MOOC适用于人工智能教学的浅析
摘 要：该文从席卷全球高等教育的MOOC学习特点分析入手，讨论了现有大规模网络开放课程学习存在的主要问题及影响，指出其适用于人工智能专业研究生培养的关键因素，提出在传统教学过程中，穿插Udacity视频混合式教学、定期发布自制教学视频、制作精品课教学网站和课件、采用QQ群线下答疑和讨论的方式，创新人工智能专业研究生教学模式。
关键词：MOOC 人工智能 研究生培养 精品课
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）08（b）-0187-02
原斯坦福大学教授塞巴斯蒂恩?图仁（Sebastian Thrun）被很多人称为是MOOC之父，他在2011年自己制作了人工智能的网上公开课，吸引了全世界16万左右的学生来学习，后来演变成美国著名的MOOC平台Udacity；2012年，哈佛和麻省理工学院（MIT）联手创立了一个非赢利性的MOOC平台EdX[1]；MOOC正在极大地改变当前的高等教育教学生态[2]。2013年，清华大学、北京大学、香港大学、香港科技大学、上海交通大学和复旦大学等中国顶级高校也开始加入MOOC大家族[3]。互联网教育被看成是一个新的商业蓝海，百度、腾迅和阿里巴巴等中国的互联网巨头们争相进入这个领域。
该文从MOOC特点分析入手，针对MOOC学习存在的问题，指出其适合人工智能专业研究生培养的因素，提出MOOC可与现有人工智能专业教学结合的方式和办法。
1 MOOC学习的主要特点
1.1 无地域、年龄、阶层、语言差异的开放式学习
互联网将世界各地的参与者联系在一起，拥有一个共同的学习资源和交流平台，不受年龄、阶层的影响，通过英语进行沟通和交流。以Coursera平台为例，据统计（2013年3 月数据），在该平台中注册的300多万学生中美国生源仅占27.7%，超过7成的学生来自美国以外的区域，依次是印度人8.8%、巴西人5.1%、英国人4.4%、西班牙人4%、加拿大人3.6%、澳大利亚人2.3%，开放式学习有利于参与者按照自己的计划在闲暇时间学习，这让许多因为时间、金钱、地区等问题无法深造的人有了进一步学习的机会。
1.2 交互性、合作式的学习
Coursera、Udacity在内的众多MOOC项目都将课程切分为20 min内的完整独立模块（包括授课、测试等环节），教授者往往通过社交网络、邮件列表等社区工具与学生进行互动和问答。在自习教室里跟隔壁桌同学讨论一道物理题是一种学习记忆，在类似Facebook群组里跟不在一个时区未曾谋面的组员一起完成一项作业，是另一种体验。
MOOC学习与传统网络教育的最大区别就在于其提供了一种交互性、合作式的学习模式，学习的每一个阶段，相应会获得MOOC的成绩评估和反馈，这是一种类似一对一单独授课的体验，更是一种通过共同话题或讨论，将教师和学习者连接起来的方式，甚至可能某个实验或课题的完成，是由多个彼此未曾谋面的学员来共同完成。
1.3 免费获得优秀教育资源的学习
MOOC旨在以开放与免费的形式向大众提供优质的在线课程[4]。迄今为止，在美国开设的绝大多数MOOC是免费的，这样可以使更多的人能够接受高等教育，特别是对那些来自家境贫困的人群更是如此。开设MOOC的大多数是美国乃至世界著名高校，或企业与名校进行合作开设的，MOOC提供了高于一般大学的优秀教育资源。
北京大学MOOC推进工作组组长、计算机科学技术系教授李晓明认为：MOOC不是替代也不是互补，它是一种新的化学成份，当其注入到教育中来的时候，将会引起化学变化，产生新的物质。
1.4 通过人工智能技术MOOC有可能实现因材施教
MOOC上每个学生的任何行为系统都可以记录下来，这些行为其实反映了这个学生学习的各个状态，教育机构可以根据这些行为分析来对学生进行个性化的培养。
清华大学大规模在线教育研究中心主任、计算机科学技术系教授孙茂松认为：如果看一段视频，这段视频的某一个位置学生总是在看，说明这一段他没有看懂。另外习题也有类似的情况，而且可以把这个人的行为和他同班同学的行为进行比较，这样，虽然人群多，十万人，但通过人工智能的技术，通过数据分析、数据挖掘技术，大数据技术，是有可能做到因材施教的。
2 MOOC学习存在的问题
2.1 MOOC课程对知识领域的覆盖有限
截止2013年7月，全球最大的网络课程联盟Coursera 共享了408门课程，Edx 作为世界顶尖高校联合的共享教育平台，目前也只提供了60门在线课程，相对于传统高等教育的海量课程，MOOC上线课程的数量仍很小，对知识领域的覆盖有限。
2.2 MOOC成绩认证的社会认可度较低
