基于SPOC的“數(shù)理邏輯”在線課程教學(xué)改革探究

劉麗珍+尚媛園+宋巍+王函石+王萬(wàn)森+周修莊

摘要：以在線課程建設(shè)為切入點(diǎn)，探討數(shù)理邏輯SPOC課程的建設(shè)及教學(xué)改革思路，強(qiáng)調(diào)教學(xué)任務(wù)中的師生互動(dòng)和個(gè)性化教學(xué)模式，側(cè)重于以學(xué)生學(xué)習(xí)成效為導(dǎo)向，以學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)為中心的教學(xué)范式轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步依托在線課程建設(shè)進(jìn)行混合式教學(xué)模式改革，提升本科課程教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：SPOC；在線課程；數(shù)理邏輯；教學(xué)改革

0引言

隨著網(wǎng)絡(luò)和智能技術(shù)發(fā)展，基于課程與教學(xué)論的在線課程如雨后春筍般涌現(xiàn)出來(lái)，尤其是MOOC和SPOC等新興在線課程在美國(guó)頂尖大學(xué)的帶動(dòng)下迅速在全球升溫，吸引多所國(guó)際著名大學(xué)投身其中。然而，許多在線課程的教學(xué)理念依然是傳統(tǒng)的教學(xué)模式，并沒有做徹底的改變，僅是用新式的教學(xué)平臺(tái)承載基于認(rèn)知主義的教學(xué)資源，并沒有體現(xiàn)行為主義和建構(gòu)主義的教學(xué)改革。在線課程能否成為高校提高教育質(zhì)量和提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)重要途徑？側(cè)重于“廣”而“大”還是“精”而“小”？這些問題在國(guó)內(nèi)外展開了熱烈的爭(zhēng)論。

1SPOC在線課程的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

人類社會(huì)正在轉(zhuǎn)型成為終身教育和學(xué)習(xí)型社會(huì)，因此各高校及教學(xué)機(jī)構(gòu)紛紛推出SPOC和MOOC等網(wǎng)絡(luò)在線課程，同時(shí)結(jié)合“混合學(xué)習(xí)”（blended learning）、“翻轉(zhuǎn)課堂”（inverted classroom）、“泛在學(xué)習(xí)”（ubiquitous learning）、“移動(dòng)學(xué)習(xí)”（Mobile Learning）等相關(guān)理念進(jìn)行教學(xué)模式的改革，一方面讓學(xué)生學(xué)習(xí)到專業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)，另一方面培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和終生學(xué)習(xí)的能力。以互聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)為載體的網(wǎng)絡(luò)在線課程是對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容及其教學(xué)活動(dòng)實(shí)施過程的體現(xiàn)，同時(shí)也是一種具有交互性、共享性、開放性、協(xié)作性和自主性等基本特征的信息時(shí)代條件下的教學(xué)形式，包括按一定的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)策略組織起來(lái)的教學(xué)內(nèi)容和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)支撐環(huán)境。其中，由加州大學(xué)伯克利分校的阿曼德·?？怂菇淌谧钤缣岢龊褪褂玫腟POC（small private online course）小規(guī)模限制性在線課程具有廣闊的前景。SPOC主要針對(duì)高校在校學(xué)生實(shí)施課程教育，與MOOC中的Massive和Open相比，對(duì)學(xué)生規(guī)模有一定的人數(shù)限定，而且對(duì)學(xué)生的準(zhǔn)入也有限制條件，達(dá)到要求才能被納入SPOC課程。此外，除了在線視頻、習(xí)題、測(cè)試等，還可以有更加靈活的線上或線下課堂、答疑互動(dòng)等輔助手段。因此，SPOC所具有的Small和Private特性恰恰有利于在線課程的教學(xué)質(zhì)量，并可以結(jié)合因材施教、因人施教等教學(xué)模式，針對(duì)不同的學(xué)生制定個(gè)性化的教學(xué)策略，提高課程學(xué)習(xí)效率和人才培養(yǎng)質(zhì)量。綜上所述，相比于MOOC課程在教學(xué)方式缺乏多樣性等不足，SPOC課程具有更多的優(yōu)勢(shì)，詳情見表1。

從表1可以看出，SPOC在課程教學(xué)模式上具有更高的靈活性。同時(shí)，由于SPOC限制學(xué)生規(guī)模，有利于教師全程介入學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，保持師生良好互動(dòng)，清楚地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況并給出個(gè)性化指導(dǎo)。顯然，針對(duì)性越強(qiáng)的教育其效果會(huì)更好，而且具有良好的可持續(xù)性。此外，SPOC通過周期或非周期的線下交流，要求學(xué)生有一致的學(xué)習(xí)進(jìn)度，有利于在課程討論區(qū)中形成相對(duì)集中的討論熱點(diǎn)；但SPOC同時(shí)也要求教師投入更多的精力，學(xué)生在選擇SPOC之后必須按照教師的規(guī)定來(lái)觀看課程，這意味著學(xué)生也需要支付更多的學(xué)習(xí)時(shí)間和精力。

