MOOC混合教学模式及其在数字逻辑电路课程中的应用

朱正东，田靖轩，张小雨

（西安交通大学 电子与信息工程学院，陕西 西安 710049）

0 引 言

随着IT技术的发展，现代学生已不满足于传统的教学模式。在20世纪80—90年代，以广播电视大学为代表的传统远程教育模式在进行大量试点过程中出现了许多问题。传统课堂教学模式也已经不能适应现代课程的要求，因此，改革教学模式成了当务之急。近年来，随着MOOC的出现，才有了新的转机[1]。

1 传统远程教学与课堂教学中存在的主要不足

传统远程教学多年实践中出现的主要问题[2]：①以面授形式为主，远程开放教学活动有限，主要是教师缺乏使用设备的技术，很少有人开发与制作多媒体教学资源，使学生失去许多学习材料资源；②教师教学服务意识不强，服务机制不够完善，错误地认为“自主学习”就是让学生自学，不重视建立健全的支持服务系统，更谈不上完善服务机制；③缺乏远程教育的标准，很难保证远程开放教育保质保量进行。

传统的课堂教学也存在许多不足[3]：①课堂以教师为中心，学生成为被动的“填鸭”对象，不能按自己的意愿和状况支配自己的学习时间，扼杀了主动精神；课堂教学中教师疲惫不堪，学生却无动于衷，师生角色错位导致教学效率低下。②学校过分强调最后的成绩，不重视学习过程，只是强调知识的重要性和知识的记忆，而不强调对所学知识的理解，不探索知识以外更多的新东西；学生只会照搬照抄，没有创新意识。

总之，教师必须积极开发与制作多媒体资源，积极开展远程教学活动，加强服务意识，完善服务机制，同时加强重视学习的过程，强调对所学知识的理解，培养学生的创新意识，最后必须积极参与远程开放教育标准的制订与完善工作并开展教学模式的研究工作。

2 现代开放教学模式的优势和不足

近年来，随着大规模在线开放课程（MOOC）教学模式的发展，教师开始重新构想高等教育[4]。MOOC教学模式中，教师既进行课堂教学，又担任MOOC课程的辅导；学生利用视频进行线上学习，在线下自学与进行课堂学习。这种开放教学模式是随着计算机网络技术发展而产生的一种新型教学方式。

现代开放教学模式的主要优势：①MOOC教学能将教师从繁重的授课工作中解放出来，将更多的时间用于教学模式的创新、教学内容的更新、教学支持的服务和管理，使得师生之间有更多的互动，更好地提升教学效果；②MOOC的整个学习过程中强调学生的自主学习和个性化学习，学生按照自己的身体与心理状况以及意愿，自由地、自觉地、高效地、有针对性和创造性地完成学习任务，能充分发挥学生的主动精神和创造潜能，成为学习的真正主人；③MOOC教学提供阶段性的单元测试等功能，提供对学生学习过程的跟踪，学生学习成绩决定于平时对课程内容的理解与掌握以及期终考试成绩的综合。

现代开放教学模式除了具有很多优点以外，它的不足之处在于：①由于选择同一门课程的学生可能很多，辅导将成为主要的挑战；②课程完成的难题是实践部分，需要开发实践案例，让学生通过实践掌握所需的各项技能。

综上所述，教师在学前要开发多媒体学习资源，在学中要加强与学生的互动，在学后要提供实践实例。学生要利用各种学习资源、服务系统自觉地认真学习，充分发挥主动精神和创造潜能，加强对知识的理解，拓宽课程知识的内容，有意识地将其所学知识应用于实践实例，完成阶段性目标和课程整体目标。

3 1+1 MOOC混合教学模式

教学模式包括较为稳定的教学活动结构框架和程序。结构框架宏观上把握教学活动整体以及各要素之间的关系和功能；活动程序则规定模式的有序性和可操作性[4]。两种经典的教学模式，一种是“传递—接受式”，另一种是“自学—辅导式”。

3.1 教学模式典范

“传递—接受”教学模式源于国外的四段教学法，经改造传入我国并广为流传，很多教师在教学中使用这种教学方法。该模式为了让学生掌握知识，充分挖掘人的记忆能力和推理能力，培养学生的基本技能，实现传授系统知识这一目标，让学生快速有效地掌握更多的信息量。该模式强调教师的主导作用，注重教师的权威性，认为教学过程是教师到学生的一种知识的单向传递。这种模式的理论基础是行为心理学，认为只要通过联系—反馈—强化这样反复的循环过程就可以塑造有效的行为目标。

