科学院院士陈国良教授、国家教学名师冯博琴教授、中国计算机学会会士李晓明教授，教指委主任委员李廉教授等的高度评价---“形成了有特色的教学内容体系，成为大学计算机面向计算思维通识教育的优秀教材”“破解了‘增强计算思维能力培养’的诸多难题”“结构、表达、素材是新的，很有创意”“耳目一新”“是适应大学通识教育很好的教材”。
基于上述教学内容建设的MOOC课程《大学计算机-计算思维导论》是一门精心制作的高水平高质量的课程。此课程创新性地实践了 “‘知识/术语’随着‘思维’的讲解而介绍，‘思维’随着‘知识’的贯通而形成，‘能力’随着‘思维’的理解而提高”的先进教学思想，将以“狭义工具介绍”为主的课程全方位、立体化地提升为“通识性思维能力训练”为主的课程。
（1）精心制作的MOOC课程资源包括：
课程短视频(180段*约10分钟/段)
教学课件(15讲*2学时/讲)
导学文档(15讲*2学时/讲)
模拟练习题(13讲*平均40道题/讲)
习题视频解析(4讲约100道习题，26段*约10分钟/段)
互动讨论题(15讲*4组/讲)等。
（2）MOOC课程已开放4期课程(外加1期在网易云平台开设的《计算机专业导论》三门短课程，内容基本一致，只是以短课程形式开放) 12万余人选课学习了本课程。
（3）出版教材4本，其中“十二五”国家级规划教材1套，被20余所高校采用。
（4）发表教学研究论文10篇，其中高水平教育期刊《中国大学教学》发表论文4篇。据CNKI中国知网统计，论文下载次数4434次，被引88次。 《工业和信息化教育》杂志以专门一期的内容来重点推介本项目教学改革成果-2013年6月刊，陈国良院士和冯博琴教授特别以专家观点推介本项成果。
2、创新性地提出并大规模实践了一种MOOC+SPOCs+课堂的混合教学模式，破解了优质素质类教师短缺制约教学改革的难题，推动了教育公平性问题的解决，具有示范性
当前中国的大学教育，尤其是通识类基础类素质类教育课程面临着优质素质类师资短缺的困境，制约了教学内容的深度改革与提升，全国范围内存在着教师教学水平亟待提高的困难，存在着教育水平差距引起的教育不公平问题，比如东中西部学校教师因经济发展水平而引起的差异，不同层次学校教师在教学内容教学方法方面带给学生的差异，同一所学校中教学水平高低教师带给学生的差异，教师为照顾大部分学生而对前15%和后15%学生带来的不公平等，如何解决这些问题呢？
基于《大学计算机-计算思维导论》优质MOOC课程资源，本项目创新性地提出并大规模实践了一种MOOC+SPOCs+课堂的混合教学模式，即：基于同一门高水平MOOC课程《大学计算机-计算思维导论》，若干所大学建立学期同步的SPOC课程，利用MOOC引入优质课程资源，利用SPOC规定学校必须的教学内容和管理学生的学习过程和学习成绩，引导学生参与跨校大讨论等，实现了学生既可以通过开放MOOC课程学习到课程的所有内容，又可以根据课程班教师和学生的实际情况进行特色化教学处理。这种模式实现了“师生启发、师师启发、生生启发、群群启发、校校启发”“一师带多校，多校带多群，校校互动”的新型教学模式，实现了“跨校大规模在线讨论”，提高了学生学习兴趣，解决了教师水平提高的难题，解决了优质素质类教师短缺制约教学改革的难题，推动了教育公平性问题的解决，具有示范性。
（1）2014年秋季学期国内首次基于MOOC+SPOCs+课堂混合式教学的大规模实践活动：
