基于SPOC的石油炼制工程混合式教学模式探究与实践

张海俊，王颖，熊伟

(1.银川能源学院 化学与生物工程学院，宁夏银川 750100； 2.宁夏工商职业技术学院 能源化工学院，宁夏银川 750021)

2018年，教育部印发《关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》，指出“积极推广小班化教学、混合式教学、翻转课堂，大力推进智慧教室建设，构建线上线下相结合的教学模式”[1]。2019年，中共中央、国务院印发《中国教育现代化2035》，提出“遵循教育规律，坚持改革创新”。在教学过程中要更加注重共建共享，建立完善的数字教育资源共建共享机制[2]。

SPOC 是小规模限制性在线课程（Small Private Online Course 的缩写），最早由阿曼德·福克斯提出，2013年美国加州大学伯克利分校等大学作为试点，该模式具有“限制性”“共享性”“个性化”的学习特点，在学习过程中构建“以学习者为中心”的教学模式。SPOC 具有以下优势：传统教学资源与线上资源更合理地整合与开发；教学及学生自主学习的方向性更明确；学生评价更多元化；提供个性化的学习反馈和干预策略[3-5]。

1 混合式教学方式的实施

石油炼制工程是化学工程与工艺专业特色主干课程之一，是从事炼油工作必备的基础和核心课程，在整个专业教学中起到承上启下的作用，既要融会贯通先修课程物理化学、化工原理的知识，又要兼顾后续生产实习实践环节，具有实践性强、综合性强、紧贴专业的特点。课程在教学内容方面着重典型工艺过程及原理、工艺条件选择的讲解，在培养实践能力方面着重调控典型工艺参数与产品质量，注重培养学生工程意识和运用各方面有关知识和信息研究、分析工程实际问题的能力[6-8]。

传统教育模式重知识传授、轻能力培养，课堂教学强调知识的灌输，学生被动接受知识、持续聚焦时间短，造成学生缺乏学习热情和动力[9]。由于受到学习环境及条件限制，培养的学生缺乏创新思维，欠缺自主思考的学习习惯。此外，行业新兴技术、相关知识扩展等内容都无法传授给学生，造成学生相关知识的缺失。因此，基于SPOC 的线上线下混合式教学的新模式逐渐被应用，这种模式既可以激发学生在学习过程中的积极性与创造性，也能积极发挥任课教师在教学过程中引导、启发、监督的作用。具体的改革设计如图1所示。

图1 石油炼制工程线上线下混合式教学改革设计流程图

1.1 课前知识导入

课前准备阶段，教师要对授课学生进行学情分析，根据学生实际情况制定课程学习目标和课程教学规划，在网络学习平台上传需要完成的学习资源（视频、文本、图片、音频、任务活动等内容）。在布置学习任务时要充分考虑到学生的具体学习习惯和学习能力，让学生能完成与其能力相匹配的学习任务。学生根据自身的兴趣或具体任务完成线上自主学习，以任务为驱动进行深入思考，为参与线下课堂学习做准备。部分章节会设置在线学习自测，学生可以根据自身学习与考核结果进行相关知识的了解与巩固。

通过课前学习，一方面，学生可以对较基础的内容进行自学，减轻线下课中学习的负担，从而能节省出更多的时间和精力开展参与式、讨论式的教学；另一方面，通过学生课前的知识学习，会对部分知识点有一定的困惑和疑问，因此形成基于问题的学习模式（PBL 模式），对线下课堂中的学习会更有积极性，养成认真听讲的良好学习习惯[10-12]。

1.2 课中知识内化

课中学习阶段是在线下课堂开展的，教师与学生可以面对面交流探讨。教学模式改革其实对传统课堂教学进行改变，将原本的“教师主导教学”变为“以学生为中心”。

在课堂教学中，通常有两种形式，一种是学生根据课前线上学习遇到的疑问和困惑进行总结并反馈给教师，教师根据学生的学习反馈，明确本堂课的教学重点，合理分配课堂时间，对主要教学内容串讲，对学生遇到的难点、自学过程中暴露出的薄弱环节进行精讲，对重点知识进行深讲。随堂会根据教学内容设置相应的测试题，检验通过课堂教学后，学生对自学过程中出现的难点、易错点是否真正掌握。

另一种是通过任务驱动，由教师布置具有一定复杂性和挑战性的任务，学生需要以创新性思维思考问题，以工程性思维解决问题，通过查阅文献、小组合作、头脑风暴等手段，最终采用翻转课堂的方式达到共同思考、讨论、交流、分享的效果。教师结合学生的反馈，讲解重难点，梳理各知识点之间的逻辑相关性，使学生构建本堂课的知识体系网，加强学生对理论知识的掌握。

