“SPOC+雨課堂”混合式操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究與實(shí)踐

于 群，王秀麗，王雅琴

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，山東 泰安 271018)

智慧教育正在引領(lǐng)世界全新教育信息化發(fā)展方向，對培養(yǎng)現(xiàn)代具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的人才有重要意義。智慧教育在線教學(xué)工具——雨課堂，將老師上課所用PPT與微信平臺相結(jié)合，采取“云+端”的服務(wù)方式,將課前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)與課后反饋集于一體,能夠更好地展開教學(xué)活動(dòng)。在當(dāng)前智慧教育的背景下,雨課堂的教學(xué)方法很大程度上改變了現(xiàn)有的授課方式和學(xué)生學(xué)習(xí)方法,有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、思考問題的能力。同時(shí)，雨課堂可以根據(jù)教學(xué)設(shè)計(jì)，結(jié)合練習(xí)題進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋，采集學(xué)生預(yù)習(xí)答題、課后答題的信息,通過彈幕以及不懂的PPT進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng)，教與學(xué)動(dòng)態(tài)反饋,相比傳統(tǒng)課堂的教學(xué)方式更有效率。

MOOC自2012年以來發(fā)展迅速，國內(nèi)外出現(xiàn)許多MOOC學(xué)習(xí)平臺。MOOC學(xué)習(xí)平臺有著高效率、成本低、資源豐富等優(yōu)勢，受到了國內(nèi)外學(xué)習(xí)者的追捧與喜愛。但是MOOC仍有許多不足，SPOC在MOOC的基礎(chǔ)上進(jìn)行了繼承與完善，MOOC與SPOC的對比如表1所示。2013年美國加州大學(xué)伯克利分校的阿曼多·?？怂筟1]教授提出 SPOC（Small Private Online Courese）的教學(xué)模式，其又稱小規(guī)模專有在線課程或私播課。SOPC融合了MOOC的主要優(yōu)勢，并結(jié)合在線教學(xué)和課堂教學(xué)，通過在線教學(xué)教授理論知識，課堂教學(xué)進(jìn)行小組討論和面對面交流，使得授課變得更加靈活和動(dòng)態(tài)，小規(guī)?；虒W(xué)能夠有效提高學(xué)生參與程度和對知識的掌握程度。SPOC已經(jīng)成為智慧教育新的趨勢，被越來越多學(xué)習(xí)者接受。哈佛大學(xué)應(yīng)用SPOC模式教學(xué)在“版權(quán)法”等課程中，提高了老師教學(xué)效果和學(xué)生通過率[2];加州大學(xué)伯克利分校在校內(nèi)開展SPOC教學(xué)，相應(yīng)課程的評估分?jǐn)?shù)顯著提高;清華大學(xué)等國內(nèi)高校進(jìn)行了SPOC探索，學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的投入程度增加，學(xué)生能夠在課堂中進(jìn)行針對性的深入討論,提高了教學(xué)質(zhì)量[3]。

表1 MOOC與SPOC的對比

SPOC的線上資源豐富 （尤其針對視頻方面的資源），時(shí)間充裕，但是互動(dòng)較少，反饋也相對滯后，更適合課前的預(yù)習(xí)和課后的總結(jié)回顧。雨課堂的資料有限（尤其對視頻格式支持不夠），但是課堂點(diǎn)名、隨機(jī)測試等監(jiān)督反饋機(jī)制豐富，與同學(xué)之間的互動(dòng)多，更側(cè)重于課堂教學(xué)。依托課程網(wǎng)站建設(shè)SPOC模式的線下輔助課程，針對課程的專業(yè)特色，突出理論聯(lián)系實(shí)踐，建設(shè)更豐富多樣的教學(xué)資源庫，通過雨課堂和SPOC的共同約束，最大程度發(fā)揮小規(guī)模在線課程的輔助教學(xué)作用。SPOC線上教學(xué)老師難以對學(xué)生進(jìn)行監(jiān)督，從而無法正確引導(dǎo)自制力較差的學(xué)生，保證其學(xué)習(xí)質(zhì)量；而雨課堂能實(shí)時(shí)采集學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，避免學(xué)生因注意力不集中而導(dǎo)致的“學(xué)習(xí)疲勞”出現(xiàn)。將雨課堂和SPOC的優(yōu)點(diǎn)相互結(jié)合，共同作用，充分發(fā)揮各自的本身特點(diǎn)同時(shí)又彌補(bǔ)彼此的不足，這種混合教學(xué)方式更具有科學(xué)性和生命力。