联合国内13所大学，首次进行了多学校大规模MOOC+SPOCs+课堂的教学改革实践。13所大学包括：哈尔滨工业大学(985)、南京航空航天大学(211)、西南科技大学(地方)、西北工业大学(985)、合肥工业大学(211)、哈尔滨工程大学(211)、东北林业大学(211)、哈尔滨商业大学(地方)、齐齐哈尔大学(地方)、湖南师范大学(地方)、苏州科技学院(地方)、西南石油大学(地方)、哈尔滨工业大学(威海)等；
同期课程13所学校建立了约26门同步SPOC。各学校基于MOOC选择教学内容，补充特色内容，制定成绩获得政策，组织自己的考试，不要求参加MOOC期末考试；
同期课程21500余名在校生学习，约12589人参与MOOC测验，约7500余人参与MOOC期末考试。约3726(3726/21500»17.4%)人MOOC结业；通过率=(1847+1879) /12589= 29.60%；优秀率 = 1879/12589 = 14.93%。MOOC课程提升了各学校地教学水平，而SPOC课程提高了MOOC课程的结业通过率。
同期课程教师布置了50余组开放式讨论话题，约140000余人次回复，回复/浏览»30%~50%，单一话题最高回复5430余次，最低回复1700余次。SPOC课程提高了MOOC课程的活跃度。
图3. 项目组组织“MOOC+SPOCs+线下课堂”混合教学实施队伍示意
（2）2015年秋季学期第二轮基于MOOC+SPOCs+课堂混合式教学的大规模实践活动：
联合国内25所大学，进行了第二轮多学校大规模MOOC+SPOCs+课堂的教学改革实践。25所大学包括：哈尔滨工业大学(985)，南京航空航天大学(211)，西南科技大学(地方)，西南石油大学(地方)，合肥工业大学(211)，西北工业大学(985)，哈尔滨工程大学(211)，哈尔滨商业大学(地方)，燕山大学(地方)，中国石油大学(华东，211)，湖南师范大学(地方)，东北林业大学(211)，齐齐哈尔大学(地方)，衡阳师范学院(地方)，苏州科技学院(地方)，金陵科技学院(地方)，上海理工大学(地方)，南京理工大学，陇东学院，天水师范学院，解放军理工大学，贵州工程应用技术学院，成都信息工程大学，中原工学院，哈尔滨工业大学（威海）。
同期课程（在进行中）25所学校建立了约30余门同步SPOC。各学校基于MOOC选择教学内容，补充特色内容，制定成绩获得政策，组织自己的考试，不要求参加MOOC期末考试；
同期课程（在进行中），截止目前为止有约32000名在校生学习，预计有超40000余名在校生学习。
（3）2015年1月, 教育部大学计算机课程教指委组织了《基于MOOC+SPOCs的大学计算机课程
教学内容建设与教学模式改革》的成果鉴定，由1位教指委主任委员，3位副主任委员及2位国家教学名师组成的鉴定委员会给出的鉴定结论是“国内首创”。
（4） 以交流并推广本项目成果为主题，承办全国性会议1次：中国高校计算机教育MOOC联盟组织 “大学计算机课程MOOC+SPOCs实施经验交流会”，教指委、爱课程网、微软公司以及27所大学的教师代表92人参与了会议。
（5）教育部-微软产学合作项目《中西部高校以计算思维为核心的大学计算机课程教学改革项目》， 中国高校计算机教育MOOC联盟组织，教指委牵头，东西部合作MOOC+SPOCs+翻转课堂教学改革，以东部的优质MOOC课程借助于SPOC推动西部十所高校的教学改革。
（6）所提出的MOOC+SPOCs+课堂的混合式教学模式，受到三个教指委(计算机专业教指委、软件工程教指委和大学计算机课程教指委)的重视，被树为典范。由哈工大负责、23所大学参加的《大学计算机》MOOC课程工作组被批准成为三个教指委共同成立的中国高校计算机教育MOOC联盟的第一个工作组。
3、带动多所学校，基于MOOC课程建设特色化教学资源，使MOOC课程《大学计算机-计算思维导论》成为多所学校共同建设共同应用的课程，实现了教学资源建设与教学资源运用模式的创新
