微積分教學(xué)中運用SPOC&MOOC的時效性探討

張曉威 林錳 隋然 馬明華

摘要：近年來，在線開放課程（MOOC）發(fā)展迅速，對高等院校中傳統(tǒng)的教學(xué)模式影響巨大。在教學(xué)過程中，采用混合式教學(xué)（SPOC）方式，實現(xiàn)MOOC和傳統(tǒng)校園課堂教學(xué)的有機結(jié)合，有效地彌補MOOC的短板，是一個值得研究的教學(xué)課題。本文探討在微積分課堂教學(xué)中，融入MOOC和翻轉(zhuǎn)式教學(xué)方式的混合式教學(xué)模式（SPOC），提高微積分課程的教學(xué)質(zhì)量，獲得了較好的效果及較高的時效性。

關(guān)鍵詞：微積分；課堂教學(xué)；教學(xué)改革；MOOC；混合教學(xué)模式

一、引言

網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)的大數(shù)據(jù)時代，使我國高等教育也迎來了新的挑戰(zhàn)與活力。SPOC&MOOC;不僅滿足了時代需要的同時，也滿足了新時代大學(xué)生們對知識多角度、多元化的需求。它廣博多樣的學(xué)習(xí)資源和靈活方便的授課方式，對獵奇和渴求知識的大學(xué)生來說，有著很強的吸引力。然而，對知識的學(xué)習(xí)激發(fā)學(xué)生的興趣容易，想要學(xué)生們長久堅持并完成最后課程的學(xué)習(xí)并不容易。所以，作為教師如何引導(dǎo)學(xué)生將MOOC資源合理有效利用，監(jiān)督學(xué)生完成整個慕課的學(xué)習(xí)是至關(guān)重要的。微積分是所有工科院校數(shù)學(xué)類公共基礎(chǔ)課，具有其他課程無法比擬的覆蓋面和影響力，特別是由于它與工科其它學(xué)科的緊密聯(lián)系、相互滲透，已成為高等基礎(chǔ)教育中的重中之重。傳統(tǒng)的教學(xué)方式多以灌輸式為主，教師是課堂教學(xué)的主體，學(xué)生只是被動接受數(shù)學(xué)理論知識，師生和生生互動交流都受到時間和空間上的客觀限制，這樣既容易讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生抵觸情緒，又會使學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣以及探究意識，對培養(yǎng)創(chuàng)新型復(fù)合人才有很大的局限性。因此，我們對傳統(tǒng)的教學(xué)模式融入現(xiàn)代化手段加以適當(dāng)?shù)臐櫳?，提高微積分課程的教學(xué)質(zhì)量，建設(shè)了一整套MOOC 課程資源，利用智慧樹網(wǎng)絡(luò)平臺，在微積分教學(xué)中實施基于SPOC 的混合式教學(xué)，獲得了較好的效果。

二、微積分MOOC建設(shè)實施的思路與設(shè)計

微積分中MOOC內(nèi)容為：1.知識匯總。微積分（上，下）各30課時，共計60課時；2.典型習(xí)題講解共計100課時；3.微積分典型案例錦集30課時。微積分MOOC共計190課時，分成九個板塊：1.極限與連續(xù)；2.一元函數(shù)微分學(xué)；3.一元函數(shù)積分學(xué)；4.一元微積分應(yīng)用；5.多元函數(shù)微分學(xué)；6.多元函數(shù)積分學(xué)；7.級數(shù)；8.微分方程；9.多元微積分應(yīng)用。

該MOOC視頻以哈爾濱工程大學(xué)出版社出版的《微積分教程》為依托，每個知識點都配套習(xí)題、章節(jié)測驗和期末測題。錄制團隊的所有教師都是微積分教學(xué)團隊的教學(xué)名師及優(yōu)秀教師。同時，在微積分慕課建設(shè)過程中，還注重視頻內(nèi)容和課堂教學(xué)的同步階梯化及簡單精致化；在線習(xí)題、在線測試配備也注重基礎(chǔ)和拔高相結(jié)合；同時，在線習(xí)題、在線測試與課后作業(yè)分層次互補，以滿足多層次學(xué)習(xí)需求。