在课堂教学中，学生与教师完成角色互换，学生在学习过程中针对问题和困难积极交流探讨，由教师进行知识的讲解和总结，在师生共同点评和总结中完成知识内化。

1.3 课后知识巩固与延伸

经过课前和课中的学习，学生已掌握大部分的基础知识，并形成属于自己的知识网络，需要通过课后学习对教学内容实现深度理解，是线下课堂教学的有益延伸。课后学习是在教师引导下学生自主学习，组织形式可以灵活多样。课后作业的设计和布置也尤为重要。第一，典型性和关联性，作业涉及的知识点要与学生搭建的知识体系具有一定关联性，在知识之间构建有效桥梁，形成更全面的知识网；第二，开放性和实践性，开放性练习可以锻炼学生的开放性思维和创新性，实践性练习可以增强学生的工程性思维和解决实际问题的能力；第三，趣味性和挑战性，选取具有一定趣味性和挑战性的作业，可以激发学生的学习热情和积极性。

1.4 考核方式优化

不同于传统的评价方式，改革后的考核方式更科学、更合理。学生结合自己的能力合理规划学习过程，能进行分层次、个性化的学习，通过课前、课中、课后测验，有效地监督和检验学习成果；教学过程采用探究式、任务驱动式、翻转课堂等教学方法，有效提升了学生的学习积极主动性；课程考核方式由传统的平时成绩和期末成绩，转变为过程考核，考核方式实施“N+1+1”的过程考核制度，其中“N”是教学过程的考核次数，占总成绩的40%，分别是：作业10%，测验10%，能力拓展、答辩或小论文10%，虚拟仿真实验10%；第一个“1”是期末考试，占总成绩的50%；第二个“1”是课堂笔记，占总成绩的10%。

2 混合式教学实施的效果

根据课程实施方案，对本校2017 级、2018 级本科生进行石油炼制工程课程教学改革，通过学期末结果分析改革效果。

2.1 学情分析

首批实施教学改革的样本学生为本学院2017 级化学工程与工艺专业本科生。方法改革前，通过对学生的辅导员及前期带课教师的走访了解到，该班学生基础知识一般，学习主动性尚可，由于本年级只有一个班，无法做平行对比参照。

第二批实施对象为本学院2018 级化学工程与工艺专业本科生，延续第一批的经验及优化后的资料，继续进行改革及推广。

2.2 实施方式

根据实施计划安排，对进行教学模式改革的学生首先采用课前线下视频自学，根据学生反馈、学习平台反馈了解学生课前学习情况，制定相应的课程计划。课堂通过教师讲解、学生翻转等多种方式，以学生为主导完成教学任务。并根据实际情况增加了课前视频内容测试、课中学习内容测试、课后作业及任务等环节，了解学生对知识的掌握情况。

2.3 实施效果分析

对2017 级学生期末总评成绩数据进行分析。由于疫情原因，期末成绩不太理想，但是在未受到疫情影响的学期中，大多数学生成绩都尚可，尤其布置的具有创造性和工程性的能力拓展题目，学生以小组为单位，通过查阅文献等手段可以完成任务汇报和提交合格的任务报告，达到提高学生积极性、锻炼学生解决实际问题能力的效果。根据问卷统计分析，多数学生对混合式教学能够接受并支持，76%的学生喜欢混合式学习方式；81%的学生认为混合式学习方式能更好地调动学习主动性和创新性；83%的学生认为混合式教学方式能学到更多的知识；同时也有83%的学生认为混合式学习方式占用的时间过多，完成相应任务需要耗费一定的精力。

在2018 级学生中进行改革的过程中，已将去年实施过程中存在的部分问题进行了整改和优化，整体而言，通过教学方式的改革，在任务驱动下，学生能更好地参与到课程的学习中，并且不再局限于课本上知识，通过网络上大量的视频、MOOC 等资源拓宽了知识面，掌握了工作原理、了解了更多前沿知识，为学生踏上工作岗位提供了一定的知识储备。

3 结语

传统的课堂教学方式能够延续至今，有着其不可替代的优势。而新型技术的更迭所带来的进步也带来了教学模式的革新[13]。SPOC 模式同时具有在线教学和课堂教学的优势，为学生提供了深入探索式的学习环境，同时也有效改变了教师和学生在教学过程中的角色，形成更自主、更高效的学习环境。

通过在两批学生的改革实践，相对于传统教学，线上线下混合式教学的优势更大：

（1）有利于线上线下教学资源的建设。（2）教学过程中更注重在线交流互动、测试、督促、管理等过程。（3）借助任务驱动等手段，更好地激发了学生学习的兴趣，通过设置翻转课堂，让学生从被动学习变为主动学习，翻转课堂教学模式充分调动了学生的积极性和主动性，学生对教学的满意程度和对知识的掌握程度都较好[14]。（4）评价手段多元化，不仅局限于最终的期末考试，也关注整个学期中学生的参与情况，能更客观地评价学生的学习效果，即“重结果，更重过程”。

混合式教学改革的目的不是取代传统教学，而是最大限度释放线下课堂教学空间，让教师有更多精力系统、整体地进行教学设计，组织学生开展研讨式、协作式学习。