基于SPOC的信息類課程W2L教學(xué)模式探索

李傲梅, 郭傳奇, 羅 軍

(陸軍炮兵防空兵學(xué)院 信息工程系,安徽 合肥 230031)

引 言

為了更好地提高教學(xué)質(zhì)量，很多高校探討采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，以期將好的MOOCs資源與傳統(tǒng)教學(xué)進(jìn)行有機(jī)融合。2013年，阿曼多·福克斯教授[1]在加州大學(xué)首先提出SPOC概念(“小眾私密在線課程”)，同年哈佛大學(xué)嘗試開設(shè)了第一門SPOC課程，隨后國外高校諸如科羅拉多州立大學(xué)、麻省理工學(xué)院等也精選了對(duì)應(yīng)課程進(jìn)行教學(xué)探討，國內(nèi)的相關(guān)高校諸如清華大學(xué)、浙江大學(xué)等也先后進(jìn)行了SPOC課程的教學(xué)試點(diǎn)。從教學(xué)效果來看，這種模式能給所有學(xué)生特別是優(yōu)秀學(xué)生帶來其他課堂所沒有的挑戰(zhàn)，學(xué)生對(duì)自己能接觸到最新技術(shù)和最新前沿的開發(fā)方法感到興奮，信息含量豐富、有序的MOOC資源能極大地提高學(xué)習(xí)效率，自動(dòng)評(píng)分功能切實(shí)幫助師生快速了解學(xué)習(xí)情況。

1 SPOC價(jià)值取向

由于SPOC實(shí)驗(yàn)還在進(jìn)行，目前對(duì)其價(jià)值取向尚無定論，但可從實(shí)踐者的著述中窺見一斑。阿曼多·?？怂菇淌谥赋?，SPOCs可以提高學(xué)校學(xué)生與教師的參與程度[2]?！八矫苄浴蹦茏寘⑴cSPOC學(xué)習(xí)的學(xué)生占有有限學(xué)習(xí)資源，學(xué)生在有限時(shí)間內(nèi)占據(jù)有限資源，會(huì)具有強(qiáng)烈責(zé)任感和的緊迫感，會(huì)提高其學(xué)習(xí)動(dòng)力和學(xué)習(xí)質(zhì)量。教學(xué)中MOOCs資源作為課堂教學(xué)的補(bǔ)充，這種方式既能提高教師課堂授課效率，也能提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解力和學(xué)習(xí)參與程度。哈佛大學(xué)教育專家盧依教授認(rèn)為，SPOC最有意義的是嘗試讓在線學(xué)習(xí)超越傳統(tǒng)“滿堂灌”教學(xué)[3]，它能產(chǎn)生更有效、靈活的東西-教學(xué)模式與教學(xué)流程的變化與創(chuàng)新[4]。

因此，SPOC教學(xué)價(jià)值：一是設(shè)計(jì)和使用優(yōu)秀的MOOCs資源；二是改變或重組學(xué)校教學(xué)流程；三是促進(jìn)師生參與式互動(dòng)和教學(xué)模式創(chuàng)新，切實(shí)提高教與學(xué)的質(zhì)量。

2 基于SPOC 的信息類課程W2L教學(xué)模式設(shè)計(jì)

在信息化社會(huì)的今天，信息類課程是電子、信息、通信等專業(yè)的核心課程，如“信號(hào)與系統(tǒng)”、“數(shù)字信號(hào)處理”等內(nèi)容，應(yīng)用領(lǐng)域多，兼具學(xué)科課程、綜合課程和活動(dòng)課程的特點(diǎn)。這類課程理論性強(qiáng)、知識(shí)點(diǎn)多、內(nèi)容抽象。如“數(shù)字信號(hào)處理”課程，“高等數(shù)學(xué)”、“離散數(shù)學(xué)”、“概率論數(shù)理統(tǒng)計(jì)”等是其基礎(chǔ)，而前導(dǎo)課程“信號(hào)與系統(tǒng)”、后延課程“現(xiàn)代信號(hào)處理”以及“數(shù)字圖像處理”等與其具有緊密的聯(lián)系。教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生普遍感到該課程公式多、晦澀難懂、理解困難。如按時(shí)間抽取FFT算法、雙線性變換法設(shè)計(jì)IIR、頻率采樣法設(shè)計(jì)FIR等理論，傳統(tǒng)的方法發(fā)現(xiàn)學(xué)生不能很好地對(duì)這部分內(nèi)容完全理解，因此急需改進(jìn)此類課程的教學(xué)方法。

