SPOC在本科应用型软件人才培养中的探索与实践

闵建+沈奇+徐秀云

摘 要：Web教学技术的成熟及线上教学资源的日益丰富，给高校教育带来契机的同时也提出了挑战。根据教学目标和对象不同，如何利用优质教学资源制定有针对性的教学策略是高校人才培养面临的挑战。结合软件人才素质需求，以培养应用型软件人才为目标，就如何充分调动学生的学习主动性并发挥教师引导作用，阐述了基于SPOC混合式教学模式的实践与探索。

关键词：SPOC；混合式教学；MOOC；JiTT；任务驱动式学习

DOIDOI：10.11907/rjdk.171216

中图分类号：G434

文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2017）007-0216-04

0 引言

根据我国高等教育和社会需求现状，在国家“十三五”规划中关于高校人才培养方面，要求优化学科专业布局和人才培养机制，鼓励具备条件的普通本科高校向应用型转变[1]。当前社会急需能将专业知识和能力应用于社会实践的人才。

通过对软件行业的调研分析，发现绝大部分软件企业认为应用型软件人才应具备：①专业背景；②代码设计能力；③测试能力；④团队合作能力；⑤利用系统和工程规范思考问题的能力；⑤标准化思维等。针对社会发展和企业对软件人才的需求，不断优化提升高校培养相关人才的效率和质量是十分必要的。各种新技术如Web技术、移动互联网技术、虚拟现实/增强现实技术在教育中的逐步应用，也产生了一些如“JiTT模式”、“翻转课堂”等新的教学模式，这些模式在高校人才培养过程中起到了积极作用。同时，这些模式在实际应用过程中因培养内容、培养对象、培养过程的差异，需要结合具体情况进行优化调整。本文针对应用型软件人才培养的需求和问题，进行了基于SPOC混合式教学模式的实践与探索。

1 各种教学模式在软件人才培养中的应用

笔者从大量相关文献及实际教学工作中总结出传统高校本科层次软件人才培养普遍存在的一些问题，主要体现在：①教学资源匮乏、教学成本高。有软件工程经验或软件科研经验的教师并不多，教学时间有限，教学平台和软硬件支持稀缺等；②教学方式囿于传统教学。传统本科教学大多仍是以教为主、学为辅，教学效果离“教为不教，学为会学”等理念相差甚远。

本科高校学生本身具备较强的思维能力和自主学习能力，如何设计一个教学模式能有效引导并充分挖掘相关能力是提升教学效率和效果的关键。针对此问题，以下将针对目前运用于软件人才培养的几种教学模式进行深入探讨。

JiTT模式（Just-in-Time Teaching，“适时教学”或“及时教学”，简称“JiTT”）是20世纪末在美国高校本科教学中出现的一种新型的教与学策略，具体如图1所示。

在该模式下，教师首先在网络上发布预习内容，学生根据课外预习情况给出反馈，教师在课堂上根据学生反馈及时调整授课内容、方法和进度，进行有针对性的、适合学习者特点的教学；随后可采用“翻转课堂”等各种形式，充分调动学生学习的主动性、积极性甚至创造性[2]；最后可以开展难题探究，促进学习者对知识的深入自主探索。JiTT学习模式将教学主体由课内调整到课外，充分调动学习者的学习积极性。但对于实践性较强的软件设计或代码编写，一些静态的“文档+图片”资料相对枯燥、可模仿性不强，学生自主学习的体验不是很好。

MOOC（Massive Open Online Courses，大規模开放在线课程，简称“MOOC”）促进了世界范围内知识内容的分享，为不同学科的教和学创造了大量机会。国内各个高校纷纷加入MOOC课程建设行列，创建“精品在线课程”[3]。

MOOC在实施过程中也逐步得到反馈并优化，其特点有：①风格多样的微视频（3～15min），视频中会穿插嵌入课件、字幕、演示等，学习者可以反复观看、及时反馈，符合信息加工理论；②大量练习，线上批改，同伴互评；③网上论坛，答疑互助。

MOOC的特点是“大规模”、“在线”和“开放”，有利于精品课程资源的共享，但是在国内的应用过程中由于存在模式单一、学习完成率低、学习素养整体水平不高、缺少个性化服务支持、学分认证制度限制等问题[4]，目前仍无法完全取代教师“言传身教”的课堂教育。

结合MOOC丰富的开放在线课程资源，充分发挥课堂教学师生实时互动和教师引导等优点，也有将MOOC与课堂教学相结合的“混合式教学”方式[5]，实施框架如图2所示。该模式以“MOOC视频+自制视频”的模式，允许将MOOC视频进行二次开发，为MOOC适应本土化、个性化的教学提供了一种思路。