三、微積分教學(xué)融入SPOC 混合教學(xué)模式的具體實施

1.微積分教學(xué)的混合式教學(xué)模式

在傳統(tǒng)課程教學(xué)中，融入慕課和翻轉(zhuǎn)式進行混合式教學(xué)，根據(jù)混合式教學(xué)定位，同時兼顧處理好在線學(xué)習(xí)與課堂教學(xué)的關(guān)系，將微積分的混合式教學(xué)分為四個階段。⑴教師按原有授課模式授課；⑵在智慧樹SPOC平臺下，要求學(xué)生按課堂授課進度觀看慕課進行學(xué)習(xí)；⑶學(xué)生要根據(jù)學(xué)習(xí)有關(guān)內(nèi)容，完成知識點測試題；⑷進行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。以2017年為例，全年共進行了十次翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的嘗試，由于面對的是一年級本科生，學(xué)生們對微積分課程的期待和熱情很高，翻轉(zhuǎn)課堂也得到了充分利用，例如很多學(xué)生搶著提出問題，并在老師給出啟發(fā)性提示后，很多同學(xué)都踴躍地參與解答和提出不同看法。當(dāng)然翻轉(zhuǎn)課堂的嘗試同時也暴露出一些問題，例如，某個120左右人數(shù)的教學(xué)大班，有相當(dāng)一部分同學(xué)根本不參與互動，對教師布置的慕課學(xué)習(xí)任務(wù)和課堂要求思考問題置之不理。

2.微積分混合式教學(xué)模式的考核方式

在沒有進行本次教學(xué)改革之前，微積分的考核成績計算方法是，平時成績占10%，期末考試成績占90%。這種考核方式有很多弊端，學(xué)生也有較多的意見。在建設(shè)完成慕課和網(wǎng)絡(luò)平臺之后，實施多元一體化課程考核方式，引導(dǎo)學(xué)生從“被動相互抄作業(yè)”向“主動網(wǎng)上寫作業(yè)”的方式轉(zhuǎn)變，根據(jù)SPOC混合式教學(xué)流程，加重對學(xué)生網(wǎng)上過程性學(xué)習(xí)質(zhì)量考核的評價份量，將平時作業(yè)、在線學(xué)習(xí)、在線測試案例分析等和期末考試融為一體，按一定比例計入學(xué)生的最終課程成績。將微積分考核成績的計算方式，修改為平時成績占40%，期末考試成績占60%，其中平時成績包含平時作業(yè)、在線學(xué)習(xí)慕課、在線單元測試和案例學(xué)習(xí)（各占10%）。在線慕課和案例學(xué)習(xí)、在線單元測試均由SPOC學(xué)習(xí)平臺自動完成記錄，學(xué)生可隨時查看了解，平時作業(yè)由助教進行統(tǒng)計。這樣不僅提高了成績考評的公平性，同時也促使學(xué)生在學(xué)完每一個知識點或每一單元時，主動學(xué)會復(fù)習(xí)及總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，也減輕教師負擔(dān)，以便有更多時間為學(xué)生解答問題。

四、SPOC&MOOC;融入微積分教學(xué)的時效性

將微積分SPOC 學(xué)習(xí)融入到微積分課程教學(xué)中，根據(jù)我校2017年的運行情況，學(xué)生基本上都能夠全部完成在線學(xué)習(xí)和測試題，且正確率在85%以上。在將微積分教學(xué)融入SPOC 教學(xué)模式之后，這種混合式教學(xué)方式也給我們帶來一定的時效性，教學(xué)效果也隨著教學(xué)模式的變化而有所提高，原因有以下幾點。