大学计算机课程的另一个难点是如何面向不同基础的人群开展计算思维教育。不同需求的人群，对计算思维有共性的需求，也有特色化的需求。既要提升课程教学内容的层次，又要兼顾各学校学生基础的差异。如何解决这一难题，那就是MOOC+SPOCs。
本项目，以哈工大的《大学计算机-计算思维导论》MOOC课程为基础，联合多所学校，系统性地开展了面向MOOC开放的教学资源建设工作，围绕着课程内容的完善与教学方法的多样性，多所学校多类师资共同建设课程资源，形成了完整、齐备的“大学计算机”课程教学资源库，使《大学计算机-计算思维导论》MOOC课程成为名校引导、多校参与、共建共享的跨校MOOC课程。
教学资源分为如下层次：面向所有学生开放的层次，即MOOC层次；面向课程班学生开放的层次，即SPOC层次(SPOC层次的内容可高于MOOC层次，也可能低于MOOC层次；可能与MOOC资源形成互补，也可能由不同师资讲解相近内容)。具体建设情况如下：
（1）各学校SPOC层次的教学资源
哈尔滨工业大学：建立了针对计算机专业学生的SPOC特色化教学资源。在共享MOOC课程资源基础上，主要增加了“计算机科学与技术学科”“计算机科学与技术专业”“Linux操作系统简介”“Python语言介绍”“利用Python求解算法问题”等总计5讲39段短视频，其中有三段短视频面向计算机专业学生重新讲授。扩展了课程覆盖面。在SPOC中开展了以学生互评为主的开放式作业实践。
南京航空航天大学：建立了与《大学计算机-计算思维导论》MOOC课程形成互补的实验系列课程资源。在共享MOOC课程资源基础上，主要增加了“利用Raptor进行编程训练”等8段短视频。另外也有MOOC部分讲的内容面向本校学生重新讲授的视频, 及相应的教学课件。
西南科技大学：建立了面向本校学生的软件应用系列课程资源。在共享MOOC课程资源基础上，考虑到本校学生基础还不能完全舍弃技能训练方面的教学内容，增加了以技能训练为主的系列化教学短视频 10段，通过演示利用各种软件完成不同类型的应用任务进行特色化教学。
天水师范学院：建立了面向本校学生的软件应用系列课程资源。在共享MOOC课程资源基础上，考虑到本校学生基础还不能完全舍弃软件应用教学内容，增加了“Office软件应用”系列等17段短视频及相应的教学课件。
陇东学院：建立了面向本校学生的教学视频。在共享MOOC课程资源基础上，考虑到本校学生基础还不能完全舍弃软件应用教学内容，及需降低教学难度，补充了一些特色教学资源，辅助MOOC课程内容理解，补充一些MOOC并未扩展的计算机软硬件相关知识，包括教学短视频6段及教学课件，并不断完善中。
哈尔滨商业大学：建立了面向本校学生的教学资源。在共享MOOC课程资源基础上，考虑到本校学生基础，重新组织了10讲内容的教学课件，并在SPOC中发布。同时结合本校学生的实际，精心选择讨论话题，并组织了针对本校学生的测试练习题库，实施了特色化教学。
（2）多学校共建MOOC层次的教学资源
除哈工大建设的《大学计算机-计算思维导论》MOOC课程资源外，下列学校也将其建设的教学资源通过MOOC课程共享给所有学校使用。
南京航空航天大学：丰富了MOOC课程的实验系列课程资源。主要提供了“利用Raptor进行编程训练”等8段短视频。
天水师范学院：丰富了MOOC课程的软件应用系列课程资源。主要提供了“Office软件应用”系列等17段短视频。
微软公司：提供了周以真教授亲自讲授计算思维的演讲视频，2段(每段约40分钟)。西北工业大学和哈尔滨工业大学提供了相应的中英文字幕处理等。
