应用型大学公共基础课翻转课堂教学模式探究

韦玉球 任北上 付丹 谢芬芳

摘  要：文章介绍了翻转课堂、MOOC和SPOC等教育信息化资源的建设在国内外发展的历史和现状，提出了教学团队在应用型大学开展SPOC云教学大数据驱动的翻转课堂教学模式的可能性、必要性和实施设计方案。

关键词：SPOC;翻转课堂;MOOC;教学模式;线性代数课程;大数据;应用型大学

中图分类号：G640        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2021）17-0120-04

Abstract： This paper describes the history and current status of the development of information resources of education such as flipped classrooms， MOOC， and SPOC at home and abroad， and puts forward the possibility， necessity and implementation design plan for teaching teams to implement the teaching mode of flipped classroom driven by SPOC cloud teaching big data in application-oriented university.

Keywords： SPOC; flipped classroom mode; MOOC; teaching model; linear algebras course; big data; application-oriented university

經过广大教师多年课堂教学改革的熏陶和洗礼，传统课堂教学模式尽管有了不小的优化，但尚未得到根本性的转变。主要问题还比较突出，首先，其教学模式不太容易依据受教育者自身的能力和条件开展个性化分类培养;其次，因传统教学模式的惯性，造成教育者“一言堂”和“填鸭式”的教学状态仍占主导地位，学生在被动地接受知识的过程中，下意识地丧失了参与教学和独立思考的主动性;第三，传统教学模式比较侧重于书面的、相对“浅层性”的学习，不易在教学中促进学生自主开展深层的探究。总之，传统的课堂教学模式对培养学生的创造与创新能力还是存在诸多局限性，作者认为，针对应用型大学的人才培养方向和学校专业结构，结合教育信息化开展课堂教学模式的改革与创新是专职教师们值得探究的课题，而翻转课堂的教学理念与模式，正是将教育信息化的课堂教学从量变走向了质变的阶梯。如今，伴随着大数据和云计算的涌现，不仅打破了高校内“信息孤岛”的现象，同时为教学质量提升也提供了新的途径。我们线性代数课程教学团队针对当前传统课堂教学模式的现实，重点学习及研究了SPOC云教学大数据驱动的翻转课堂教学模式与方法。我们认为以翻转课堂教学模式融合SPOC云教学大数据手段对提高学生自主学习能力、协作互助能力及问题解决能力，促进学生进行深层学习，都有现实和重要意义。

一、对翻转课堂的认知

起源于美国林地高中并兴起于美国可汗学院的翻转课堂教学模式[1-2]，曾被环球时报和纽约时报等新闻界看成是一次前所未有的课堂教学模式改革[3]。在我们教学团队探究相关文献资料中注意到如下实例[4]：美国科罗拉多州林地高中的两位化学教师发现部分学生因课外活动而缺课，进而造成学习成绩滞后的现象，为了解决这个问题，他们采用了将自己的讲课过程录制下来并上传到YouTube，这一创举不仅方便了缺课学生课后学习，而且因为网络教学视频的可视性和灵活性深受其他学生的喜爱，逐渐地形成了学生在课后观看教学视频进行自主学习，在课上做作业、做实验并由教师答疑解惑的翻转课堂教学模式雏形。当然，教育实践还给予证明：翻转课堂也适合于高等教育，能够促进更深层次的师生交流和生生交流[5]。文献[6]对翻转课堂教学法的实践应用及其效果进行了分析，指出在美国的实践证明，翻转课堂明显地提升了美国学生的学习效果和学习态度。美国教师对翻转课堂认可度相当高[7-8]。以上的教学实践范例值得我们分析与借鉴。

二、SPOC——对MOOC的继承、完善与超越

MOOC（Massive Open Online Course）即指大规模开放性在线课程[9]，由于这种在线课程学习的技术门槛较低，具有极高的包容性、远程性和开放性，到2013年底已经有超过29所世界著名大学参与到MOOC教学中[10]。但人们也发现，由于开放性等缘故，MOOC课程也存在一些弊端，比如注册人数虽多但学习的完成率较低。针对MOOC实践中出现的诸多问题，哈佛大学、加州大学伯克利分校等世界名校开始探索使用一种新的课程形式——SPOC来实现MOOC原本的初衷，即对高校的教育产生积极的影响[11]。

SPOC（Small Private Online Course）即指小规模限制性在线课程[12]与前面的MOOC的无限制开放性不同，这种学习模式对参与者有一定的技术门槛和学习要求，而且SPOC课堂上还有一定的“竞争性”。因为SPOC依然保留了MOOC原有的互动交流和章节练习并对学习者又提出了必要的要求，导致学习者的学习成绩有了明显地提升。

三、SPOC+翻转课堂——混合式教学模式

翻转课堂+SPOC是一种混合式的教学模式，两者的有机融合与传统教学模式相比较，会更具有挑战性和新颖度。文献[13]中将SPOC+翻转课堂这种教学模式直接应用到高校的数据结构与算法的课程上，实践表明以SPOC为媒介观看视频而产生的教学效果要比仅看纸质版教材更具有优越性。当然，国内的高校也在紧跟教育发展趋势，陆续开展各类混合式教学模式的尝试。例如，南京大学、清华大学等高校针对电路原理课程进行教学合作，他们结合自身的教学目标和硬件条件，利用“学堂云”SPOC平台实施了翻转课堂的实践活动[14]。通过2～3个学期的实践教学后，成绩得到充分体现——譬如，南京大学学生的学习积极性高涨，团队学习的氛围初步形成，学生畏难情绪得到消除，学习效果稳步提高。清华大学学生找回被应试教育磨灭的探索求知热情，课堂表现积极踊跃，每个学期都有选修该课程的大一新生申请专利被授权，更可喜的是，参加该课程学习的学生在后续大学学习生活中也表现出很强的创新欲望。