借鑒加州大學(xué)“軟件工程”SPOC課程的“測試驅(qū)動(dòng)開發(fā)”的理念[5]，筆者提出基于SPOC的信息類課程W2L教學(xué)模式，其中W是廣域網(wǎng)(WAN)的簡稱，L是局域網(wǎng)(LAN)的簡稱，2是指基于這兩種網(wǎng)絡(luò)的面對(duì)面(face-to-face，簡稱F2F)教學(xué)，W2L教學(xué)模式是建立在局域網(wǎng)面對(duì)面課堂教學(xué)環(huán)節(jié)和廣域網(wǎng)SPOC線上學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的一種融合創(chuàng)新的教學(xué)模式。信息類課程網(wǎng)上資料較為豐富，課程實(shí)踐環(huán)節(jié)虛擬狀態(tài)下容易實(shí)現(xiàn)，課程知識(shí)更新較快，需掌握的知識(shí)點(diǎn)繁雜、理解困難。根據(jù)這些特點(diǎn)，我們采用混合學(xué)習(xí)模式，把傳統(tǒng)課堂教學(xué)和在線學(xué)習(xí)結(jié)合在一起，通過翻轉(zhuǎn)課堂來進(jìn)行授課。

具體教學(xué)過程設(shè)計(jì)如下：課前，參與SPOC教學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)生在廣域網(wǎng)上對(duì)相關(guān)學(xué)習(xí)資料進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，這個(gè)過程要注意兼顧教師課前明確的碎片化知識(shí)點(diǎn)以及學(xué)習(xí)要求。課中，教師根據(jù)學(xué)生提出的需求和課程特點(diǎn)，在課堂靈活調(diào)整課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容、進(jìn)度，與學(xué)生面對(duì)面交流互動(dòng)。課后，基于局域網(wǎng)，老師了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度；給學(xué)生答疑，指導(dǎo)作業(yè)；完成虛擬實(shí)踐任務(wù)，并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的深度思考，實(shí)現(xiàn)理論向?qū)嵺`升華，激發(fā)學(xué)生的研發(fā)興趣；對(duì)學(xué)生的作業(yè)，教師根據(jù)完成質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分和點(diǎn)評(píng)。這其中每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置，都要根據(jù)信息類課程特色，融合建構(gòu)主義以及系統(tǒng)教學(xué)等理論。

2.1 設(shè)計(jì)思想

2.1.1 主動(dòng)性思想 建構(gòu)主義教育者認(rèn)為，學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)對(duì)象對(duì)知識(shí)主動(dòng)構(gòu)建的行為和過程。在基于廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生提出疑問、探討交流就是學(xué)生對(duì)知識(shí)建構(gòu)的過程。所以，在基于SPOC 的信息類課程W2L教學(xué)模式中，學(xué)生通過Matlab仿真軟件有效驗(yàn)證理論的正確性可以很好地激發(fā)主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)，基于廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)的學(xué)習(xí)過程，學(xué)生而不是教師是知識(shí)建構(gòu)主體，可以充分發(fā)揮他們的主觀能動(dòng)性。

2.1.2 交互性思想 采用SPOC的教學(xué)需要學(xué)生進(jìn)行問題引導(dǎo)式和實(shí)踐驗(yàn)證式的有效的互動(dòng)。學(xué)生通過個(gè)人或小組協(xié)作的方式，使用線上教學(xué)資源，共同解決疑難問題。如在廣域網(wǎng)上設(shè)置“什么是頻譜混疊？你生活中遇到混疊現(xiàn)象嗎？頻譜混疊如何產(chǎn)生？如何解決混疊？”等討論題，引導(dǎo)學(xué)生以組為單位展開討論，在交互學(xué)習(xí)研討的過程中實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的有效掌握，這也是學(xué)生由被動(dòng)灌輸轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)的必然途徑。

2.1.3 系統(tǒng)性思想 美國教育心理學(xué)家加涅認(rèn)為，教學(xué)具有系統(tǒng)性。采用SPOC的信息類課程W2L教學(xué)模式設(shè)計(jì)遵循系統(tǒng)性原則，不僅包括參與學(xué)習(xí)的學(xué)生和從事課堂教學(xué)的老師，還應(yīng)包括提出教學(xué)宏觀設(shè)計(jì)的教學(xué)管理者以及輔助教育技術(shù)設(shè)計(jì)的技術(shù)人員，此外，還需要進(jìn)行各種因素的前端分析以及對(duì)學(xué)習(xí)資源進(jìn)行系統(tǒng)地優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.2 學(xué)習(xí)模式設(shè)計(jì)

