基于SPOC的水利工程CAD课程教学改革实践与研究

殷芳芳 李夕耀

1.浙江同济科技职业学院 浙江杭州 311231

2.北京工业大学 北京 100124

SPOC(Small Private Online Courses)，小规模限制性在线课，是在MOOC(Massive Open Online Courses)“慕课”概念基础上提出的[1]。SPOC基本模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，即将MOOC资源用于小规模且特定人群的教学解决方案[2-4]。简言之，SPOC是融合在线学习和传统课堂教学的创新，是MOOC教学的校本化[5]。

水利工程CAD是一门兼有理论与实践，但偏向于实践的专业基础课，是高职院校培养水利类专业技术人才的必修课。但是，课程教学模式以课堂为主，知识的传授主要在课堂上完成，无法调解学生理解知识速度与深度不同的矛盾，教师为完成教学计划也无暇顾及学生职业道德等的培养。

SPOC教学模式可克服传统授课方式存在的弊端。教师通过课前发布学习资料让学生预习，帮助其发现疑难点并激发出求知欲；课堂时间教师可对知识结构集中讲解，并让学生专注于讨论或实践，使学生对知识理解更加深刻[6]；教师可有针对性地答疑解惑，对接受知识困难的学生也可以加强辅导；同时可利用具体案例开展素质教育，提高学生的职业道德，避免培养出刻板只会操作的低技能型人才[7-10]。然而，SPOC教学模式较多地停留在研究阶段，在课堂教学中如何开展和推广是目前亟待解决的问题。

1 基于SPOC的教学模式

基于SPOC的教学模式是SPOC线上学习模式与传统课堂面授教学模式的融合创新[11]，SPOC利用并改进优秀的MOOC资源，重组传统教学流程，强调混合式教学和参与式学习[6]，进而切实提高教与学的质量。

针对水利工程CAD课程，其优势包括以下几方面。(1)实现课程SPOC线上平台教学和线下教学的有效结合[12]。对于水利工程CAD课程，可充分发挥线上线下结合教学的优势，SPOC线上平台完成理论内容，线下讲授操作实践部分，在时间分配上做到侧重于实践教学[13]。(2)实时监督和掌握学生的学习状况，及时调整教学进度。基于SPOC平台上学生学习情况的反馈，教师可以及时调整线下教学的进度安排，增加较难部分内容的讲解，让学生能更有效地学到知识。(3)促进师生间的互动交流。传统课堂结合SPOC后，学生与教师不仅能在课堂上近距离讨论问题，也能在SPOC平台的讨论区交流，提出问题并及时地予以解决。

2 研究方法和过程

2.1 研究对象

研究对象为2016-2017学年需必修水利工程CAD课程的水利工程造价班学生，其中2016级水利工程造价班将作为实验组，2015级水利工程造价班是对照组。对照组采取传统的教学方式，实验组采取SPOC模式，并在实验组开展SPOC模式的水利工程CAD教学之前，了解学习者基本情况，包括网络学习的频率、是否会在网络上寻求帮助、是否对SPOC式课堂感兴趣等。

2.2 SPOC平台选择

选择与学校教务系统对接的泛雅SPOC平台，该平台具有丰富的课程设计模板与强大的课程内容编辑功能，也可将课程映射给其他教师，以高效地共享课程资源。同时，该平台还具有“统计”数据功能，如课程访问次数、微视频播放时长、作业提交情况等[14]。通过泛雅SPOC平台将得到授权的相关慕课编辑上传，同时利用超星资源库，定制个性化的“水利工程CAD”课程空间。

2.3 优质慕课选取

根据课程的教学目标和学院对水利工程造价专业学生的培养目标，选择最适用于我们学院学生学习的MOOC—黄河水利职业技术学院张圣敏副教授在中国大学MOOC上开设的水利工程制图课程。同时，为了更好地贴近我们所选定的教材内容，向西南交通大学的卢传贤教授申请授权，一部分视频内容选自卢传贤等老师开设的MOOC—土木工程制图课程。

研究采用实践法，对学生SPOC模式与传统课堂模式的学习过程分别做好记录，并深入分析学情与学习成效，具体研究过程如图1所示。

图1 研究过程图

3 实验过程情况分析

3.1 教学实施

教学设计围绕学生展开，包括课前、课中、课后3个阶段。课前，学生提前在SPOC平台上学习课程内容，包括观看教学视频、浏览文档、完成随堂测验、参与主题讨论等。教师参与到学生的讨论中并积极回答问题，鼓励学生遇到问题积极寻求帮助，多查阅相关的学习资料。课中，教师安排好学生之间的分组，每组负责一个讨论主题，主题来自学生在讨论区未解决的问题。由学生主讲，教师从旁协助，在各组讲解完之后，教师做最后的总结。课后，学生按要求完成平台上的课后练习，在此过程中遇到问题可以在讨论区上寻求帮助，与其他学生线上讨论，也可以在下次课堂上请教师解答。

