MOOC時代下化學分析課堂的改革*

岳宣峰呂家根漆紅蘭張延妮

(1陜西師范大學化學化工學院 陜西西安710062;2陜西師范大學生命科學學院 陜西西安710062)

大型開放式網(wǎng)絡課程(massive open online courses，MOOC，譯為慕課)的原型始于2008年加拿大阿薩巴斯卡大學的一門名為“關聯(lián)主義和關聯(lián)知識”(connectivism and connective knowledge)的課程［1］。MOOC于2012年初顯規(guī)模，這一年亦被稱為“MOOC之年”。MOOC與網(wǎng)絡公開課有很大區(qū)別，后者的本質(zhì)是資源建設，不包括教學的組織和學習者的評價。MOOC不僅提供免費的優(yōu)質(zhì)課程視頻資源及教材文本資料，還提供完整的學習體驗。MOOC平臺提供各種交互性論壇，強調(diào)和鼓勵學習者之間以及師生之間的互動;授課者要為學習者提供學習支持服務，關注學習者的學習體驗;學習者可以通過軟件進行學習、分享觀點、做作業(yè)、參加考試，甚至得到學分、拿到證書，其平臺囊括了學習的全過程。近年來，幾個實力雄厚的投資商與一些頂尖大學(包括斯坦福大學、密歇根大學、普林斯頓大學、賓夕法尼亞大學、伯克利大學、哈佛大學和麻省理工學院)合作打造了包括Coursera、Udacity和edX等在內(nèi)的MOOC平臺，推出了近百門課程，給更多學習者提供了選擇一流大學一流課程的系統(tǒng)學習的可能性。目前已有越來越多的大學加入到MOOC的實踐中，中國的大學也開始紛紛加入。2013年5月21日，美國在線教育平臺edX發(fā)展了亞洲首批成員，清華大學、北京大學、香港大學和香港科技大學等高校加入其中;上海交通大學和復旦大學也與著名平臺Coursera簽訂協(xié)議，正式加入MOOC大家族。自2013年9月23日起，北京大學在edX上的4門課程已經(jīng)陸續(xù)上線。有人預言，包括Coursera等三大在線教育平臺在內(nèi)的MOOC或許將顛覆傳統(tǒng)的高等教育模式。

1 MOOC的爭議及面臨的問題

雖然MOOC受到教育界廣泛關注，但其畢竟還是一個新生事物，還有不完善的地方和需要進一步研究的問題。目前MOOC建設中的問題涉及以下方面［2］:誠信、課程質(zhì)量保證、評估機制和標準、創(chuàng)新性、素質(zhì)教育與能力培養(yǎng)、課程受眾的高要求、課程定價及利益分配、課程內(nèi)容的修訂與調(diào)整、多線程學習、低完成率等。2012年8月，Udacity就因為教學質(zhì)量的原因取消了預定上線的一門離散數(shù)學課程。究其原因，主要是MOOC課程的教學要求與傳統(tǒng)教學要求有很大差異，授課者需要思考對于不同背景、參差不齊的學習者來說，如何最有效地傳遞和表達知識，每一步都需要仔細推敲;這些已引起了人們對MOOC課程教學質(zhì)量及質(zhì)量評估工作的重視。MOOC的出現(xiàn)對于高等教育的發(fā)展無疑是個良機，但因資源和利益重組等問題可能會遭到一些抵制，如何有效解決這一問題對MOOC的長遠發(fā)展、社會穩(wěn)定都具有重要意義。Katy Jordan對29個MOOC平臺的研究顯示，MOOC的平均完成率不到7%［3］，受眾的低完成率也成為了MOOC的突出問題之一。隨著MOOC的發(fā)展和影響的擴大，如何面對和解決這些問題將影響到MOOC的可持續(xù)發(fā)展。

2 SOOC和SPOC的提出

實際上，盡管MOOC有著很多傳統(tǒng)課堂無法比擬的優(yōu)勢，線下教學所具備的多方位互動效果和教學控制是線上教學較難達到的，因此線上線下的融合就成為當前最好的嘗試。我國著名教育技術專家南國農(nóng)先生的基本觀點是“把傳統(tǒng)學習方式的優(yōu)勢和數(shù)字化學習的優(yōu)勢結(jié)合起來，使兩者優(yōu)勢互補，才能獲得最佳的學習效果”［4］。Curtis J.Bonk將混合學習定義為“面對面教學和在線學習的結(jié)合(a combination of face-to-face instruction with online learning)”［5］，SOOC(small open offline course)和SPOC(small private offline course)學習平臺即由此應運而生。