目前，各个高校正在抓紧时间建设自己的特色资源，并有意愿为MOOC课程提供更丰富的教学资源。
4、基于标杆化MOOC课程，结合特色化SPOC课程，推动近20所学校进行大学计算机基础课程的教学改革，全面提升教学内容，提高教学质量
《大学计算机》是惠及全国600万/年大学新生的重要课程，是教育部明确提出要进行计算思维教育教学改革的课程。由于素质教育教师水平稀缺的实际困难，众多学校无奈之下或者仍旧在讲授“狭义工具”内容，或者将该课程“砍掉”，总体上处于有心改革但无力改革的困境。但自从本项目提出了计算思维教学内容体系和基于MOOC+SPOCs+课堂的教学模式后，很多学校逐渐在恢复大学计算机课程(不是讲原来的内容，而是讲计算思维)，或者是在强化大学计算机课程（强化计算思维教育，弱化狭义工具介绍）。基于标杆化MOOC课程，结合特色化SPOC课程，本项目推动了近20所学校进行大学计算机基础课程的教学改革，全面提升教学内容，提高教学质量。具体而言，可从内容改革范围和覆盖面两个方面来分析，有以下一些改革。
（1）全校范围(覆盖面)、全面内容改革的示范
哈尔滨工业大学：自2009年开始对本校学生的大学计算机课程就陆续进行改革，至2013年为止，教学内容全面升级到计算思维教学内容—即《大学计算机-计算思维导论》MOOC的教学内容。2014年和2015年两年借助于MOOC+SPOCs按全新的计算思维教学内容组织课程教学，是全校范围全面内容改革的典范。 南京航空航天大学：自2013年开始对本校学生的大学计算机课程进行改革。2014年和2015年两年借助于MOOC+SPOCs按全新的计算思维教学内容组织课程教学，是全校范围全面内容改革的典范。在计算思维讲授的基础上，还建立了与《大学计算机-计算思维导论》MOOC课程形成互补的实验系列教学内容。
西南科技大学：自2013年开始对本校学生的大学计算机课程进行改革。2014年和2015年两年借助于MOOC+SPOCs按全新的计算思维教学内容组织课程教学，是全校范围全面内容改革的典范。在计算思维讲授的基础上，丰富了计算机技能训练的内容。
燕山大学：自2015年开始对本校学生的大学计算机课程进行改革。借助于MOOC+SPOCs按全新的计算思维教学内容组织课程教学，是全校范围全面内容改革的典范。
（2）全校范围(覆盖面)、过渡性内容改革的示范
中国石油大学（华东）：在此之前大学计算机基础课程已经变为实验课（即通过实验使学生熟悉各种软硬件的应用）。2015年秋季，该校借助MOOC课程，在全校范围内，进行了过渡性内容改革，即：虽然教学计划仍旧是实验课，但在执行时，通过MOOC课程，要求学生学习计算思维相关的教学内容(2015年要求学生完成MOOC十五讲教学内容的至少六讲教学内容的学习)。
哈尔滨工程大学：在此之前大学计算机基础课程主要讲授狭义工具软件。2015年秋季，该校借助MOOC课程，在全校范围内，进行了过渡性内容改革。即：但在教学过程中，通过MOOC课程，要求学生学习部分章节的计算思维相关教学内容(2015年要求学生完成MOOC十五讲教学内容的至少三讲教学内容的学习)。在今后将逐步过渡到全面讲授计算思维教学内容。
西南石油大学：在此之前大学计算机基础课程强化的是技能训练内容。2015年秋季，专门增加了16学时，用于讲授计算思维。为更好地实施，采用MOOC+SPOCs+翻转课堂的方式组织教学。是全校范围(覆盖面)、过渡性内容改革的典范。
（3）部分专业范围(覆盖面)、过渡性内容改革的示范
