胡靜+陳立潮

（太原科技大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030024）

摘 要：介紹基于MOOC+SPOC的線上線下混合教學(xué)模式，從SPOC資源建設(shè)、翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施方案、即時(shí)通訊工具配合課堂教學(xué)、碎片化與知識(shí)結(jié)構(gòu)導(dǎo)圖、計(jì)算思維能力的培養(yǎng)等幾方面介紹這種教學(xué)模式的實(shí)踐過(guò)程，通過(guò)對(duì)比成績(jī)說(shuō)明實(shí)施效果，對(duì)基于MOOC+SPOC混合教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式進(jìn)行評(píng)價(jià)與總結(jié)并提出展望。

關(guān)鍵詞：混合教學(xué)；翻轉(zhuǎn)課堂；SPOC

0 引 言

大學(xué)計(jì)算機(jī)教育已被教育部確定為非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)大學(xué)生的必修課，課程包括大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用?，F(xiàn)有非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程學(xué)時(shí)數(shù)少，教學(xué)內(nèi)容只能停留在基本概念和基本應(yīng)用上，而后續(xù)專(zhuān)業(yè)課卻要求學(xué)生使用C語(yǔ)言解決本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域問(wèn)題，如何跨越從基礎(chǔ)知識(shí)到專(zhuān)業(yè)應(yīng)用的鴻溝，如何在知識(shí)和思維之間搭起橋梁，如何夯實(shí)基本功，培養(yǎng)和應(yīng)用計(jì)算思維解決專(zhuān)業(yè)問(wèn)題的能力，為接下來(lái)的專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)，這些是該課程存在的問(wèn)題。我們認(rèn)為要從兩個(gè)方面著力破解，一是從課程教學(xué)內(nèi)容體系方面，尋求培養(yǎng)計(jì)算思維能力并能拓展應(yīng)用能力的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)；二是從教學(xué)手段、教學(xué)方法方面，驗(yàn)證是否可以利用MOOC+SPOC等先進(jìn)的教學(xué)手段破解這樣的矛盾[1]。

1 基于MOOC+SPOC混合教學(xué)模式研究

MOOC（massive open online courses，大規(guī)模開(kāi)放在線課程）是近幾年涌現(xiàn)出來(lái)的一種在線課程開(kāi)放模式，有著強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力和處理能力，能將學(xué)習(xí)過(guò)程、進(jìn)度、參與討論等情況保存下來(lái)，通過(guò)對(duì)大數(shù)據(jù)的處理和分析，實(shí)時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況并實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程化的電子管理，但MOOC也有缺陷，如居高不下的退課率、教師無(wú)法掌控學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程、習(xí)題甚至是考試都無(wú)法確保是否學(xué)生本人完成。如何充分利用MOOC優(yōu)質(zhì)共享資源并和課堂教學(xué)有效結(jié)合，使兩者相互促進(jìn)、互相融合是目前亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

SPOC（small Private Online Course） 小范圍私有在線課程，是MOOC的一個(gè)分支，規(guī)模一般為幾十人到幾百人不等。MOOC+SPOC是指各學(xué)校基于同一門(mén)MOOC課程建設(shè)的專(zhuān)有的特色化在線開(kāi)放課程。SPOC分同步SPOC和異步SPOC，同步SPOC是指SPOC和MOOC同時(shí)進(jìn)行，學(xué)生不但可以得到MOOC團(tuán)隊(duì)的在線輔導(dǎo)，而且可申請(qǐng)到結(jié)業(yè)證書(shū)；而異步SPOC是由本校教師獨(dú)立發(fā)布MOOC資源，根據(jù)學(xué)校定位、專(zhuān)業(yè)以及入學(xué)基礎(chǔ)的差異，教師可以對(duì)MOOC資源如短視頻、教學(xué)課件、測(cè)試題、期末考試題及討論話題進(jìn)行增加或刪除，建設(shè)高于或低于MOOC標(biāo)桿性課程內(nèi)容，形成符合本校特色的SPOC課程資源。

基于MOOC+SPOC線上線下混合教學(xué)模式是指在現(xiàn)代信息技術(shù)的支持下，教師（本校或MOOC教師）“線上”提供教學(xué)視頻、話題討論、測(cè)試題等教學(xué)資源，學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)，教師根據(jù)線上數(shù)據(jù)的反饋從而決定線下課堂內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)在線學(xué)習(xí)和課堂教學(xué)的融合。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式是指把傳統(tǒng)課堂的教與學(xué)翻轉(zhuǎn)成為線上的教與學(xué)，線下則以討論和答疑為主，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。

