基于“MOOC+SPOC+任务驱动”程序设计教学模式研究

赵榆琴

摘 要： 为实现“教师引导，学生主导”的教学变革，提出构建基于“MOOC+SPOC+任务驱动”的程序设计教学模式，介绍该模式的4个阶段和以C语言为实例的教学模式的实践过程，分析实践结果并提出改进。

关键词：MOOC；SPOC；任务驱动；程序设计；C语言

1 背 景

1.1 MOOC与SPOC的比较

MOOC是大规模开放性在线课程[1]，从教育学角度看，MOOC本质是一种面向大众免费开发的学习资源[2]，建设的初衷是为了满足学生的个性化学习需求、共享优秀教学资源和可持续发展的学习和认证模式[3]。MOOC有很多优势也面临很多挑战[3]。当前，MOOC后时代已经到来，基于MOOC 改进的SOOC、SPOC、PMOOC、Meta-MOOC、DOCC、MOOL、MOOR 等教学模式不断涌现，其中，备受关注的是SPOC。SPOC是小规模私有的在线课程，面向特定人群、面向 “线上线下结合”的集管理、网络媒体教学环境、网络媒体教学工具于一身的辅助教学手段[4]。

MOOC对学员的身份、人数、基础和学习目标都没有限制，对学员是完全开放的，以学员“自主在线学习”为学习形式，教师能利用平台启发和引导学员自主学习。SPOC学员多为专业和年级相同的在校大学生，学习目标明确、相同，对学员人数限制为从10到上百。学员除了“自主在线学习”（线上）以外，教师还可以进行“课堂学习交流”（线下）。由于SPOC一般为特定课程设计，要求学生必须完成，因此，在学生完成课程后，综合评价包括系统自动评价和线下课程评价两部分构成。

虽然各种改进的MOOC不断涌现，但MOOC仍然有存在的必要性，SPOC也面临诸多的阻力，比如教师信息素养水平低、教学设计缺乏，个性化学习需求未能满足等[3]。

1.2 “MOOC+SPOC”混合式教学

“MOOC+SPOC”混合教学模式是大学教育教学改革的推进方向。2015年1月，中国高校计算机教育MOOC联盟“大学计算機”课程工作组成立，国内多所大学加入该工作组，相继推出和实施针对本校学生的“MOOC+SPOC”课程教学体系，并在多方面取得了积极的效果[2]。针对我院的具体情况，以下几个问题需要深入思考和谨慎定位：①“MOOC+SPOC”模式是否适合本院开设的所有课程？②“MOOC+SPOC”模式下，教师素养水平如何？教师的设计能力如何？③“MOOC+SPOC”模式下，对于同一门课程，针对不同基础的学生，能否实现个性化教与学？④“MOOC+SPOC”模式下，学生的学习结果如何评价？

2 基于“MOOC+SPOC+任务驱动”的程序设计教学模式的构建

通过对上述4个关键问题的深入思考和定位，针对程序设计类课程内容多、学时有限、实践性强等问题，我们提出基于“MOOC+SPOC+任务驱动”的教学模式。该模式将整个教学过程分为4个阶段：课前感性认识、课中理性学习、课间技能实践和课后评价提升，4个阶段的关系如图1所示。

每个阶段都配有相应的任务，以任务驱动各个阶段的递进，各个阶段的任务分布见表1。

2.1 课前感性认识的设计

课前感性认识阶段要求学生利用学习资源进行自主学习，目的是让学生对要学习的内容有一个感性认识，产生兴趣，并提醒学生不要匆忙进入具体知识技能的学习和实践。针对本院教师和学生的具体情况，在这个阶段引入北京大学的MOOC课程计算概论A。学生在学习C语言之前，必须先完成该MOOC课程“感性认识”的学习部分。

另外，在正式开始学习C语言之后，教师根据学习内容进度，适时再引入MOOC课程计算概论A的“理性认识”部分，使得学生对具体知识点的学习也先有一个感性认识，本阶段流程如图2所示。

2.2 课中理性学习的设计

课中理性学习阶段根据课程内容进度，由教师以章节为单位，或者以知识点为单位，提出相应的B级任务。学生除了可再次使用MOOC自主学习以外，教师提供相应的SPOC教程，并会将任务具体所用知识点在课堂上给予讲解，学生在实验课内完成和提交任务，本阶段流程如图3所示。