SOOC的提出是為了解決MOOC教學平臺低參與度、低通過率以及學習者背景不一致這3個問題。SOOC和MOOC一樣，擁有在線教學平臺的優(yōu)勢，資源和信息全部開放且通過網(wǎng)絡進行傳播，沒有時間和地點的限制;但SOOC實行限制性招生，篩選學習者之后有針對性地開展各種學習互動，比MOOC在教學設計及課程環(huán)節(jié)完整性上有了一定的提高，在一定程度上解決了MOOC平臺的幾大問題。相對于MOOC平臺的大量參與者，SOOC平臺的“小”也為其節(jié)約了存儲和帶寬成本。

SPOC是由加州大學伯克利分校的MOOC負責人Armando Fox提出的，是目前哈佛大學和加州大學伯克利分校都在嘗試的一種課程類型，學習者規(guī)模一般在幾十人到幾百人。SPOC與SOOC的不同之處在于它的“Private”。SPOC的應用多為與實體課堂的結(jié)合，也就是結(jié)合高校教學的融合創(chuàng)新［6］，其流程是:課前教師把MOOC視頻材料當作家庭作業(yè)布置給學習者，從而了解學習者掌握知識的情況;在課堂內(nèi)則組織學習者就疑難問題進行分組討論，處理作業(yè)或者其他任務。這樣一來，教師就可以根據(jù)自己的偏好和學習者的需求，自由設置和調(diào)控課程的進度、節(jié)奏和評分系統(tǒng)。SPOC模式不僅提高了學習者的學習質(zhì)量，更體現(xiàn)了本地學校教師的價值。而且在線教學平臺與線下實體學校的結(jié)合，也使得SPOC平臺能夠更好地賦予學習者個性化的學習體驗，讓教學行為更加完整，從而有效支持深度學習;此外，MOOC平臺存在的課程完成率問題和學習質(zhì)量問題也能在這里得到比較好的解決。更為重要的是，像SOOC一樣，這種小而靈活的模式大大降低了教學成本，具備天然的收費模式，有利于在線教學平臺的可持續(xù)發(fā)展。

SPOC模式的應用，可謂是結(jié)合高校教學進行創(chuàng)新的典范，已在全球范圍內(nèi)廣泛開展。在中國，清華大學出版社于2011年率先打造SPOC平臺——智學苑，推出大學物理等課程，并配套了完整的教學資源。第一批課程于2013年9月正式上線，開啟了SPOC模式在中國的應用。智學苑首批試用高校為清華大學、中國地質(zhì)大學、西南交通大學等數(shù)十所高校，平臺以教材為原點，以知識點體系為支撐，在資源組織方式、數(shù)據(jù)分析模型、教學管理模塊、內(nèi)容呈現(xiàn)形式、學習過程支持等幾個方面獨具特色，贏得了高度評價［7］。

3 化學分析課堂目前普遍存在的問題

(1)教師的授課只是在重復播放一種稀缺的資源，教師的作用更多時候是被局限為一個播放器的角色。教師被繁忙的播放任務追趕著，無暇顧及這種資源的質(zhì)量。在教學內(nèi)容不變甚至有所擴展的情況下卻只擁有相對萎縮的授課課時，使教師很難顧及教學的效果。

(2)學習者只是被動地、定時定點地接受這種一次性資源的播放。學習者缺乏主動性、已經(jīng)習慣于被動接受化學知識。

(3)給學習者提供的個性化、人性化的學習平臺有限。

(4)師生互動的時間和空間較為固定和有限，互動在一個較低的水平上進行，學習者之間的互動缺乏引導。

(5)偏重于對學習者的評定與檢測，忽視了課堂問題的診斷和教學活動反饋。

(6)具體教學內(nèi)容的特點是公式繁多、邏輯縝密、計算細膩。尤其是在配位滴定的復雜實驗中，存在著酸堿平衡、配位平衡等多個平衡，要求學習者能夠在復雜的反應體系中找出主要控制因素，按照誤差要求進行精細、準確的數(shù)學計算和判斷。這些都對學習者形成了巨大的挑戰(zhàn)。