1 操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程主體應(yīng)用范圍是計(jì)算機(jī)各相關(guān)專業(yè)同學(xué)，通過課程改革可從專業(yè)知識掌握、對接考研、專業(yè)實(shí)踐能力發(fā)展上對學(xué)生起到促進(jìn)作用。如對物聯(lián)網(wǎng)等專業(yè)同學(xué)可促進(jìn)其對系統(tǒng)底層的理解，在實(shí)踐方面有利于對單片機(jī)等硬件相關(guān)開發(fā)的理解；對計(jì)算機(jī)科學(xué)與網(wǎng)絡(luò)工程等專業(yè)的同學(xué)，能加強(qiáng)系統(tǒng)到應(yīng)用層面知識的銜接，在程序開發(fā)實(shí)踐中深化對Java虛擬機(jī)原理及并發(fā)程序的理解，還可以引領(lǐng)學(xué)生在扎實(shí)理論學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，理解大數(shù)據(jù)相關(guān)工具的使用。最終達(dá)到理論促進(jìn)實(shí)踐的作用。以山東農(nóng)業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院為例，2018年計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程、計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)專業(yè)的操作系統(tǒng)課程大綱進(jìn)行了全面調(diào)整，去除了原有的限選Linux操作系統(tǒng)課程，將Linux操作系統(tǒng)課程作為操作系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)的一部分，操作系統(tǒng)課程的學(xué)分由原來的3學(xué)分調(diào)整為理論4學(xué)分+實(shí)驗(yàn)0.5學(xué)分。操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)以Linux操作系統(tǒng)為實(shí)驗(yàn)環(huán)境，在熟練使用Linux操作系統(tǒng)，包括系統(tǒng)安裝、命令行操作，文件管理，在Linux操作系統(tǒng)中完成操作系統(tǒng)原理中進(jìn)程、內(nèi)存等相關(guān)的程序開發(fā)，進(jìn)一步理解操作系統(tǒng)原理，培養(yǎng)運(yùn)用理論知識進(jìn)行工程實(shí)踐的能力[4]，為更深一步學(xué)習(xí)其它操作系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)開發(fā)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

操作系統(tǒng)課程知識點(diǎn)集成度高，理論存在一定深度，學(xué)生理解困難。比如，如何理解操作系統(tǒng)中進(jìn)程的動(dòng)態(tài)性，理論部分可能很難讓學(xué)生體會到動(dòng)態(tài)性，實(shí)驗(yàn)課程可以通過實(shí)實(shí)在在的進(jìn)程運(yùn)行來讓學(xué)生理解這個(gè)知識點(diǎn)，加深對概念的理解和對知識的掌握。在實(shí)際教學(xué)過程中，學(xué)生會更重視理論課程，把實(shí)驗(yàn)課當(dāng)作次要課程，不愿將理論聯(lián)系實(shí)際，把所有對知識點(diǎn)的理解停留在理論層面。根據(jù)實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、作業(yè)反饋、問卷訪談等方式，發(fā)現(xiàn)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在以下幾點(diǎn)問題：

1.1 教學(xué)方法與手段不具吸引性，未能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。操作系統(tǒng)課程知識點(diǎn)密集，學(xué)生吸收知識難度較大。部分任課老師為完成教學(xué)任務(wù)，在實(shí)驗(yàn)課程中規(guī)范實(shí)驗(yàn)步驟，將實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容當(dāng)作理論來講，學(xué)生亦步亦趨完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，只是不斷接受知識，缺乏自己的思考，學(xué)習(xí)興趣不高，即使學(xué)習(xí)也是為了應(yīng)付老師的任務(wù)。