哈尔滨商业大学等其他17所大学：2014年秋季学期和2015年秋季学期分别有9所和17所大学，借助于MOOC+SPOCs方式，对本校的大学计算机基础课程进行面向计算思维的教学改革，并在部分专业范围内实施。是部分专业范围(覆盖面)、过渡性内容改革的典范。
综上，以哈工大的高水平MOOC课程引领国内多所学校、不同层级学校进行教学改革实践。
本项目成果“基于MOOC+SPOCs的《大学计算机》课程建设与教学模式改革”，获哈尔滨工业大学教学成果一等奖。项目负责人战德臣教授获哈尔滨工业大学校级教学名师奖2013.07、黑龙江省教学名师奖2015.07、宝钢教育基金优秀教师奖2013.11。
5、基于MOOC+SPOCs，解决内容-学时-基础的矛盾，推动大学教学方法的改革，逐步实施翻转课堂教学，深化以学生为中心、提升学习深度
当前类似于“大学计算机”的许多课程客观上都存在“内容不断膨胀、学时不断压缩及基础参差不齐”的矛盾，如何解决课程中经典知识与流行知识的矛盾、如何解决知识讲授与思维训练的时间平衡，如何解决有了广度就没有了深度或者说有了深度就没有广度的问题，简单一句话，如何落实以学生为中心、学生学习成效驱动的教育理念？应该说这些问题并不仅仅是教学中的“课堂”能够解决的，也并不仅仅是没有技术支撑的改变教学方法就能够解决的，换句话说教学方法如翻转课堂等的实施应该借助于MOOC+SPOCs，形成互补才能真正解决上述的问题。
本项目将课程内容以视频讲授形式完整地由名师讲授了一遍，并辅之以教学课件、教材、模拟练习题和讨论话题等，并开放于MOOC平台，学生可以通过同步SPOC直接在线学习这些内容。这就是MOOC+SPOCs，学生将传统课堂听讲，演变为网络课堂听讲。
虽然有网络课堂，但如何确认学生是否通过网络学习了相关内容，是否确认这些内容是由学生本人学习的，是否学生本人参与的测试，如何提升学生观看视频学习的兴趣（因为兴趣是建立在一定的了解基础之上的，当其深度了解后一定能增加学生学习的兴趣，而当其还没有深度了解时则会觉得网络课堂枯燥）。
这些问题仍旧需要线下课堂来解决。线下课堂教学如何与网络课堂互动，解决网络课堂可能做不到的事情呢？
应该说有了网络课堂的支撑，为线下课堂的教师释放了教学空间，其可采取多种有效的形式，实施“以学生为中心的教与学”。
（1）将网络课堂作为深度或广度学习的线下课堂教学
以哈尔滨工程大学、哈尔滨商业大学等为代表，通过“学期同步SPOC”引入MOOC课程内容，将网络课堂作为深度或广度学习的内容，线下课堂则强化基础性内容，引导学生学习更广泛和更深入的课程内容。
（2）教学内容一致基础上的与网络课堂互补的线下课堂教学
以哈尔滨工业大学部分教师、西南科技大学等为代表，通过“学期同步SPOC”引入MOOC课程内容，教学内容基本一致，利用网络课堂强化内容的完整性和广度学习，而利用线下课堂强化思路讲解、脉络讲解、精选内容重点讲解，提升学生兴趣，引导学生深入学习。
（3）部分翻转课堂教学实践
以哈尔滨工业大学部分教师、西南石油大学等为代表，通过“学期同步SPOC”引入MOOC课程内容，利用线下课堂提出学习线索与问题，然后利用网络课堂按学习线索进行问题导引式学习，再利用线下课堂检查学生学习效果，提升学生兴趣。
（4）完全翻转课堂教学实践
以哈尔滨工业大学部分教师(如张丽杰老师、孙承杰老师、战德臣老师)、西北工业大学部分教师（如邓磊老师）等为代表，通过“学期同步SPOC”引入MOOC课程内容，利用网络课堂强化内容的完整性和广度学习，而利用线下课堂实施翻转研讨式教学，组织学生“亮功夫”“找金子”“矛碰盾”等，强化学生的主动性学习意识。