“自学—辅导”教学模式是在教师的指导下自己独立进行学习的模式，这种教学模式能够培养学生的独立思考能力，也有很多教师运用在教学实践中。这种模式的理论基础是人本主义，注意发挥学生的主体性，以培养学生的学习能力为目标。这种教学模式是先让学生独立学习，然后教师根据学生的具体情况进行指导。它承认学生在学习过程中试错的价值，培养学生独立思考和学会学习的能力。

3.2 1+1 MOOC混合教学模式要素

1+1混合教学模式基于“传递—接受”与“自学—辅导”这两种经典的教学模式，并结合MOOC的特点和现代技术，其中的 “1+1”表示“学生+教师”“线上+线下”，教学分为11个阶段。

这种混合教学模式是一种“先线上后线下”的教学方式。所谓“先线上后线下”的方式是指先在网上通过MOOC预习课程的内容，主要是熟悉相关内容组织结构，基本掌握最基础性的知识，如概念、定义、定理等，了解本部分内容的重点和难点；然后通过与授课教师的见面课讨论相关的知识点，解决在线学习遗留的重点和难点问题。这种方式下，视频内容可以按课堂内容的次序设置，相关内容讲解可以相对简单，但学生开始并不太适应这种需要改变习惯的学习方式。这种方式类似于让学生先预习再带问题上课的事半功倍的方式，但学生的惰性和习惯都使得学生不喜欢。该混合教学模式的几个要素如下。

（1）理论基础：基于以自学为主，互动、辅导、讲授为辅的原则，理论基础是以“人本主义”为主，以“行为心理学”为辅。

（2）基本程序：激发—自学—测评—讨论—启发—讲授—练习—检查—复习—终考—评定。激发即通过一些实际的应用激发学生的学习动机；自学就是自主学习；测评是指单元学习完成后做单元测试题，只有达到一定的要求才可继续之后的内容；讨论是进行小组讨论；启发是指教师根据教学内容中的难点和重点对学生进行提问；讲授是指教师重点讲授难点和重点；练习指学生做习题和实验；检查是单元测评；复习是为了掌握和巩固之前所学的知识，可以间隔性地复习；最后进行综合考试和评定。

另外，现代教学理论认为教学中应该加强学生的主体作用。如果学生的活动强度愈强，则愈趋向于创造型教学模式；反之教师的活动愈强，则愈趋向于传统教学模式。因此，要建立新的MOOC混合教学模式的教学原则。

（3）教学原则：加强学生的主体地位，以学生线上自学为主，师生互动，线下课堂以讲解重点和难点为辅。不管是线上还是线下，教师要根据学生知识结构的认知水平对教学内容进行加工整理，力求使得传授的知识与学生原有的认知结构相联系，充分发挥教师的引导作用而不是主导作用；在传授知识时要具有很高的语言表达能力，同时能够凭借丰富的经验觉察学生在掌握知识时经常遇到的问题。

（4）辅助系统：MOOC学习平台（课程简介、教学计划、视频、阶段性测试等）、课本、黑板、粉笔、多媒体投影、QQ、微信、邮件、移动电话等。

由此模式带来的教学效果优点是能够培养学生分析和解决问题的能力，有利于教师因材施教，有利于发挥学生的自主性和创造性，培养学生相互合作的精神，使学生能在短时间内接受大量的信息，培养纪律性以及抽象思维能力；缺点是学生如果对自学内容不感兴趣，可能会在学习的过程中一无所获，这需要教师非常敏锐地观察学生的学习情况，必要时启发学生并调动学生的学习热情，针对不同学生进行讲解和教学，因此很难在大班教学中开展。

另外，在实施过程中建议教师不可在任何教学内容上都运用这种模式，非常不利于学生的全面发展，最好选择难度适中、学生比较感兴趣的内容进行自学，教师要有很高的组织能力和业务水平，要少讲解而多启发。

4 1+1混合教学模式在数字逻辑电路课程中的应用

在进行混合教学之前，教师必须组织创建MOOC。数字逻辑电路MOOC创建的具体内容包括课程简介、教学大纲、教学周历、实验大纲和教学中用到的参考文献，其中教学大纲和实验大纲应包括课程名称、性质、目的、任务、内容、学时、类型、教学模式、适用专业、先修课程、开课学期、开课学院、基本要求、考核方式与考评办法等。教学周历主要指每一周上课的内容，同时包括本学期的教学进度计划表，可以把周历当作教学进度计划表的模板；另外，还应准备电子教案，即电子书和教学视频以及课堂教学与视频中的教学课件；还包括单元测试题、模拟考题、实验课件、授课教学团队所有教师的介绍等。所使用的MOOC平台必须具有上传作业和教师批改的功能，同时必须具有讨论问题的论坛、答疑的功能等。在MOOC建立完成后，学生方可选课。