1.2 實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)缺乏互動(dòng)，實(shí)驗(yàn)效果難以得到保證。隨著學(xué)生人數(shù)的增多，產(chǎn)生了師生比例失衡等問題，現(xiàn)在大多實(shí)驗(yàn)課程采用大班教學(xué)，超過三十人同時(shí)在機(jī)房中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，老師一人進(jìn)行管理，難以照顧到全部學(xué)生，學(xué)生獲得的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)不均衡，導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣下降，學(xué)習(xí)“摸魚”等現(xiàn)象。

1.3 學(xué)生水平參差不齊，無法照顧不同層次的學(xué)生。學(xué)生之間學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不同，動(dòng)手實(shí)踐能力也不同，在實(shí)驗(yàn)課程開始之前就存在著差距。由于實(shí)驗(yàn)課程時(shí)間緊張，學(xué)生之間沒有太多機(jī)會進(jìn)行交流，能力強(qiáng)的學(xué)生忙于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，能力較弱的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課中無所事事，導(dǎo)致差距進(jìn)一步的增大。

1.4 實(shí)驗(yàn)考核方式單一，難以客觀對學(xué)生做出評價(jià)?，F(xiàn)大部分實(shí)驗(yàn)考核以提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為唯一考核標(biāo)準(zhǔn)，使得學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課程重視程度不夠。學(xué)生在提交材料可以進(jìn)行借鑒、抄襲，以致學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課過程學(xué)習(xí)存在應(yīng)付心理，老師也無法通過提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告客觀評價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力。

2 基于“SPOC+雨課堂”混合式課堂設(shè)計(jì)

為了達(dá)到更好的教學(xué)效果，在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，從而使學(xué)生更好地融于時(shí)代發(fā)展[5]。在新冠疫情期間，老師無法線下教學(xué)，張靜[6]提出了Linux實(shí)驗(yàn)課的“SPOC+慕課堂+騰訊會議”教學(xué)模式，在線上教學(xué)中取得了不錯(cuò)的效果。本文通過依托 “智慧樹”課程網(wǎng)站建設(shè)SPOC課程，充分利用豐富視頻、驅(qū)動(dòng)任務(wù)等資源，引導(dǎo)學(xué)生課前自學(xué)，提高課堂的學(xué)習(xí)效率。SPOC重點(diǎn)建設(shè)短視頻的錄制，進(jìn)行課前導(dǎo)學(xué)、自學(xué)，然后借助網(wǎng)絡(luò)資源有能力的同學(xué)可以選作研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。將“雨課堂”應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以提前將自學(xué)中碰到的問題互動(dòng)上來，簡單內(nèi)容自學(xué)，重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容課上講解，實(shí)現(xiàn)高效率的核心知識點(diǎn)學(xué)習(xí)，網(wǎng)絡(luò)課堂為輔線，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)復(fù)習(xí)與拓展學(xué)習(xí)?！坝暾n堂”與SPOC相結(jié)合的混合教學(xué)模式應(yīng)用可分為設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備、實(shí)施和反饋四個(gè)階段，如圖1所示。

圖1 雨課堂與SPOC混合式教學(xué)模式

2.1 設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)階段主要是針對各個(gè)專業(yè)學(xué)生的情況，結(jié)合教學(xué)大綱，針對設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)任務(wù)進(jìn)行知識點(diǎn)導(dǎo)學(xué)，提前讓學(xué)生掌握課程的重點(diǎn)難點(diǎn)，以保證上課和實(shí)現(xiàn)過程中心中有數(shù)，提高效率。

2.2 準(zhǔn)備。根據(jù)設(shè)計(jì)好的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，提出任務(wù)驅(qū)動(dòng)清單，把實(shí)驗(yàn)任務(wù)細(xì)化，將重點(diǎn)難點(diǎn)錄制成微視頻，以微視頻的形式供學(xué)生課前學(xué)習(xí)，結(jié)合雨課堂提前發(fā)送ppt,可以提前匯總預(yù)習(xí)自學(xué)中遇到的問題。

