基于SPOC的大學(xué)數(shù)學(xué)混合式教學(xué)模式探索與實(shí)踐

黃麗瓊，程 國(guó)

(商洛學(xué)院 數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)院，陜西 商洛 726000)

在信息技術(shù)與教育教學(xué)相結(jié)合的背景下，MOOC、微課、雨課堂等教學(xué)方式發(fā)揮了信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)[1]。但是，MOOC平臺(tái)因缺乏監(jiān)管，課程完成率不超過(guò)10%，微課也存在知識(shí)過(guò)于碎片化的問(wèn)題，學(xué)生不能形成整體知識(shí)體系，學(xué)習(xí)深度不夠[2]。SPOC教學(xué)最早由阿曼德·?？怂菇淌谔岢?，是一種小而精的課堂類型，是將MOOC資源用于小規(guī)模、特定人群的教學(xué)方案[3]。楊麗等分析了高校教學(xué)特點(diǎn)，從前端分析、資源設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)等四個(gè)方面構(gòu)建了SPOC在傳統(tǒng)教學(xué)模式中的應(yīng)用[4]；丁翠紅依托超星平臺(tái)構(gòu)建了多維互動(dòng)的SPOC混合式教學(xué)模式[5]；王朋嬌等結(jié)合國(guó)內(nèi)開(kāi)放大學(xué)的辦學(xué)形式和特點(diǎn)，構(gòu)建了引領(lǐng)式SPOC教學(xué)模式[6]。南京大學(xué)、重慶大學(xué)、廈門大學(xué)等設(shè)置了SPOC教學(xué)平臺(tái)，將SPOC引入高校教學(xué)，將傳統(tǒng)課堂與線上課堂相結(jié)合，成為未來(lái)高校改革的重要方向。

SPOC(Small Private Online Course)，即小規(guī)模限制性在線課程，是后MOOC時(shí)代的典型課程模式。SPOC在教學(xué)方法上融合了在線教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，使實(shí)體課堂與在線課堂相結(jié)合，網(wǎng)絡(luò)討論和面對(duì)面討論相結(jié)合，課堂引導(dǎo)與課后跟蹤相結(jié)合。教學(xué)內(nèi)容上，SPOC教學(xué)課程內(nèi)容只針對(duì)于所選定的班級(jí)學(xué)生，學(xué)生具有一定的知識(shí)背景及專業(yè)基礎(chǔ)，知識(shí)講解也更具有針對(duì)性和目標(biāo)性，教師可提前在SPOC平臺(tái)設(shè)計(jì)測(cè)試題、案例分析、項(xiàng)目討論等內(nèi)容，及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，適當(dāng)調(diào)整課程進(jìn)度與設(shè)計(jì)。教學(xué)完成率上，基于SPOC的混合式教學(xué)過(guò)程中，教師全程引導(dǎo)與監(jiān)督，課程完成率可達(dá)到90%[7]，學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程可視化、數(shù)據(jù)化。

1 教學(xué)前端分析

1.1 課程內(nèi)容分析

大學(xué)數(shù)學(xué)包括高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)等課程，是應(yīng)用型本科院校理工經(jīng)管等專業(yè)的必修課程，重在培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、實(shí)際應(yīng)用能力及解題技巧能力等。在課程設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)應(yīng)放在訓(xùn)練學(xué)生的思維推理能力及實(shí)際問(wèn)題解決能力上。

1.2 教學(xué)現(xiàn)狀分析

應(yīng)用型本科院校中大學(xué)數(shù)學(xué)課時(shí)少、內(nèi)容多，且為大班授課，在傳統(tǒng)教學(xué)中多為板書+PPT的教學(xué)方式，教師課前難以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況及學(xué)習(xí)能力，課中也因?qū)I(yè)要求忙于趕進(jìn)度，缺乏與學(xué)生互動(dòng)交流，在公式推導(dǎo)及解決實(shí)際問(wèn)題中直接給出解題過(guò)程，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，課后作業(yè)批改工作量大，很難有效實(shí)現(xiàn)后續(xù)的跟蹤學(xué)習(xí)。