开始1+1混合教学。教学过程包括激发—自学—测评—讨论—启发—讲授—练习—检查—复习—终考—评定11个教学阶段。当然，混合教学过程将保持原有的完整内容和总体过程。首先是详细讲解数字电路的基础知识，其次讲解组合逻辑电路的分析与设计，第三讲述时序逻辑电路的分析与设计，第四介绍可编程逻辑器件和硬件描述语言（VHDL），最后简单介绍数字系统设计的一般方法并简单讲解简易计算机的设计。在教学过程中，应以点带面进行，即以知识点为教学重点，以教材每章的内容为面；整个混合教学过程包括课程视频学时32小时，见面课学时24小时，共计56学时。

以数字逻辑电路教学内容中数制与编码这一小节的教学为例说明教学过程的各个阶段。

（1）激发：教师给出问题“学习数制与编码有什么用，为什么学”。

（2）自学：学生熟悉MOOC平台并在该平台上观看知识点“数制”和“编码”的视频。

（3）测评：观看完知识点后，在平台上做知识点的阶段性测试，直到通过，不能通过就重看视频。

（4）讨论：与小组成员讨论所自学的内容，尤其是测评中出错的问题或习题。

（5）启发：有关本阶段学习中的难点，如数制转换时小数点确定、编码运算后计算结果的调整，或数制转换方法的总结、提升等重点内容，给予学生提示。

（6）讲授：教师讲解难点和重点。

（7）练习：学生做书上课后练习以及教师布置的作业。

（8）检查：教师批改作业，检查作业情况。

（9）复习：教师帮助学生温习功课，尤其是难点和重点的解决方法，让学生深刻领会。

（10）终考：学生全面复习准备终考，教师组织期终考试、出题等，学生进行考试。

（11）评定：教师给出综合成绩，上报教务。

在实践中，为了克服学生自身惰性，可将选修学生分为若干小组，任用有组织能力的学生担任组长，由组长组织大家集体线上学习MOOC、线下集体讨论；学生在线通过电子书学习每个知识点所需要的基础知识，在线观看相关知识点的教学视频，在线回答该知识点的相关问题，完成相关习题，通过教材认真、系统地学习相关内容，完成课后作业以及在线答疑。教师与学生的见面课，讨论重点问题和疑难问题，教师通过MOOC辅导平台、QQ群、微信、Email等多种方式，积极与选修学生互动，答疑解惑，保持学生的学习热情；结合自身的项目经验，为相关课程提供多个实践案例供学生研讨。从督促学生学习的角度考虑，提倡分散考试，因为分散考试比集中考试更有效，能让学生每学一个阶段都有一次阶段性成果的检验；不仅要加强考试的管理，还需要适当加大考试的频度，成绩占比设置为在线学习单元测试30%，课堂讨论30%，期末考核40%。

将这种混合教学模式应用于数字逻辑电路课程教学中，虽然曾一度受到质疑，但是在实际课程应用中，大部分学生慢慢接受了这种方式，其学习热情相较以前也有了很大提高。这种混合教学模式也被给予了很好的评价，学科评价从以前的87提升到93，得到绝大多数同事与学生的肯定和支持。由此可见，1+1MOOC混合教学模式可行，并有较好的实用性[5]。

5 结 语

MOOC体现了课程呈现方式的变革，促进了教师教学理念的改变和教学技能的提升。通过这种方式,大学课堂更加注重师生之间的互动和问题的解决，而不再仅仅是知识的传授。MOOC需要从教与学两个方面促进发展，最终完成课程体系的改革，实现课程教学程序的再生[6]。通过教学模式的理论研究，人们可以从整体上探讨教学过程中各因素的各种表现形态及其之间的相互作用，也可以动态地把握教学过程的本质和规律，同时加强教学设计、研究教学过程的优化组合。然而，这种教学模式在教学实践中也出现了一个新的也是难于解决的问题，那就是大部分学生已经习惯了原有的“被动灌输式”课堂教学却并不习惯于新的自主学习方式，学生缺乏学习的自觉性。解决该问题的方法是进一步地让这些学生明白这种新的学习模式是他们以后包括工作之后获取知识的主要途径和方法，也是时代发展的产物和必然趋势，不管愿意不愿意都应该自觉地适应。