1.SPOC 學(xué)習(xí)融入到微積分課程教學(xué)中能夠有效挖掘?qū)W生的自主學(xué)習(xí)能力

微積分教學(xué)中融入SPOC 學(xué)習(xí)，授課教師改變了以往 “單純授課”的低參與度教學(xué)模式，通過網(wǎng)絡(luò)平臺觀看學(xué)習(xí)和在線答疑等手段將學(xué)生的主觀能動性充分發(fā)揮出來，并采取逐步引導(dǎo)的方式，通過啟發(fā)式教學(xué)方式，對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力進行漸進式的鍛煉，進而將學(xué)生在學(xué)習(xí)微積分過程中的主觀能動性充分挖掘出來。通過與教師的互動，將原本學(xué)生認為枯燥無味的微積分教學(xué)變得更加生動化、趣味化、形象化，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)意識和好奇心增強，自主學(xué)習(xí)能力大幅度提高。通過一年的教學(xué)實踐，很多學(xué)生已養(yǎng)成自覺通過平臺上的在線教學(xué)公告獲取作業(yè)、考試等教學(xué)信息，自覺通過在線資源獲取學(xué)習(xí)資料的習(xí)慣，自覺主動觀看網(wǎng)上視頻并完成自測題?？梢?，SPOC 學(xué)習(xí)融入到微積分課程教學(xué)的這種混合式教學(xué)不僅可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時還能養(yǎng)成良好的自主學(xué)習(xí)習(xí)慣，可謂一舉多得。

2.SPOC 學(xué)習(xí)融入到微積分課程教學(xué)中可以提升教學(xué)信息的密度與容量

相對而言，微積分課程的教學(xué)內(nèi)容過于抽象和龐雜，對剛剛?cè)雽W(xué)的學(xué)生來說，學(xué)習(xí)的難度較大。同時由于微積分課程采用的是大課堂的教學(xué)模式，任課教師無法兼顧到每一名學(xué)生，這也直接影響了微積分的教學(xué)效率和教學(xué)效果，而融入在線SPOC 學(xué)習(xí)和翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式之后，可以將原本復(fù)雜的微積分知識在MOOC的知識匯總中變得簡單化、清晰化，可以幫助學(xué)生更好地對知識點進行理解和歸納總結(jié)，同時SPOC在線學(xué)習(xí)并不局限于課堂教學(xué)，任何時候?qū)W生都可以使用手機對知識點進行復(fù)習(xí)和鞏固，提升了微積分教學(xué)的密度與容量。

3.學(xué)生問題意識增強，交流互動次數(shù)有所提高

通過SPOC 學(xué)習(xí)融入到微積分課程教學(xué)中，學(xué)生們或利用SPOC平臺、或利用班級QQ平臺、或在階段性翻轉(zhuǎn)課堂中提出疑問、發(fā)表觀點、闡述對問題的拓展理解等，主動參與討論與交流，教師和學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生、以及不同教學(xué)班之間互動交流活躍，學(xué)生問題意識增強。經(jīng)過統(tǒng)計，在過濾掉價值不高和沒有參考價值的發(fā)言內(nèi)容后，學(xué)生通過答疑平臺提問約2300余條，教學(xué)團隊通過搜集整理、篩選與完善，將一些相關(guān)問題歸納總結(jié)形成微積分常見問題資源庫，供教教師和學(xué)生查閱參考。

