浅谈基于SPOC平台的混合式教学模式探索与实践

2021-10-15张婷马鹏飞魏闻博张建立

中国设备工程 2021年19期

张婷，马鹏飞，魏闻博，张建立

（陆军炮兵防空兵学院机械工程系指挥信息系统工程教研室，安徽合肥 230001）

小规模私有在线课程SPOC（Small Private Online Course），是基于MOOC的教学流程创新，其在融合MOOC教育思想的同时，也把微课、小众教学、集约化教育等融合在一起，形成了SPOC特有的教育模式。在SPOC平台上，教员构建优化后的碎片资源，供学员进行课前导学和课后练习，教员根据SPOC平台分析的课前导学结果，确定课堂需要解决的问题以及重难点内容，从而实现线上线下混合式教学。SPOC智能化的学习行为管理及准确的大数据分析，可保证混合教学顺利展开，弥补MOOC和传统课堂教学的局限。SPOC通过设定限制条件，对少数学生实施在线教学和翻转课堂，更加注重校园本土化设计，更能从物理范围上保证军队安全保密，是军队院校开展信息化教学的最佳选择。因此，本文提出基于SPOC平台的混合教学模式，并在《信息系统工程基础》课程教学中进行了探索与实践。

1 《信息系统工程基础》课程教学特点

《信息系统工程基础》是指挥信息系统工程专业的主干课程，在前期教学中发现，课程在具体讲授中还存在着如下一些不足和困难：（1）课程内容多，学时少，学员普遍感觉课上教员传授的信息量太多；（2）课程部分理论内容过于抽象，本科学员理解困难；（3）有关军事的应用举例偏少，针对性不强。针对出现的以上问题，我们在实际教学中对课程进行了不断的优化设计，多方面改进教学方法和手段，通过学院引进的泛雅网络教学平台，构建《信息系统工程基础》教学资源，探索基于SPOC平台的线上线下混合式教学模式。

2 基于SPOC平台的混合式教学模式构建

课程教学对象为指挥信息系统工程专业的生长干部学员。他们高考入学分数高、理论基础好、学习兴趣浓厚、但工程意思有待强化，实践动手和创新能力有待增强。因此，我们在进行教学设计时，针对教学对象的特点，以创新人才能力培养为导向，充分利用SPOC在线教学和评测这样的信息化技术，帮他们整合零散时间、创造学员自主学习空间；

混合式教学中（教学组织如图1所示），学习包括“信息传递”和“吸收内化”两个过程。在传统教学方法中，“信息传递”是在课堂上由教员通过传承讲授（通常易流于“满堂灌”）来完成的，学员们通过课后复习和练习来进行知识的“吸收内化”。在混合式课堂教学中，“信息传递”是学员们在课前，基于课程的在线开放平台，通过自主学习、参阅资料、练习自测等方式来完成的，教员可以查阅学员的自测成绩，了解学习情况和个体差异，及时调整教学策略，并进行课上分组，实现学员间优势互补；在课堂上，教员有针对性地开展导学，可以集中精力进行答疑解惑、研讨交流、实践探索，从而有效地完成对知识点的“吸收内化”过程。这种教学方法不仅创设了良好的研讨型学习环境，而且转换了教员与学员的角色，教员成为课堂教学的设计师、引导者，而学员才是学习真正的实施者、执行者，从而改进了师生间的教与学方式，很好地提升了课堂教学的质量。

图1 “混合式”教学组织示意图

3 基于SPOC平台的混合式教学模式设计

以其中一个课题“专家系统的工作原理与构造方法”展开，本课题教学内容是第六章“决策支持系统”的重点内容之一，有10个知识点，内容抽象，实践性强，在传统教学中学员感觉这部分教学内容多，学得不透，应用性不强，为了提高教学效果，我们利用SPOC平台的信息资源来开展线上线下混合式教学，通过课前自学、课上内化和课后拓展“三阶段”混合式教学（如图1），充分激发学员作为学习过程主体的主动性和积极性。

3.1 课前：资源构建、学员自学、师生互动

课前，教员依托SPOC网络教学平台建设网络教学资源，开发制作教学视频、微课、动画等多种数字资源，同时，针对专家系统的工作原理与构造方法教学单元制订课前学习任务单，将单元知识碎片化为10个知识点，明确课前学习目标、内容和评价，便于学员自主学习。学员通过教学视频、电子教材、多媒体课件进行在线学习，对于专家系统的典型结构、基本工作过程等重难点教学内容可以通过微课反复学习。学员完成课前测试题，根据学习情况提出生成性问题，教员在线评阅，提供个性化指导，学习过程中还可通过论坛讨论区交流讨论和互动评价。课前自主学习使学员初步理解了专家系统的工作原理与构造方法碎片化的知识点，知道了知识点的基本概念，但仍未掌握各知识点的内在关联和实践意义，需要课上通过教员引导和学员探究来完成。

