“航天電子設(shè)計(jì)”SPOC翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)實(shí)踐與思考

張志洲，丁丁

摘 要：針對(duì)當(dāng)前航天電子設(shè)計(jì)課程教學(xué)存在的問(wèn)題，分析SPOC翻轉(zhuǎn)課堂的具體內(nèi)涵，指出引入SPOC翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)越性，根據(jù)航天電子設(shè)計(jì)SPOC翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施效果，剖析SPOC翻轉(zhuǎn)課堂出現(xiàn)的新問(wèn)題，進(jìn)而提出提高SPOC航天電子設(shè)計(jì)課程翻轉(zhuǎn)課堂的有效措施。借鑒SPOC翻轉(zhuǎn)課堂，能夠?qū)崿F(xiàn)航天電子設(shè)計(jì)課程教學(xué)流程的重構(gòu)與創(chuàng)新，賦予學(xué)生完整、深度和有效地學(xué)習(xí)體驗(yàn)，全面提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：航天電子設(shè)計(jì)；小規(guī)模限制性在線課程；翻轉(zhuǎn)課堂；教學(xué)實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2017）21-0073-03

Abstract： The author collected the problems existing in the course teaching of aerospace electronic design to analyze the specific connotation of SPOC （Small Private Online Courses） flipped classroom and pointed out its superiority. According to the implementation results of SPOC flipped classroom in the course of aerospace electronic design， this paper analyzes the new problems in SPOC flipped classroom， and then puts forward some effective measures to improve the SPOC flipped classroom of aerospace electronic design course. Thus， teaching process of the course of aerospace electronic design can be reconstructed and innovated by referring to SPOC flipped classroom， which will provide comprehensive， deep and effective learning experience for the students and thus improve the students' innovative capability.

Keywords： aerospace electronic design； small-sized exclusive online courses； flipped classroom； teaching practice

2012年，我校面向空間工程等專業(yè)開(kāi)設(shè)航天電子設(shè)計(jì)課程，目的是使學(xué)生掌握航天電子設(shè)計(jì)的基本知識(shí)和技能。為保證學(xué)生在較短的學(xué)時(shí)內(nèi)更好地掌握課程的基本技能，近年來(lái)積極探索國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的教學(xué)理念和教學(xué)手段。由于該課程實(shí)踐性要求高，并且實(shí)行小班教學(xué)（人數(shù)在20人左右），同時(shí)具備學(xué)校教學(xué)網(wǎng)的有力支持，考慮引入基于SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，并進(jìn)行了有益的探索。

一、SPOC翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)質(zhì)與特點(diǎn)

SPOC是Small Private Online Course的簡(jiǎn)稱，即小規(guī)模限制性在線課程。其實(shí)質(zhì)是將豐富的網(wǎng)絡(luò)資源與課堂面對(duì)面教學(xué)融合到一起。而翻轉(zhuǎn)課堂（flipped classroom）的特點(diǎn)是課余時(shí)間學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源自學(xué)，課堂上老師已引導(dǎo)學(xué)生思考和討論的方式完成課堂教學(xué)。兩者的有機(jī)結(jié)合，形成一種新型的課堂教學(xué)形式，從而對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式提出新的挑戰(zhàn)。

具體而言，SPOC的特點(diǎn)是班級(jí)人數(shù)少，一般維持在10-30人，人數(shù)相對(duì)固定，學(xué)生層次非常接近。這樣有利于把握學(xué)生的整體學(xué)習(xí)效果，掌控學(xué)習(xí)進(jìn)度，集中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，從而有目的地開(kāi)展教學(xué)內(nèi)容探討。因此，SPOC教學(xué)模式非常適合當(dāng)前小班制的集體教學(xué)。而翻轉(zhuǎn)課堂是使教師不再是以往課堂上單純的單向知識(shí)傳授，而是引入更多的思考和討論，由以往單純的“授業(yè)”提升到“解惑”層次，同時(shí)學(xué)生由課前的知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)上升到課上各知識(shí)點(diǎn)的融會(huì)貫通和真正掌握，這對(duì)課堂的學(xué)習(xí)效果有明顯的提升。