2 基于MOOC+SPOC混合教學(xué)模式的改革和實(shí)踐

2.1 進(jìn)行SPOC資源建設(shè)

2016年春，我們?cè)谥袊?guó)大學(xué)MOOC開(kāi)設(shè)了C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的SPOC課程，該課程同步李鳳霞教授C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)上的MOOC課程。由于李鳳霞教授實(shí)驗(yàn)用到的編譯環(huán)境是Dec C++，而我們要求的編譯環(huán)境是Visual C++6.0，因此教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)了私有SPOC資源，包括錄制Visual C++6.0環(huán)境中程序的運(yùn)行、出錯(cuò)類(lèi)型和程序調(diào)試方法的視頻，建設(shè)延展思維、拓展應(yīng)用、單元測(cè)試等富文本配套資源并上傳至中國(guó)大學(xué)MOOC的SPOC平臺(tái)，如圖1所示。

2.2 實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂方案

改革C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的第二章C語(yǔ)言基礎(chǔ)知識(shí)和第三章結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)以基礎(chǔ)知識(shí)為主，適合線上MOOC學(xué)習(xí)，而實(shí)驗(yàn)內(nèi)容適合線下以任務(wù)、活動(dòng)、小組、討論等形式，按照翻轉(zhuǎn)課程的教學(xué)模式開(kāi)展課堂活動(dòng)。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式實(shí)施方案如圖2所示，主題為“計(jì)算環(huán)境與程序的編寫(xiě)及運(yùn)行”的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動(dòng)安排見(jiàn)表1。

要想達(dá)到翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)效果，一方面需要學(xué)生具備充足的知識(shí)儲(chǔ)備，這樣才能使知識(shí)由被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)認(rèn)可和自主輸出，從而支撐與教師的互動(dòng)；另一方面需要教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精心設(shè)計(jì)和編排。因此，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法不適合整門(mén)課程使用，僅適合對(duì)部分章節(jié)的部分內(nèi)容且僅適合作為課堂局部教學(xué)使用。

2.3 充分利用即時(shí)通訊工具QQ的群功能

由于QQ普遍使用，可利用QQ群功能作為教學(xué)輔助工具，用于發(fā)布教學(xué)通知、布置作業(yè)和問(wèn)題答疑。漸進(jìn)式信息發(fā)布可刺激學(xué)生遞進(jìn)階梯式思考，為線上線下翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式提供有效途徑。

（1）課前：將單元測(cè)試內(nèi)容發(fā)布到課程QQ群，學(xué)生使用手機(jī)閱讀測(cè)試題目，將答案直接寫(xiě)在紙上；教師在課程QQ群公布答案，并采取學(xué)生互評(píng)的方式評(píng)閱試卷。

（2）課中：教師可根據(jù)實(shí)驗(yàn)難易程度和學(xué)生課上反應(yīng)程度，每隔一段時(shí)間在課程QQ群里發(fā)布實(shí)驗(yàn)題目、實(shí)驗(yàn)要求、問(wèn)題描述、問(wèn)題分析、算法設(shè)計(jì)、提示代碼和程序代碼；學(xué)生將問(wèn)題或答案第一時(shí)間上傳到群里，教師答疑和點(diǎn)評(píng)，學(xué)生分享互相學(xué)習(xí)，見(jiàn)表2。

（3）課后：學(xué)生將上機(jī)未完成的作業(yè)，包括編譯未通過(guò)的源程序代碼上傳至課程QQ群，學(xué)生及師生間可協(xié)助共同調(diào)試，通過(guò)加分、紅包、點(diǎn)贊、表情包、書(shū)面評(píng)語(yǔ)等方式進(jìn)行鼓勵(lì)。

