基于SPOC的“Java語言程序設計”混合教學模式的探索與實踐

文/張華

1 引言

自2012年以來，MOOC（Massive Open Online Course,大規(guī)模開放式網(wǎng)絡課程）在我國發(fā)展迅速，成為高等教育教學改革的熱點。為進一步推動我國在線開放課程建設與應用共享，促進信息技術與教育教學深度融合，推動高等學校教育教學改革，教育部于2018年正式發(fā)布首批490門國家精品在線開放課程，MOOC在中國的發(fā)展達到新的高度。然而迅速發(fā)展的MOOC也逐漸暴露出缺點：

（1）沒有門檻的加入課程，學生群體數(shù)量多，不利于課程管理。

（2）學生水平參差不齊，課程無法兼顧不同水平的學生。

（3）MOOC是基于互聯(lián)網(wǎng)的，學生的學習過程缺乏有效監(jiān)督導致不少學生未能取得好成績。

（4）老師無法實時了解學生的學習狀況，沒辦法做到互動教學。

（5）雖然學生可以通過MOOC平臺的學習，并通過課程考核獲得證書，但是這個證書卻不被各高校認可。鑒于這些缺點，我們需要重新審視一下MOOC教學模式。

MOOC在線學習為學習者提供了一個很好的學習平臺，但是光是靠學生的興趣愛好，缺乏相應的教學管理，難以保證教學效果。將MOOC在線學習與線下教學管理做一個有機的整合，能更好的發(fā)揮MOOC的長處，取得更好的教學效果。針對MOOC的不足，SPOC（Small Private Online Course，小規(guī)模限制性課程）教學應運而生，其中的“小規(guī)?！焙汀跋拗菩浴笔窍鄬τ贛OOC的“大規(guī)?！焙汀伴_放式”。小規(guī)模指學生規(guī)模一般在幾十人到幾百人之間，限制性指學生需要達到一定條件才能參與課程學習。國內(nèi)的各所高校積極開展SPOC教學模式的探索，繼清華大學推出“智學苑”SPOC教學平臺，其他高校緊隨其后，相繼推出自己學校特點的SPOC教學平臺。

2 Java語言程序設計課程教學現(xiàn)狀

《Java語言程序設計》課程是我校信息安全專業(yè)的專業(yè)選修課，這門課的學習效果直接關系到學生的畢業(yè)設計能否順利完成，甚至影響學生就業(yè)，因此學好這門課程是非常重要的。

該課程在教學計劃中所占學時為32學時，授課學期為學生大二的第一學期。在教學過程中，主要有如下的一些問題：

2.1 學生對程序設計犯怵

學生雖然在大一的第二學期學了一個學期的《C語言程序設計》，但大多數(shù)學生當時是第一次接觸到程序設計，沒掌握學習方法，學習效果不好，由此對程序有畏懼心理。他們也知道程序設計很重要，因此在大二選修了《Java語言程序設計》，但是大一的時候學習程序設計的心理創(chuàng)傷容易帶入到大二的學習，普遍一看到代碼就犯怵。

2.2 學時少，教學內(nèi)容多

該課程的學時只有32學時，在規(guī)定的學時內(nèi)，不僅要完成基礎程序設計的學習，還要進一步學習面向對象、異常處理、集合類等知識點，因此教學任務還是比較緊張的。

2.3 實踐太少，未能掌握程序設計的要領

之前程序設計類的課程授課模式大部分都是采用傳統(tǒng)教學模式，以教師講授，學生聽課為主，而程序設計課程的實踐性是很強的。學生課堂上可能聽懂了，但是一開始動手寫程序就開始處于茫然的狀態(tài)。一部分學生采用背書的方式記住代碼，而更大一部分學生不知道調(diào)試Debug為何物，一旦程序出錯，只會閱讀代碼，而不懂得通過調(diào)試的方式跟蹤代碼運行。

本文基于上述的背景環(huán)境，以《Java語言程序設計》為例，探索MOOC+SPOC+課堂教學的混合式教學改革，以學生為中心，兼顧教師的主導作用，充分利用網(wǎng)絡資源，以學校的網(wǎng)絡教學平臺為主，結合中國大學MOOC網(wǎng)站和洛谷OJ（Online Judge,在線判題）系統(tǒng)，讓學生在課外時間學習課程基礎知識，課堂則演變?yōu)閹熒g互動的場所，克服課堂教學時空上的限制，強調(diào)師生互動，從而提高教學效果。

3 SPOC混合式教學模式的構建

SPOC混合式教學模式基于網(wǎng)絡教學平臺，利用多元化的教學資源，通過“課前-課中-課后”三個階段進行在線和離線混合學習，SPOC混合式教學模式的主要教學環(huán)節(jié)如圖1所示。SPOC教學模式不是對MOOC教學的推翻，而是MOOC教學的延伸拓展，是MOOC教學與課堂教學的有機融合，既充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”時代豐富的網(wǎng)絡資源，又克服MOOC學習教學管理不足的缺點。

上課前進行視頻教學，學生觀看視頻自主進行在線學習，把握重點和難點，提出學習過程中遇到的問題，還可與同學線上交流。學生以異步的方式觀看教學視頻，不理解的知識點可以反復看。而且不僅可以通過電腦網(wǎng)頁來看，也可以利用手機觀看，充分利用碎片化的時間。在課堂上，教師可以將時間和精力投入到更有價值的教學活動中，例如討論，重難點知識講解以及面對面的交流和互動，這不僅節(jié)省了課堂時間，而且有效地提高了教學廣度和深度，增強師生之間的互動，提高課堂效率。課后，翻轉課堂教學通過以下基本過程實施：給學生布置在線測試，從而了解學生的學習情況，回答學生的問題，講評作業(yè)。