2.3 课间技能实践的设计

在课中理性学习阶段结束，学生提交任务获得评价后，课间技能实践阶段将在上一阶段的基础上进行。同样，由教师根据课程内容进度，以章节为单位，或者以知识点为单位，提出相应的C级任务。学生可再次使用上一阶段的SPOC课程自主复习，教师提供“线上”技能训练平台，将C级任务以比赛的形式向学生发布，要求在规定时间内完成。为此，在这个阶段引入了北京大学“openjudge开放的在线程序测试平台”，学生将在这个平台上完成和提交任务，本阶段流程如图4所示。

2.4 课后评价提升的设计

在第二和第三阶段任务完成的基础上，进入课后评价提升阶段。同样，由教师根据课程内容进度，以章节为单位，或者以知识点为单位，提出相应的D级任务。学生可任意选择前阶段的学习资源进行自主复习，教师仍然使用北京大学“openjudge开放的在线程序测试平台”发布D级任务，学生在本课程成绩评定之前完成即可。能力强的学生可在平台上完成和提交任务，能力弱一点的也可以通过在“线下”跟与教师进行“一对一”个性化教学之后完成，本阶段流程如图5所示。

需要说明的是，整个教学模式中的4个阶段存在迭代关系，每一阶段的进入要在上一阶段基本完成的基础上开始。如果学生在完成下一阶段的任务出现困难时，可以重复上一阶段的学习；上一阶段的学习成果会作为下一阶段学习的初始值。由于程序设计语言前后知识的连续性和依赖性，教师根据教学内容所设计的每一次“任务驱动”都是整个教学模式的一次“迭代”。

3 基于“MOOC+SPOC+任务驱动”的程序设计教学模式的实施

考虑到C语言是计算机专业首先学习的第一门程序设计类课程，因此，我们选择计算机科学与技术专业的C程序设计作为“MOOC+SPOC”教学模式的实例课程。根据这门课程本身的教学内容和特点，设计并实施了多次基于“MOOC+SPOC+任务驱动”教学模式的迭代。

3.1 课前感性认识的实践

北京大学开设的MOOC课程计算概论A中的感性认识部分提出一个问题：找出以下数列中的最大数：78，56，69，31，36……针对这个问题，教师给出A级任务：学生课前自行思考这个问题并给出答案。之后，要求学生观看MOOC，体验计算机解决这个问题的思路，对这道题所蕴含的“循环结构”有一个感性认识。

3.2 课中理性学习的实践

根据“循环结构”这一知识点，教师发布B级任务：计算器的设计和实现。首先，课前要求学生观看MOOC课程计算概论A中介绍“循环结构”具体知识的内容；其次，课堂上教师具体讲解设计计算器所用到的知识点；再者，在实验课上以SPOC形式，要求学生根据所学自主完成任务，并在实验课当堂提交任务。教师将从教师机接收到学生的程序，也可随机抽查某一学生的任务（程序）编辑、调试、运行的结果。由于C程序设计是双语教学示范课程，在这个阶段，采用全英文VC++6.0平台，检验学生的程序正确率，教师可根据对学生的了解或学生的完成情况（如实验报告），检查和评价学生对“循环结构”基本知识点和技能的掌握情况。

3.3 课间技能实践的实践

根据“循环结构”这一知识点和第二阶段的学生任务提交情况，教师发布C级任务：循环结构之比赛。教师在“openjudge开放的在线程序测试平台”选择一些难度高于B级任务的题目，以比赛的形式发布，要求学生在规定时间内完成，并在平台上提交任务。

3.4 课后评价提升的实践

根据“循环结构”这一知识点和第三阶段的学生任务完成情况，教师发布D级任务：猜数游戏（1阶～ 4阶）。学生在完成这一阶段的任务之前，可以评估自己前三阶段的任务完成情况，如果前三阶段完成较好，即对于能力强的同学，可直接开始完成D级任务；如果前三阶段还有未完成的，即对于能力弱一点的同学，可以复习前几阶段“MOOC+SPOC+任务驱动”的资料，还可以与教师建立“一对一”的个性化教与学模式，这个模式可以在“线上”，也可以在“线下”。另外，本阶段的任务设计力求解决现实问题，是分级的实际问题。如，“猜数游戏”可按照游戏的难度和人性化程度分为4阶，对于能力弱一点的学生也能完成“一半”的任务，而这“一半”的任务也可以独立作为游戏，不至于影响到学生的积极性。能力强的学生则可以完成第4阶难度的游戏设计，并在“openjudge开放的在线程序测试平台”上提交任务。能力弱的、有疑问的学生可在全英文VC++6.0上完成，由教师和学生进行“一对一”的个性化教学，教师根据具体情况与学生商定一个计划进度，按计划进度完成任务，学生单独提交任务给教师。