目前，75%左右的MOOC课程会提供由教师签名的电子证书；Coursera将在2014推出10个专业认证项目。华盛顿大学计划2014年秋天为其Coursera课程提供学分，科罗拉多州立大学的环球学院已经认可Udacity上部分课程的学分，Udacity还发布了一个免费的就业匹配计划[5]。但是对于传统大学教育获得的学历证书，MOOC成绩认证刚刚起步，要得到国际社会普遍认可尚有很远的路要走。
2.3 难以保证MOOC学习成绩的真实性
MOOC太容易作弊，为了防止学生作弊，Udacity和edX与测验服务提供商Pearson VUE 达成了协议，在网站上注册学习的学生可以选择参加有监考（认证）的期末考试[6]。但是对于跨国际和地区的大量MOOC学习者，还无法保证这一举措的全面实施。
2.4 缺失实验环节，不利于社交关系的培养
通过实验室环境、仪器设备开展实践、研究和讨论，能够对知识进行系统的归纳、理解、分析、应用和创新，是大学教育重要的一环；除了学科知识学习之外，社交关系的培养是大学教育的最重要元素，尤其是以管理、法律、对外贸易等为代表的一类课程，更注重培养人际交往和社会关系的建立。大学学习不仅需要建立系统的基础知识，还需要灵感和洞察力、想象力、批判精神的培养，而MOOC学习无法很好达到上述预期效果。
2.5 学习者的语言程度要求高
现有MOOC的授课语言主要以英语为主，需要学习者具备良好的英语听力或文字阅读、文字组织能力，对专业词汇的理解能力，这对于母语非英语类国家的学习者是个难以克服的障碍。在初始接触MOOC之后母语非英语的学习者往往伴随着一轮沮丧，语言方面很多人难以克服或者不适应，导致课程进度缓慢、教学效果不良，语言的适应需要长期的积累和学习，而这给MOOC学习者带来了双倍压力，很多人坚持不下来导致退出。
2.6 对学习者的自主学习能力和自我管理能力要求较高
大多数MOOC课程都是学生利用业余时间，利用自己的兴趣去选的。一开始是完全免费的，没有任何障碍，选课率非常高，真正学的过程中发现有一些课不适合自己，遇到生活、工作各种原因很容易放弃。没有导师或者老师检查学习进度，完全由自己来保持学习的动力。
由于各种原因，MOOC存在的高比例的退课率也是不容忽视的问题。在Coursera平台，注册参加特隆和诺维格讲授的线上人工智能课的16万名学生中，最后只有14%念完了课程。在2012年初注册参加麻省理工学院的一门电路课程的15.5万名学生中，只有2.3万人完成了第一套习题，约7千人即5%通过了这门课程。
上述问题决定了MOOC教育无法完全替代传统的大学教育，MOOC与现有大学课程的混合式教学，可能成为未来发展、存在的一种形式。
3 MOOC带来的改变
MOOC改变了传统学校传授知识的模式，提供了一种全新的知识传播和学习方式，在教育观念、教育体制、教学方式等方面都有着深刻影响[7]。
3.1 推动学习方式变革
通过课堂云、MOOC以及翻转课堂的新型学习环境以及各种有趣灵活的学习形式（如社区化、学习者协作、趣味性、即时评测等），使学生有更大的学习选择，提升了学生主动学习能力，改善学习效果。
3.2 促进大学教育水平和教育质量的提高
MOOC提供了名校名师名课、前沿技术、专业核心课等资源，一定程度带动了全球范围的教学水平、教学质量对比和评价，更新大学教育观念，接受、采纳和再创造MOOC等先进的教学模式，突破传统课堂教学的狭隘眼界，从高素质人才培养的大视野中，提高大学教育水平和教育质量。
3.3 提高大学教学信息化整体水平
研究和驾驭高等教育信息化，必须将对当代信息技术与教学变革这两个方面结合起来，促进共享课程资源、网络视频课堂和课堂云平台等新型的大学教学资源建设，通过信息化共享与集成平台集成学校相关的教学资源、科研资源、文献资源、业务资源和交流资源，提高教学信息化整体水平。
3.4 促进大学教育国际化进程
一方面，通过吸纳MOOC 联盟的国际优质开放课程，可以建立国际化课程资源，加强英语或双语教学，并使学生有更广泛的机会直接接受国际知名教授讲授的课程教学；另一方面，通过高水平的MOOC课程建设，扩大学校在相关领域中的国际影响，展示学校的学术水平和科研实力，促进大学教育国际化进程。
3.5 降低高等教育成本
世界范围内，高等教育成本的大幅攀升使得低成本的教育解决方案在广泛的人群中拥有庞大的需求。美国大学生一年大学学习的平均花费为27，435 美元，这意味着一名学生获得学士学位需要花费超过10 万美元。大学本科教育，常常让家庭贫困的年轻人或他们的父母背上一身债，MOOC一定程度可以降低高等教育成本，MOOC学分抵消大学专业课学分，有可能使学生提前选修完课程、提前答辩、提前毕业成为常态。
