基于SPOC的环境生态学混合式教学模式探索与实践

李林锋，梁燕秋，肖晓，曲炳良

（广东海洋大学 化学与环境学院，广东湛江 524088）

以新一代互联网技术为代表的数字化技术的发展为MOOC、微课程等信息化教学创造了条件，传统教学模式正面临巨大挑战，传统的以教师为中心的课堂教学模式正逐步转变为以学生为中心的教学模式[1]。MOOC（Massive Open Online Course，大规模开放式在线课程）依托大数据、 云计算和人工智能等信息技术，集在线学习、社交服务、 数据分析等功能为一体，是以互动共享、限时开放等为基本特征[2]，通过开放教育资源与学习服务而形成的一种新型教育模式[3]，促进了资源共享与教育公平，推动了高等教育的创新与改革[4]。截至2020年底，MOOC 累计注册人数已达 1.8 亿人次，全球超过950 所大学累计开设1.63 万门在线课程 (不包括中国)[5]。2013年，MOOC 逐步在中国发展，到目前为止，我国已有1 000余所高校开设MOOC[2]，截至2020年3月，我国共有2.3 万余门MOOC 上线，学习人次达3. 8 亿，超过1亿人次获得慕课学分[5,6]，MOOC 总量和学习人数均处于世界领先地位[7]。与此同时，被称为“后MOOC时代”的SPOC （small private on-line course，小规模限制性在线课程）教学模式由于人数少、在线注册、辅助的线上或线下课堂、答疑等特点而被广为采用[8]。目前，基于MOOC/SPOC 资源的线上与线下相结合的混合式教学模式成为各高等院校课程教学改革的重要方向[9]。这种模式契合信息化时代我国高校教学的现实需求。在教学构成、教学主体、教学方式层面上,这种教学模式业已成为国内外高校课程教学改革的重要实践方向与新趋势[9,10]。

环境生态学是一门运用生态学理论，研究人为干扰的环境条件下，生态系统结构内在变化机制和规律、生态系统的响应，寻求因人类活动的影响而受损的生态系统恢复、重建和保护对策的一门科学[11,12],是我校环境科学专业的核心课程。为了顺应信息化时代教学模式的变革需求，积极响应教育信息化政策，提高环境生态学课程教学质量，在学校的资助下，环境生态学课程教学团队自2020年起开展了基于中国大学MOOC平台的异步SPOC 线上线下混合式教学模式构建，并进行了初步的实践。

1 混合式教学模式构建

混合式教学就是把信息化的线上教学与传统的线下课堂教学相结合，通过课前学习、课中内化、课后拓展三个阶段教学环节，以学生为中心，充分发挥学生的学习主体意识，教师在教学中主要起引导、监控和解惑的作用[13]。即依托网络教学平台，采用基于在线平台的任务驱动和过程考核，极大地调动学生学习的积极性和主动性，以有效提高学生的学习兴趣，锻炼学生的学习能力，有效达成教学目标[14]，从而提高教学质量 。为此，我们借助中国大学MOOC 平台，以河南城建学院的在线环境生态学课程为源课程，通过增删内容构建了适合我校环境科学专业的异步SPOC 课程，并按照课前学习—课中内化—课后拓展的流程开展线上线下混合式教学（见图1）。

图1 线上线下混合式教学模式流程

1.1 课前学习

课前线上学习是混合式教学的重要环节与前提，主要关注学生自主参与个性化学习的成效[15]。要结合学生的认知规律和在线学习特点[16]，科学构建线上教学资源，避免线上线下教学内容重复，同时要把握学科发展的时代性和前沿性，适时更新和补充新内容。根据课程教学进度，主讲教师提前一两天在线上平台发布教学单元内容，包括学生要观看的课程短视频、课件、要完成的阅读资料、自测题目等，并通过班级课程微信群，以明确的学习任务点推送。学生按照教师要求自主选择时间和方式，完成各个任务点学习，随时在平台进行自测，检验学习成果，对心存疑惑或理解困难的知识点在平台讨论区发帖，或者在课程微信群向教师和同学提问。课前线上环节学习是混合式教学模式的重要环节，如果缺少了线上自主学习，混合式教学也将变回传统的课堂教学，这就特别需要学生发挥学习主体性和自律性[17]。为此，教师务必加强与学生的互动交流，及时指导和督促学生参加线上学习活动，并通过平台系统后台统计数据跟踪学生的学习状况，了解学生学习过程中的薄弱环节和普遍理解难点，并对学生的学习成果及时评价与反馈，确保线上学习顺利完成。