2數(shù)理邏輯的教學(xué)特點(diǎn)以及SPOC課程建設(shè)

2.1數(shù)理邏輯SPOC在線課程建設(shè)背景

數(shù)理邏輯作為計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能領(lǐng)域的重要理論基礎(chǔ)課程，有利于培養(yǎng)和提高學(xué)生的抽象思維和邏輯推理能力。數(shù)理邏輯課程一直以來(lái)都存在著“課時(shí)少，內(nèi)容多”的問題，怎樣才能在保證一定學(xué)時(shí)的情況下盡可能滿足學(xué)科和專業(yè)的需求？如何利用現(xiàn)代教育信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)數(shù)理邏輯的教學(xué)工作起到推動(dòng)和提高作用？同時(shí)既能培養(yǎng)學(xué)生具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，又能造就具有創(chuàng)新實(shí)踐能力的實(shí)用人才，一直都是相關(guān)教學(xué)工作者探討的關(guān)鍵問題。

當(dāng)前SPOC課程的蓬勃興起無(wú)疑非常有利于高等學(xué)校實(shí)現(xiàn)其提高教學(xué)質(zhì)量的目標(biāo)，因?yàn)镾POC在線教育可以將在線學(xué)習(xí)從復(fù)制課堂課程的教學(xué)模式中脫離出來(lái)，并且創(chuàng)造出更為靈活和有效的學(xué)習(xí)方式。顯然，此類教學(xué)模式非常適合像數(shù)理邏輯這樣的專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)，因?yàn)閷I(yè)基礎(chǔ)課程對(duì)學(xué)生的要求更高，需要教師投入更多的精力實(shí)施個(gè)性化指導(dǎo)，從而打好堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，尤其是SPOC中，教師的作用被重新定義了，教學(xué)模式也有了突破和創(chuàng)新，能夠使得教師更多地回歸小型在線課堂，“精”而“?！钡匾龑?dǎo)學(xué)生從事學(xué)習(xí)活動(dòng)。SPOC課程的教師雖然線下不是講座視頻中的主角，也不必準(zhǔn)備每節(jié)課程講座，但是需要根據(jù)學(xué)生需求整合各種線上和實(shí)體資源，而且在課堂上要對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，此外還需要組織學(xué)生分組研討，隨時(shí)為他們提供個(gè)性化指導(dǎo)，共同解決遇到的難題，因此對(duì)教師提出了更高的要求。顯然，SPOC創(chuàng)新了課堂教學(xué)模式，激發(fā)了教師的教學(xué)熱情和課堂活力，更重要的是為學(xué)生提供了良好的學(xué)習(xí)平臺(tái)。

2.2結(jié)合人才培養(yǎng)，強(qiáng)化基礎(chǔ)，突出關(guān)聯(lián)，面向應(yīng)用

當(dāng)前，邏輯表示及推理在計(jì)算機(jī)科學(xué)、知識(shí)工程及人工智能中的作用越來(lái)越凸顯，以數(shù)學(xué)為工具進(jìn)行相關(guān)領(lǐng)域研究的方法，用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表達(dá)事物的狀態(tài)、關(guān)系和過程的應(yīng)用，以及經(jīng)推導(dǎo)形成解釋和判斷的研究越來(lái)越普遍。因此，數(shù)理邏輯SPOC課程建設(shè)時(shí)需要將數(shù)理邏輯的內(nèi)容進(jìn)行合理的細(xì)化、深化和強(qiáng)化，以適應(yīng)相關(guān)領(lǐng)域的研究應(yīng)用需求，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生抽象思維和嚴(yán)密邏輯推理的能力，強(qiáng)化素質(zhì)提升和創(chuàng)新能力的訓(xùn)練。數(shù)理邏輯SPOC課程在教學(xué)內(nèi)容上還需要增加數(shù)理邏輯在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例及算法分析應(yīng)用，使學(xué)生了解數(shù)理邏輯在計(jì)算機(jī)和人工智能等領(lǐng)域的相關(guān)應(yīng)用，有利于培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)及創(chuàng)新應(yīng)用能力。

此外，數(shù)理邏輯SPOC課程在建設(shè)中還要注重教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性和前沿性，正確處理教學(xué)內(nèi)容不斷更新與教學(xué)過程相對(duì)穩(wěn)定的同時(shí)，精選核心內(nèi)容，重組知識(shí)單元，強(qiáng)化基礎(chǔ)概念，突出知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)，對(duì)課程體系和知識(shí)結(jié)構(gòu)作整體優(yōu)化，與信息技術(shù)的最新發(fā)展相結(jié)合，注重教學(xué)與前沿相結(jié)合的成效，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