4 挑戰(zhàn)及應對

在可以預見的未來，MOOC還不能完全代替面對面的課堂，這為我們贏得了時間。MOOC是一種新的競爭形式，化學分析課堂如果不迅速適應并進行改革，就很有可能在新一輪的教學革命的浪潮中面臨落后甚至被淘汰的危險;化學教師如果沒有意識到責任和危機，不能及時提高教學質(zhì)量，同樣可能面臨未來被逐出課堂的尷尬;學習者如果沒有在學校得到信息處理和知識創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，走上社會后就有可能在MOOC時代終身自主學習的環(huán)境下敗下陣來。除了MOOC，百度、阿里巴巴、騰訊等也已盯上了教育領域。百度做的是教育關鍵詞搜索導流，阿里巴巴做的是在線學習平臺，qq群教育模式則是為遠程教學量身定制的工具［8］。

根據(jù)以上分析，針對陜西師范大學的現(xiàn)狀，我們已經(jīng)開始在幾個方面進行嘗試，主要利用qq軟件的群和討論組平臺嘗試著進行一些互動。平臺上的學習者的進入和規(guī)模由教師控制。2013級化學創(chuàng)新1班全員入選我們所建立的qq群，暫時沒有允許其他班級和其他學習者進入。特點是:Small，Private，Offline。這只是一個小嘗試，還沒有設計視頻共享。

下一步的課堂改造計劃是:有機切割化學分析課程的知識點，基于具有多終端的互動軟件建立化學分析的SPOC平臺;改變授課的傳播模式，無限延伸互動課堂，為傳統(tǒng)學習評價注入新的模式;自主、個性及人性化地學習，使教師能專注教學質(zhì)量的提高;改變知識創(chuàng)新模式，創(chuàng)造新的學習文化。具體內(nèi)容如下:

(1)探索適合混合課堂模式的教學軟件和平臺。

首先研究國際知名院校和國內(nèi)頂尖大學已有的MOOC及SPOC平臺，學習已有的用于在線教學的免費及商業(yè)軟件，包括web2.0、qq軟件、微博、facebook等，提高教師的信息化素質(zhì)，提高服務學習者水平;同時，尋找適合混合課堂模式(SPOC)的教學軟件和平臺。

(2)轉(zhuǎn)變教學理念，構建適于網(wǎng)絡課堂的知識結(jié)構系統(tǒng)。

對化學分析課程中的四大滴定等學習內(nèi)容重新進行梳理，逐漸樹立網(wǎng)絡條件下組織課堂的思路，構建適于傳播的化學分析課程知識樹系統(tǒng)，按照知識點的完整性及其內(nèi)在關系進行切割，對所有知識點進行分塊、分組、分群，最后將這些知識點之間的關系直觀刻畫出來并做出說明和描述，認清難點和重點，發(fā)掘知識結(jié)構的內(nèi)涵和外延，為后續(xù)的多線程課堂平臺設計打下基礎。比如配位滴定這一章知識點很多，包括:解離常數(shù)及積累常數(shù)等之間的變換、EDTA副反應及副反應系數(shù)的計算、金屬離子副反應及副反應系數(shù)的計算、絡合物條件形成常數(shù)的計算、滴定曲線的繪制及計量點的計算、配位滴定的突躍范圍、金屬指示劑的原理和選擇、終點誤差公式的推導和應用、單一金屬離子直接準確滴定的判據(jù)、多個金屬離子分別滴定的判據(jù)、設計實驗方案通過酸度控制或者加入掩蔽劑的方法測定單個或者多個金屬離子含量等，有些知識點間不存在學習上的先后順序，可以靈活安排;有些是有先后順序的，有些模塊之間是相互關聯(lián)的。

根據(jù)課程體系調(diào)整課程的知識結(jié)構和內(nèi)容，對課程教學內(nèi)容進行適當補充、調(diào)整和修訂，形成一個相對完整、獨立的知識體系，以適用于自主學習。比如，在內(nèi)容整體安排上可以添加四大滴定整合的議題;在配位滴定中介紹離子強度的概念;對于有關復雜計算的內(nèi)容，可以介紹Excel、VB等軟件的應用。

