SPOC混合教学模式在数字逻辑实验课程中的探讨

摘 要：根据数字逻辑实验课程的理论基础要求高、实践动手能力要求强、应用性广、学时较短的课程特点，对目前主流的三种教学模式进行优缺点分析，并引入混合教学模式的概念;结合数字逻辑实验课程的教学要求，得出在理论上SPOC教学模式将更适合该门课程的教学。

关键词：数字逻辑实验;SPOC;教学模式

引 言

2020年上半年，COVID-19新冠疫情给人们的生活带来了巨大的影响。为了尽力控制全国疫情蔓延，教育部对各个高校提出了在学生不返校的前提下积极开展线上教学，充分利用现有各类在线课程资源，开展在线教学[1]。我校教师积极响应国家教育部要求，积极主动建设各类课程的线上教学资源，但实践性较强的数字逻辑实验课程在开展线上教学时由于学生在家无法完成动手实验操作，所以采取了基于QuartusII仿真平台的在线仿真教学平台;通过具体实验观察分析逻辑部件运行的基本规律，加深对基本逻辑部件工作原理和实际工作状态的理解，掌握常用电子仪器的使用方法和常用的逻辑电路的设计、连接和测试方法，激发学生对数字逻辑电路的兴趣，建立设计电路的基本思想[2]。

1、数字逻辑实验课程的特点

数字逻辑实验是我院计算机科学与技术专业的一门实践类课程，在计算机科学与技术人才培养体系中占有重要地位。学生通过数字逻辑实验的学习可以掌握基本电子测量设备的使用方法以及掌握基本实验操作技能，通过对不同实验的验证、设计、分析等过程可以很好的巩固、提升、加深学生多课程理论内容的理解和掌握，可以为今后参与大型硬件开发项目打下坚实的理论基础。

综合数字逻辑实验课程的各类特征可归纳为以下四点：第一，对学生数字逻辑理论基础要求较高;第二、是一门实践类课程，对学生的动手能力具有一定的要求;第三，是一门应用性较强的课程，学生在学习完课程之后可以再生活中找到各种应用场景;第四，学时较短，作为数字逻辑课程的配套实验课程，分配的课时较短但却涵盖较多的知识要点、技术难点;第五，通常在实验室内完成教学，受仪器设备限制需要进行分组教学。

2、主流教学模式的应用分析

（1）传统教学模式是指我国各级各类学校现在普遍采用的讲解-接受型的教学模式[3]。其优缺点分析如下

优点：传统教学通常发生在教室内，教师与学生可以面对面交流，在教学过程中可以直接进行各种形式的教学互动，切在教学过程中教师处于主导地位，对教学更具引领性;教师在教学过程中对整个课堂秩序的监控、管理、组织更具有直接性;学生在学习过程中遇到较多的问题可以及时发现及时解决使教与学更具针对性;管理监督者对教学质量的监督和调查更加直接有效。

不足：教师过分处于主导地位将会在一定程度上抑制学生学习的创造性和主动性;传统教学模式具有“重教轻学”的特点，容易致使学生对教师或教材知识的权威产生迷信[4];对任课教师的阅历、知识水平、课程理解、责任感有着较高的要求。

（2）翻转课堂教学模式是指上课之前学生通过网络学习授课教师提前准备好的教学视频以及其他材料进行学习[4]。其优缺点分析如下

优点：学习受时间地点的约束较小;可以反复观看;教学形式新颖可以调动学生积极性，从被动学习改变到主动学习;分为小组学习讲述，有利于增加学生的团队协作能力;是学生充分接触主题相关知识，有利于学开阔学生视野;

不足：知识更新时需要重新录制视频，准备材料;需要耗费教师大量的课下时间查阅资料、录制视频、准备材料[4];需要学生组长具备较高的能力领导组员开展学习;课程内容以及质量难以保证;对同学的参与度要求较高;学生需要观看3-6个学习视频才能达到知识内化阶段中教师的讲授速度[4]。