3數(shù)理邏輯SPOC課程教學(xué)方法的改革

3.1側(cè)重個(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，提升學(xué)習(xí)效率

SPOC課程的建設(shè)促使教師有興趣嘗試更加靈活和富有挑戰(zhàn)性的教學(xué)改革方法，而不是按部就班的課程講座。我們?cè)跀?shù)理邏輯SPOC課程建設(shè)中加入自動(dòng)評(píng)價(jià)功能，使得教師從創(chuàng)建和按部就班的講座視頻內(nèi)容中脫離出來(lái)，以便有更多的時(shí)間與學(xué)生一起深入研究、攻克更加有價(jià)值的教學(xué)難題，引導(dǎo)學(xué)生解決遇到的其他相關(guān)問題，如圖1所示。

這種教學(xué)模式下，教師可以很方便地將平臺(tái)的課程資料整合進(jìn)實(shí)體課堂，因此也是建構(gòu)主義對(duì)課程知識(shí)和學(xué)習(xí)的貢獻(xiàn)，更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生完整和深入的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，有利于提高課程的學(xué)習(xí)效率。具體建設(shè)思路如下：

（1）以學(xué)生為主體，采用問題驅(qū)動(dòng)的啟發(fā)式教學(xué)策略，學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí)，不僅明確基本理論的意義和作用，也增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力，逐步培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

（2）運(yùn)用信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)及多媒體技術(shù)，將數(shù)理邏輯課堂教學(xué)結(jié)合SPOC在線課程建設(shè)，延伸課堂教學(xué)的效果，豐富課程教學(xué)的內(nèi)容，并通過教學(xué)輔助、課外答疑等互動(dòng)的教學(xué)方式，開展多維度的立體化教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，拓展學(xué)生的知識(shí)面，有利于學(xué)生的知識(shí)、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

（3）以能力培養(yǎng)為核心，重視教學(xué)設(shè)計(jì)，克服在數(shù)理邏輯SPOC課程教學(xué)中容易出現(xiàn)的散亂等缺點(diǎn)，形成“抓重點(diǎn)和關(guān)聯(lián)、有取舍和節(jié)奏、講方法和思想、重啟發(fā)和互動(dòng)”的教學(xué)方法。

數(shù)理邏輯SPOC課程建設(shè)通過限定課程的準(zhǔn)入條件和學(xué)生規(guī)?？梢詾檫x定的學(xué)生定制個(gè)性化課程學(xué)習(xí)指導(dǎo)，為他們提供有區(qū)別的、力度更大的專業(yè)支持，增進(jìn)學(xué)生對(duì)課程的完整體驗(yàn)，從而避免MOOC的高輟課率和低完成率情況。SPOC課程視頻相比傳統(tǒng)課堂所指定的閱讀材料更能吸引學(xué)生認(rèn)真準(zhǔn)備，激發(fā)其參與度，增添良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。由于SPOC課程改革了復(fù)制課堂教學(xué)的模式，產(chǎn)生了更為有效的學(xué)習(xí)效果，有利于獲得高質(zhì)量的課程材料，并通過自動(dòng)線下評(píng)價(jià)迅速反饋給學(xué)生，最大限度地使優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源發(fā)揮效力。

3.2結(jié)合學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)體系，提高教學(xué)質(zhì)量

在SPOC環(huán)境中，學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)是對(duì)學(xué)習(xí)效果和學(xué)業(yè)成就的評(píng)價(jià)，是從“學(xué)生評(píng)價(jià)”和“教學(xué)評(píng)價(jià)”中分離出來(lái)的對(duì)學(xué)生在線學(xué)習(xí)的一種評(píng)價(jià)方法，同時(shí)也是對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行把握、判斷和評(píng)定的評(píng)價(jià)體系，通常包括成績(jī)、提高、能力增長(zhǎng)以及其他成就、表現(xiàn)等具體指標(biāo)。因此，學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)是本科教育服務(wù)質(zhì)量管理的核心，是自主學(xué)習(xí)動(dòng)力的支持，也是一種通過某種規(guī)定、提示、約束等對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生監(jiān)控作用的外部手段，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并促使學(xué)生堅(jiān)持完成課程的學(xué)習(xí)。數(shù)理邏輯在線課程的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)把“因教施考”“全面考核”“過程考查”等先進(jìn)理念貫徹到考核評(píng)價(jià)中，堅(jiān)持認(rèn)真落實(shí)為發(fā)展而評(píng)價(jià)的觀念，著眼于科學(xué)全面地評(píng)價(jià)學(xué)生的綜合成績(jī)及應(yīng)用知識(shí)的能力，克服學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)與能力脫節(jié)的現(xiàn)象，積極探索多樣化的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)體系。具體建設(shè)思路如下：