1.2 课中内化

线下课堂教学依然是混合式教学的核心环节，但不再是以往传统的课堂行为，而是结合学生线上学习反馈的更深层次的教学活动，是学生理解、消化课程知识的重要环节。因为混合式教学强调先学后教，即将低阶思维教学活动安排在线上进行，所以线下课堂教学教师不再以全面的知识点讲授为主，而是针对学生课前线上学习反馈情况开展“排雷”行动，即对学生线上学习过程中的共性问题及相关重点难点进行串讲，并结合具体实际应用引导学生将所学知识应用于实践，可以使重点、难点更加形象化，有利于学生理解与掌握[18]。教学过程中可以通过强化训练、知识拓展、协作探究等方式引导学生实现高阶思维活动，达到知识内化的目的[17]。具体教学方式依据课程教学内容特点会有所差异，但“教师为主导、学生为主体”的教学理念始终不变。为活跃课堂气氛，可以利用慕课堂的签到功能进行签到，利用点名功能随机抽查提问学生，考查其课前线上学习状况，视情况进行分组，学生以 5—6 人为小组进行互助式学习讨论。这样基础较好的学生就可以给其他学生进行解释，引导其理解。即便大家各持己见，小组学习讨论也有利于知识和结论的重构，从而加深印象，提高学习效果，完成知识内化目标。此外，通过开展课堂讨论引导学生主动思考，如以2020年非洲博茨瓦纳350 头大象集体死亡的案例引导学生了解蓝藻毒素，并分析水塘的蓝藻是如何爆发的？最后利用慕课堂的练习功能，发布单元重要知识点随堂测验，巩固学生对本章节重点内容的掌握，提高学生学习效果。

1.3 课后拓展

每一个章节学完之后，主讲教师依据情况发布该章节内容的思考题或进一步推送有关阅读资料，学生在平台系统完成相应考核任务点，以巩固所学知识点。有能力和兴趣的学生可以通过阅读教师推送的相关资料进行知识深化和拓展，鼓励对疑惑之处在讨论区中发帖展开研讨。如在讲述土壤因子与生物的适应单元内容后，会在课后推介朱永官院士等土壤健康研究新观点：通过土壤-食物-环境-健康关系实现可持续发展（Soil-Food-Environment-Health Nexus for Sustainable Development），要求大家拓展阅读，以深刻理解土壤特性和过程的缓慢变化会影响食物和环境质量，从而通过土壤、食物、环境和人类健康之间的生物地球化学级联反应影响人类健康和福祉，增强学生环境保护的责任感和使命感。

2 混合式课程教学考核与评价

作为教学工作的重要环节，课程教学考核与评价是检验教学质量的一种重要手段，一直被大家所重视[19]。混合式教学模式融合了线上学习与线下课堂教学两种教学形式，两者相辅相成，缺一不可[17]。因此，课程教学考核与评价就得兼顾线上与线下课堂两种形式，注重全过程考核。为了配合“线上线下混合”教学模式的展开，环境生态学课程通过强化过程性考核， 提高其权重占比， 以突出过程学习的重要性[20]。同时，把考核工作贯穿于日常教学过程之中，力求减少学生对期末考试的过分依赖性和考前突击行为，激发学生的学习主动性，提高其学习参与度[21]。按照我校课程考试的相关要求，结合本课程实际情况，过程性考核和结果性考核占比分别为60%和40%。过程考核由考勤（随机签到，5%）、学生线上学习任务点完成情况（视频观看、章节测验、指定文献资料阅读、平台讨论、随堂测验、作业互评等，60%），线下翻转课堂（PPT 专题汇报与分享，15%）和分小组进行环境问题调研（如大学生校园外卖与塑料垃圾污染问题、大学生网购与校园快递包裹垃圾污染问题调研报告等，20%组成）。结果性考核以期末闭卷考试方式进行，主要考查学生对知识点的识记、理解、归纳和运用的能力。环境生态学是一门危机学科，是问题导向型学科，课程理论知识是学生应用和解决环境问题的基础，期末闭卷考试能在一定程度上检验学生思考问题和解决问题的能力，且加强学生学习紧迫感，强化知识内化。通过上述两部分考核结果对学生的学习成果做出较为全面合理的评价。

