基于SPOC的信息类课程W2L教学模式探索

李傲梅, 郭传奇, 罗 军

(陆军炮兵防空兵学院 信息工程系,安徽 合肥 230031)

引 言

为了更好地提高教学质量，很多高校探讨采用翻转课堂的教学模式，以期将好的MOOCs资源与传统教学进行有机融合。2013年，阿曼多·福克斯教授[1]在加州大学首先提出SPOC概念(“小众私密在线课程”)，同年哈佛大学尝试开设了第一门SPOC课程，随后国外高校诸如科罗拉多州立大学、麻省理工学院等也精选了对应课程进行教学探讨，国内的相关高校诸如清华大学、浙江大学等也先后进行了SPOC课程的教学试点。从教学效果来看，这种模式能给所有学生特别是优秀学生带来其他课堂所没有的挑战，学生对自己能接触到最新技术和最新前沿的开发方法感到兴奋，信息含量丰富、有序的MOOC资源能极大地提高学习效率，自动评分功能切实帮助师生快速了解学习情况。

1 SPOC价值取向

由于SPOC实验还在进行，目前对其价值取向尚无定论，但可从实践者的著述中窥见一斑。阿曼多·福克斯教授指出，SPOCs可以提高学校学生与教师的参与程度[2]。“私密性”能让参与SPOC学习的学生占有有限学习资源，学生在有限时间内占据有限资源，会具有强烈责任感和的紧迫感，会提高其学习动力和学习质量。教学中MOOCs资源作为课堂教学的补充，这种方式既能提高教师课堂授课效率，也能提高学生对知识的理解力和学习参与程度。哈佛大学教育专家卢依教授认为，SPOC最有意义的是尝试让在线学习超越传统“满堂灌”教学[3]，它能产生更有效、灵活的东西-教学模式与教学流程的变化与创新[4]。

因此，SPOC教学价值：一是设计和使用优秀的MOOCs资源；二是改变或重组学校教学流程；三是促进师生参与式互动和教学模式创新，切实提高教与学的质量。

2 基于SPOC 的信息类课程W2L教学模式设计

在信息化社会的今天，信息类课程是电子、信息、通信等专业的核心课程，如“信号与系统”、“数字信号处理”等内容，应用领域多，兼具学科课程、综合课程和活动课程的特点。这类课程理论性强、知识点多、内容抽象。如“数字信号处理”课程，“高等数学”、“离散数学”、“概率论数理统计”等是其基础，而前导课程“信号与系统”、后延课程“现代信号处理”以及“数字图像处理”等与其具有紧密的联系。教学过程中发现学生普遍感到该课程公式多、晦涩难懂、理解困难。如按时间抽取FFT算法、双线性变换法设计IIR、频率采样法设计FIR等理论，传统的方法发现学生不能很好地对这部分内容完全理解，因此急需改进此类课程的教学方法。

借鉴加州大学“软件工程”SPOC课程的“测试驱动开发”的理念[5]，笔者提出基于SPOC的信息类课程W2L教学模式，其中W是广域网(WAN)的简称，L是局域网(LAN)的简称，2是指基于这两种网络的面对面(face-to-face，简称F2F)教学，W2L教学模式是建立在局域网面对面课堂教学环节和广域网SPOC线上学习环节的一种融合创新的教学模式。信息类课程网上资料较为丰富，课程实践环节虚拟状态下容易实现，课程知识更新较快，需掌握的知识点繁杂、理解困难。根据这些特点，我们采用混合学习模式，把传统课堂教学和在线学习结合在一起，通过翻转课堂来进行授课。

具体教学过程设计如下：课前，参与SPOC教学实验的学生在广域网上对相关学习资料进行自主学习，这个过程要注意兼顾教师课前明确的碎片化知识点以及学习要求。课中，教师根据学生提出的需求和课程特点，在课堂灵活调整课程学习的内容、进度，与学生面对面交流互动。课后，基于局域网，老师了解学生对知识的掌握程度；给学生答疑，指导作业；完成虚拟实践任务，并引导学生进行技术应用领域的深度思考，实现理论向实践升华，激发学生的研发兴趣；对学生的作业，教师根据完成质量进行评分和点评。这其中每一个教学环节的设置，都要根据信息类课程特色，融合建构主义以及系统教学等理论。

2.1 设计思想

2.1.1 主动性思想 建构主义教育者认为，学习是学习对象对知识主动构建的行为和过程。在基于广域网和局域网的学习过程中，学生提出疑问、探讨交流就是学生对知识建构的过程。所以，在基于SPOC 的信息类课程W2L教学模式中，学生通过Matlab仿真软件有效验证理论的正确性可以很好地激发主动学习的意识，基于广域网和局域网的学习过程，学生而不是教师是知识建构主体，可以充分发挥他们的主观能动性。

2.1.2 交互性思想 采用SPOC的教学需要学生进行问题引导式和实践验证式的有效的互动。学生通过个人或小组协作的方式，使用线上教学资源，共同解决疑难问题。如在广域网上设置“什么是频谱混叠？你生活中遇到混叠现象吗？频谱混叠如何产生？如何解决混叠？”等讨论题，引导学生以组为单位展开讨论，在交互学习研讨的过程中实现对知识的有效掌握，这也是学生由被动灌输转变为主动学习的必然途径。

2.1.3 系统性思想 美国教育心理学家加涅认为，教学具有系统性。采用SPOC的信息类课程W2L教学模式设计遵循系统性原则，不仅包括参与学习的学生和从事课堂教学的老师，还应包括提出教学宏观设计的教学管理者以及辅助教育技术设计的技术人员，此外，还需要进行各种因素的前端分析以及对学习资源进行系统地优化设计。