(3)設計多線程的在線課堂，科學地進行互動和評價。

在上述基礎上生成微課件和微視頻，設計能夠提供多線程多終端(手機、電腦及iPad等，尤其是手機終端)的學習平臺，課堂將采用線上和線下結(jié)合的方式，由教師主導學習?；蛹瓤稍趥鹘y(tǒng)教室同步進行，也可結(jié)合網(wǎng)絡平臺異步進行，使學習者不受時空限制，在一定程度上解決學習者基礎參差不齊、背景差異較大帶來的問題。學習者可以根據(jù)課程知識體系以及自己的基礎自由選擇學習模式和科學安排時間。

將微視頻、平時練習和測試系統(tǒng)有機結(jié)合。比如:在配位滴定中，每一個因子引起的金屬離子副反應常數(shù)就是一個微視頻;在其之后有隨機地從題庫中出現(xiàn)的在線自測題;為學習者提供客觀甚至主觀自測題(少量主觀自測題需要教師評價)，這些自測題不會重復、無法預測，可考察學習者對知識點的理解或者引發(fā)學習者的思考與討論。學習者必須順利完成自測題才能看到下一段視頻，成績與耗時及答題次數(shù)有關，這也是對學習者能力和平時成績考核的一個記錄。

(4)將開放教育資源引入到課堂教學之中。

探索將網(wǎng)絡上的國家精品課程、世界名校的大學視頻公開課、中國大學視頻公開課等開放教育資源引入到課堂教學實踐之中，借助這些開放教育資源，深化課堂教學，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，節(jié)約教育成本。

(5)引導學習者自主學習，實踐新的人才培養(yǎng)模式。

線上學習及互動的學習者的規(guī)?？筛鶕?jù)教學效果加以控制。學習者在線協(xié)作、集成信息、群體逐步逼近將成為答疑的重要形式，有助于學習者掌握在線參與式學習的方法，培養(yǎng)學習者在網(wǎng)絡時代的自主學習習慣。

要想在在線課程中取得成功，需要的不僅僅是熟練地運用技術，而且還需要一系列個人的特質(zhì)和技能，包括從自我激勵、自我約束、自我調(diào)節(jié)、自我管理到獨立工作與在線協(xié)作。為了適應未來的發(fā)展，還需要進一步探索新的教育教學管理模式，規(guī)范教學和學習者測評標準。

(6)從SPOC走向MOOC。

教師角色的轉(zhuǎn)變帶來課堂功能的變化，傳統(tǒng)課堂的知識傳播功能將逐漸被網(wǎng)絡替代，教師與學習者同步互動和異步互動常態(tài)化，課堂的作用更多地體現(xiàn)為有針對性的互動和對學習者的引導;教師的精力將集中于知識的創(chuàng)新和教學質(zhì)量的提高。

我們還嘗試將一部分微視頻放到網(wǎng)絡平臺上，通過在線注冊和授權的方式管理教師團隊和學習者，允許其他學習者以“旁聽”身份注冊，從而擴大了本課程的影響，并可使所有學習者受益。

MOOC屬于新生事物，它可使更多的人以低廉的成本獲得優(yōu)質(zhì)的教育資源，MOOC的誕生和發(fā)展在一定程度上可彌補傳統(tǒng)高校教育模式的不足。加強MOOC在高等教育方面的研究，以促進其與傳統(tǒng)教育方式的融合，兩者取長補短，這種新的學習方式必將會給化學分析教學帶來新的活力。SPOC是能最大限度實現(xiàn)線上線下融合的混合式教學，尤其適合化學分析課程目前所處的階段，有望實現(xiàn)傳統(tǒng)教育模式下很難達到的教學效果。

對于學校而言，可借此改變教學理念，提高教學水平和質(zhì)量，為未來打造我們自己的化學分析網(wǎng)絡課堂平臺做好準備，體現(xiàn)作為一所新型的開放大學傳播知識、弘揚文化的社會責任和使命。

［1］http://baike.baidu.com/view/10187188.htm

［2］鄧宏鐘，李孟軍，遲妍，等.科技創(chuàng)新導報，2013(19):212

［3］http://www.katyjordan.com

［4］南國農(nóng).電化教育研究，2011，12(11):10

［5］章澤慧，李曉華.電化教育研究，2009(12):1

［6］Wil1iam L M，Langdon M.4th Generation R＆n.New York:John Wiley＆Sons Inc，1999

［7］鄭奇，楊竹筠.物理與工程，2014，24(1):15

［8］尹琨，任曉寧.MOOC:傳統(tǒng)教育出版的“緊箍咒”.中國新聞出版報，2014-01-23(005)