4 MOOC适用于人工智能专业教学
4.1 人工智能课程线上资源丰富、优质
塞巴斯蒂恩?图仁（Sebastian Thrun）开设的人工智能课程会介绍现代人工智能的基础知识，涵盖状态空间搜索，概率推理，机器学习，无监督学习，逻辑推理，规划，强化学习，马尔可夫模型，滤波，对抗搜索，博弈等相关内容。这几乎涵盖了现代人工智能的各个方向。所有现代智能系统，包括机器人，推荐系统，识别系统等都可以从这门课中找到理论基础。虽然涵盖了这么多内容，但是这门课完全不需要编程。上面的全部内容都被老师融入了一个一个简单的小例子中。简单的计算就可以得出课中所有问题的答案。这门课程还诞生了一个Facebook群，有在线讨论组以及大量的志愿翻译者，部分内容已经被翻译成44种语言。
2011年秋，MOOC实现了第一次重大的突破：超过16万人通过斯坦福大学教授塞巴斯蒂恩?图仁新成立的知识实验室（即Udacity）参与了人工智能课程[8]。
4.2 有助于国际化的人才培养和交流
高等教育国际化是创新人才培养与经济全球化的必然要求。MOOC利用强大的网络平台和先进的技术手段，可以与国外的教授、科研人员、学生等展开学术交流和互动。此外，MOOC模式可以给研究生提供到世界一流企业和公司进行课程实践的机会。例如MOOC项目之一的edX项目与VMware公司合作，提供学习者在线试验软件，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，在自己的电脑上模拟操纵不同类型的虚拟机器，以体验世界最先进的虚拟产品，完成课程实验[9]。
4.3 基于“学习大数据”的个性化服务
每个研究生在整个学习过程中对全部学习对象（包括短视频、交互式练习等）的全部学习行为都会被一些MOOC技术平台自动记录下来。大量的研究生在线学习的相关数据将会汇集成“学习大数据”。通过系统性的数据挖掘，可以为每个研究生建立学习档案，教师可随时掌握学生的学习状况并能及时进行反馈指导，根据学生的兴趣、能力和学习计划，安排个性化的教学、“推荐”学习资源，可持续改进课程教学内容和教学环节设计，实现“因材施教”式的个性化学习服务[10]。
MOOC过程中接触到的远远超过课本和传统课堂的海量数据，正是其对于研究生教育最吸引人的部分。在传统研究生教学过程中，穿插Udacity视频混合式教学、通过视频分享平台定期发布自制教学视频、制作精品课教学网站和课件、采用QQ群线下答疑和讨论，能够促进课下研究生对于学科基础理论知识的深入学习，而把课堂上的部分时间用于和老师、同学进行面对面的讨论和交流，这种培养方式更容易激发创新思维的火花，更加符合当前研究生培养需求。
5 结语
MOOC通过线上的学习资料和在线国际化交流开展主动学习，课堂上进行深入的精细指导与问题分析，能够有效地转变传统的传授型教学模式，极大激发研究生的创新兴趣，提高教学效率。通过课后的扩展阅读和科研实践，探讨相关研究热点，拓展科研视野，为大规模的在线研究和交叉学科创新学习打下良好的基础。人工智能专业因其线上丰富、优质的MOOC资源而更适用于研究生教学，有助于国际化的人才培养和交流，通过对“学习大数据”的挖掘，能够对研究生培养实现“因材施教”，符合当前研究生个性化学习的培养需求。
参考文献
[1]姬十三.果壳网CEO，科学松鼠会创始人，Coursera，Udacity，edX：MOOC（大规模在线开放课程）的三座大山[EB/OL].http：//mooc.guokr.com/.
[4]陈肖庚，王顶明.MOOC的发展历程与主要特征分析[J].现代教育技术，2013，23（11）：5-10.
[5]Carl Straumsheim，MOOC专业认证大势所趋[EB/OL].http：//mooc.guokr.com/opinion/437561/.
[6]王文礼.MOOC的发展及其对高等教育的影响[J].江苏高教，2013，2.
[7]徐晓飞.抓住MOOC之机遇促进计算机与软件工程专业教学改革[J].中国大学教学，2014，1.
[8]杨劲松，谢双媛，朱伟文，等.MOOC：高校知识资源整合与共享新模式高等工程[J].教育研究，2014，2.
[9]孙浩，邹焕新，计科峰，等.从MOOC到MOORE―面向创新能力培养的军校研究生混合式课程教学[J].高等教育研究学报，2013，36 （4）
[10]清华大学孙茂松谈MOOC：太阳照常升起，境界已然不同[EB/OL].http：//www.daodoc.com/focus_1658/20131112/t20131112_1038549.shtml.