2.2 学习模式设计

根据上述设计思想，综合分析了国内外有关SPOC教学模式，提出了基于SPOC的信息类课程W2L教学模式，该教学模式主要分为前期准备、课程学习活动、实施与评价三个环节。

课程学习活动主要是基于问题驱动和学习效果反馈，结合课前导学、课中研学和课后练习有效组织。实施与评价环节是根据学习效果进行评价和反馈，为下一步优化教学做准备。

2.2.1 前期准备 该教学模式第一部分为前期准备。其中分析环节主要分析教学对象的特点、课程学习内容特点以及教学环境特点等，以确定是否适合采用基于SPOC的W2L教学模式。

在前期准备中资源建设通常有三种方式，即引进、自建和改造。为了教学顺利实施，这里对信息类课程前期各要素的准备提出以下要求，如表1所示。

表1 前期准备各要素及要求

SPOC教学模式下的资源设计与开发由教师团队主导，课程资源建设模式、措施及要求，如表2所示。其中在改造模式中，知识结构改造是指将已有课程体系分成多个子模块，每个子模块明确学习活动目标和内容；评价方式转变是指由构建评价指标向重视教学效果转变。

为了便于读者对教学资源开发的过程很好地理解，图1给出了信息类课程教学资源开发的架构图。图中对三种开发方式分别进行了很好的阐述，这里不再赘述。

表2 课程资源建设模式、措施及要求

图1 基于SPOC 的信息类课程教学资源开发架构图

2.2.2 活动设计 信息类课程W2L教学活动设计以解决问题为主线，活动由以下三环节组成。

(1)课前导学 这一过程是学生基于广域网和局域网(WL)的网络资源进行问题牵引式学习，教师基于WL发挥导学作用。教师对学生明确学习要求，发送学习任务和课程教学资源。学习任务包括需要学习的章节和讨论题，学习资源包括PPT、教学视频及课前作业等。学生接收任务后，按要求自主学习、讨论相关问题、并提前上传课前作业。这样，教师可以根据学生课前学习情况，进行针对性备课。

(2)课中研学 这一过程属于课堂教学，主要通过精准讲授解决问题，促进学习深度互动。教师根据学生线上讨论、课前作业和WL平台数据，精准讲授本次课重点、难点、疑点。通过调用课程教学资源，拓展课内学习的深度，融合Matlab等仿真软件优势，架起理论和实践桥梁, 实现理论到实践的升华。采用合作式、探究式、小组协作式分析问题，教师点拨，学生融会贯通，解决问题。

(3)课后练学 这一环节是学生对知识的自我内化过程，可以有效地促进知识的消化吸收。主要方法有：师生基于WL展开研讨；学生做“电子作业”加深对知识的理解；学生用教学平台的自动组卷功能，生成试卷，完成自我测试；为学生创设探究条件，如用局域网环境下的资源平台，配置应用程序、仿真软件，学生不断完善设计，提交仿真结果；教师基于WL的云端智能评价功能，进行精确评估。

2.2.3 教学活动评价 教学活动评价涉及学生学习力、表达力、合作力等多个维度。传统评价方式缺少科学的可操作的评价标准，难以评出整个学习效果。WL资源平台融合了形成性和总结性两种评价方法。课前，学生观看视频，参与讨论，这些观看视频时间、参与讨论数量等数据都被纳入形成性评价指标中。学生在线时长、资源贡献量被作为课中形成性评价指标。总结性评价由线上测试和线下测试组成。采用WL资源平台的教学评价具有多元化、智能化、可操作等特点。

2.2.4 教学案例分析 2016年上半年，按照W2L教学模式设计理念，建成了基于局域网的“信号与系统”课程的教学资源，建设的集内容、方法、手段、考核、评估等模块为一体，将教学中使用的电子幻灯、电子教案、视频动画、仿真软件、效果演示、实验编程等教学资源合理优化，以供教学使用。

2016年下半年，充分利用建成的信息资源和手段，对课前、课中和课后的教学进行一体化设计，在“信号与系统”课程的20个教学班中选取了10个教学班进行基于SPOC的W2L教学模式探索，10个教学班的学生课程优秀率达31.5%，及格率为98.7%，远超传统教学班。年底的教学评价，采用W2L教学模式的任课教师获评均为优秀。在期末的问卷调查中，学生普遍反映这种教学模式新颖，容易激发学习兴趣。2017年上半年，学院安排课程建设负责人面向全院展示了一堂“基于信号与系统课程的‘自主、精讲、联动’式教学法”观摩示范课，在全院教师中引起了很强的反响。

3 小结

为进一步提高学生自主学习能力和教学质量效益，信息类课程必须紧跟全国信息化教学改革步伐，依托SPOC的信息类课程W2L教学模式，开展个性化、合作式、碎片化、移动式教学，将课堂教学扩展至课前、课中、课后。实践证明，经过一年多的信息类课程教学实践，学生正转变传统学习方式，学习质量得到有效提升。当然，新的教学模式还存在一些不足(如教学信息化条件、教学管理制度跟不上等问题)，还需要花更多时间去检验和完善。

[1] 李涛，刘堂.基于SPOC的会讲课要程翻转教学模式研究[J].教学研究，2016(6)：18.

[2] 严磊,邹山花.基于MOOC、SPOC的翻转教学模式的研究与探索[J].高教学刊，2016(17)：21.

[3] 贺斌，曹阳.SPOC：基于MOOC的教学流程创新[J].中国电化教育，2015(338)：20.

[4] 韦昌法，刘慧娜.基于SPOC的“离散数学”翻转课堂教学改革初探[J].新课程研究，2015(9)：56.

[5] 杨丽,张立国.SPOC在传统高校教学中的应用模式研究[J].现代教育技术,2016(5)：75.