SPOC翻轉(zhuǎn)課堂的內(nèi)在關(guān)系包括以下三個(gè)方面。首先，在先學(xué)后教的翻轉(zhuǎn)課堂模式下，SPOC是學(xué)生學(xué)習(xí)的主要渠道，學(xué)生可以充分借助小型在線教學(xué)資源來(lái)學(xué)習(xí)與課堂教學(xué)有關(guān)的內(nèi)容，從而掌握課堂教學(xué)的陳述型知識(shí)，能夠?qū)φn堂教學(xué)內(nèi)容的邏輯關(guān)系有基本認(rèn)識(shí)。其次，有助于使用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的教師了解學(xué)生掌握知識(shí)的基本程度，便于教師更好的把握翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)和學(xué)生的層次水平，使翻轉(zhuǎn)課堂更加有的放矢地開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。第三，SPOC極大地節(jié)約了教師的時(shí)間，教師可以將更多的精力放在給學(xué)生提供更優(yōu)質(zhì)的活動(dòng)設(shè)計(jì)上，同時(shí)有助于全面提高課堂教學(xué)活動(dòng)的效率。這些對(duì)那些小班型專題性強(qiáng)的課程教學(xué)改革有很好的啟示。

二、引入SPOC翻轉(zhuǎn)課堂的優(yōu)越性

航天電子設(shè)計(jì)課程的目標(biāo)是使學(xué)生熟悉一般航天器電子系統(tǒng)的基本組成，初步具備開(kāi)展航天電子設(shè)計(jì)能力，具有未來(lái)從事航天電子設(shè)計(jì)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和能力。課程特點(diǎn)是安排有專題實(shí)驗(yàn)?zāi)K，通過(guò)有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生了解航天電子設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。具體內(nèi)容安排上，注重知識(shí)的前后銜接，硬件到軟件的前后支撐，讓學(xué)生既能了解航天電子系統(tǒng)的整體特點(diǎn)，也能把握分系統(tǒng)的具體問(wèn)題，從而增強(qiáng)對(duì)整個(gè)航天電子系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。

以往的授課過(guò)程中，強(qiáng)調(diào)了知識(shí)的傳播，而忽略了知識(shí)是否被真正吸收，主要表現(xiàn)在：

1. 以往的課堂授課模式雖然能較好地發(fā)揮教師在教學(xué)中的主導(dǎo)和監(jiān)控作用，授課節(jié)奏較快，課堂上師生互動(dòng)交流很少，較難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

2. 課程培養(yǎng)方案修改后，課時(shí)短，知識(shí)點(diǎn)多，這對(duì)授課方法提出了很大的挑戰(zhàn)。

3. 學(xué)生完全依賴課堂教學(xué)，被動(dòng)式的接受知識(shí)要點(diǎn)，整體學(xué)習(xí)效果打了很大折扣。

4. 老師單純以考代評(píng)，不能真實(shí)評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，也就不能真正這門(mén)課程中每名學(xué)生的綜合素質(zhì)。

根據(jù)以上幾點(diǎn)，在航天電子設(shè)計(jì)課程中引入SPOC翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。與以往的教學(xué)模式相比，不同之處主要在于課下認(rèn)識(shí)知識(shí)點(diǎn)，而課上是真正領(lǐng)悟知識(shí)點(diǎn)。其優(yōu)越性主要體現(xiàn)在：

1. 實(shí)現(xiàn)小班制翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，老師引導(dǎo)，學(xué)生主導(dǎo)，互動(dòng)增強(qiáng)，極大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

2. 實(shí)施專題教學(xué)，知識(shí)點(diǎn)突出，針對(duì)性強(qiáng)，知識(shí)點(diǎn)容易索引，章節(jié)高度有序，保證學(xué)生不僅對(duì)單個(gè)知識(shí)點(diǎn)有很深的認(rèn)識(shí)，也對(duì)整個(gè)知識(shí)體系有了清晰的理解與把握。

3. 課前發(fā)布網(wǎng)絡(luò)資源，開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)預(yù)習(xí)，課上提問(wèn)探討，做到真正掌握知識(shí)點(diǎn)的提前熟悉和了解。