高水平MOOC课程与特色化SPOC相结合，实现了课堂教学与网络课堂互为补充(即完整的内容通过MOOC课程呈现，而课堂教学则讲授思路进行研讨)、学生“自学、互学、群学”相结合的新型教学模式。借助于“课堂面对面交互-线上跨时空交互”“线上水平测试-线下身份认证-线上线下关联”等手段，将面向社会开放的MOOC课程成功地延展为适合在校生的教学课程，并促进了各学校的课程改革，促进了由知识型课堂到思维训练型课堂的转变，通过翻转课堂等提升了教学效果，有效地实现了“基础较好学生可以走得更远(可学习更多内容)，基础薄弱学生可以走得更扎实(可反复学习)”。
本项目成果：
（1）受教育部全国高校教师网络培训中心邀请在北京面向全国高校教师进行了《大学计算机-计算思维导论》网络课程培训。经进一步编辑形成了《大学计算机-计算思维导论》教师培训版教学视频1套(13讲*约均45分钟/讲)，27所学校教师代表索取了视频光盘。
（2）受大学计算机课程教指委、高等教育出版社、电子工业出版社、各省教育厅、各省高校教育研究会、各学校等邀请，全国范围内对高校教师进行专题培训18次。在教指委组织的全国性会议上做大会主题报告6次。
6、基于MOOC+SPOCs+课堂的混合教学的大学计算机课程受到了专家、一线任课教师和广大学生的欢迎。
计算思维是大学生复合型创新思维形成的有机组成部分。推进大学计算思维教育，促进大学生复合型创新思维的形成，既是一项开创性的工作--建立起计算思维教育体系，又是一项任重道远的工作--推广到所有教育者所有学习者。本项目借助于MOOC+SPOCs平台推广计算思维教育体系，应该说受到了专家、广大一线教师，尤其是广大学生的欢迎。
(1)专家评价
教育部高等学校计算机基础教指委主任委员陈国良院士评价教材“提出了富有一定深度的计算之树，较好地概括了大学计算机的计算思维教育空间。该书形成了大学计算机的一个有特色的教学内容体系，是大学计算机面向计算思维通识教育的一本很好的教材。”，副主任委员国家教学名师冯博琴教授评价教材“该书对如何构建计算思维培养的教学体系，…，结构、表达、素材是新的，很有创意；…, 直面以往教材编写中的弊端，如单纯知识性介绍、以概念讲原理、追求深入性就增加理论与数学深度等，作者都试着一一破解。当我拜读书稿时，确是爱不释手，颇有耳目一新之感”。教育部高等学校大学计算机课程教指委主任委员李廉教授评价教材“这是一本内容覆盖宽度和知识深度有机结合的好教材。教材各章节内容经过作者的用心选择，都是计算机科学中的精华，同时也是大学生应该掌握的内容。形成了具有《大学计算机》课程自身特色且自成体系的内容体系，很好地适应了大学通识教育的要求。对于我国《大学计算机》课程内容以及教学水平的整体提升会产生重要的影响，值得推广和普及。”，前教育部计算机科学与技术教指委主任委员中国计算机学会会士李晓明教授评价教材“这本书的格局令人耳目一新，内容也是精心挑选的，…，向我们展示了一幅生动的充满现代计算精神的画卷。”
清华大学于歆杰教授的专著《以学生为中心的教与学—利用慕课资源实施翻转课堂的实践》评价本项目的MOOC+SPOCs混合教学实践为“(a)探索出一条将最新教学理念及时推广的有效途径，(b)探索出一种素质类课程师资（尤其是优质师资）急缺问题的解决方案 ”有非常重要的价值。中国慕课的引领性人物、中国计算机学会会士李晓明教授在其“慕课”一书中，将本项目作为利用翻转课堂改进教育质量的典型案例“一个突出的例子是哈尔滨工业大学的战德臣教授，他的“大学计算机”慕课被十多所大学用来做翻转课堂的基础，据说效果不错。”
(2)众多一线教师的评价：