2.4 利用碎片化與知識(shí)結(jié)構(gòu)導(dǎo)圖

碎片化的知識(shí)點(diǎn)有利于學(xué)生針對(duì)具體問(wèn)題反復(fù)理解，成為課堂教學(xué)充分和有力的補(bǔ)充。每段3～8min的視頻講述一個(gè)完整知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生可將視頻資源下載到手機(jī)，隨時(shí)隨地對(duì)較難的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行反復(fù)學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)變得隨心所欲。碎片化也有不足，如零散知識(shí)點(diǎn)和分散知識(shí)塊不利于學(xué)生知識(shí)整體框架的搭建，不利于學(xué)生形成完整的知識(shí)體系。為彌補(bǔ)這一缺陷，每章設(shè)計(jì)的知識(shí)結(jié)構(gòu)導(dǎo)圖可幫助學(xué)生理解知識(shí)之間的組織關(guān)系，教師可依據(jù)知識(shí)結(jié)構(gòu)導(dǎo)圖進(jìn)行知識(shí)梳理和系統(tǒng)化引導(dǎo)，學(xué)生則可依據(jù)知識(shí)結(jié)構(gòu)導(dǎo)圖鞏固復(fù)習(xí)，使零散的知識(shí)點(diǎn)得以重組及系統(tǒng)化。某章的知識(shí)結(jié)構(gòu)導(dǎo)圖設(shè)計(jì)如圖3所示。

2.5 提升計(jì)算思維能力

學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的最終目的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的思路和方法，并將這些思想和方法融合創(chuàng)造性地應(yīng)用于新問(wèn)題的解決，從而培養(yǎng)其計(jì)算思維能力和創(chuàng)新能力。

教員可通過(guò)分析問(wèn)題求解的過(guò)程培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，如在學(xué)生完成數(shù)值和函數(shù)的學(xué)習(xí)后，給出問(wèn)題：編程實(shí)現(xiàn)通訊錄，要求能按照不同方式錄入、查詢(xún)和修改聯(lián)系人信息，并能對(duì)聯(lián)系人分組和按姓名進(jìn)行排序。首先，講解如何將已知信息轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可理解的形式，即問(wèn)題的表示；其次，分析求解問(wèn)題的方法和輸出的結(jié)果；最后，引入程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)算法，編寫(xiě)代碼并調(diào)試執(zhí)行。

通過(guò)分析和解決專(zhuān)業(yè)問(wèn)題鍛煉計(jì)算思維能力，要求學(xué)生分組使用錄屏軟件錄制視頻，從問(wèn)題描述、模塊化劃分、數(shù)據(jù)類(lèi)型定義和程序關(guān)鍵代碼注釋這幾方面解決本領(lǐng)域某一專(zhuān)業(yè)問(wèn)題。從學(xué)習(xí)知識(shí)時(shí)的思考和實(shí)踐到講解知識(shí)時(shí)的分析和領(lǐng)悟，角色的互換可以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，同時(shí)也使學(xué)生計(jì)算思維能力的提升有落腳點(diǎn)。

3 實(shí)施效果及評(píng)價(jià)

3.1 線上線下成績(jī)對(duì)比

我們從機(jī)械制造及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)隨機(jī)挑選3個(gè)班120名學(xué)生組成實(shí)驗(yàn)班，采用混合教學(xué)和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，對(duì)于同一專(zhuān)業(yè)的其他普通班級(jí)采用傳統(tǒng)模式。

線上MOOC成績(jī)是單元測(cè)試、作業(yè)、討論和期末測(cè)試成績(jī)的加權(quán)，最終取得MOOC有效成績(jī)的人數(shù)為91人，其中優(yōu)秀32人，合格51人，不合格8人，分別占總?cè)藬?shù)的35.2%、56.0%和8.8%。北京理工大學(xué)開(kāi)設(shè)的MOOC學(xué)習(xí)總?cè)藬?shù)是8 103人，其中2 927人優(yōu)秀，2 552人合格，2 624人不合格，分別占選修課程的36.1%、31.5%和32.4%。較高的退課率是MOOC的常見(jiàn)現(xiàn)象，但太原科技大學(xué)學(xué)生的優(yōu)秀率和MOOC整體持平，合格率遠(yuǎn)高于MOOC整體水平，說(shuō)明學(xué)生整體水平高于MOOC課程教學(xué)要求。

線下成績(jī)比對(duì)的數(shù)據(jù)來(lái)自于某教師同時(shí)授課的普通班和實(shí)驗(yàn)班。我們分別從最高成績(jī)、最低成績(jī)和平均成績(jī)3方面進(jìn)行比較，如圖4所示，可以看出，實(shí)驗(yàn)班最高成績(jī)、最低成績(jī)和平均成績(jī)均高于普通班，說(shuō)明混合教學(xué)模式提高了課程的完成率和優(yōu)秀率。

3.2 調(diào)查與評(píng)價(jià)