4. 網(wǎng)上互評(píng)，課上點(diǎn)評(píng)，真實(shí)評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，做到公正公開(kāi)。

三、SPOC翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施效果

“航天電子設(shè)計(jì)”內(nèi)容豐富，主要包括系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。在理論傳授的同時(shí)，偏向?qū)嵺`方面，注重學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力的培養(yǎng)。通過(guò)幾年的課程建設(shè)，我們已經(jīng)積累了比較豐富的教學(xué)課件、電子教案、視頻動(dòng)畫(huà)、習(xí)題集等，這為我們開(kāi)展SPOC翻轉(zhuǎn)課堂積累了較好的基礎(chǔ)。

考慮到課程特點(diǎn)，我們嘗試選取部分專題模塊進(jìn)行SPOC課堂翻轉(zhuǎn)。具體做法是：

1. 授課前老師提前告知課堂教學(xué)任務(wù)，適當(dāng)布置兩三個(gè)思考題。學(xué)生利用課余時(shí)間，帶著問(wèn)題隨時(shí)學(xué)習(xí)。

2. 課堂上組織學(xué)生完成某項(xiàng)具體任務(wù)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生中存在的普遍問(wèn)題，針對(duì)性地開(kāi)展討論，并力爭(zhēng)在課堂上解決。這個(gè)過(guò)程要求老師敏銳地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，做好充分準(zhǔn)備，既能快速了解學(xué)生各種答案出現(xiàn)的原因，也能提出解決辦法，令學(xué)生心服口服。

實(shí)施SPOC翻轉(zhuǎn)課堂后，學(xué)生的平均成績(jī)有了明顯提高，出現(xiàn)了較多的高分學(xué)生。學(xué)生解題的思路也更加寬泛。課堂上，氣氛也更為活躍，大家思維敏捷，發(fā)言積極，討論熱烈，借此發(fā)現(xiàn)許多學(xué)生的能力和素質(zhì)都是很好的。大學(xué)期間不能忽視對(duì)這些能力的關(guān)注和開(kāi)發(fā)。通過(guò)與學(xué)生的交流，發(fā)現(xiàn)實(shí)施SPOC翻轉(zhuǎn)課堂收，有一些很好的現(xiàn)象，具體表現(xiàn)在：

1. 學(xué)生學(xué)習(xí)興趣濃厚，主觀能動(dòng)性增強(qiáng)。學(xué)生可以自由選擇時(shí)間，隨時(shí)隨地地學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)時(shí)間的碎片化管理，提高學(xué)習(xí)的積極性。

2. 自學(xué)能力和思辨能力得到加強(qiáng)。學(xué)生在課下學(xué)習(xí)時(shí)，可以根據(jù)遇到的問(wèn)題慢慢思考，由充足的時(shí)間思考，并把遇到的問(wèn)題帶到課堂，有目的地學(xué)習(xí)。據(jù)了解，大部分學(xué)生能課下完全自主完成任務(wù)，少部分通過(guò)與同學(xué)交流完成。在互相提問(wèn)及回答中，能夠增強(qiáng)學(xué)生的思辨能力。

四、SPOC翻轉(zhuǎn)課堂存在的新問(wèn)題

但是，通過(guò)與學(xué)生交流，也有少部分學(xué)生還不適應(yīng)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。部分學(xué)生們認(rèn)為：

1. 平時(shí)自我把控的時(shí)間少，翻轉(zhuǎn)課堂使得課余時(shí)間比較繁重。特別是大三大四時(shí)專業(yè)課很多，能自我安排的時(shí)間很少。

2. 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不是很便捷，不能隨時(shí)隨地利用碎片化時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)。并且耽誤了很多寶貴的學(xué)習(xí)時(shí)間。

3. 自律性差，覺(jué)得老師提問(wèn)到自己的概率很小，不積極看視頻和資料，由于沒(méi)有具體問(wèn)題的牽引，課堂上“翻轉(zhuǎn)”不起來(lái)。