根據(jù)上述設(shè)計(jì)思想，綜合分析了國內(nèi)外有關(guān)SPOC教學(xué)模式，提出了基于SPOC的信息類課程W2L教學(xué)模式，該教學(xué)模式主要分為前期準(zhǔn)備、課程學(xué)習(xí)活動(dòng)、實(shí)施與評(píng)價(jià)三個(gè)環(huán)節(jié)。

課程學(xué)習(xí)活動(dòng)主要是基于問題驅(qū)動(dòng)和學(xué)習(xí)效果反饋，結(jié)合課前導(dǎo)學(xué)、課中研學(xué)和課后練習(xí)有效組織。實(shí)施與評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)是根據(jù)學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)和反饋，為下一步優(yōu)化教學(xué)做準(zhǔn)備。

2.2.1 前期準(zhǔn)備 該教學(xué)模式第一部分為前期準(zhǔn)備。其中分析環(huán)節(jié)主要分析教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn)、課程學(xué)習(xí)內(nèi)容特點(diǎn)以及教學(xué)環(huán)境特點(diǎn)等，以確定是否適合采用基于SPOC的W2L教學(xué)模式。

在前期準(zhǔn)備中資源建設(shè)通常有三種方式，即引進(jìn)、自建和改造。為了教學(xué)順利實(shí)施，這里對(duì)信息類課程前期各要素的準(zhǔn)備提出以下要求，如表1所示。

表1 前期準(zhǔn)備各要素及要求

SPOC教學(xué)模式下的資源設(shè)計(jì)與開發(fā)由教師團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)，課程資源建設(shè)模式、措施及要求，如表2所示。其中在改造模式中，知識(shí)結(jié)構(gòu)改造是指將已有課程體系分成多個(gè)子模塊，每個(gè)子模塊明確學(xué)習(xí)活動(dòng)目標(biāo)和內(nèi)容；評(píng)價(jià)方式轉(zhuǎn)變是指由構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)向重視教學(xué)效果轉(zhuǎn)變。

為了便于讀者對(duì)教學(xué)資源開發(fā)的過程很好地理解，圖1給出了信息類課程教學(xué)資源開發(fā)的架構(gòu)圖。圖中對(duì)三種開發(fā)方式分別進(jìn)行了很好的闡述，這里不再贅述。

表2 課程資源建設(shè)模式、措施及要求

圖1 基于SPOC 的信息類課程教學(xué)資源開發(fā)架構(gòu)圖

2.2.2 活動(dòng)設(shè)計(jì) 信息類課程W2L教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)以解決問題為主線，活動(dòng)由以下三環(huán)節(jié)組成。

(1)課前導(dǎo)學(xué) 這一過程是學(xué)生基于廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)(WL)的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行問題牽引式學(xué)習(xí)，教師基于WL發(fā)揮導(dǎo)學(xué)作用。教師對(duì)學(xué)生明確學(xué)習(xí)要求，發(fā)送學(xué)習(xí)任務(wù)和課程教學(xué)資源。學(xué)習(xí)任務(wù)包括需要學(xué)習(xí)的章節(jié)和討論題，學(xué)習(xí)資源包括PPT、教學(xué)視頻及課前作業(yè)等。學(xué)生接收任務(wù)后，按要求自主學(xué)習(xí)、討論相關(guān)問題、并提前上傳課前作業(yè)。這樣，教師可以根據(jù)學(xué)生課前學(xué)習(xí)情況，進(jìn)行針對(duì)性備課。

(2)課中研學(xué) 這一過程屬于課堂教學(xué)，主要通過精準(zhǔn)講授解決問題，促進(jìn)學(xué)習(xí)深度互動(dòng)。教師根據(jù)學(xué)生線上討論、課前作業(yè)和WL平臺(tái)數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)講授本次課重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)。通過調(diào)用課程教學(xué)資源，拓展課內(nèi)學(xué)習(xí)的深度，融合Matlab等仿真軟件優(yōu)勢，架起理論和實(shí)踐橋梁, 實(shí)現(xiàn)理論到實(shí)踐的升華。采用合作式、探究式、小組協(xié)作式分析問題，教師點(diǎn)撥，學(xué)生融會(huì)貫通，解決問題。

