基于SPO—C的深度學習智慧課堂教學設計與實踐以Web應用開發(fā)技術課程為例

李德強

（南京財經(jīng)大學 紅山學院，江蘇 南京 210003）

0 引 言

近幾年來，在層出不窮的社交網(wǎng)絡媒體的催動下，有別于傳統(tǒng)課堂的慕課、微課、云課堂等各種形式在線教育的發(fā)展如火如荼。歸納其原因有以下3點：①為了緩解高等教育的供給和大學生的教育需求之間不均衡的矛盾。在信息技術和網(wǎng)絡通信技術發(fā)展的影響下，伴隨著職場競爭的日益激烈，大學生對于教育培訓的需求也與時俱進，而我國高等教育供給卻大大滯后于大學生教育需求的增長。②國外MOOC、SPOC等平臺的影響。自2012年起，Coursera、Udacity、Edx三大在線平臺不斷攻城略地，影響力觸及全球，美國各類大學也紛紛獨立或合作創(chuàng)建異常豐富的在線課程，優(yōu)質高等教育變得唾手可得。③社會對全面“供給側”改革的呼喚。經(jīng)濟新常態(tài)背景下，經(jīng)濟發(fā)展的模式已經(jīng)到了必須轉變的地步，而高等教育作為人才供給的源頭，也必須在深入?yún)⑴c經(jīng)濟發(fā)展的過程中進行結構性供給側改革。

SPOC作為MOOC的延伸和拓展，是混合式學習理念的實踐形式之一。Bonk（2006）認為混合式學習是將面對面教學和計算機在線教育進行的結合[1]?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》中指出，要提高教師應用信息技術水平，更新教學理念，改進教學方法，提高教學效果，推動信息技術和高等教育深度融合。2018年8月教育部發(fā)布《關于狠抓新時代全國高等學校本科教育工作會議精神落實的通知》，通知中強調(diào)要切實加強學習過程考核，加大過程考核成績在課程總成績中的比重，因此可以說傳統(tǒng)課堂的總結性考核需要逐步讓位于智慧課堂的過程性考核。

1 相關理論

1.1 SPOC

MOOC自2012年出現(xiàn)以來，受到各方的關注和效仿，并且有眾多參與者通過MOOC學習自己感興趣的課程。但是現(xiàn)在飽受來自多方面的質疑，諸如退學率高、開放性導致的收費難、無法學分認證以及考核測評不合理等[2]?；诖?，SPOC應運而生，其提出者認為SPOC是繼承和超越MOOC的校本化實踐[3-4]。

SPOC（small private online course）通常譯作“小規(guī)模限制性在線課程”，與MOOC的大型、開放相對應。SPOC有助于改變并重組教學流程，促進混合學習和翻轉課堂教學模式的實踐[5]。將SPOC及其拓展資源引進傳統(tǒng)高校課堂作為教學內(nèi)容的一部分，采用混合式教學形式，既推動了高校對外品牌效應，也促進了高校對內(nèi)教學改革，是在線教育在高校校園中的真正價值所在。

1.2 深度學習

深度學習起源較早，教育領域學者布魯姆在對認知維度的劃分中就隱含了“學習有深淺層次之分”的思想[6]。1976年美國學者Ference Marton和Roger Saljo（1976）正式提出深度學習和表層學習這兩個概念[7]：表層學習集中于“符號”（即話語本身），深度學習則是表明學生專注話語的內(nèi)容。此后，諸多美國教育界學者在該概念劃分基礎上對深度學習和表層學習進行了不同角度的研究。

我國對深度學習的研究起步較晚且研究深度有待挖掘。目前，國內(nèi)學者對深度學習的研究主要集中于內(nèi)涵研究[8]、學習模式的建構[4-5]、實施[9-10]等方面，同時對具體的實踐也缺乏必要的支持，對反饋評價數(shù)據(jù)也只停留在紙面上，沒有具體的分析對策。

1.3 智慧課堂

智慧課堂借助現(xiàn)代化的教學軟硬件，貫通教學的課前、課中和課后3個環(huán)節(jié)，營造有效的教學氛圍，提升學習的系統(tǒng)化和深度化。目前，Sakai（賽課）作為在北美和歐洲使用較為廣泛的網(wǎng)絡教學平臺，在國內(nèi)也有不少實施的案例。但是，基于微信的“雨課堂”網(wǎng)絡平臺則更受高校教師和大學生的歡迎。雨課堂軟件由清華大學在線教育辦公室組織研發(fā)，文理工一線教師全程參與，安裝簡單，直接嵌入PowerPoint軟件中使用，是一款互動性良好的免費教學軟件。目前，該軟件已經(jīng)被全球近萬家學校所采用，我院也在積極推薦教師利用該軟件開展智慧課堂教學活動。

