韋玉球 任北上 付丹 謝芬芳

摘? 要：文章介紹了翻轉(zhuǎn)課堂、MOOC和SPOC等教育信息化資源的建設(shè)在國(guó)內(nèi)外發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀，提出了教學(xué)團(tuán)隊(duì)在應(yīng)用型大學(xué)開展SPOC云教學(xué)大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的可能性、必要性和實(shí)施設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：SPOC;翻轉(zhuǎn)課堂;MOOC;教學(xué)模式;線性代數(shù)課程;大數(shù)據(jù);應(yīng)用型大學(xué)

中圖分類號(hào)：G640? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2021）17-0120-04

Abstract： This paper describes the history and current status of the development of information resources of education such as flipped classrooms， MOOC， and SPOC at home and abroad， and puts forward the possibility， necessity and implementation design plan for teaching teams to implement the teaching mode of flipped classroom driven by SPOC cloud teaching big data in application-oriented university.

Keywords： SPOC; flipped classroom mode; MOOC; teaching model; linear algebras course; big data; application-oriented university

經(jīng)過廣大教師多年課堂教學(xué)改革的熏陶和洗禮，傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式盡管有了不小的優(yōu)化，但尚未得到根本性的轉(zhuǎn)變。主要問題還比較突出，首先，其教學(xué)模式不太容易依據(jù)受教育者自身的能力和條件開展個(gè)性化分類培養(yǎng);其次，因傳統(tǒng)教學(xué)模式的慣性，造成教育者“一言堂”和“填鴨式”的教學(xué)狀態(tài)仍占主導(dǎo)地位，學(xué)生在被動(dòng)地接受知識(shí)的過程中，下意識(shí)地喪失了參與教學(xué)和獨(dú)立思考的主動(dòng)性;第三，傳統(tǒng)教學(xué)模式比較側(cè)重于書面的、相對(duì)“淺層性”的學(xué)習(xí)，不易在教學(xué)中促進(jìn)學(xué)生自主開展深層的探究?？傊?，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造與創(chuàng)新能力還是存在諸多局限性，作者認(rèn)為，針對(duì)應(yīng)用型大學(xué)的人才培養(yǎng)方向和學(xué)校專業(yè)結(jié)構(gòu)，結(jié)合教育信息化開展課堂教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新是專職教師們值得探究的課題，而翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)理念與模式，正是將教育信息化的課堂教學(xué)從量變走向了質(zhì)變的階梯。如今，伴隨著大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的涌現(xiàn)，不僅打破了高校內(nèi)“信息孤島”的現(xiàn)象，同時(shí)為教學(xué)質(zhì)量提升也提供了新的途徑。我們線性代數(shù)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)針對(duì)當(dāng)前傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式的現(xiàn)實(shí)，重點(diǎn)學(xué)習(xí)及研究了SPOC云教學(xué)大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式與方法。我們認(rèn)為以翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式融合SPOC云教學(xué)大數(shù)據(jù)手段對(duì)提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、協(xié)作互助能力及問題解決能力，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行深層學(xué)習(xí)，都有現(xiàn)實(shí)和重要意義。

