背后的教育理论与技术

MOOC引发了学习革命，基于互联网的教学重构正在进行。虽然2008年MOOC的概念才诞生，但是其理论根基深植于信息技术之前。本节主要介绍了MOOC背后所蕴含的教育理论以及教育技术。

一、MOOC背后的教育理论

MOOC学习模式与传统课堂教学模式的最大差别是，没有强势的教师，将你一步一步推着学，而需要学生自身主动地去学习。在这种学习模式下，学生必须要有较强的自主学习能力，MOOC平台在这方面如何让学生能够在平台上管理自己的学习、计划好自己的学习，从平台功能的设计上融合了很多学习理论。这里总结了四种直接相关的教育理论和五种间接相关的教育理论。

表1-8　MOOC背后的教育理论

（一）直接相关的教育理论

1.网络信息传播

MOOC上的课程是通过网络这个载体进行传播，具有以下特点。

第一，传播速度快。任何课程都可以通过网络快速散播到全球或接收全球的任何信息。这是一种散布型网状传播结构，在这种传播结构中，任何一个网络都能够生产、发布信息，所有网络生产、发布的课程信息都能够以非线性方式流入网络之中。

第二，传播范围广。网络课程信息传播以全球为背景，任何网络上的课程信息都可以被每个学生迅速知晓。

第三，传播成本低。通过网络载体传播信息的成本很低，网络信息的传播不需要物质实体，只要连上Internet，就能无成本地获取课程信息。

第四，传播形态多样。形态多样是指课程信息传播的多媒体形式，包括文字、声音、影像、图片或数据等。

图1-27　信息传播图^[1]

2.教育的边际成本

教育的成本主体是人力成本，传统的班级授课制，决定了教育是一个单位成本递增的事业。每新增一位学生，其费用是不断递增的。从目前世界教育改革的趋势看，为了提高教学质量而提高师生比，缩小班级规模，其结果是教育所耗费的人力成本不断上升。而MOOC的教育模式，却让这个趋势得到了扭转。

教育成本分为固定成本和变动成本，MOOC学习模式的教育成本主要包括以下两项。

（1） 固定成本

固定成本是指一定时期和一定数量的学生，不随学生数量增加而增加的那一部分成本。在MOOC的学习模式中，固定成本一般包括MOOC平台的开发费用、MOOC课程的制作费用、平台维护费用、网络设备费用。如果是共享平台，则只包括MOOC课程的制作费用和平台维护费用，这些成本在MOOC课程建设之初就产生了，并且是相对固定的，无论是只有1个学生还是10 000个学生，这些成本都是不变的。

（2） 变动成本

变动成本指随学生数量变动而变动的那部分成本，包括在线作业批改成本、在线答疑人力成本等为了课程运行所要付出的人力支持成本，即称为教学工作量。

通过MOOC将教师的视频课程、在线作业快速传递到全球，一个MOOC课程同时学习的学生有的多达几十万人。制作一门MOOC课程的成本是固定的，每增加一个学生的变动成本是较低的，因此随着学生数量的增加，生均固定成本越来越少，边际成本递减，提高了教育投资效率。

3.个别化学习

每一个孩子都是与众不同的，有自己独特的特性、偏好和优点，也有不同于别人的弱点。个别化学习，是通过对特定学生的全面评价发现和解决学生所存在的学习问题，为学生进行个性化的学习指导，帮学生找到最合适的学习方法，让孩子有效地学习。

在MOOC平台上个别化学习主要体现在以下几个方面：

第一，学习进度自由安排。在课堂教学中，老师只能按照统一的教学进度和教学方法进行教学，无法顾及每个孩子不同的个性。但是在MOOC平台上学习，每个学生可以根据自己的学习情况控制自己的学习进度，在薄弱的地方强化学习，在已经掌握的地方一带而过，大大提高学习的效率。

第二，学习疑难解答个别化。在课堂教学中，老师往往要针对大多数学生学习的薄弱之处做统一的讲解，已经掌握的学生也还是要花时间听课，有的学生不懂的在其他处，可是课堂时间有限，老师没精力讲。于是，学生很难将自己的学习时间有效地利用好。而在MOOC平台上，每个学生可以在线主动提出自己的学习过程中的疑问，老师在线针对性解答，让每个孩子都不会被遗漏，不让教育同质化。