基于以上理論觀點，我們認為SPOC更多是一種教學理念，而智慧課堂是實現(xiàn)SPOC理念的基礎和環(huán)境，最終目的是讓學生達到深度學習。

2 基于SPOC及雨課堂的智慧課堂建構

MOOC等在線教育的數(shù)字化教學為學習帶來便利化和多樣化的同時，也產(chǎn)生了學習的碎片化現(xiàn)象，從而造成了深度學習的障礙[11]。線上教學加上校園課堂的混合式教學的SPOC在繼承MOOC一般功能的同時，還從多個方面支持深度學習。張曉娟和呂立杰（2015）也認為SPOC因其能夠突破在線技術單一性應用，與課堂教學深度融合，支持深度教學的情境、交互等建構模式，成為開展深度教學的重要途徑[5]。

Jensen和Nickelson（2010）提出深度學習模型（即DELC模型），其是一種教學模式，包括7個基本步驟：設計標準與課程、預評估、營造積極的學習文化、預備與激活先期知識、獲取新知識、深度加工知識以及評價學生的學習[12]。該模式為教師在日常教學中如何讓學生達到對知識的深度理解提供了借鑒。深度學習是一種主動的探索式的學習方式，這就要求教師和學生都要主動參與其中，教師的“導”與學生的“悟”相得益彰。在DELC模型的指引下，結合專業(yè)課程的教學實踐，以Web應用開發(fā)技術（以下簡稱Web）課程為例，設計該課程SPOC智慧課堂深度學習模型，分為教學準備、知識創(chuàng)建、知識重構以及教學評價4個逐步推進的閉環(huán)過程，見表1。

2.1 教學準備

教學準備是深度學習之前的組織性、規(guī)劃性的工作，包括教學內(nèi)外部環(huán)境分析、教學方案設計、教學預評估以及教學氛圍有效性營造。

2.1.1 教學內(nèi)外部環(huán)境分析

教學之前，首先要對授課對象和授課環(huán)境有一定的了解，以此為基礎確定教學目標和教學內(nèi)容。教學內(nèi)外部環(huán)境分析包括教學對象的分析和教學環(huán)境分析。教學對象分析是要深入了解學生生源信息、專業(yè)背景、培養(yǎng)方案，以此了解學生達到的水平并明晰他們的發(fā)展前景；而教學環(huán)境分析就是要對學校教學要求、教學改革方向、SPOC的支持力度、教學平臺的選擇等方面信息進行調(diào)研。

2.1.2 教學方案設計

當教師對教學內(nèi)外部環(huán)境得到足夠信息后，確定課程教學目標，針對知識的內(nèi)聚性和聯(lián)系性特征安排教學框架和任務單元，充分挖掘SPOC特性，確定教學大綱、教學周歷及教學方式。

2.1.3 教學預評估

教師在對設計和開發(fā)的SPOC教學資源進入實際應用之前，需要由學生、同行、專家以及自身進行事前評估，可以通過調(diào)查問卷形式收集調(diào)查對象關于資源的質量、數(shù)量、風格等的意見和建議。

2.1.4 教學氛圍有效性營造

教學氛圍對學習吸收效率影響有相當多的實踐證明。積極、輕松的課堂氣氛有利于師生互動，大腦細胞也處于興奮狀態(tài)，因此學習效率得以提高。相反，課堂氛圍處于緊張、壓抑時，學生無形中對問題的思考處于抑制狀態(tài)，削弱了我們深度學習的熱情與動力。

表1 SPOC智慧課堂深度學習過程模型

2.2 知識創(chuàng)建

深度學習強調(diào)學習的積極性和主動性，在知識創(chuàng)建階段，教師在其中以引導和激發(fā)的角色為主，即引導學生“預備與激活先期知識”以及激發(fā)學生“獲取新知識”。

2.2.1 溫 故

先期知識是新知識的延伸或構成，構建新知識之前需要將先期知識作為鋪墊。而先期知識的獲取，可以通過教師引導學生了解新知識的背景、知識之間的網(wǎng)絡圖譜等途徑獲取。這部分知識由教師在課前預習微課中、SPOC課堂引導環(huán)節(jié)中放置。

2.2.2 知 新

新知識體系的創(chuàng)建是深度學習的重要環(huán)節(jié)?；诩せ钕绕谥R，學生通過研討當前的知識單元，理清知識的輪廓和關聯(lián)，從而建立屬于自身理解的新知識體系。新知識體系的創(chuàng)建，教師在其中激發(fā)學生的主觀能動性，活躍頭腦中神經(jīng)網(wǎng)絡觸點，以自主方式創(chuàng)建新舊知識、知識間的聯(lián)系，為知識的延伸做準備。

2.3 知識重構

知識重構是深度學習最重要的階段，目的是實現(xiàn)知識的飛躍。知識創(chuàng)建是對知識的復原，是按照原有的知識體系構建系統(tǒng)化的知識結構，而知識的重構是學生按照自己的興趣愛好和自身的需要，重建個性化的知識體系結構，有利于學生解決實際問題，是知識的創(chuàng)新。