四、开展SPOC理念下的大学翻转课堂教学模式需思考的问题

针对当前传统课堂教学模式对培养学生的创造与创新能力有诸多局限性，以及迫切需要结合教育信息化进行课堂教学模式与方法的改革与创新的现状，我们利用课题组成员中具备专业知识的有利条件，将在学习研究并实施基于SPOC的翻转课堂教学模式时充分考虑和关注下列问题：

1. SPOC是高校翻转课堂最佳的学习资源。翻转课堂教学方法将学生浅层学习的过程放在了课下，学生可以通过SPOC平台提供的教学资源进行学习，并能充分利用“第二课堂”以了解学生学习状况及提供更多更适用的教学信息和资料。运用SPOC实现翻转课堂，务必需考虑课程性质、课程规模、学生情况等诸多因素，结合线性代数课程内容繁杂，概念抽象的特点，较科学地构建出基于SPOC的翻转课堂教学模式中的课堂教学内容组织、方法实施和评价体系，创新翻转课堂教学模式。并推动SPOC优质课程资源建设，促进课程体系改革，共同探索优质课程群建设。

2. 推动翻转课堂教学方法的关键在于对学生线上/线下学习数据的有效挖掘与利用，以此帮助教师对学生群体学习趋势与个体学习困难的了解，推动教师更有效地利用课堂阵地有针对性地开展个性化教学。据此重点探讨线性代数课程中关键知识点及核心内容（例如矩阵的可逆性、矩阵的秩、向量组的线性相关性、线性方程组有解的判别）的教学数据挖掘方法，通过对学生学习活动、问题讨论等数据进行采集，并对学生的学习状态进行挖掘;同时将信息反馈至教学策略模块，为制定科学的教学策略提供依据。构建以数据为基础的科学评价体系，形成特色鲜明的翻转课堂教学方法。

五、开展SPOC理念下的大学翻转课堂教学模式实施设计

SPOC和翻转课堂融合让传统教育背景下学生的个性化学习具备了可能性，开展基于SPOC的翻转课堂线性代数课程教学过程中，SPOC及翻转课堂能相辅相成，二者的有机结合有助于提升和强化开放学习者的学习效果。基于SPOC的翻转课堂教学模式示意图如图1所示。

基于SPOC的翻转课堂教学模式主要分为课前、课中和课后三个部分。

部分一，教师在课前可根据学情进行教学目标设计，制作并推送相应的SPOC课程资源，指导学生在线学习并完成相应的任务清单;完成教师设计的在线测试，检验自身对知识的消化程度。当前的在线测试能自动形成讨论区，区中教师可以参与学生的讨论和答疑，生生之间也能与同伴分享学习资料和体会，主动开展探索性学习;期间平台会自动记录学生探究路径并及时反馈学生信息;最后教师将这些问题进行归纳总结，拟定第二阶段设计课堂知识的导入题材。

部分二，课中的主要目是让学生内化并强化在SPOC课程中接触到的知识点。教师可根据教学目标相关的问题灵活设计教学活动，既使得学生对SPOC学习到的内容做好回顾，也可以检测学生课前学习的效果。在课堂上，建议教师根据学生的特点分组，各个小组围绕重难点进行相应的主题探究学习和任务汇报，教师可参与讨论并视实情实施技术指导，通过个性化辅导，培养学生的沟通能力和发散思维。

部分三，学生可在课后阶段将课堂上的收获或学习体会反映在答疑讨论区，供同学们阅读和互相讨论，促进学习效果。教师可根据上述实际设计练习题，供同学们在线解答，平台可自动记录作答时间，以及章节中重难点的回顾次数、交卷时间和完成测试所用时间等一系列数据，并做出智能在线评价。

大数据驱动的翻转课堂教学模型（见图2）主要由四个模块组成，各模块在教育部颁布的各项教育信息化标准与规范约束下进行实施，同时安全与管控贯穿整个流程，以保证技术体系的安全性和可控性。

（1）教学管理模块——依據SPOC+翻转课堂教学模式的理念，教学管理部分为教师提供课程制作、任务发布、课程修订等功能，同时为学生提供小组协作、学习管理、师生交流答疑等功能，并为教学大数据挖掘系统提供教学数据源。

（2）教学大数据挖掘模块——利用统计分析、图分析、机器学习、模式识别等技术对从教学管理系统采集获得的学生学习活动数据进行分析、挖掘，从而多维度了解学生学习过程、学习效果及学习趋势等，帮助学生发现自身知识漏洞，寻找更佳的学习方法。

（3）数据分析应用模块——根据数据分析结果对学生进行有利的兴趣推荐、学习干预，综合、客观地评估教师的教学行为、教学效果，同时将信息反馈至教学策略模块，为制定科学的教学策略提供依据。

（4）教学策略模块——主要为教师提供科学的教学策略，它根据教学管理模块和教学大数据挖掘反馈的数据，为教师科学地、合理地制定教学策略，同时反馈至教学管理模块，方便教师进修课程修订、任务发布。

参考文献：

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