4.SPOC 學(xué)習(xí)融入到微積分課程教學(xué)中的問卷調(diào)查和訪談

為分析SPOC和翻轉(zhuǎn)課堂融入到微積分課程教學(xué)中的混合式學(xué)習(xí)的教學(xué)效果，我們對3個教學(xué)大班的學(xué)生進行了問卷調(diào)查和訪談。發(fā)放調(diào)查問卷325份，回收有效調(diào)查問卷296份，有效率91%。⑴與傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式相比，學(xué)生更喜歡學(xué)微積分混合式學(xué)習(xí)的教學(xué)模式。75%的學(xué)生回答喜歡看慕課和翻轉(zhuǎn)課堂模式；25%的學(xué)生回答“不喜歡”慕課和翻轉(zhuǎn)課堂，他們不能約束自己看慕課視頻，不喜歡在線學(xué)習(xí)，習(xí)慣傳統(tǒng)的課堂授課方式。⑵與傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式相比，學(xué)生討論參與度有了很大的提高。92%的學(xué)生參與并能夠自主學(xué)習(xí)，還有8%的學(xué)生幾乎不想自主學(xué)習(xí)，不喜歡參與討論。在92%參與并能夠自主學(xué)習(xí)的學(xué)生中，62%的學(xué)生認真學(xué)習(xí)并且能夠提出自己的見解，但分析發(fā)現(xiàn)，有30%的學(xué)生雖然看了MOOC，但沒有真正學(xué)進去；57%的學(xué)生喜歡翻轉(zhuǎn)課堂上師生一起不拘形式地激烈討論，大膽提出自己的想法和展示自己。但35%的學(xué)生中立，有欲望參與討論，心里很想發(fā)言但膽子小，不愿意參與討論。⑶有78%的學(xué)生認為MOOC與翻轉(zhuǎn)課堂最大的優(yōu)點是能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和拓展能力，其中的67%的學(xué)生認為學(xué)到了有價值的知識，對微積分這門課更感興趣，24%的學(xué)生很高興能得到老師鼓勵，喜歡相互交流，25%的學(xué)生認為課堂氣氛活躍，通過發(fā)表不同的觀點或質(zhì)疑其它學(xué)生的觀點，拓展了思維視野。⑷82%的學(xué)生認為MOOC和翻轉(zhuǎn)課堂這種混合形式非常好，MOOC中短小精干的小視頻將課堂上教師所講的知識相對獨立化，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺隨時隨地反復(fù)靈活學(xué)習(xí)。學(xué)生認為慕課的討論與在線測試具有靈活性，能及時檢測所學(xué)知識正確性。

5.提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)成績

與傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式相比，混合式教學(xué)模式的考核使得學(xué)生最終成績有大幅度的提高。在學(xué)生過程中，學(xué)生可以分階段分知識點掌握微積分中的概念、性質(zhì)、定理和解題技巧，通過網(wǎng)上測試與階段學(xué)習(xí)所取得的成績，并綜合形成最終成績。對比分析表明，參與SPOC及MOOC學(xué)習(xí)的教學(xué)班級，其整體平均成績及及格率，都高于比不參與SPOC及MOOC學(xué)習(xí)的教學(xué)班級。

五、總結(jié)

雖然SPOC&MOOC;和翻轉(zhuǎn)課堂作為教學(xué)的補充，不能完全替代傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，但可以用來強化教師的指導(dǎo)作用，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和參與度，增強學(xué)生們學(xué)習(xí)的興趣。將SPOC&MOOC;以及翻轉(zhuǎn)課堂融入微積分教學(xué)中，與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，改變了微積分課程教學(xué)中教師唱主角的教學(xué)方式，讓學(xué)生走出來成為教學(xué)的主角，增加了課堂活躍度，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升了重積分的課堂教學(xué)效果。

參考文獻：

[1]夏紅，高建，黃廷祝.借力MOOC的微積分教學(xué)改革研究[J].大學(xué)數(shù)學(xué)，2018， 34（1）： 57-61.

[2]趙小艷，李繼成.MOOC環(huán)境下大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)方法思考[J].大學(xué)數(shù)學(xué)，2015，31（11）：46-48.

[3]汪澤焱，姚佳.高等數(shù)學(xué)SPOC混合式教學(xué)模式的實踐與思考[J].大學(xué)數(shù)學(xué)， 2017， 33（1）： 91-95.

[4]王鑫.在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中引入微課和翻轉(zhuǎn)課堂的探究[J].高教學(xué)刊，2017， （7）： 84-85，87.

[5]陳玉琨，田愛麗.慕課與翻轉(zhuǎn)課堂導(dǎo)論[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2014.

[6]王春華，沙榮方，朱艷芳.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在《微積分》課程教學(xué)中的實踐與探索[J].教育教學(xué)論壇， 2015， （15）： 88-89.

[7]高建召.微積分慕課教學(xué)資源與應(yīng)對策略[J].高教學(xué)刊， 2017， （4）： 58-59.

[8]劉暢，曹峰梅.高校MOOC建設(shè)中的探索與實踐——以“中國大學(xué)MOOC”平臺為實例[J].教育探索， 2016，（5）：131-

133.

作者簡介：張曉威（1965年11月），男，漢族，黑龍江省望奎縣人，哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院教授，主要從事應(yīng)用數(shù)學(xué)的研究工作以及大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)工作。