（1）知識(shí)點(diǎn)考查。當(dāng)前知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)結(jié)束后，通過測(cè)驗(yàn)的形式了解學(xué)生對(duì)當(dāng)前內(nèi)容的掌握情況。這種方式既督促學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)，又加深了學(xué)生對(duì)當(dāng)前知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容的理解和認(rèn)識(shí)，同時(shí)強(qiáng)化對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的考核，以便更加公平、公正地評(píng)價(jià)學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)情況。

（2）學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的評(píng)價(jià)。一方面，教師針對(duì)每章內(nèi)容都設(shè)計(jì)了課后自測(cè)題，便于學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)狀況；另一方面，要求學(xué)生在SPOC在線課程學(xué)習(xí)平臺(tái)上圍繞相關(guān)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)互動(dòng)和交流討論，包括問答、討論、質(zhì)疑及自學(xué)自測(cè)等多個(gè)環(huán)節(jié)，側(cè)重于評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提升。

（3）線下習(xí)題與實(shí)踐。數(shù)理邏輯課程的特點(diǎn)為“學(xué)—練—考—用”4個(gè)環(huán)節(jié)，因此，習(xí)題及應(yīng)用實(shí)踐是其中的重要環(huán)節(jié)，教師針對(duì)每個(gè)章節(jié)優(yōu)選出一些能體現(xiàn)知識(shí)應(yīng)用的代表性習(xí)題和應(yīng)用實(shí)例，使得學(xué)生通過習(xí)題和實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié)，促進(jìn)和加深對(duì)課堂內(nèi)容的理解和消化，同時(shí)也有利于評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力。

（4）綜合知識(shí)考核。傳統(tǒng)的課程教學(xué)模式在學(xué)期末都會(huì)進(jìn)行期末閉卷考核，數(shù)理邏輯SPOC在線課程雖然被分成多個(gè)知識(shí)點(diǎn)考查、習(xí)題與實(shí)踐以及能力測(cè)試，但應(yīng)該在學(xué)完全部課程后進(jìn)行綜合知識(shí)考核，尤其要結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的特點(diǎn)，有側(cè)重地形成數(shù)理邏輯SPOC在線課程的綜合知識(shí)考核，這樣的考核方式符合“厚基礎(chǔ)、重應(yīng)用”的人才培養(yǎng)要求。

綜上所述，數(shù)理邏輯SPOC在線課程建設(shè)，采用課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)相結(jié)合的混合教學(xué)方式，充分利用傳統(tǒng)學(xué)習(xí)和互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)相結(jié)合的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，通過“學(xué)—練—考—用”4個(gè)教學(xué)步驟，形成在線學(xué)習(xí)、交互探究、自學(xué)自測(cè)和創(chuàng)新應(yīng)用等多維度立體化教學(xué)方法，重視教學(xué)設(shè)計(jì)，豐富教學(xué)內(nèi)容，將學(xué)生畏難的課程變成感興趣的課程。

4結(jié)語(yǔ)

高等教育肩負(fù)著培養(yǎng)一大批高素質(zhì)專門人才和拔尖創(chuàng)新人才的重要使命，提高高等教育質(zhì)量，既是高等教育自身發(fā)展規(guī)律的需要，也是提高學(xué)生就業(yè)能力和創(chuàng)業(yè)能力的需要，更是建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家、構(gòu)建和諧社會(huì)的需要。當(dāng)前是我國(guó)高等教育鞏固成果、深化改革、提高質(zhì)量、持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期。圍繞將新技術(shù)應(yīng)用于提高教學(xué)質(zhì)量、加強(qiáng)優(yōu)質(zhì)資源建設(shè)等主題，教育部倡導(dǎo)進(jìn)一步深化本科教學(xué)改革，全面提高教學(xué)質(zhì)量，鼓勵(lì)針對(duì)大學(xué)基礎(chǔ)課和核心課建設(shè)SPOC和MOOC在線課程，突顯了本科基礎(chǔ)教學(xué)在整個(gè)高等教育中的重要性。教育振興行動(dòng)計(jì)劃的制定，進(jìn)一步強(qiáng)化了我國(guó)在以教育信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為手段，深化本科教學(xué)改革和人才培養(yǎng)模式改革方面的決心和信心，同時(shí)也是我們建設(shè)基礎(chǔ)核心課程的重要基礎(chǔ)和指導(dǎo)思想。對(duì)數(shù)理邏輯SPOC在線課程的建設(shè)思路進(jìn)行探討，目的是有效拓展學(xué)習(xí)空間，設(shè)計(jì)多樣化學(xué)習(xí)方式、將抽象的知識(shí)生動(dòng)化，提高學(xué)習(xí)效率，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的提升。

（編輯：郭田珍）