（3）线上教学模式是指教师利用现代互联网平台及相关设备对学生进行在线教学，学生不必与讲述教师同处一个地理空间内即可实现教与学的教学方式。其优缺点分析如下：

优点：教与学不受空间时间的限制，只要有互联网和相关设备即可实现教学与学习;教学形式和手段多样，可以充分发挥互联网资源的优势辅助教学;对于较难的知识点教师只需讲述一遍，学生即可反复观看学习;可通过弹幕的形式与学生充分交流。

不足：不利于教师对课堂学生学习状况的把控;教学质量难以把控;容易出现教师在努力讲，学生不努力学的情况;对互联网以及电力等相关资源和设施设备要求较高。

3、混合教学模式探讨

结合数字逻辑实验课程的特征以及主流的三种教学模式的优缺点分析可以得出并没有一种完全切合课程特征的教学模式，但可以结合各种教学模式的优点设计出一种混合教学模式来执行数字逻辑实验课程的教学。

加州大学的阿德曼·福克斯教授曾提出小规模专有在线课程（Small Private Online Course，SPOC）的教学模式并在其学校进行了初步应用[6]。SPOC與MOOC课程在很大程度上相似，但SPOC相对于MOOC课程的突出特征在于SPOC更注重小班教学，其教学规模通常控制在二十人之内以便高效开展线下教学;其中的Private是更加趋向于课程定制化，会根据学生们不同的学习背景、基础知识来对课程进行进一步的调整[5]。SPOC教学模式在具备可利用在线资源和时空拓展的特性外，还能够根据实际情况进行课程定制，通过线上教学线下实体课堂互动教学的方式进行执教，所以SPOC教学模式具备较高的灵活性和高效性。

根据数字逻辑实验课程的传统教学经验的总结：首先，数字逻辑实验课程是数字逻辑课程的一门验证、巩固型的实践类课程，以实际工程为背景，和课程理论知识为基础，更具备辅助拓展课程的特点;其次，通常会根据实验室的仪器设备以及上课人数对同学们进行分组，通常是20人一组;然后，该门课程具备学生实验小组与小组之间进行实验设计思想交流的特征，对学生掌握知识的应用性、创新性、深度理解更有利;最后，学生可以通过实际动手实践来发现问题、解决问题，更加突出课程对学生独立思考问题解决问题能力的培养。根据以上的传统教学经验的总结结合SPOC的特征以及适用教学场景，可以得出在理论上SPOC教学模式相较于其他三种教学模式将更适用于数字逻辑实验课程的教学。

4、结语

通过数字逻辑实验课程的课程特点，以及对三种主流教学模式以及SPOC教学模式的分析，不难看出SPOC教学模式使得教学方式以及内容更加灵活多变，教学效率更高，可以根据不同理论基础水平以及课程背景的同学进行更精细化的教学，更加适用于数字逻辑实验课程的教学要求。在当前COVID-19疫情影响下而被迫采取线上仿真的教学方式中暴露出了诸多问题，通过对SPOC教学模式的探索，发现其各方面特征都比较符合数字逻辑实验课程的教学，下一步将根据这学期暴露出的不同的教与学的问题结合新的教学模式对其进行弥补修复进一步提高数字逻辑实验课程的教学质量。

参考文献

[1] 朱海波.新型冠状病毒肺炎疫情防控期间在线教学的实践与思考[J].陕西教育（高教），2020（07）：50-51.

[2] 惠国腾，刘晓东. Quartus II的数字逻辑实验课程线上教学实践[J].现代计算机，2020（17）.

[3] 张韵姣.慕课与传统教学模式的比较研究[D].内蒙古师范大学，2015.

[4] 张新，张琛，许强.“翻转课堂+”混合教学模式在软件工程课程教学中的应用[J].大学教育，2020（08）：104-106.

[5] 吴春雷，王雷全，张俊三，崔学荣.SPOC混合教学模式在综合实践课程中的应用[J].实验室研究与探索，2019，38（01）：153-157.

项目基金：中国民航飞行学院教研项目（A201833）