(3)課后練學(xué) 這一環(huán)節(jié)是學(xué)生對(duì)知識(shí)的自我內(nèi)化過程，可以有效地促進(jìn)知識(shí)的消化吸收。主要方法有：師生基于WL展開研討；學(xué)生做“電子作業(yè)”加深對(duì)知識(shí)的理解；學(xué)生用教學(xué)平臺(tái)的自動(dòng)組卷功能，生成試卷，完成自我測試；為學(xué)生創(chuàng)設(shè)探究條件，如用局域網(wǎng)環(huán)境下的資源平臺(tái)，配置應(yīng)用程序、仿真軟件，學(xué)生不斷完善設(shè)計(jì)，提交仿真結(jié)果；教師基于WL的云端智能評(píng)價(jià)功能，進(jìn)行精確評(píng)估。

2.2.3 教學(xué)活動(dòng)評(píng)價(jià) 教學(xué)活動(dòng)評(píng)價(jià)涉及學(xué)生學(xué)習(xí)力、表達(dá)力、合作力等多個(gè)維度。傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方式缺少科學(xué)的可操作的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，難以評(píng)出整個(gè)學(xué)習(xí)效果。WL資源平臺(tái)融合了形成性和總結(jié)性兩種評(píng)價(jià)方法。課前，學(xué)生觀看視頻，參與討論，這些觀看視頻時(shí)間、參與討論數(shù)量等數(shù)據(jù)都被納入形成性評(píng)價(jià)指標(biāo)中。學(xué)生在線時(shí)長、資源貢獻(xiàn)量被作為課中形成性評(píng)價(jià)指標(biāo)?？偨Y(jié)性評(píng)價(jià)由線上測試和線下測試組成。采用WL資源平臺(tái)的教學(xué)評(píng)價(jià)具有多元化、智能化、可操作等特點(diǎn)。

2.2.4 教學(xué)案例分析 2016年上半年，按照W2L教學(xué)模式設(shè)計(jì)理念，建成了基于局域網(wǎng)的“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的教學(xué)資源，建設(shè)的集內(nèi)容、方法、手段、考核、評(píng)估等模塊為一體，將教學(xué)中使用的電子幻燈、電子教案、視頻動(dòng)畫、仿真軟件、效果演示、實(shí)驗(yàn)編程等教學(xué)資源合理優(yōu)化，以供教學(xué)使用。

2016年下半年，充分利用建成的信息資源和手段，對(duì)課前、課中和課后的教學(xué)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，在“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的20個(gè)教學(xué)班中選取了10個(gè)教學(xué)班進(jìn)行基于SPOC的W2L教學(xué)模式探索，10個(gè)教學(xué)班的學(xué)生課程優(yōu)秀率達(dá)31.5%，及格率為98.7%，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)教學(xué)班。年底的教學(xué)評(píng)價(jià)，采用W2L教學(xué)模式的任課教師獲評(píng)均為優(yōu)秀。在期末的問卷調(diào)查中，學(xué)生普遍反映這種教學(xué)模式新穎，容易激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。2017年上半年，學(xué)院安排課程建設(shè)負(fù)責(zé)人面向全院展示了一堂“基于信號(hào)與系統(tǒng)課程的‘自主、精講、聯(lián)動(dòng)’式教學(xué)法”觀摩示范課，在全院教師中引起了很強(qiáng)的反響。

3 小結(jié)

為進(jìn)一步提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和教學(xué)質(zhì)量效益，信息類課程必須緊跟全國信息化教學(xué)改革步伐，依托SPOC的信息類課程W2L教學(xué)模式，開展個(gè)性化、合作式、碎片化、移動(dòng)式教學(xué)，將課堂教學(xué)擴(kuò)展至課前、課中、課后。實(shí)踐證明，經(jīng)過一年多的信息類課程教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生正轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式，學(xué)習(xí)質(zhì)量得到有效提升。當(dāng)然，新的教學(xué)模式還存在一些不足(如教學(xué)信息化條件、教學(xué)管理制度跟不上等問題)，還需要花更多時(shí)間去檢驗(yàn)和完善。

[1] 李濤，劉堂.基于SPOC的會(huì)講課要程翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式研究[J].教學(xué)研究，2016(6)：18.

[2] 嚴(yán)磊,鄒山花.基于MOOC、SPOC的翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式的研究與探索[J].高教學(xué)刊，2016(17)：21.

[3] 賀斌，曹陽.SPOC：基于MOOC的教學(xué)流程創(chuàng)新[J].中國電化教育，2015(338)：20.

[4] 韋昌法，劉慧娜.基于SPOC的“離散數(shù)學(xué)”翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革初探[J].新課程研究，2015(9)：56.

[5] 楊麗,張立國.SPOC在傳統(tǒng)高校教學(xué)中的應(yīng)用模式研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2016(5)：75.