4 基于“MOOC+SPOC+任务驱动”的程序设计模式的教学效果

4.1 学生期末成绩

以下是本校2015级计算机科学与计算机专业使用基于“MOOC+SPOC+任务驱动”的教学模式后，与2014级使用同一份“C程序设计”试卷考试的期末成绩分布情况，见表2和表3。

对比两个年级的成绩分布，发现2015级的及格率大幅提高，60～69分和70～79分的学生明显增加，但是80～89分和90～100分的学生有所下降。

4.2 成绩评价

合理的评价机制有助于调动学生的学习积极性。在课程开始之前，教师已将本学期本课程的教学活动或成绩评价方法告之学生，引导学生积极主动学习。在“MOOC+SPOC+任务驱动”的教学模式引导下，学生的学习积极性得到提高，教师把平时成绩的计算方法进行了改进。在上述的4个阶段中都有评价机制，主要包括3个方面：教师评价、实验评价和平台评价。教师评价的目的是引导学生的学习兴趣；实验评价是对学生完成基本技能训练的评价，鉴于程序设计语言的实践性较强，这是学生学习情况的基本评价；平台评价是对学生能力的一个衡量，以某一道题的完成情况，包括排名、状态、统计和提问。当学生的教师评价、实验评价和平台评价出来之后，这个学生会得到一个什么样的期末成绩，教师可以提前预测，而且期末成绩也和之前的“三方评价”紧密相连。

5 基于“MOOC+SPOC+任务驱动”的程序设计教学模式的反思

探索新的教学模式是为了提高教学质量，通过对“MOOC+SPOC+任务驱动”程序设计语言教学模式的构建和实践，发现这种模式使得大部分学生的成绩有所提高。我们也发现一些需要进一步细化和改进的问题：①教师对这种模式，特别是设计和使用SPOC的驾驭能力还有待提高，要实现全部教学内容的4个阶段的设计，还需要教师不断地摸索和改进；②仍然要特别注意学生的基础和个人能力的不同，一般情况下，学生从第二阶段开始就会有不同的表现，教师应该适时观察是否提前对一些同学展开“一对一”的个性化教学；③第三阶段主要依靠平台进行评价，但也会出现学生“线下”已完成任务，待提交到平台出现问题的情况，这个时候也需要教师适时介入，给予灵活的处理和评价；④在下一轮的“MOOC+SPOC+任务驱动”教学模式的改进和实践中，应该关注学生对这一模式的评价，特别是高分段学生略有减少的原因的探究；⑤在教学过程中，争取做到“教师要闲，学生要忙”[5]，可以适当融入“翻转课堂”的形式，但要把握好度。

参考文献：

[1] 戴丽丽， 李群. MOOC： 撬动中国高等教育变革的支点[J]. 黑龙江高教研， 2015（3）： 23-26.

[2] 战德臣. 大学计算机“MOOC+SPOCs+翻转课堂”混合教学改革实施计划[J]. 计算机教育， 2016（1）： 12-16.

[3] 罗兰花， 任子亭， 张红军. MOOC趋势分析与基于SPOC的高校教学推进策略研究[J]. 计算机教育， 2016（2）： 154-158.

[4] 苏小红， 赵玲玲， 叶麟， 等. 基于MOOC+SPOC的混合式教学的探索与实践[J]. 中国大学教学， 2015（7）： 60-65.

[5] 王峥， 苏小红. MOOC +SPOC混合式教学研究[J]. 计算机教育， 2017（1）： 91-94.

[6] 张颖. 基于“SPOC+任務驱动”的翻转课堂模式研究[J]. 计算机教育， 2017（1）： 131-135.

（编辑：郭田珍）