一、對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂的認(rèn)知

起源于美國(guó)林地高中并興起于美國(guó)可汗學(xué)院的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式[1-2]，曾被環(huán)球時(shí)報(bào)和紐約時(shí)報(bào)等新聞界看成是一次前所未有的課堂教學(xué)模式改革[3]。在我們教學(xué)團(tuán)隊(duì)探究相關(guān)文獻(xiàn)資料中注意到如下實(shí)例[4]：美國(guó)科羅拉多州林地高中的兩位化學(xué)教師發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生因課外活動(dòng)而缺課，進(jìn)而造成學(xué)習(xí)成績(jī)滯后的現(xiàn)象，為了解決這個(gè)問題，他們采用了將自己的講課過程錄制下來并上傳到Y(jié)ouTube，這一創(chuàng)舉不僅方便了缺課學(xué)生課后學(xué)習(xí)，而且因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻的可視性和靈活性深受其他學(xué)生的喜愛，逐漸地形成了學(xué)生在課后觀看教學(xué)視頻進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，在課上做作業(yè)、做實(shí)驗(yàn)并由教師答疑解惑的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式雛形。當(dāng)然，教育實(shí)踐還給予證明：翻轉(zhuǎn)課堂也適合于高等教育，能夠促進(jìn)更深層次的師生交流和生生交流[5]。文獻(xiàn)[6]對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法的實(shí)踐應(yīng)用及其效果進(jìn)行了分析，指出在美國(guó)的實(shí)踐證明，翻轉(zhuǎn)課堂明顯地提升了美國(guó)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)態(tài)度。美國(guó)教師對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂認(rèn)可度相當(dāng)高[7-8]。以上的教學(xué)實(shí)踐范例值得我們分析與借鑒。

二、SPOC——對(duì)MOOC的繼承、完善與超越

MOOC（Massive Open Online Course）即指大規(guī)模開放性在線課程[9]，由于這種在線課程學(xué)習(xí)的技術(shù)門檻較低，具有極高的包容性、遠(yuǎn)程性和開放性，到2013年底已經(jīng)有超過29所世界著名大學(xué)參與到MOOC教學(xué)中[10]。但人們也發(fā)現(xiàn)，由于開放性等緣故，MOOC課程也存在一些弊端，比如注冊(cè)人數(shù)雖多但學(xué)習(xí)的完成率較低。針對(duì)MOOC實(shí)踐中出現(xiàn)的諸多問題，哈佛大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校等世界名校開始探索使用一種新的課程形式——SPOC來實(shí)現(xiàn)MOOC原本的初衷，即對(duì)高校的教育產(chǎn)生積極的影響[11]。

SPOC（Small Private Online Course）即指小規(guī)模限制性在線課程[12]與前面的MOOC的無限制開放性不同，這種學(xué)習(xí)模式對(duì)參與者有一定的技術(shù)門檻和學(xué)習(xí)要求，而且SPOC課堂上還有一定的“競(jìng)爭(zhēng)性”。因?yàn)镾POC依然保留了MOOC原有的互動(dòng)交流和章節(jié)練習(xí)并對(duì)學(xué)習(xí)者又提出了必要的要求，導(dǎo)致學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)成績(jī)有了明顯地提升。

三、SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂——混合式教學(xué)模式

翻轉(zhuǎn)課堂+SPOC是一種混合式的教學(xué)模式，兩者的有機(jī)融合與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比較，會(huì)更具有挑戰(zhàn)性和新穎度。文獻(xiàn)[13]中將SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂這種教學(xué)模式直接應(yīng)用到高校的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的課程上，實(shí)踐表明以SPOC為媒介觀看視頻而產(chǎn)生的教學(xué)效果要比僅看紙質(zhì)版教材更具有優(yōu)越性。當(dāng)然，國(guó)內(nèi)的高校也在緊跟教育發(fā)展趨勢(shì)，陸續(xù)開展各類混合式教學(xué)模式的嘗試。例如，南京大學(xué)、清華大學(xué)等高校針對(duì)電路原理課程進(jìn)行教學(xué)合作，他們結(jié)合自身的教學(xué)目標(biāo)和硬件條件，利用“學(xué)堂云”SPOC平臺(tái)實(shí)施了翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)踐活動(dòng)[14]。通過2～3個(gè)學(xué)期的實(shí)踐教學(xué)后，成績(jī)得到充分體現(xiàn)——譬如，南京大學(xué)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性高漲，團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)的氛圍初步形成，學(xué)生畏難情緒得到消除，學(xué)習(xí)效果穩(wěn)步提高。清華大學(xué)學(xué)生找回被應(yīng)試教育磨滅的探索求知熱情，課堂表現(xiàn)積極踴躍，每個(gè)學(xué)期都有選修該課程的大一新生申請(qǐng)專利被授權(quán)，更可喜的是，參加該課程學(xué)習(xí)的學(xué)生在后續(xù)大學(xué)學(xué)習(xí)生活中也表現(xiàn)出很強(qiáng)的創(chuàng)新欲望。