3.2 学习过程分析

3.2.1 整体学习情况

引入“周登录率”这个概念，即“学生单周登录SPOC平台次数除以总体累计登录次数”，以便于直观地呈现学生登录次数的总体分布情况。采用周登录率作为统计分析对象的原因是，短时间内显示的登录次数会受到个别学生反复登录的影响，造成数据反映的学生学习活跃度与事实不相符。借助泛雅平台大数据管理模块，可掌握学生整体的学习情况，了解学生整个学期的活跃程度(如图2所示)。

图2 周登录率与观看视频时长变化图

如图2所示，学生登录SPOC平台的周登录率与观看视频时长反映出相似的整体变化趋势。开课第一周到第四周，学生在平台上的周登录率相对较高，可推测学生对该课程的学习积极性比较高，之后便有所降低。第七周由于学校开运动会，导致该周的周登录率大幅下降。周登录率在第四周和第十周均到达一个高峰值，原因是这2周有随堂考试，对于要算成绩的测试，学生参与度会较高。学期最后几周的周登录率较低，可能是因为后几周“三维模型创建”不是考试内容，对学生也没强制要求。从整个学期来看，学生对该课程线上课堂的参与度随着周期的延长而降低。

3.2.2 学习效果分析

通过实验组与对照组上机测试成绩和期末成绩的对比分析，研究学习效果。

(1)单元测试成绩分析

两组学生采用不同方式进行水利工程CAD课程的教学，并且保持教学进度基本一致，同时在试验进行期间，在学习水利工程CAD知识的不同阶段，进行了两次上机测试，第一次的测试内容考查学生对抄绘房屋平面图的掌握程度，第二次则是测试两组学生对绘制溢流坝剖面图的掌握程度。两组学生要求同时在学院机房进行测试，测试时间90分钟，满分均为100分。两次测试两组学生的平均成绩分析如图3所示。

图3 两次测验平均成绩对比图

图3 显示，在这两次上机测试中，实验组平均成绩分别为82.33分和74.43分，略高于对照组。两组学生两次测试分数的分布如图4所示。在第一次测试中，实验组较对照组优秀率高出4.6个百分点，而不及格率低1.4个百分点。在第二次测试中，绘图难度加深，学生的成绩总体较上一次低。对比发现，优秀率与良好率实验组均高于对照组，而不及格率实验组低于对照组。由此可知，在学习课程阶段，由于实验组采用SPOC环境下的教学模式，如优质慕课资源学习、课堂深度讨论以及课后作业自检等[12]，实验组对知识的掌握更有效。

图4 两次测验分数分布图

(2)期末成绩分析

期末考试由学校统一组织安排，考试时间90分钟。卷面成绩显示，实验组和对照组期末平均成绩分别为82.27分和75.32分。分析期末考试分数分布情况(见表1)，实验组91～100分数段与81～90分数段人数比例明显高于对照组，而不及格率要低于对照组。可见，结合SPOC教学能有效提高教学效果，提升学生的学习能力。

表1 期末考试分数分布表

3.3 结论与反思

通过课程教学、学生访谈和问卷调查等方式，主要得出以下结论。(1)SPOC模式教学效果要优于传统教学模式。采用SPOC教学的实验班学生在两次平时测验以及期末考试中，成绩均明显优于对照班学生，这说明仅仅使用传统方式进行水利工程CAD课程的教学不能达到满意的效果，而结合SPOC进行教学有较好的促进作用。(2)SPOC的认知度得到了提升[15]。学生从对SPOC的不了解到亲身体验，再到接受这种教学模式，利于SPOC教学模式在其他课程中的推广。(3)学生的自主学习能力提高。学生通过课前的学习，在课堂学习中的目标更明确，不再是被动的满堂灌，而是在教师的组织和指导下，有目标地学习[16]。

存在的不足之处包括以下几方面。(1)SPOC在线课堂参与度不高。学生在课前参与SPOC平台上视频观看、文档浏览、在线讨论等的积极性，随着周期延长而有所降低。需要进一步改进学生的评价与激励机制。教师应该根据课程的特点和进度设计不同的评价与激励办法[11]，例如，在水利工程CAD课程的考核方案中，为了让学生重视过程学习的重要性，平时考核增加课程大作业成绩。(2)教学资源不够丰富。SPOC平台中提供的多是关于知识点的视频与资料，需要进一步优化教学资源，提高教学资源的丰富性和实用性[17]。例如，增加课程习题中的典型问题、大作业、扩展知识点的视频资料和辅助资料。(3)教学环节设计不够合理。有学生反应SPOC线上课堂占用了很多平时时间，致其“学习疲劳”。需要教师科学设计教学环节，掌握好SPOC教学模式的“度”[11]，针对不同的课程，引入多少次以及每次引入多少量应重点考量。

4 结语

基于SPOC的教学模式能有效利用MOOC资源，使信息技术与教育深度融合，促进线上线下的混合式教学和参与式学习在高职院校课堂中的运用，真正实现了“以学生为中心”的教学范式的变革[18]。绘图软件运用类课程可以尝试采用SPOC模式，这种教学方式是可行的。但是，其具体的实施方法“因课而异”，需要教师进一步探索和研究。

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