圖1：基于SPOC的主要教學環(huán)節(jié)

SPOC教學模式，學生從以往的被動聽課，轉為課外主動學習，課內(nèi)積極參與討論，回答教師提問。這不僅更有效的掌握了知識點，還提高了個人自學能力，鍛煉自我約束，讓學生學會獨立思考。而教師則在學生學習過程中扮演者領航員的角色，在學生學習基礎知識的過程中參與度減少，而把更多精力花在與學生互動，解答疑問，指導實踐的環(huán)節(jié)中。

SPOC平臺為整個教學過程的順利開展提供輔助，記錄學生學習路徑，推送教學視頻，提供在線測評，分析學生學習效果，為翻轉課堂的順利進行提供有力支撐，促進教學改革的發(fā)展。

4 混合式教學模式的實踐

以我校信息安全專業(yè)的《Java語言程序設計》為例，運用上述模式進行混合式教學的實踐。首先，選用中國大學MOOC網(wǎng)站上東北大學李金雙老師講授的《Java程序設計》作為視頻學習資料。該視頻的教學內(nèi)容、教材、學時等均與我們學校的情況基本一致。課程學習地址為：https://www.icourse163.org/learn/NEU1205915818?tid=1206960225#/learn/announce。

其次，針對程序設計以實踐練習為主的特點，結合學生學習水平，為學生物色OJ系統(tǒng)，最終選擇了洛谷OJ系統(tǒng)，具體網(wǎng)址為https://www.luogu.org/。洛谷是OJ上的后起新秀，它可以讓選手按階段做題提高水平，題目按難度分為“新手村”、“普及練習場”、“提高歷練地”、“省選斗獸場”等。該平臺上還不定期有舉辦各種比賽，為學生競技提供了一個很好的平臺。鞏固教學效果、鍛煉學生實踐能力的關鍵環(huán)節(jié)就是讓學生在OJ系統(tǒng)上完成課后作業(yè)和課外練習。OJ系統(tǒng)可以自動接收源程序，并判斷程序是否正確。這很好的解決了學生寫完程序后不知道程序是否正確的問題，而且激發(fā)了年輕學生爭強好勝的斗志，辛苦寫的程序被系統(tǒng)判定為不通過，學生們會想方設法找出問題所在，通過調(diào)試程序、查閱資料、討論、與教師討論等方式最終解決問題。以往的課余時間他們會在宿舍玩電腦游戲，而現(xiàn)在則更多的是討論程序題目。

學生在進行課前在線學習后，教師將組織課堂教學活動，課堂教學活動以討論、實驗、總結點評為主，主要任務是聚焦并解決問題。以“第9章 對象和類”的教學內(nèi)容為例，首先教師引導學生進行如下問題的討論：類與對象的區(qū)別，構造函數(shù)如何定義，訪問修飾符有哪些？接著指導學生完成書本示例程序Circle類的UML圖繪制，以及上機實踐完成書本示例程序。在授課中，學生普遍對重載構造函數(shù)、this關鍵字、靜態(tài)成員、實例成員、訪問修飾符等知識點存有較多疑點，可對這些疑點逐一加以講解。最后拋出“如果我們要定義圓柱類，該如何定義？”討論題，幫助學生進行知識的構建。在課堂教學過程中，教師要對學生在線學習階段的疑問集中進行答疑。

課堂教學活動結束后，教師布置任務，讓學生在網(wǎng)絡教學平臺上完成相應的題目，在線提交代碼，系統(tǒng)自動批改并提供反饋。借助網(wǎng)絡教學平臺數(shù)據(jù)分析功能，教師可以看到每道題目學生答題的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，從而得知學生知識掌握情況，為下次的課堂教學答疑環(huán)節(jié)做好準備。課后環(huán)節(jié)的主要任務是鞏固知識，深化問題。另外教師還要根據(jù)學生在線學習情況和課堂表現(xiàn)，對學生進行綜合評價。對學生的評價更關注學習的過程，從學生的在線學習時長、在線答題量、查閱資料量、討論互動等方面對其評定平時成績。

實施本教學模式后，學生學習的積極性明顯提高，對知識點的掌握情況優(yōu)于以往傳統(tǒng)教學的學生，課堂中的師生互動更加活躍。學生還組成一個程序設計興趣小組，在指導教師的安排下進行自主學習，課余時間經(jīng)常在一起討論算法，鉆研題目。在2019年第十屆藍橋杯全國軟件和信息技術專業(yè)人才大賽個人賽福建省賽區(qū)中，我校學生首次參賽，一位同學取得二等獎，兩位同學獲得三等獎。從學生的教學反饋和期末考試情況來看，學生的程序設計水平相較以往傳統(tǒng)教學模式有了明顯提升。

5 總結

SPOC混合教學模式重定向了高校教育模式的創(chuàng)新和改革，在這種教學模式下，鼓勵學生自主學習，并充分利用計算機，網(wǎng)絡和移動通信設備隨時隨地地學習。課程團隊中的老師負責其監(jiān)督和管理，對學生的學習成果進行全面評估，并建立相應的質量反饋機制和獎懲制度，不斷提升學習成果。教師可以根據(jù)學科的培養(yǎng)目標，人才的社會需求，學習狀況的變化來設置和調(diào)整課程的教學內(nèi)容，深度和廣度，以合理分配教學資源，縮短學習時間，提高教學水平和教學質量，實現(xiàn)更好的教學效果。對于學時較少，知識點較難的課程，SPOC混合教學模式尤為適合，真正體現(xiàn)學生為主體、教師為主導的教育理念。