4.网络学习

MOOC学习方式的本质也是一种网络学习。网络学习是指通过网络进行的一种学习活动。MOOC继承了网络学习平台已有的很多优点，在此基础上还弥补了很多一般网络学习的劣处，并进行了革命性的突破。具体在其他章节详细描述，这里就不再赘述。

（二）间接相关的教育理论

MOOC除了以上直接相关的学习理论，也遵循了以下五个传统的学习理论。

1.学习动机与建构主义

建构主义学习理论认为：“学习过程不是先从感觉经验本身开始的，它是从对该感觉经验的选择性注意开始的。任何学科的学习和理解总是涉及学生原有的认知结构，学生总是以其自身的经验，包括正规学习前的非正规学习和科学概念学习前的日常概念，来理解和建构新的知识或信息。建构一方面是对新信息的意义的建构，同时又包含对原有经验的改造和重组。”建构主义学习理论更强调学习的主动性、社会性和情境性。

图1-28　建构主义学习模式

MOOC平台将各类的课程展示在平台上，学生完全可以根据自己的学习兴趣选择想要学习的课程，其实就是基于自己以往的学习经验，学习更高层次的知识。和原来的知识进行重组与更新。

基于MOOC配套的教学方式中有翻转课堂的方式，其实也是建构学习理论的一种体现。MOOC平台上的课程教师会采用两种方式进行课堂翻转。一种是课程教师组织师生面对面交流活动，如分组讨论、主题交流、作业答疑、参观实习等；还有一种是借助网络技术，课程教师与学生通过视频开展教学互动，如问题解答、专题讲解等。建构主义理论认为教师不是知识的呈现者，而是不断促使学生丰富和调整自己理解的引导者。为此，教师在教学实践中必须创设一种良好的学习环境，学生在这种环境中可以通过实验、独立探究、合作学习等方式来展开他们的学习。

2.激励理论

让学生在学习过程中拥有强烈的学习积极性，是教育努力的目标之一。而学生在MOOC平台上坚持把课程学完的比例一直很低，2014年MOOC学生调查报告数据显示，只有6%的课程注册用户能坚持学完，因此如何激励他们在MOOC上更积极地学完课程，还需要不断地研究和探索。

目前推崇的激励理论主要有：马斯洛“需要层次理论”，奥德弗“生存、关系、成长”理论，麦克莱兰“成就需要理论”，赫茨伯格“双因素理论”，弗鲁姆“期望理论”等。

马斯洛“需要层次理论”将人类需求分为五层：生理需求、安全需求、社交需求、尊重需求和自我实现需求，如图1-29所示。

图1-29　马斯洛需求层次图

一个学生在MOOC上选择课程，一般会分为两方面的原因，第一种是外在的，例如学校的硬性要求，可以抵学分；第二种是内在的，想提高自己某方面的专业知识，和自己的发展方向一致。无论哪一种需求，学生都可以根据自己的兴趣选择课程。特别是第二种，学生学习课程的动机是自我实现需求的一种体现。自我实现的需求是在努力实现自己的潜力，使自己成为自己所期望的人物，在MOOC上自主选择自己感兴趣的课程正好契合了这一层需求。

MOOC平台上设计了一些功能，在线学分认定并拿到课程颁发的证书，学习同伴之间的相互评价，这些是为了激励学生在MOOC上的学习。

3.学习心理学

学习心理学是教育心理学的一个重要分支，从人的学习过程、学习动机、信息加工、记忆原理、学习策略、学习技巧等领域的研究，解决学生的学习和行为问题，达到科学地学习。

MOOC平台的线上学习不仅仅是课程视频的在线观看，它涵盖了“听课-课堂随测-作业-讨论-考试-结业-证书”整个过程。相比于传统的网络公开课，MOOC的学生不但有学习的热情，更有实际的行动。他们喜欢跟随老师精心准备的学习材料认真学习、愿意花时间与学习同门课程的其他学生探讨课程问题，学生的紧密互助塑造了课程学习的良好氛围。