4. 雖然采用了先學(xué)后教的模式，但是只有少部分學(xué)生能在教師的引導(dǎo)下才提出自己的主觀意見(jiàn)和想法，特別擔(dān)心部分學(xué)生掉隊(duì)跟不上整體節(jié)奏。

5. 互動(dòng)活動(dòng)往往是課堂上開(kāi)展的多，課下或是網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)線上互動(dòng)教學(xué)開(kāi)展較少?；蛘邔W(xué)生對(duì)課堂有著獨(dú)特的想法，但是仍不愿意主動(dòng)進(jìn)行表達(dá)。

6. 課前學(xué)習(xí)不到位時(shí)，不能有效的提出問(wèn)題，也跟不上其他同學(xué)的節(jié)奏，老師前面的工作鋪墊就形同虛設(shè)，降低了翻轉(zhuǎn)教學(xué)的效果。

7. 教師提供的部分視頻質(zhì)量不高，把握不了知識(shí)點(diǎn)，專注點(diǎn)和深度不夠，吸引不了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，或者不能解決學(xué)生的疑惑。

根據(jù)以上現(xiàn)象，不難看出，“翻轉(zhuǎn)課堂”以“學(xué)生本位”和“學(xué)習(xí)主體”為主要的教育理念，具有先學(xué)后教的特點(diǎn)，但也存在一定的局限性。具體包括：

1. 課程經(jīng)過(guò)翻轉(zhuǎn)后，教師講的時(shí)間少了，以往老師那些生動(dòng)和豐富的語(yǔ)言等信息，學(xué)生就不能很好地領(lǐng)會(huì)和回味。

2. 不可否認(rèn)，翻轉(zhuǎn)課堂這種形式，對(duì)學(xué)生的要求比以往更具體和更高，一方面要求課前學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)，一方面還要求課上能融會(huì)貫通，這將不可避免地導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)不同的接受結(jié)果。一些學(xué)生可能領(lǐng)悟很多，收獲很大，也會(huì)有一部分學(xué)生難免跟不上節(jié)奏，挫折感很強(qiáng)。

3. 如前所屬，如果教師提供的教學(xué)視頻質(zhì)量不是很適合的情況下，學(xué)生的課前學(xué)習(xí)將打折扣，進(jìn)而課堂翻轉(zhuǎn)將達(dá)不到預(yù)期的效果。

4. 翻轉(zhuǎn)課程對(duì)學(xué)生課前學(xué)習(xí)的依賴程度很高，因此課前學(xué)習(xí)效果的好壞就成為課程翻轉(zhuǎn)效果的關(guān)鍵。學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)在課前學(xué)習(xí)時(shí)，開(kāi)小差去看網(wǎng)頁(yè)，聊天或者打游戲等，這樣課堂上的壓力就變得很大。

五、SPOC翻轉(zhuǎn)課堂的有效措施

結(jié)合幾次課堂反轉(zhuǎn)的切身體會(huì)，作者認(rèn)為SPOC翻轉(zhuǎn)課堂對(duì)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)綜合能力、提高課堂教學(xué)質(zhì)量的效果是明顯，但進(jìn)一步實(shí)施時(shí)應(yīng)當(dāng)特別重視以下幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：

1. 學(xué)校軟硬件設(shè)施應(yīng)當(dāng)更加便利。不難發(fā)現(xiàn)，SPOC翻轉(zhuǎn)課堂離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)終端的硬件支持，它們直接影響教學(xué)效果。建議學(xué)校架設(shè)快速網(wǎng)絡(luò)通道，開(kāi)辟專門(mén)的高速網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間，滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

2. 督促學(xué)生改變學(xué)習(xí)方法。學(xué)生要能夠事先發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，積極主動(dòng)的在課堂教學(xué)活動(dòng)中提出自己的問(wèn)題，有效表述自己的想法。學(xué)生要能夠創(chuàng)新性的應(yīng)用SPOC教學(xué)資源，能夠采用舉一反三的態(tài)度，積極延伸和拓展自己的專業(yè)知識(shí)。要盡早樹(shù)立終身學(xué)習(xí)的理念，隨時(shí)隨地有效的開(kāi)展學(xué)習(xí)。