1.3 學(xué)習(xí)者分析

通過(guò)對(duì)本校電氣、會(huì)計(jì)、經(jīng)管、網(wǎng)絡(luò)四個(gè)專業(yè)的200多名學(xué)生進(jìn)行調(diào)研分析，學(xué)生在學(xué)習(xí)大學(xué)數(shù)學(xué)過(guò)程中存在以下問(wèn)題：第一，大學(xué)數(shù)學(xué)面向大一學(xué)生開(kāi)設(shè)，高中的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法難以滿足大學(xué)課堂，多數(shù)學(xué)生感覺(jué)大學(xué)數(shù)學(xué)課堂進(jìn)度快、互動(dòng)少、課后輔導(dǎo)少，對(duì)知識(shí)的掌握只能停留在課堂有限的內(nèi)容上，不能進(jìn)行知識(shí)拓展與延伸。第二，大學(xué)數(shù)學(xué)代課教師多為數(shù)學(xué)類專業(yè)教師，缺乏理工科專業(yè)知識(shí)，所講授知識(shí)不能有效地與學(xué)生專業(yè)知識(shí)相結(jié)合，書上例題和課后題與本專業(yè)相關(guān)性低，缺乏學(xué)習(xí)興趣。第三，學(xué)習(xí)氛圍不足，自我約束力差，缺乏獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力，部分學(xué)生將時(shí)間、精力用在了娛樂(lè)和個(gè)人興趣上，學(xué)習(xí)中缺乏管理時(shí)間的方法和技巧。

2 基于SPOC的混合式教學(xué)模式構(gòu)建

以概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)課程中“全概率與貝葉斯公式”內(nèi)容為例，選用智慧樹(shù)平臺(tái)上線的天津大學(xué)國(guó)家級(jí)精品課程——概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)，此課程以每個(gè)小知識(shí)點(diǎn)為中心展開(kāi)，每個(gè)視頻最短2 min，最長(zhǎng)不超過(guò)12 min，適用于SPOC教學(xué)。任課班級(jí)選取2019級(jí)電氣工程及自動(dòng)化兩個(gè)班(合班)共70名學(xué)生，主要采取小組討論與任務(wù)驅(qū)動(dòng)模式，從課前、課中、課后三方面有效開(kāi)展基于SPOC的混合式教學(xué)活動(dòng)。

2.1 課前線上自學(xué)

教師在課前制作思維導(dǎo)圖、任務(wù)單及課前闖關(guān)測(cè)試題等上傳至智慧樹(shù)平臺(tái)中的班級(jí)群里，學(xué)生課前打開(kāi)手機(jī)端智慧樹(shù)知到APP，根據(jù)教師發(fā)布的任務(wù)單觀看網(wǎng)絡(luò)課程，網(wǎng)絡(luò)課程為教師提前設(shè)置好的教學(xué)資源，在觀看視頻過(guò)程中，可以標(biāo)記自己不懂的地方截圖發(fā)至班級(jí)群，觀看結(jié)束后完成闖關(guān)測(cè)試題，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)批閱測(cè)試題并統(tǒng)計(jì)分析完成情況，教師可根據(jù)數(shù)據(jù)了解學(xué)生的自學(xué)情況，統(tǒng)計(jì)分析學(xué)生的整體技能水平及知識(shí)需求，設(shè)計(jì)出更有針對(duì)性的教學(xué)方案。為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可在闖關(guān)成功后在線上課堂中給予榮譽(yù)稱號(hào)。例如，“條件概率與乘法公式”是“全概率公式與貝葉斯公式”的前一部分內(nèi)容，與這一節(jié)課息息相關(guān)，先在線上課堂給出任務(wù)：A.觀看上節(jié)課“條件概率與乘法公式”的視頻，復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容。B.觀看“全概率公式與貝葉斯公式”視頻，思考在具體問(wèn)題中有因求果用什么公式？執(zhí)果尋因用什么公式？C.完成預(yù)習(xí)檢測(cè)題并總結(jié)在觀看視頻中存在的問(wèn)題。D.6人為一組，小組合作制作PPT，參與課堂匯報(bào)。

2.2 課堂引導(dǎo)總結(jié)