北京理工大学高飞教授评价“战老师对于计算思维从教材及课程的讲解来看，觉得他确实是眼界很高，角度很独特，教材特色鲜明…”，南京航空航天大学 王立松等教师 评价“基于计算思维的教学首先是对老师教学方法的改变，其次是对学生的影响，如果老师没有改变对学生的影响是没有意义的”“如果战老师只讲知识性问题，我也会打瞌睡，但战老师讲，对实际问题怎么去思考，怎么去解决，并用模型化的方式求解问题，我肯定不会打瞌睡，因为怕遗漏一些东西，最大感受是接触计算思维太晚，我非常支持计算思维的教学”，南京大学任课教师评价“如果将计算思维的内容加入到大学计算机中去，那以后我们的大学计算机课程就和大学的数学一样没有院系会将这个课程砍掉”，中国石油大学任课教师评价“用大思维大框架来讲解这门课程，从这个角度上来说对学生非常有意义的，可以培养学生如何应用计算机学到的知识来解决实际问题的能力”，参见视频《各学校任课教师对课程评价汇集》。
(3)在校生评价：
“可以说这第一堂课给了我极大地震撼，它颠覆了我对计算机的理解，老师的课也讲的十分优秀，极大地提升了我对这门课的兴趣，相信经过老师的带领，我能对计算机这三个字有更多更深的理解”“这是一个神奇的课，将我们引入一个未知的新世界”“今天上了第一堂计算机课，老师的讲解改变了我以前对计算机的理解，计算机并不是我们所理解的家用电脑，而是全方面进入了我们的生活。上到航天器，下到手机，都离不开计算机。计算机应用广泛，前景非常好，我对这项科学非常感兴趣，我希望在老师的引导下，能够锻炼好自己的学习能力，形成计算思维，为将来的各项专业课打好基础” “这计算机课与我想象的完全不一样，我本以为要学电脑的构造等，没想到要学思维，提升了我对它的兴趣”“…有种发现新大陆的感觉。”“突然间觉得自己以前接触和了解的计算机知识都只是皮毛，不系统不全面，对于有技术含量的东西知之甚少。希望以后可以不断努力，提高自身素养，增长计算机知识，与同学们一起愉快地学习计算机课程。” “湘潭大学计算机科学与技术1班，现因伤未到校，浏览了本次视频，获益匪浅！！！”“其实一开始我对计算思维是什么完全没有概念，以为只是学习一下计算机的发展历程，最多再教一下WORD,PPT,之类的，但现在才发现教的是一种概括本质的思维模式，现在我对这门课程又产生了信心”“计算机和我印象里的计算机不太一样，广义的计算机包括好多好多机器，计算机技术也不像我想的那样简单，希望可以跟着老师好好学习，…”“…我想我已经爱上了这门科学”“我是国际经济与贸易专业学生，计算思维…对我们的专业学习有很大的帮助，可以改变我们的思维方式，使之更具有条理性，可以简化和条理我们解决问题的方法，使我们更为严谨。”“我所学的专业是能源与动力工程，未来专业方向是是热能工程。我觉得很有价值。专业二字中的动力，暗示出我未来从事的项目必然要利用到计算机。我觉得计算思维是一种能够开拓人的大脑的思维，它让我们从最本质去看待问题，然后逐层深入去解决问题。利用计算思维，我们可以从最平常最普通的地方发现灵感，然后加以思考，说不定就能创造出最不可思议的奇迹”“计算机思维不只适用于计算机领域，我学的是电气，思维的逻辑性和严密性对于我学习本专业也具有极高的指导作用。总的来说，计算机思维对未来人类的发展将会产生难以估量的影响。”“本人是自动化大一新生，以前觉得只要学好各种语言就能成为计算机人才,在听了战老师的课后才发现，原来科学的计算机思维才是最重要的东西,只有拥有正确的思维,才能越学越活,才能真正的成为社会需要的计算机人才”“虽然我本专业不是计算机专业，但是听了这些课程，心向往之，感觉自己的整个思维的广度提升了不少”“非计算机专业，就像以前非我所学专业者问我专业问题时，感受最深的是对方往往缺乏专业的思路，现在我学计算机，听了这门课，也一改往日我对计算机的看法。非常喜欢计算机”。更多评价参见《中国大学MOOC-大学计算机-计算思维导论课程学员评论汇集-第2期(在校生)》，以及MOOC 课程《大学计算机-计算思维导论》及相关的SPOC课程。