3.2 课上：创设情境、学员探究、师生同伴

采用抛锚式教学方法，将课堂教学过程分为创设情境、确定问题、自主学习、协作学习四个环节。

（1）创设情境。创设的情境为：“我红军一个合成旅对蓝军一个营特遣队进攻战斗，炮兵群奉命参加对敌炮火准备。作战时间：9时30分。群参谋长组织计划火力。给出炮兵群（团）指挥信息系统生成的火力运用方案，该方案计划了三个目标，并建议：用3营打击105号目标。但是，指挥员对该方案进行了干预和调整，用3营打击101号目标，请同学们思考：指挥员为什么要做这样的调整？因为在系统提出的火力运用方案中，并没有体现出对相关战术原则的考虑，所以，指挥员对这一火力运用方案进行了人工干预。那么，在炮兵指挥信息系统中，能否在计划火力时充分考虑相应的战术原则呢？近年来，利用专家系统计划火力在炮兵指挥信息系统中逐渐增多。”通过这样的情境，使抽象的知识点具有生动的载体，激发学员求知欲。

（2）确定问题。那么，如何利用专家系统法实现计划火力？专家系统又是如何工作的？如何去构造一个专家系统呢？

通过创设的情境，让学员沉浸其中，一步步思考和解决四个问题：目标要不要打？目标如何排序？目标谁可以打？目标谁打最好，接着，教员点出计划火力的两个主要因素：一是大量的专门知识，二是良好的逻辑推理能力，启发学员进一步思考，如果我们能够让指挥信息系统同指挥员一样拥有大量可利用的专门知识，并具备根据一定条件进行合理分析推理的能力，那么指挥信息系统就可以像一名优秀的指挥员一样提出较好的火力计划方案，这也正是专家系统法最初的设计思想。将具体的军事案例与本次课的内容联系起来，激发学员的学员热情，让学员感受到学有所用。

（3）自主学习。在“确定问题”的基础上，学员利用自研的动画、CLIPS软件等信息化教学手段，结合已有知识自主探究情境问题。针对教学难点中专家系统的工作流程抽象、专家系统的构造方法与实践结合不紧密等问题，引导学员利用自研的专家系统流程动画、自录的专家系统构造方法视频、自主探究专家系统的结构和工作原理，构造一个简易的专家系统，践行“做中学，做中教”，实现抽象概念形象化、复杂问题简单化，突破教学难点。特别注意的是，这一环节不是由教员直接告诉学员如何解决问题，而是提供问题解决的有关线索和手段（即不是授鱼而是授渔），引出重难点问题解决思路，突出学员主体地位，强调培养学员“主动探究、学以致用”的能力。

（4）协作学习。将48名学员混合编成8个小组，组内学员通过对话、商讨、争论，对火力计划专家系统构造方案进行充分研讨，通过不同观点的交锋、思想碰撞，补充、修正、加深对重难点问题的理解，各组选出代表走上讲台，讲解方案思路。教员参与讨论，以同伴角色引导学员规范问题解决方法。教学过程中，学员运用思维导引图实时记录观点思路，教员注重突出小组作用，培养学员团队协作能力。

经过课堂阶段的学习，学员完成了创设的目标任务，对专家系统的原理和构造方法有了一个深刻的剖析，较好地掌握了各个知识点之间的内在关联。

3.3 课后：巩固知识、实践拓展、学用一致

课后，学员登陆SPOC平台，完成相应章节的在线测试，就存在的疑问与教员进行在线交流和论坛讨论；同时，反思所学教学内容，利用军队网络教学应用系统、数字图书馆、学员电子信息阅览室等信息化平台针对性查阅相关文献资料，引导学员开展知识拓展学习。

3.4 考核评价

本堂课的考核评价方式采用网络记录、学员自评、小组互评和教员点评的方式(如图2)。课前评价由自测结果和提问情况等组成。课堂评价由学习效果自评、小组学习互评和课堂活动评价组成。课后评价通过实践参与度、课程论坛活跃度和在线测试结果等进行评估。实现考核方式多样化，评价过程系统化，最终形成能够反映学员知识、能力和素质表现的综合评价结果。

图2 采用的多样化考核、系统化评价方法

4 基于SPOC平台的混合式教学模式实施效果

为了有效评价基于SPOC的混合式教学模式实施效果，我们将混合式教学模式和传统教学模式进行了横向和纵向对比教学，如表1所示为混合式教学模式教学班和传统模式教学班的考试平均成绩、挂科率进行了统计，统计结果显示：混合式模式教学班成绩明显高于传统教学班；经过一年混合式教学模式的探索，学员的期末平均成绩比往年有所提高，学员的挂科率明显下降。

表1 混合式模式教学班和传统教学班成绩比较

在利用平台完成课程的教学任务后，对48名混合式教学模式教学班的学员进行了不记名问卷调查，让他们谈谈对“基于SPOC平台混合式教学模式”的看法，其中95%的学员对此教学模式给予了肯定的评价，他们认为比传统课堂教学效果好，增强了学习兴趣，提高了互动性，学习效率更好，在有限的课堂时间内可以学到更多的知识。