MOOC课程中，每门课程会有多个课程教师和助教，他们专注于自己所负责的课程，考虑在线课程学习的实际情形、网络学生的心理和能力，针对性地选择合适的教学策略，他们出现在视频中对知识点进行生动的讲解，他们从论坛中充分了解学生所遇到的困难，从而在后续的课程中做出反应（Udacity的某些课程甚至专门开辟了“答疑时间”环节，每节课都有一段老师针对论坛中学生提得最多的问题进行解答的视频）。教师如此精心地准备，学生当然能感受到，知道自己是被关注的、自己的需求能得到满足，学生自然会更愿意学习，也就能学得更好。

传统课堂里，虽然教师和学生是面对面，可是互动确是极少的，特别是高中年级的学习。而在MOOC平台上，互动成为重要的一个元素。

4.认知科学

认知科学，是关于心智研究的理论和学说，研究“在认识过程中信息是如何传递的”。认知科学的范围主要包括知觉、学习、语言、记忆、注意等。

学习是基本的认知活动，是经验与知识的积累过程，也是对外部事物前后关联地把握和理解的过程，以便改善系统行为的性能。

学习的神经生物学基础是神经细胞之间的联系结构突触的可塑性变化。1949年，加拿大心理学家唐纳德·赫布提出了Hebb学习规则，他设想在学习过程中有关的突触发生变化，导致突触连接的增强和传递效能的提高。Hebb学习规则成为连接学习的基础。

在MOOC平台的各个方面，都将认知科学的理论应用进去，使得人们在MOOC上学习时可以更高效地、更智能地学习。

5.教学理论与艺术

教学理论流派众多，包括程序教学理论、认知教学理论、情感教学理论等。MOOC在课程的内容上、课程平台的功能设计上、课程平台的学习流程上都融入了很多教学理论。

例如，程序教学理论的基本原则“及时强化”和“经常反馈”运用到随堂检验和作业环节。

学生在看视频课程到某一阶段时，会即时弹出视频课程内容相关的题目进行检测，学生是否掌握了前面一段内容，如果没有答对，则需要将前一段内容再看一遍。

在作业环节，平台会根据学生作业的情况，根据作业里答错的题目，将相同知识点的题目再次推送给学生，以强化练习。

二、MOOC背后的教育技术

（一）实时交互

教与学的过程是在人与人之间的互动中完成知识传授的。MOOC学习主要以互联网为媒介，学生通过电脑或者其他电子产品完成学习，MOOC有机器自动测评功能，可以方便教师实时掌握学生的反馈，学生还可以在讨论区互动，这些功能能够保证师生之间、生生之间实时互动。

（二）教育大数据技术

与普通的网络公开课不同，MOOC具有数据获取与分析能力，能够记录并分析每个学生的学习行为，MOOC“大规模”的特征为大数据的形成创造了条件。如表1-9所示，教育数据挖掘和学习分析的应用领域十分广泛，例如，教育大数据技术能够帮助教师随时掌握每个学生的学习情况并能及时反馈、指导并推荐有针对性的学习资源，从而改进教学。基于大数据分析的教育能够为教育教学提供大量实证数据材料，有助于对教育进一步解密，对教育研究也有很大帮助。

表1-9　教育数据挖掘和学习分析应用领域^[2]

（续表）

（三） 云计算

云计算的定义有多种说法，现阶段广为接受的是美国国家标准与技术研究院（NIST）的定义：云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池（资源包括网络、服务器、存储、应用软件、服务），这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。

随着用户数量和教育资源的增加，如何存储数据资源？如何保证MOOC平台服务的高可用性？如何快速地为大量用户提供服务？这些难题势必成为MOOC平台发展的阻碍。云计算成为解决这些难题的一把利刃。

Hbase、OceanBase等分布式数据库系统为海量数据存储提供了高可靠、高可用、快速访问的解决方案，海量的教育资源存储在“云”端，真正做到了随处可取，随时可取，而且出错率极低。

更加完善、健全的分布式云计算平台如Hadoop、Spark等，可以为MOOC平台提供从存储到开发、部署服务一体化的技术支撑。利用这些平台，MOOC系统不仅能存储海量数据资源，而且能在这些平台上开发出健全的、虚拟的、高可靠的服务程序。利用分布式计算技术，做到同时为大量用户提供服务的功能。

【注释】

[1]是什么在影响着信息的准确性.http：//blog.xianqu.org/2011/05/what-affect-infomation-spread/.

[2]中国教育大数据挖掘情况.http：//www.dataguru.cn/thread-284568-1-1.htm l.