基于异步SPOC 的Java 课程混合式教学实践

殷伟凤

（浙江传媒学院媒体工程学院，杭州310018）

0 引言

大规模在线开放课程（Massive Open Online Course，MOOC）的应用创造了一个全新的、更公平的教育模式，国家精品MOOC 课程为所有的学习者和教师提供了优质资源。但是，伴随着MOOC 平台、上线课程和学生注册数的巨量增长，数量的急剧加速引发了质量危机，MOOC 存在着一些亟待解决的问题[1]。MOOC课程也有一定的局限性，存在教学形式单一、课程内容更新少、评价学生机制过于单一，对学习者的个性化考虑不够等问题[2]。针对MOOC 存在的问题，加州大学伯克利分校的阿曼德·福克斯教授提出了小范围私有在线课程（Small Private Online Course，SPOC）概念[3]，即面向某学校某课程班学员开放的课程。SPOC 通过将混合学习和翻转教室结合起来，成为传统教学的补充[4]。目前基于MOOC+SPOCs 的混合式教学模式已被认为是未来大学教学改革的方向[5]。

但如何充分利用MOOC 的优质资源，又能针对本校学生的个性化教学，具体如何实施混合式教学和翻转课堂，切实提高教学质量，需要进行探索和实践，基于此，笔者针对Java 课程，进行了基于MOOCS+SPOC+翻转课堂的混合式教学实践，并根据程序设计课程的特点，引入程序设计类网络实验辅助平台。

1 平台资源构建

1.1 课程总体设计

Java 语言程序设计是计算机专业的核心专业基础课，主要讲授面向对象基本概念和编程思想，主要内容包括程序设计基础、面向对象程序设计和GUI 程序设计三大部分。该课程以工程教育认证标准[6]为准则，将专业认证OBE 理念，即“产出导向”“学生中心”“持续改进”贯彻到课程教学层面，建立一种以培养目标为导向，以学习者为中心，能够切实支撑毕业要求达成的课程教学模式与体系[7]。课程的目标是培养和提高学生的程序设计能力，以能力为导向，其课程目标、教学方式、考核、评价指标均围绕产出导向这个根本原则，遵循OBE 的理念，根据课程内容和支撑毕业要求指标点设置课程目标，并根据课程目标确定课程内容和课程知识点。以笔者所在学校Java 课程为例，课程总学时是48 学时，课堂教学安排每周一次3 学时，由12 讲内容组成。根据所采用的线上线下混合式教学模式，一学期课程总体任务设计如表1 所示。

表1 课程总体设计表

1.2 异步SPOC的资源构建

混合式教学其中很重要的一个环节是线上平台的应用和线上资源的建设。SPOC 学习资源的构建有多种方式，可以引入现有资源或自建资源。目前SPOC的类型主要有三类：同步SPOC、异步SPOC 和独立SPOC。同步SPOC 是完全跟随一门正在开课的MOOC源课程学期，教师仅可补充内容，不能修改源课程原有内容；异步SPOC 是拷贝一门已结课的源课程学期内容，教师可删减原有MOOC 的内容，也可增补内容。独立SPOC 单独创建一门SPOC 课程，教师可根据自己的教学安排发布一门专有课程。为了充分利用国家精品课程的优质资源，给学生最好的学习体验，并结合本校的教学目标和学生学情，同步学校的教学进程，我们使用中国大学MOOC 的爱课程平台，并基于MOOC 平台上国家精品课程中现有的高质量课程资源建立异步

SPOC。

根据课程的教学大纲要求，本课程的内容涉及程序设计基础、面向对象程序设计、GUI 程序设计三大部分，课程总共由12 讲组成，其中面向对象程序设计部分，包括类和对象、继承与多态、接口与抽象、异常机制处理、文件输入输出，即第6、7、8、9、10 讲直接复制MOOC 平台上浙江大学翁凯老师的《面向对象程序设计——Java》的课程资源，个别知识点进行增删。另外两部分都是自建资源。每一讲都由多个短视频和短文档组成，每个视频一般在5 到25 分钟之间，平均10 分钟，这样可以将知识点进行细粒度分解，也使学生在观看视频时注意力更加集中。

基于SPOC 的线上教学，为教师的教学资源建设提供了更灵活的方式，整个资源的建设是一个循环迭代的过程，包括预分析、计划、设计、实现和评估的过程[8]。

1.3 实践资源建设

程序设计类课程的主要实践活动是编写程序，自动化评判系统可以对学生提交的作业和程序进行快速的反馈，非常有利于提高学生的学习效率，也提高了教师检查作业的效率。程序设计实验辅助平台为程序设计课程效果的明确性和可衡量性提供了技术支撑[9]。PTA 是程序设计类实验辅助平台，该平台可提供单选题、多选题、填空题、程序填空题、主观题、多文件题、函数题、编程题等多种题型，并有自动判卷功能，完全满足了该课程的学生的作业和编程需求。