四、開展SPOC理念下的大學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式需思考的問題

針對(duì)當(dāng)前傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造與創(chuàng)新能力有諸多局限性，以及迫切需要結(jié)合教育信息化進(jìn)行課堂教學(xué)模式與方法的改革與創(chuàng)新的現(xiàn)狀，我們利用課題組成員中具備專業(yè)知識(shí)的有利條件，將在學(xué)習(xí)研究并實(shí)施基于SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式時(shí)充分考慮和關(guān)注下列問題：

1. SPOC是高校翻轉(zhuǎn)課堂最佳的學(xué)習(xí)資源。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法將學(xué)生淺層學(xué)習(xí)的過程放在了課下，學(xué)生可以通過SPOC平臺(tái)提供的教學(xué)資源進(jìn)行學(xué)習(xí)，并能充分利用“第二課堂”以了解學(xué)生學(xué)習(xí)狀況及提供更多更適用的教學(xué)信息和資料。運(yùn)用SPOC實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂，務(wù)必需考慮課程性質(zhì)、課程規(guī)模、學(xué)生情況等諸多因素，結(jié)合線性代數(shù)課程內(nèi)容繁雜，概念抽象的特點(diǎn)，較科學(xué)地構(gòu)建出基于SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中的課堂教學(xué)內(nèi)容組織、方法實(shí)施和評(píng)價(jià)體系，創(chuàng)新翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。并推動(dòng)SPOC優(yōu)質(zhì)課程資源建設(shè)，促進(jìn)課程體系改革，共同探索優(yōu)質(zhì)課程群建設(shè)。

2. 推動(dòng)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法的關(guān)鍵在于對(duì)學(xué)生線上/線下學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的有效挖掘與利用，以此幫助教師對(duì)學(xué)生群體學(xué)習(xí)趨勢(shì)與個(gè)體學(xué)習(xí)困難的了解，推動(dòng)教師更有效地利用課堂陣地有針對(duì)性地開展個(gè)性化教學(xué)。據(jù)此重點(diǎn)探討線性代數(shù)課程中關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)及核心內(nèi)容（例如矩陣的可逆性、矩陣的秩、向量組的線性相關(guān)性、線性方程組有解的判別）的教學(xué)數(shù)據(jù)挖掘方法，通過對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)、問題討論等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)行挖掘;同時(shí)將信息反饋至教學(xué)策略模塊，為制定科學(xué)的教學(xué)策略提供依據(jù)。構(gòu)建以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的科學(xué)評(píng)價(jià)體系，形成特色鮮明的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法。

五、開展SPOC理念下的大學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式實(shí)施設(shè)計(jì)

SPOC和翻轉(zhuǎn)課堂融合讓傳統(tǒng)教育背景下學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)具備了可能性，開展基于SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂線性代數(shù)課程教學(xué)過程中，SPOC及翻轉(zhuǎn)課堂能相輔相成，二者的有機(jī)結(jié)合有助于提升和強(qiáng)化開放學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果?；赟POC的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式示意圖如圖1所示。