我們對(duì)MOOC+SPOC平臺(tái)、資源使用、混合教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂、無(wú)紙化考試等多眾多內(nèi)容進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如圖5和圖6所示。結(jié)果顯示，學(xué)生對(duì)線上線下混合教學(xué)和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式滿(mǎn)意度較高。

4 工作展望

教改實(shí)踐中我們也發(fā)現(xiàn)，名校的MOOC資源并不完全適合地方院校的教學(xué)需求，如北京理工大學(xué)李鳳霞課程的編譯環(huán)境是Dev C++，哈爾濱工業(yè)大學(xué)蘇小紅課程的編譯環(huán)境是Code：Blocks，而大部分地方院校采用的是Visual C++6.0，教學(xué)過(guò)程中運(yùn)行環(huán)境的來(lái)回切換、程序調(diào)試方法的差異等都給初學(xué)者帶來(lái)困擾，因此建設(shè)符合地方院校特色的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)類(lèi)MOOC資源勢(shì)在必行。太原科技大學(xué)聯(lián)合忻州師范學(xué)院和呂梁學(xué)院實(shí)現(xiàn)協(xié)同創(chuàng)新[2]共建共享，聯(lián)合建設(shè)MOOC資源，實(shí)現(xiàn)定制化SPOC和個(gè)性化SPOC，并按照32學(xué)時(shí)、48學(xué)時(shí)和64學(xué)時(shí)打包成不同類(lèi)的課程，從實(shí)際項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中遇到的專(zhuān)業(yè)問(wèn)題入手，師生聯(lián)合錄制適合不同學(xué)科門(mén)類(lèi)體現(xiàn)計(jì)算思維的典型案例，從而滿(mǎn)足地方高校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育的教學(xué)需求。

5 結(jié) 語(yǔ)

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)將擔(dān)負(fù)起培養(yǎng)作為科學(xué)思維三大支柱之一的計(jì)算思維能力的主要任務(wù)，將為計(jì)算機(jī)學(xué)科與其他學(xué)科的交叉融合做好必要的知識(shí)和應(yīng)用能力鋪墊，將培養(yǎng)具有計(jì)算思維素養(yǎng)、熟悉計(jì)算機(jī)應(yīng)用的信息社會(huì)公民[3]。

MOOC的興起是高校課程教學(xué)改革的重要契機(jī)，不僅對(duì)于促進(jìn)大學(xué)高水平課堂建設(shè)具有明顯作用，對(duì)于促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源開(kāi)發(fā)和共享也具有重要意義。一方面，我們要借助MOOC開(kāi)展“翻轉(zhuǎn)課堂”和“混合教學(xué)”實(shí)踐，改革傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，提高計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的影響力和教學(xué)效果；另一方面，我們也要借助MOOC平臺(tái)開(kāi)設(shè)高水平、體現(xiàn)改革方向的課程，提高任課教師教學(xué)水平，使其成為惠及高校學(xué)生和社會(huì)學(xué)習(xí)者的有效途徑。

基金項(xiàng)目：教育部產(chǎn)學(xué)合作專(zhuān)業(yè)綜合改革項(xiàng)目 “基于計(jì)算思維的‘C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教學(xué)模式改革與資源建設(shè)”（1-3）；山西省重點(diǎn)教改項(xiàng)目“基于MOOC+SPOC的線上線下混合教學(xué)模式改革與實(shí)踐研究”（J2016069）；校教改項(xiàng)目“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程類(lèi)的線上線下混合教學(xué)模式課程設(shè)計(jì)與改革實(shí)踐”（201520）。

第一作者簡(jiǎn)介：胡靜，女，副教授，研究方向?yàn)閳D像處理與圖像識(shí)別、智能計(jì)算和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育，279641292@qq.com。

參考文獻(xiàn)：

[1]戰(zhàn)德臣， 聶蘭順， 張麗杰， 等. 大學(xué)計(jì)算機(jī)課程基于MOOC+SPOCs的教學(xué)改革實(shí)踐[J]. 中國(guó)大學(xué)教學(xué)， 2015（8）： 29-33.

[2]李鳳霞， 陳宇峰， 余月， 等. 基于MOOC/SPOC的課程協(xié)同建設(shè)與思考[J]. 計(jì)算機(jī)教育， 2016（1）： 17-18.

[3]教育部高等學(xué)校大學(xué)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì). 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求[M]. 北京： 高等教育出版社， 2016： 1-4.

（編輯：宋文婷）