根据课程的总体设计，我们在PTA 上共创建了12个小测验、3 个阶段测验、1 个期中考试、1 个期末考试、8 组编程训练题。其中小测验主要以单选题为主，题目一般为5-10 个，作为每次课的课外视频观看检测和基础理论知识自查，阶段测验、期中考试和期末考试有选择、填空、程序填空、编程等多种题型，主要对阶段性的学习成果进行考核。编程题是学生平时的主要作业，编程题按主题进行设置，共有8 组，覆盖了课程的所有知识单元。每组中的每一题都与课程目标中的某个目标点相对应。

除此之外，特别设计了5 个小项目案例，案例的设计考虑可理解性、趣味性、生活性和综合性，每个案例与课程阶段性的知识密切相关，能够综合运用所学过的知识来分析问题、解决问题，除了提供程序实现外，还要求按照规范编写文档。每个案例之间相互有关联，并且后一个案例在前一个案例的基础上再应用新学的知识理论进行修改、扩充、实现。同时这5 个案例也贯穿了课程的所有课程目标。

2 混合式教学模式

混合式教学模式指的是线上线下混合式+半翻转课堂形式，是将传统课堂的一部分内容，主要是知识讲解部分放在MOOC 平台上供学生们自主观看学习，而线下课堂可以做一些交互活动。但无论是线上网络教学还是线下课堂教学，所有活动均以学生为中心，以学为主。本课程实施的教学模式基于线上异步SPOC、PTA 平台和线下实体课堂实施，以学生学习活动为中心，教师承担学生的学习引领者。教学模式总体架构如图1 所示。

图1 基于异步SPOC+PTA的混合式教学模式架构

一个学习活动按照学习单元来划分，一个学习单元对应一个学习活动，一个学习活动由一个或多个学习任务构成。本课程设计了观看视频、课堂听讲、测验考试、编程作业、项目设计5 个学习任务，安排每周一个学习活动。

通过观看视频学习和掌握课程的理论基础知识；测验考试考核学习的掌握程度；编程训练进行程序设计实践，培养程序设计能力，训练简单的问题解决能力。这些任务都要求独立完成，都在线上进行和完成。项目设计分小组进行，培养学生间的相互协作、运用所学知识的综合设计能力，解决复杂问题的能力，并训练文档写作能力及规范性。

针对每个学习活动，教师给出明确的学习任务，明确所要达成的目标、任务、学习方式、考核评价方式。教师每周明确布置学习任务要求，要求观看的视频、所要完成的作业，并分享在线学习导引单，在导引单中包括本讲的教学目标、每个知识点所对应的教学目标点、视频观看导学、编程作业要求及达成的目标等，指导学生有序有效的学习。

学生课外在MOOC 平台上自行观看教学视频，完成平台上的任务要求，并在PTA 上完成编程训练作业。PTA 可以在线自动判题，学生完成作业提交后就会有即时反馈。课程的基础知识也即课程的理论教学已经在MOOC 平台上完成，因此课堂活动就不再重复讲解知识点，课堂的目标主要是解决学生自主学习中遇到的问题，对线上学习的达成目标进行检验，补充讲解视频上缺失的内容。因此，在每次课前形成本次教学活动预案，包括组织哪些教学活动、测验、提问、讨论、讲评、讲解等活动的内容、顺序、时长等。

3 数据收集和分析

传统的教学，教师依靠纸上批改作业，人工给出成绩来判定和了解学生的学习状况。本课程学生所有的学习活动都在平台上进行，MOOC 上视频观看记录可以了解学生的学习进度和态度。在PTA 上，学生的所有实践活动，包括测验、编程、考试等，都可以导出完整的答卷、成绩单、得分代码、正答率和试卷分析。答卷存放了每个学生本题目集的所有答题数据，包括题目详情、得分点、总得分数、源代码。成绩单根据学生排名，有学生的完成题数，所用时长以及每题的完成情况。得分代码中存放了所有学生提交的每一题的源代码。正答率中给出了每组题中每一题的统计情况。试卷分析中以表格和图表展示了各分数档的人数分布和每个知识点的得分率分布。根据学生的所有学习数据，进行相关的分析，可以跟踪、了解、掌握学生的学习情况，分析其学习行为，这样可以有针对性的进行辅导、督促，并为课堂教学活动设计提供依据。

PTA 上实践活动的数据分析，是当前教学状态下一种非常有效的学习反馈方式，根据数据分析，可以较科学地掌握学情，随时动态了解学生的学习状态和学习效果，根据完成和正确率、知识点的掌握情况可以在课堂上有针对性的进行答疑、讲解。

4 结语

混合式教学模式使课程的教学模式从“以教为主”向“以学为主”进行了转变。线上平台的使用，利用可获得和可供使用的最好资源，可将教师的关注点更多转移到课程设计上，之后更多的将主要精力集中在“以能力导向”的课程重构上，探索目标达成途径，做好课程设计和课前准备，引导和培养学生自己学习的能力。

线上线下混合式教学可以更好的培养学生的自主学习能力，通过线上资源和网络实验平台，学生可灵活地“按需学习”。通过对平台上所获得的学生学习数据分析也可看出，学生的学习态度对学习成效起着决定性作用，需要教师加强引导和管理。