3 混合式课程教学效果

教学手段和方法的革新，对教师和学生都是一个全新的尝试，教学方法的科学性往往会决定教学的实际效果，以学生为中心的教学模式改革，除了进行知识传授，培养学生思考问题和解决问题能力外，还要激发学生的求知欲和好奇心，为其终身学习打下基础[22]。混合式教学模式的实际教学效果如何？能否完成“价值塑造—知识传授—能力培养”三位一体的教育教学目标，是教学模式改革的关键[23]。

学期课结束时采用自行设计的《环境生态学SPOC混合式教学课程调查问卷》，对全班学生进行问卷调查。问卷包括对线上线下混合式教学模式的接受程度、异步SPOC 教学资源、翻转课堂效果、教学交流与沟通效果、习题作业必要性和教学效果评价等问题。调查显示学生对课程线上教学资源满意度很高（见图2a)，对线上线下混合式教学模式比较认可，认为在激发学习兴趣、促进自主学习能力和提升自身综合素质方面有积极作用（见图2b）。但学生也普遍认为学习任务变重了，感觉比较累，师生之间的教学交流还不足，说明课程教学还有进一步改进提升的空间。

图2 线上学习资源满意度（a）和混合式教学效果认可度（b）的调查问卷结果

结果性考核也反映出混合式教学模式与传统教学很大的不同，将2018 级（传统教学）和2020 级（混合式教学）环境科学专业本科生的期末考试成绩进行对比，明显看出采用混合式教学模式的学生学习能力有了很大提高（见表1）。高分（80 分以上）学生明显增多，不及格学生人数降为零，班级平均成绩提高近10 分。

表1 混合式教学班与传统教学班的期末考试成绩对比

4 结语

基于SPOC 的混合式教学模式，将线上学习和线下学习有机结合，有利于促进“以学生为中心” 的教学理念的推广和实施，同时对学校教学条件、教师和学生都提出了更高的要求。知识的掌握、能力的提升与价值的引领是专业课教学必须注重的问题，但在课程教学中，传授学科思想、思维和方法比传授知识更重要[24]。著名的教育家叶圣陶说过：教学有法，教无定法，贵在得法。所谓“有法”是指不同学科的教学有一定规律可循；所谓“无定法”是指在具体的教学中并不存在“放之四海而皆准”的固定不变的万能方法，一切都因人、因境而定，故最终还得是“贵在得法”[25]。

从环境生态学课程线上线下混合式教学模式的实践效果来看，有积极的成效。但也不能忽视教学过程中出现的一些问题，如学生刷视频现象、课程讨论模块复制别人发帖内容、作业互评时打分不客观、课后作业思考题答案雷同、小组调研参与性和贡献性低等问题。教师工作量翻倍，除了课前要整合资源、发布教学单元内容外，还要监测跟踪学生的学习进度和进行必要的学情分析，督促提醒学生完成任务点等。课中要对重要知识点进行串讲，就目前实践的情况来看，学生线上学习还是预习，教师要针对不同学生的学习理解程度进行有针对性的个性化指导。其次，学校的教学基础设施如校园网对教学过程影响很大，若因教学楼区域校园网络信号不好，线下的慕课堂教学打不开，会使线下的随堂测验、选人、抢答等课程互动环节无法进行。因此，应该在今后的教学实践过程中不断解决上述问题，检验教学设计的适合度和可操作性，循序渐进提高课程教学质量。