2.3.1 整 合

知識整合是重構的起點。知識大爆炸同時也帶來了知識的碎片化，其本質是知識間的網(wǎng)絡關聯(lián)由于知識的超富化導致人為的斷裂，從而形成知識的孤島現(xiàn)象，使人們不能系統(tǒng)化地學習和掌握。要克服這種知識碎片化的弊病，必須對知識進行整合，恢復和重建知識間的聯(lián)系和關聯(lián)。在SPOC課堂，教師通過收集學生在預習和學習中的疑難點、重點，在課堂上有針對性地講解，也可以通過對癥的習題、案例的分析，引導學生進行知識間的同化、整合，從而建立符合自身的個性化知識結構。

2.3.2 應 用

知識學習的最終目的是應用，并且在應用的過程中反向加深知識的理解，實現(xiàn)知識的升華。這一階段主要也是在SPOC課堂上的以“學生為中心”的討論和反思的方式完成和實現(xiàn)。教師通過開展情境模擬、案例討論、實驗仿真等豐富多彩的課堂活動，引導學生自主思考，自己動手操作和演練，以自己的方式解決現(xiàn)實問題，實現(xiàn)由知識向技能的轉移。同時，學生在利用所學知識實踐的過程中，基于師生、生生合作，促進知識的交互和思想的碰撞，對知識的理解深化乃至內(nèi)化，實現(xiàn)在相似的情境下，舉一反三，實現(xiàn)知識的遷移性應用。

2.4 學習評價

學習評價是基于一定的標準對學習的狀況、效果、滿意度等方面進行評估的過程。學習評價具有非常重要的意義：首先，讓學生了解自身狀況、提高學習質量；其次，對學生激勵和強化；再次，讓教師了解學生狀況、及時調(diào)整教學方向、提高教學質量。與傳統(tǒng)的總結性評價相比，SPOC課程更注重形成性評價，即基于學生學習全過程的持續(xù)記錄（學習時間、是否預習、課堂反饋）、反思等做出的發(fā)展性的評價。

3 智慧課堂實施與效果分析

SPOC的成功與否取決于兩個因素：能否解決學生“自己學”即實現(xiàn)師生角色翻轉的問題；能否解決MOOC課程的固有缺陷的問題。為解決以上兩個基本問題，Web課程SPOC課堂按照上文提出的建構方式進行實施，實際操作如圖1所示。課程教學基于雨課堂平臺展開，通過該平臺發(fā)布信息和課件、收集過程性數(shù)據(jù)、開展課堂測驗以及通過彈幕進行師生、生生互動。SPOC開放性課程由PPT中嵌入的二維碼指向公網(wǎng)上的資源，學生在課前掃描觀看微課進行預習，預習數(shù)據(jù)由雨課堂收集保存；課堂中通過雨課堂發(fā)布授課PPT，學生通過手機微信端查看并參與互動，相關數(shù)據(jù)由雨課堂平臺收集；課后的操作與課前操作基本一致。雨課堂的數(shù)據(jù)收集功能基本滿足課程過程性考核需要，為公平公正的課程考核和評價提供數(shù)據(jù)支撐，并且雨課堂的彈幕及PPT反饋等能夠有效營造課堂氣氛，為深度學習提供環(huán)境上的準備。

Web課程教學安排36課時，每次課3課時，上課地點是電子商務機房。通過一個學期的試教學工作，本文對開展深度學習的智慧課堂的實施效果進行分析。雨課堂收集了兩部分數(shù)據(jù)：課堂情況和課件推送。課堂情況數(shù)據(jù)由簽到信息和課堂互動信息構成，課堂互動信息包括投稿次數(shù)和彈幕次數(shù)。課件推送由觀看信息和題目信息構成。將數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計匯總見表2。

圖1 Web課程SPOC智慧課堂實施圖

從表2中統(tǒng)計結果可以看出：①學生在課前環(huán)節(jié)對于推送的預習資料觀看的頁數(shù)以及觀看時長均達到一定的程度，說明學生能夠在課前觀看相關課程的微課；②課中，學生的出勤率較高，課堂參與的積極性很大，大部分學生能夠主動參與到課堂互動環(huán)節(jié)，同時學生課堂測驗成績也處于較高值，說明學生能夠將所學知識舉一反三，靈活用于解決問題，基本達到深度學習的目的。

4 結 語

2018年6月南京財經(jīng)大學紅山學院成為教育部在線教育研究中心“智慧教學試點項目”單位，是我院多年來重視開展在線教育課程所取得的一個重要突破。我們在DELC深度學習模型的指引下，構建了基于SPOC理念的智慧課堂深度學習模型，該建構應用于我院Web課程。最終實踐結果顯示，在課前、課中智慧課堂數(shù)據(jù)顯示都取得了良好的效果，學生簽到率高，同時互動主動參與率也呈現(xiàn)較高的態(tài)勢，而課堂測驗成績也較好，基本符合深度學習的目的。但是，我們也看到了在此過程中出現(xiàn)的一些不足之處，如學生對于計算機類課程動手能力的考核還無法通過智慧課堂記錄等。下一步，我們將通過開發(fā)或者購置能夠記錄、核查計算機操作過程的軟件，以此加強學生上機的過程性管理。