根據(jù)大學(xué)數(shù)學(xué)課程計(jì)劃，每次課2學(xué)時(shí)，課堂教學(xué)分為任務(wù)檢測(cè)、學(xué)習(xí)討論、知識(shí)拓展三部分。第一，任務(wù)檢測(cè)，約20 min。教師打開(kāi)智慧樹(shù)知到客戶端，投屏分析學(xué)生自學(xué)檢測(cè)題，課前總共發(fā)布4道檢測(cè)題，70名學(xué)生全部進(jìn)行了作答，第一題考察樣本的劃分，正確70人，第二題考察在實(shí)際問(wèn)題中樣本的劃分(電路系統(tǒng)的可靠性)，正確65人，第三題考察全概率公式的型式，正確60人，第四題考察全概率與貝葉斯公式的關(guān)系與運(yùn)用(里根總統(tǒng)遇刺案)，正確45人，從答題及班級(jí)群留言情況看，學(xué)生對(duì)于全概率公式與貝葉斯公式的推導(dǎo)過(guò)程還需要總結(jié)規(guī)律，實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)引導(dǎo)學(xué)生利用全概率公式及貝葉斯公式解決問(wèn)題。第二，學(xué)習(xí)討論，約15 min。根據(jù)課程目標(biāo)設(shè)置討論內(nèi)容，學(xué)生以小組為單位，討論分析全概率公式與貝葉斯公式的推導(dǎo)過(guò)程，由兩條并聯(lián)線路的可靠性概率推廣至N條線路的可靠性概率，在推導(dǎo)過(guò)程中教師給予適當(dāng)引導(dǎo)與評(píng)價(jià)，這一環(huán)節(jié)能夠提高學(xué)生的邏輯思維能力及推導(dǎo)能力，討論環(huán)節(jié)讓學(xué)生以小組為單位進(jìn)行課堂匯報(bào)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。學(xué)生匯報(bào)完后，教師總結(jié)并補(bǔ)充不足之處。為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師可組織學(xué)生進(jìn)行小組互評(píng)，針對(duì)學(xué)生在留言板上提出的問(wèn)題，通過(guò)前面的引導(dǎo)學(xué)習(xí)，教師可在線發(fā)布隨堂測(cè)試題或進(jìn)行隨機(jī)點(diǎn)名提問(wèn)，有針對(duì)性地講解學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的疑惑。同時(shí)，補(bǔ)充講解這節(jié)課中的重點(diǎn)與難點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生整理碎片化知識(shí)，明晰預(yù)習(xí)中存在的問(wèn)題，形成自己的知識(shí)體系。第三，知識(shí)拓展，約20 min。教師鼓勵(lì)引導(dǎo)學(xué)生將本節(jié)課知識(shí)與專業(yè)課或科技前沿問(wèn)題相結(jié)合，同時(shí)向內(nèi)挖掘與本節(jié)課相關(guān)的世界觀、思政元素，培養(yǎng)學(xué)生的大國(guó)精神與民族自豪感。

2.3 課后鞏固拓展

教師課后需要為學(xué)生營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍。對(duì)于沒(méi)有聽(tīng)懂的知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生可以再次回看視頻課程或在線留言，教師應(yīng)及時(shí)回復(fù)留言。計(jì)算是大學(xué)數(shù)學(xué)中非常重要的環(huán)節(jié)，教師應(yīng)在課后推送計(jì)算題提高學(xué)生計(jì)算能力。為加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師可以引導(dǎo)學(xué)生做一些項(xiàng)目性的學(xué)習(xí)，比如在“全概率公式與貝葉斯公式”這節(jié)課后，可以給學(xué)生布置這樣的作業(yè)：通過(guò)發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷及訪談的形式分析本專業(yè)(電氣)學(xué)生對(duì)于接種新冠疫苗的心理行為研究。教師課后需充分發(fā)揮監(jiān)督指導(dǎo)作用，做好階段模擬測(cè)試題，并根據(jù)測(cè)試題的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容與進(jìn)度。對(duì)于學(xué)有余力的同學(xué)，給出一些拓展性的題目與教學(xué)視頻，必要時(shí)給予指導(dǎo)。此外，教師可根據(jù)學(xué)生課前與課中的表現(xiàn)，對(duì)每個(gè)小組進(jìn)行文字性總結(jié)與評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)計(jì)入考核過(guò)程，學(xué)生依據(jù)教師總結(jié)的問(wèn)題反思自己的學(xué)習(xí)過(guò)程。教師在線上平臺(tái)與學(xué)生進(jìn)行交流時(shí)，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生積極發(fā)言，提出自己存在的問(wèn)題，激勵(lì)學(xué)生之間互相解決問(wèn)題，使學(xué)生之間形成共同學(xué)習(xí)的良好氣氛。