基于SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式主要分為課前、課中和課后三個(gè)部分。

部分一，教師在課前可根據(jù)學(xué)情進(jìn)行教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)，制作并推送相應(yīng)的SPOC課程資源，指導(dǎo)學(xué)生在線學(xué)習(xí)并完成相應(yīng)的任務(wù)清單;完成教師設(shè)計(jì)的在線測(cè)試，檢驗(yàn)自身對(duì)知識(shí)的消化程度。當(dāng)前的在線測(cè)試能自動(dòng)形成討論區(qū)，區(qū)中教師可以參與學(xué)生的討論和答疑，生生之間也能與同伴分享學(xué)習(xí)資料和體會(huì)，主動(dòng)開展探索性學(xué)習(xí);期間平臺(tái)會(huì)自動(dòng)記錄學(xué)生探究路徑并及時(shí)反饋學(xué)生信息;最后教師將這些問題進(jìn)行歸納總結(jié)，擬定第二階段設(shè)計(jì)課堂知識(shí)的導(dǎo)入題材。

部分二，課中的主要目是讓學(xué)生內(nèi)化并強(qiáng)化在SPOC課程中接觸到的知識(shí)點(diǎn)。教師可根據(jù)教學(xué)目標(biāo)相關(guān)的問題靈活設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，既使得學(xué)生對(duì)SPOC學(xué)習(xí)到的內(nèi)容做好回顧，也可以檢測(cè)學(xué)生課前學(xué)習(xí)的效果。在課堂上，建議教師根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)分組，各個(gè)小組圍繞重難點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的主題探究學(xué)習(xí)和任務(wù)匯報(bào)，教師可參與討論并視實(shí)情實(shí)施技術(shù)指導(dǎo)，通過個(gè)性化輔導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力和發(fā)散思維。

部分三，學(xué)生可在課后階段將課堂上的收獲或?qū)W習(xí)體會(huì)反映在答疑討論區(qū)，供同學(xué)們閱讀和互相討論，促進(jìn)學(xué)習(xí)效果。教師可根據(jù)上述實(shí)際設(shè)計(jì)練習(xí)題，供同學(xué)們?cè)诰€解答，平臺(tái)可自動(dòng)記錄作答時(shí)間，以及章節(jié)中重難點(diǎn)的回顧次數(shù)、交卷時(shí)間和完成測(cè)試所用時(shí)間等一系列數(shù)據(jù)，并做出智能在線評(píng)價(jià)。

大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型（見圖2）主要由四個(gè)模塊組成，各模塊在教育部頒布的各項(xiàng)教育信息化標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范約束下進(jìn)行實(shí)施，同時(shí)安全與管控貫穿整個(gè)流程，以保證技術(shù)體系的安全性和可控性。

（1）教學(xué)管理模塊——依據(jù)SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的理念，教學(xué)管理部分為教師提供課程制作、任務(wù)發(fā)布、課程修訂等功能，同時(shí)為學(xué)生提供小組協(xié)作、學(xué)習(xí)管理、師生交流答疑等功能，并為教學(xué)大數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)提供教學(xué)數(shù)據(jù)源。

（2）教學(xué)大數(shù)據(jù)挖掘模塊——利用統(tǒng)計(jì)分析、圖分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識(shí)別等技術(shù)對(duì)從教學(xué)管理系統(tǒng)采集獲得的學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、挖掘，從而多維度了解學(xué)生學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)效果及學(xué)習(xí)趨勢(shì)等，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自身知識(shí)漏洞，尋找更佳的學(xué)習(xí)方法。

（3）數(shù)據(jù)分析應(yīng)用模塊——根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果對(duì)學(xué)生進(jìn)行有利的興趣推薦、學(xué)習(xí)干預(yù)，綜合、客觀地評(píng)估教師的教學(xué)行為、教學(xué)效果，同時(shí)將信息反饋至教學(xué)策略模塊，為制定科學(xué)的教學(xué)策略提供依據(jù)。

（4）教學(xué)策略模塊——主要為教師提供科學(xué)的教學(xué)策略，它根據(jù)教學(xué)管理模塊和教學(xué)大數(shù)據(jù)挖掘反饋的數(shù)據(jù)，為教師科學(xué)地、合理地制定教學(xué)策略，同時(shí)反饋至教學(xué)管理模塊，方便教師進(jìn)修課程修訂、任務(wù)發(fā)布。

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