3. 教師需要具備更強(qiáng)的綜合素質(zhì)。SPOC翻轉(zhuǎn)課堂中，老師雖然講得少，但是需要老師進(jìn)行充分的備課，同時(shí)具備良好的師生互動(dòng)能力，并能根據(jù)研討深度有效地掌控課堂，這些能力都不是短時(shí)間可以具備的，需要長(zhǎng)期有意識(shí)地培養(yǎng)。圍繞學(xué)生的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)新穎、合理、科學(xué)的教學(xué)環(huán)節(jié)，吸引學(xué)生有效的參與到各項(xiàng)活動(dòng)中。既要掌握學(xué)生的基本思維規(guī)律，又要掌握學(xué)生的興趣點(diǎn)，在科學(xué)分析、判斷學(xué)生的基礎(chǔ)上，有效解決出現(xiàn)的各種問(wèn)題。

4. 加強(qiáng)微課的交流。微課在國(guó)內(nèi)外很多高校得到有效開(kāi)展，很多公司也建立了網(wǎng)站投身到網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)，特別是微課的策劃與制作方面，形式多樣。這些高校和公司應(yīng)加強(qiáng)互動(dòng)與交流，開(kāi)展有效的合作，促進(jìn)教學(xué)理念和教學(xué)手段的提升。教育部已經(jīng)組織了很多的微課培訓(xùn)班，大家應(yīng)當(dāng)走出去，多多學(xué)習(xí)，積極交流，申報(bào)課題，嘗試探索，這對(duì)SPOC翻轉(zhuǎn)課堂的推廣是有積極意義的。

六、結(jié)束語(yǔ)

“航天電子設(shè)計(jì)”SPOC 翻轉(zhuǎn)課堂將優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)資源與傳統(tǒng)課堂面對(duì)面教學(xué)的優(yōu)勢(shì)有機(jī)融合，具有小規(guī)模、私有定制、線上MOOC、線下課堂上接受導(dǎo)師輔導(dǎo)的特點(diǎn)。教學(xué)實(shí)踐表明，SPOC翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。因此，要推廣這一教學(xué)模式，需要進(jìn)一步完善學(xué)校網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，改善視頻質(zhì)量，提高教師教學(xué)能力等。SPOC翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式對(duì)后續(xù)提高“航天電子設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)效果將有積極的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹育紅.“翻轉(zhuǎn)課堂”在軟件技術(shù)實(shí)訓(xùn)中的創(chuàng)新應(yīng)用[J].中國(guó)電化教育，2014（4）：116-120.

[2]沈景鳳，石云霞，呂方梅.SPOC背景下設(shè)計(jì)方法學(xué)教學(xué)改革與對(duì)策[J].教育教學(xué)論壇，2015（1）：260-261.

[3]羅九同，孫夢(mèng)，顧小清.混合學(xué)習(xí)視角下MOOC的創(chuàng)新研究：SPOC案例分析[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2014，24（7）：18-25.

[4]康葉欽.在線教育的“后MOOC時(shí)代”——SPOC解析[J].清華大學(xué)教育研究，2014，35（1）：85-93.

[5]門(mén)葆紅，龔有亮，閻曉東.翻轉(zhuǎn)課堂用于軍校教學(xué)的實(shí)踐和探討[J].高等教育研究學(xué)報(bào)，2015，38（4）：53-56.

[6]江紅霞，孫仁艷，袁玲，等.基于SPOC的《廣告設(shè)計(jì)》翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究與實(shí)踐[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2016（6）：126-130.

[7]丁晨陽(yáng)，方小坤.基于SPOC的單片機(jī)技術(shù)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)[J]. 中國(guó)教育技術(shù)裝備，2016（18）：41-43.

[8]于淑云，劉建強(qiáng).基于SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在大學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用[C].//全國(guó)高等學(xué)校物理基礎(chǔ)課程教育學(xué)術(shù)研討會(huì)，20

16：143-146.

[9]張志洲，劉昆，肖凱，等.基于SPOC的航天電子設(shè)計(jì)課堂翻轉(zhuǎn)教學(xué)設(shè)計(jì)[J].高等教育研究學(xué)報(bào)，2015，38（4）：57-62.