SPOC（Small Private Online Course，小规模限制性在线课程）的提出是为了将MOOC的潜能更好地发挥出来，让MOOC资源可以应用于单一学校甚至是班级等小规模用户群。简而言之，它是将MOOC资源用于小规模、特定人群的教学解决方案，其基本形式是，在传统校园课堂采用MOOC的讲座视频或在线评价等功能辅助课堂教学。SPOC的目标是实现MOOC与校园课堂教学的有机融合[6]。

SPOC在实施中比MOOC灵活和有效，可以借助已有的MOOC视频资源进行补充、删减或修改。SPOC既能保留课堂的功效，又能解放稀缺的教师资源，从而能投放在更有价值的教学互动环节中。

2 基于SPOC的混合式教学模式构建及实施

基于对上述教学模式的研究，下面将针对本科高校软件类方向学生的学习风格及特点，详细阐述笔者基于SPOC的混合式教学模式构建及实施过程。共分为3个环节，分别是“任务驱动式课前学习”、“混合式教学实施”与“知识应用实践”，如图3所示。此3个环节符合学生的认知规律，由知识初识、内化到运用知识解决实际问题，并通过学生对知识应用效果的情况反馈，对相关环节进行多次优化调整。

2.1 任务驱动式课前学习endprint

第一个环节是要求学生在课前完成学习资料的预习，并完成教师精心设计的学习任务，达到驱动学生自主学习的目的。该环节的实施主体是学生，学生进行微视频、PPT和其它课程辅助文档的自主学习，具体流程如图4所示。

该环节需要借助Web教学平台，属于课前学习的范畴。教师需准备两部分课前学习材料：①微视频等学习材料；②用于学生练习和检测的学习任务。

微视频一般由教师提前录制准备好，也可以是MOOC视频或者基于MOOC视频进行二次开发而成的视频。当然，录制高质量的视频对授课教师的素质要求较高。此外，也需要有PPT及参考书籍或文档等作为视频配套材料提供给学生。

除课前提供必要的学习材料外，为了保证学生自学的目的性及有效性，制定课前学习任务是非常必要的。学习任务制定的质量直接影响学生自主学习的质量，所以要求任务既要涵盖本章内容的教学目标，又要具有很强的启发性和科学性，同时在设计时力求兼顾与现实生活的联系性和趣味性，以更好地激发学生学习兴趣，为下一个环节教学提供必要的知识储备。对于软件应用开发类课程，课前学习任务一般要求学生动手实践，如要求完成一个涉及到特定知识的程序等。学生需在规定的时间节点将完成的任务和产出提交到Web教学平台，教师在对其进行评价的同时，可以了解学生的学习情况，并有针对性地调整教学方案。

综上所述，在任务驱动式课前学习环节，学生对相关知识要有一定了解（面要宽），学生在知识初步认识过程中将其与自身已构建的知识体系进行联系、融合，对融合过程中可能出现的一些难以理解的问题进行记录和整理，为接下来的个性化教学实施提供重要依据。

2.2 混合式教学实施

第二个环节采取课堂内外相结合的方式，是一个在教师引导下，学生对知识充分理解掌握从而激发深度思考的过程，是整个混合式教学的核心。

本环节可细分为如图5所示的课堂内教师知识梳理、课堂外学生调研学习、翻转课堂形式的研讨交流3部分。下面对3部分分别进行介绍：

2.2.1 课堂内知识梳理

此环节实施之前，教师首先需要对任务驱动式课前学习环节中学生形成的问题文档进行归纳加工，形成一套以知识内容为中心的讲解方案。其教学方式与传统授课相比有很大区别，具体体现在以下几点：

（1） 内容梳理。在内容梳理过程中，要求教师侧重知识的系统性，强调知识间的关联和知识广度，即运用全局系统性思维，让学生明白相关知识在整个知识结构中所处的位置，并与之前存在的知识产生关联。同时从工程应用角度引出学习知识的目的性及应用场景。

（2）问题解答。在内容梳理过程中，针对学生在任务驱动式课前学习环节所提出的问题进行提示和引导。通过提示，希望学生能自己找到解决问题或理解知识的思路。此部分也最能体现出个性化教学的特点。

（3） 难题引入。教师会根据本章的教学目标精心准备一些有启发性的问题，并把问题拆解成子题目，同时将学生分成不同小组，安排学生每组调研一个大的题目，每位同学负责一个子题目。同时为保证学生的调研效果，在课堂内对题目及调研方法进行适当介绍。

2.2.2 学生课堂外调研学习

学生根据调研主题查阅相关资料进行调研学习，在规定的时间节点提交调研报告及调研成果总结分享PPT。由于每位同学负责其中一个子题目的学习调研，所以在汇总材料之前需要小组成员间有交流讨论、相互学习的环节，从而让每位同学能充分理解消化同组其余同学的调研成果。分组调研还有一个优点是可以发挥理解能力强的学生的带动作用，通过制定对小组调研成果的考核方式，例如：小组总成绩以子题目调研质量最弱的为准，该方式可有效推动基础较弱或态度不积极的学生的学习主动性。