社会学员评价：“我学计算机的，可惜我们没开计算思维这类课；正如所讲的计算思维是根本，而具体的知识在毕业时可以通过各种途径学到的；所以很有必要学这门课；”“本科的时候这些都不讲的啊？虽然我是学教育技术学的，但是我们讲的计算机只是简单的PPT、word、excel、ps之类的在后来的编程的学习，他们讲的太过于枯燥，以至于我曾一度想放弃本科的学习。现在老师的讲课很生活，感觉有种寓教于乐的感觉”“大专毕业出来，现在回头看老师的视频，才知道大学时学计算机是白学了！”“计算之树-给我指明了方向，对非计算机科班出身的业余爱好者来说，无疑是点了一盏明灯”“以这么短的时间和这么形象的方式概括出了计算科学的特征和发展历程,我的第一感觉是学海无涯，第二感觉是计算思维已经深深印在我的脑海了, …,已经帮助我跳出了某些固定的思维框架” 更多评价参见《中国大学MOOC-大学计算机-计算思维导论课程学员评论汇集-第1期(社会学员)》《网易云课堂-计算机专业教育-计算机专业导论课程学员评论汇集》，以及MOOC 课程《大学计算机-计算思维导论》及相关的SPOC课程。
(4)在校生/社会学员对教学方法的评价：
“大学第一次网上授课竟然是这样的感觉，我仿佛看到了中国教育的黎明，这样自由无拘束的上课方式值得推广。…”。“在高中我们对计算机课的印象仅限于老师讲的关于一些软件和一些设备的专业知识，但在大学听了第一节计算机课，我感觉我会从更深的层次去了解计算机，且这种网络授课的形式让我大开眼界，我不仅可以利用零碎的时间看每一节的小视频，我还能通过做题检验我的学习成果，真正做到了随时随地学习。” “第一次用这样的方式学习，真正实现了网上学习。这样我就可以随时随地学习，还不会受时间的限制。这是一个好方式。”“线上上课感觉不错，有助于自己针对不懂的问题反复观看，学习。”“越来越喜欢学计算机了，作为一个电气人，我认为计算机很有用，老师的教学方式很好”“作为大一新生的我之前一直处于被动思考模式，但在这节课上，我第一次用自己的思想，发现了一个以前我完全没发现的事：【计算】与【现实】的联系。…,曾经，对【计算】这件事敬而远之的我一定也会更加乐于接受它。”“重思维，轻知识，喜欢此课程，个人认为这是一门人人都应该学的基础课，而不仅仅局限于计算机学科的学生。中国的教育早应该这样了，…这也就是我们现在与国外差距的根本。思维可以“推导”出未来，而‘知识’仅仅是对过去的总结。喜欢此课程，继续学习，顶起！！！”“以这么短的时间和这么形象的方式概括出了计算科学的特征和发展历程,我的第一感觉是学海无涯，第二感觉是计算思维已经深深印在我的脑海了, …,已经帮助我跳出了某些固定的思维框架,…”，更多评价参见《中国大学MOOC-大学计算机-计算思维导论课程学员评论汇集-第1期(社会学员)和第2期(在校生)》《网易云课堂-计算机专业教育-计算机专业导论课程学员评论汇集》，以及MOOC 课程《大学计算机-计算思维导论》及相关的SPOC课程。
本项目成果：爱课程网“中国大学MOOC平台”MOOC课程《大学计算机-计算思维导论》讨论区。 其中有两个典型的讨论，一是本课程所讲授计算思维对各学科的作用(2014秋约有5000余条回帖，2015秋约有2300余条回帖(正在进行中))，二是学习本课程的收获(2014秋约有5000余条回帖，2015秋约有900余条回帖（正在进行中）)。2014年秋季学期教师发布有50余组开放式讨论话题，约有14万余人次参与讨论，约6000余条好评回帖。
项目负责人及参与人介绍