2.3 實(shí)施。實(shí)施過程主要包括課前、課中和課下。課前的階段主要由學(xué)生通過SPOC自主完成，課中學(xué)生使用雨課堂完成掃碼簽到、時(shí)實(shí)接收ppt、隨堂測試、答題統(tǒng)計(jì)分析等，通過課堂中的測試進(jìn)行過程監(jiān)督，督促自覺性差的學(xué)生課前自學(xué)，將過程考核納入平時(shí)成績的考核，加強(qiáng)過程監(jiān)督。

2.4 反饋。除了重點(diǎn)講解的進(jìn)程、進(jìn)程通信等相關(guān)內(nèi)容，大部分的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通過上機(jī)測試完成，同學(xué)可以根據(jù)預(yù)習(xí)的任務(wù)清單結(jié)合老師在雨課堂中的課上講解，進(jìn)行上機(jī)實(shí)操訓(xùn)練，通過對任務(wù)的完成程度檢測課前和課中的學(xué)習(xí)效果，然后可以通過再次觀看視頻、查看課上關(guān)鍵問題講解和錯(cuò)誤問答分析，進(jìn)行進(jìn)一步的鞏固，從而達(dá)到較好的教學(xué)效果。

3 教學(xué)效果分析

在SPOC教學(xué)中，老師可根據(jù)教學(xué)大綱定期發(fā)布視頻教學(xué)資料，布置作業(yè)并組織學(xué)生討論，學(xué)生可提前熟悉操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容，做到提前預(yù)習(xí)，并在討論區(qū)進(jìn)行提問，老師或同學(xué)們進(jìn)行答疑，彌補(bǔ)了同學(xué)之間由于基礎(chǔ)不同帶來的差距。學(xué)生由于在實(shí)驗(yàn)課注意力容易分散，在雨課堂中老師在實(shí)驗(yàn)課程中順勢推送相關(guān)題目，在師生互動(dòng)中既有利于老師對學(xué)生學(xué)習(xí)情況的掌握又增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，雨課堂還有投票和彈幕等新穎功能，可以極大地活躍實(shí)驗(yàn)課堂氣氛。老師也可根據(jù)學(xué)生上課簽到情況、題目回答情況、線上課程學(xué)習(xí)情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告綜合對學(xué)生打分，考核方式更加客觀。

通過基于“SPOC+雨課堂”混合式課堂，學(xué)生自學(xué)能力、思維能力得到進(jìn)一步鍛煉，學(xué)生之間合作能力、溝通能力也得到進(jìn)一步加強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)課程中師生互動(dòng)性環(huán)節(jié)增多，學(xué)生之間討論同樣增多，同時(shí)學(xué)生可以借助雨課堂實(shí)現(xiàn)課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，學(xué)生對操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程滿意度提升，老師教學(xué)效果變好。通過分發(fā)調(diào)查問卷、訪談等形式，學(xué)生普遍反映相較于傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程，他們更喜歡基于“SPOC+雨課堂”混合式課堂進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生知識掌握程度更高，學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣更加濃厚。

4 結(jié)語

智慧教育是大勢所趨，在信息高速發(fā)展的當(dāng)下，“SPOC+雨課堂”混合式課堂形式適應(yīng)了疫情下的“互聯(lián)網(wǎng)+教育”形式。本文以操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)為例，通過基于“SPOC+雨課堂”混合式課堂，增加了學(xué)生對抽象操作系統(tǒng)原理的理解，提高操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生更好的掌握知識點(diǎn)。老師在課程的各個(gè)環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、思考問題的能力，激發(fā)學(xué)生的潛能。學(xué)生通過新的教學(xué)手段，從被動(dòng)接受知識到主動(dòng)學(xué)習(xí)，產(chǎn)生新的思維并反饋給老師，實(shí)現(xiàn)了師生之間的教學(xué)相長。