2.4 考核評(píng)價(jià)

基于SPOC的混合式教學(xué)模式學(xué)生考核評(píng)價(jià)包括兩部分：一是SPOC平臺(tái)的數(shù)據(jù)量化評(píng)價(jià)，其中視頻學(xué)習(xí)5%、章節(jié)測(cè)試5%、互動(dòng)討論5%、期末測(cè)試5%。二是平時(shí)成績(jī)與期末卷面成績(jī)，平時(shí)成績(jī)中作業(yè)10%、考勤10%、期末卷面成績(jī)60%。這兩部分評(píng)價(jià)包括了學(xué)生自評(píng)、學(xué)生互評(píng)、教師評(píng)價(jià)，從學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中給出科學(xué)合理的綜合成績(jī)。

3 教學(xué)效果分析

經(jīng)過(guò)2020年兩個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐后，通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查和學(xué)生訪談，分析基于SPOC的混合式教學(xué)模式的教學(xué)效果。

3.1 問(wèn)卷調(diào)查分析

對(duì)電氣專業(yè)2019級(jí)本科班學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，70人參與，收回有效問(wèn)卷70份，有效率100%，結(jié)果如表1所示。

表1 SPOC教學(xué)平臺(tái)使用效果分析表Tab.1 Analysis of utilization effect of SPOC teaching platform

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，85.71%的學(xué)生能夠按時(shí)完成教師提前布置的教學(xué)任務(wù)，92.85%的學(xué)生認(rèn)為SPOC教學(xué)模式提高了自身學(xué)習(xí)的參與度，但也有35.71%的學(xué)生認(rèn)為SPOC教學(xué)模式加重了自身的學(xué)習(xí)壓力，需要花費(fèi)更長(zhǎng)時(shí)間完成學(xué)習(xí)任務(wù)，但在教學(xué)效果上，92.85%的學(xué)生認(rèn)為此種教學(xué)模式提高了學(xué)習(xí)效果。

3.2 學(xué)生訪談分析

在調(diào)研的學(xué)生中隨機(jī)選取部分學(xué)生進(jìn)行訪談，滿意度高的學(xué)生認(rèn)為SPOC教學(xué)模式形式多樣化，可以接觸到更多優(yōu)質(zhì)課程視頻，并可以反復(fù)觀看鞏固知識(shí)，評(píng)論區(qū)討論可有效解答問(wèn)題，從時(shí)間和空間上延長(zhǎng)了學(xué)習(xí)過(guò)程，提高了學(xué)習(xí)效率。滿意度低的學(xué)生認(rèn)為觀看視頻及小組協(xié)作制作PPT增加了學(xué)習(xí)壓力，需要花費(fèi)更多時(shí)間。課堂中自己推導(dǎo)公式、探索規(guī)律難度較大，不如傳統(tǒng)課堂教師直接傳授知識(shí)輕松，但這部分學(xué)生一致認(rèn)為SPOC教學(xué)模式更大程度上提高了學(xué)習(xí)參與度，在知識(shí)的內(nèi)化上也比傳統(tǒng)教學(xué)更有效。

4 結(jié)語(yǔ)

利用智慧樹(shù)平臺(tái)進(jìn)行大學(xué)數(shù)學(xué)課程SPOC教學(xué)模式設(shè)計(jì)，課程結(jié)束后通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查及訪談的形式對(duì)該教學(xué)模式進(jìn)行效果研究。結(jié)果表明，SPOC教學(xué)模式形式多樣、內(nèi)容新穎，極大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，課前—課中—課后每個(gè)環(huán)節(jié)的雙向反饋教學(xué)模式極大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)效果，使教師更了解學(xué)生，在線討論、師生互評(píng)等環(huán)節(jié)也加大了學(xué)習(xí)深度，改善了師生關(guān)系，學(xué)生滿意程度較高。高校教師要充分發(fā)揮信息化教學(xué)手段，利用網(wǎng)絡(luò)資源實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué)，完善SPOC教學(xué)模式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。