2.2.3 翻转课堂形式的研讨交流

本环节采用翻转课堂形式，具体而言就是在课堂内实施以学生讲述或演示为主，师生间讨论提问、教师点评总结为辅的教学形式。其目的为：①分享交流，由于不同组调研的题目不同，所以学生通过其他组学生的讲演可以学到新知识；②激发思考，通过讨论和提问环节激发学生的主动思考；③驱动深入学习，通过讲演任务也会驱动学生对自身调研问题的深入理解；④教学反馈，教师通过学生的讲演和对学生的提问可以把握学生对相应知识的掌握情况，并通过点评及总结进行辅助讲解。

在翻转课堂实施过程中，教师要充分发挥引导及协调作用，必要时可通过奖罚等管理手段保证实施的质量和有效性。通过翻转课堂形式的教学方式，可充分调动学生学习和钻研的积极性，同时也能锻炼和提升学生团队的协作、沟通表达等能力。

2.3 知识应用实践

经过前两个环节后，学生对相应知识已经有一定程度的掌握，第三个环节是知识的运用实践，主要锻炼学生对知识的应用实践能力。

实施过程如下：

（1）教师提前在教学平台上设计一些实践题目，实践内容根据条件尽可能地体现针对性和实用性，并且要与此部分知识契合度高。同时需要配以详细的题目要求及相关知识介绍文档，在题目要求中逐步加入编码风格、代码复用、接口、模块化等要求，让学生在实践中循序渐进地锻炼工程化素养。

（2）实践题目设置为课堂内限时在线开放，要求学生定时完成。通过此环节让学生在有压力的情况下完成实践题目任务，以考查学生的知识运用能力。对于靠后的课程内容，可设计一些综合性较强并方便拆解的题目，让学生团队协作完成，并在实施过程中产生一些设计文档，如需求分析、概要設计、详细设计、测试文档等。此环节课时通常会比较长，根据具体条件，最好设置专业教师进行管理及答疑。

（3）教师在线批改学生作业后，可以让作业完成较好的同学交流分享实践的思路、方法等，同时教师针对一些难题进行讲解。

实践题目设计的质量是本环节实施质量的关键，题目会在教学实施过程中不断进行积累和更新迭代。endprint

3 实施案例

本章将以笔者参与的操作系统开发类课程为例，针对《Linux系统编程》中的章节内容，阐述“基于SPOC的混合式教学”的具体实施。其中，教学实施对象为软件工程专业大三本科生，前置专业知识为《数据结构》、《程序设计》、《算法设计》，章内容为Linux线程编程及资源并发互斥访问，课程总周期为6天。实施步骤如下：

（1）任务驱动式课前学习阶段（周期2天）如表1所示。

本实施案例并未采取MOOC作为视频资源，而是采用自制微视频，在操作中主要是基于学生特点和教学技术储备等因素综合考虑。

（2）混合式教学实践（3天）如表2所示。

（3）知识应用实践（周期2天）如表3所示。

4 結语

在本文提出的基于SPOC的应用型软件人才培养模式中，3个环节的设计始终贯彻提升学生实践能力的教学目标，教师根据学生反馈进行引导，学生积极参与自主学习和思考。此教学模式培养效果比较明显，尤其是在学生动手设计程序和查询收集资料解决问题的能力方面。教师在相关环节中的知识、技术与教学经验的积累，不仅可作为持续更新升级教学材料的来源，同时可在实践过程中，不断优化教学环节，提升教学效率及教学质量。

参考文献：

[1]中国政府网.中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议[EB/OL].http：//www.gov.cn/xinwen/2015-11/03/content_5004093.htm.

[2]何克抗，刘春萱.信息技术与课程整合的教学模式研究之六——“适时教学（JiTT）”模式[J]. 现代教育技术， 2008，18（12）：9-13.

[3]MARTINFG.Will massive open online courses change how weteach[J]. Communications of the ACM，2012，55（8）：26-28.

[4]中国MOOCs建设与发展白皮书[R].教育信息化与大型开放式网络课程（MOOCs）战略研究”课题组，2016.

[5]曾明星， 周清平， 蔡国民，等. 基于MOOC的翻转课堂教学模式研究[J]. 中国电化教育， 2015（4）：102-108.

[6]徐葳， 贾永政， 阿曼多.福克斯，等. 从MOOC到SPOC——基于加州大学伯克利分校和清华大学MOOC实践的学术对话[J]. 现代远程教育研究， 2014（4）：13-22.endprint