大班教學(xué)環(huán)境下基于SPOC的混合教學(xué)設(shè)計(jì)與效果分析

吳寧　房琛琛　任燕飛

摘要：“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式在國(guó)外已興起數(shù)年，但多應(yīng)用于小規(guī)模班級(jí)。結(jié)合國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)現(xiàn)狀和學(xué)生特點(diǎn)，在“大學(xué)計(jì)算機(jī)”MOOC建設(shè)基礎(chǔ)上，面向本科一年級(jí)新生，開展大規(guī)模班級(jí)教學(xué)環(huán)境下混合教學(xué)探索，將SPOC、翻轉(zhuǎn)課堂、傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行有機(jī)融合。歷經(jīng)一個(gè)完整教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)踐，證明了在大班教學(xué)環(huán)境下采用混合教學(xué)的可行性，以及混合教學(xué)在促進(jìn)學(xué)生綜合能力提升方面的顯著效果。

關(guān)鍵詞：大規(guī)模班級(jí)；SPOC；混合教學(xué)；大學(xué)計(jì)算機(jī)；本科新生；能力培養(yǎng)；MOOC

2012年起，隨著大規(guī)模開放在線課程（Massive Open Online Course，MOOC）在國(guó)內(nèi)外的興起，己有學(xué)者開始研究如何更好地利用MOOC的優(yōu)勢(shì)來改變傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式。由此，“翻轉(zhuǎn)課堂”“混合教學(xué)”成為近年來的一項(xiàng)研究熱點(diǎn)。

“翻轉(zhuǎn)課堂”（Flipped Classroom）教學(xué)模式是一種混合使用技術(shù)和親自動(dòng)手活動(dòng)的教學(xué)環(huán)境，原本的課堂由實(shí)驗(yàn)和課內(nèi)討論等活動(dòng)代替，而講授則以視頻等其他媒介形式由學(xué)生在課外活動(dòng)時(shí)間完成。這種教學(xué)模式2007年開始在美國(guó)大學(xué)中投入實(shí)踐，并取得了較好的效果。

因文化背景、教學(xué)管理體制等多方面原因，國(guó)內(nèi)大學(xué)教學(xué)，特別是基礎(chǔ)課程教學(xué)，與國(guó)外大學(xué)相比主要存在以下一些差異。

（1）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，國(guó)外大學(xué)的班級(jí)規(guī)模多數(shù)在20人以下；而國(guó)內(nèi)大學(xué)教學(xué)，特別是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)，授課班級(jí)規(guī)模通常都在百人以上。這種規(guī)模上的差異，為翻轉(zhuǎn)教學(xué)帶來了一定的挑戰(zhàn)。比如：如何保證學(xué)習(xí)效果、激發(fā)學(xué)習(xí)熱情、促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)等，都成為值得研究的問題。

（2）根據(jù)筆者自身的體驗(yàn)，歐美大學(xué)生通常對(duì)自身未來的發(fā)展方向（至少在一段時(shí)間內(nèi)）比較明確，學(xué)習(xí)主動(dòng)性相對(duì)較高；而國(guó)內(nèi)大學(xué)生，特別是一年級(jí)新生，對(duì)自身的專業(yè)定位和未來發(fā)展大多比較模糊，這在一定程度上影響了其學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和熱情。而翻轉(zhuǎn)課堂的精髓卻正是主動(dòng)學(xué)習(xí)。

（3）“大學(xué)計(jì)算機(jī)”是國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)高校本科生的必修課程。與其他基礎(chǔ)課相比，除了“大規(guī)模”外，該課程還具有如下特點(diǎn)：一是面向的是一年級(jí)新生，二是學(xué)生基礎(chǔ)存在較大差異。

基于以上分析，我們認(rèn)為在“大學(xué)計(jì)算機(jī)”課程中完全照搬國(guó)外的翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式并不現(xiàn)實(shí)，必須考慮到自身課程的特點(diǎn)。

2015年秋季學(xué)期，我們?cè)诂F(xiàn)有“大學(xué)計(jì)算機(jī)”MOOC基礎(chǔ)上，將MOOC資源轉(zhuǎn)化為面向校內(nèi)學(xué)生的“大學(xué)計(jì)算機(jī)”SPOC（SmallPrivate Online Course），開展了大規(guī)模班級(jí)環(huán)境下基于SPOC的混合教學(xué)試點(diǎn)。通過教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)性設(shè)計(jì)、學(xué)生學(xué)習(xí)行為跟蹤、過程管理等方式，來保證學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)學(xué)習(xí)熱情和自主學(xué)習(xí)能力。并在學(xué)期結(jié)束后，對(duì)學(xué)習(xí)效果進(jìn)行了對(duì)比分析研究。

一、混合教學(xué)的總體設(shè)計(jì)

混合教學(xué)（Blended Teaching and Learning）是翻轉(zhuǎn)教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的一種教學(xué)模式，也可以說是兩種教學(xué)模式的折中。即：在保持一定傳統(tǒng)課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，將部分內(nèi)容采用翻轉(zhuǎn)式教學(xué)。實(shí)踐證明，這樣的設(shè)計(jì)思路，更符合現(xiàn)有基礎(chǔ)課程教學(xué)的實(shí)際需求，更加“接地氣”。

1.教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

混合教學(xué)并不是簡(jiǎn)單地將部分課堂授課內(nèi)容移到課堂之外，它需要精心地對(duì)現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)性設(shè)計(jì)。比如：哪些內(nèi)容適合于學(xué)生在線學(xué)習(xí)，哪些內(nèi)容需要課堂講授；課堂討論的組織與評(píng)價(jià)方式；設(shè)計(jì)什么樣的討論主題能夠既結(jié)合課程內(nèi)容又有利于促進(jìn)學(xué)生的能力提升；課堂講授與在線學(xué)習(xí)在時(shí)間上的銜接與安排；如何利于在線論壇進(jìn)行交流；在線自測(cè)練習(xí)和作業(yè)安排。

除此之外，整個(gè)混合教學(xué)模式在設(shè)計(jì)時(shí)還要綜合考慮在線學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)的影響等。我們?cè)O(shè)計(jì)了“大學(xué)計(jì)算機(jī)”課程混合教學(xué)模式（如下圖所示）。整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)包括“傳統(tǒng)教學(xué)”和“翻轉(zhuǎn)教學(xué)”兩部分?！胺D(zhuǎn)教學(xué)”又分為“虛擬課堂”和“實(shí)體課堂”兩種形式。“虛擬課堂”是指基于SPOC的在線學(xué)習(xí)環(huán)境，包括教學(xué)視頻、自測(cè)練習(xí)、作業(yè)、論壇交流與答疑等。雖然傳統(tǒng)教學(xué)模式都是實(shí)體課堂，但“翻轉(zhuǎn)教學(xué)”中的實(shí)體課堂與傳統(tǒng)教學(xué)模式下的實(shí)體課堂在功能和含義上完全不同?！皞鹘y(tǒng)教學(xué)”是教師在課堂上“唱獨(dú)角戲”，學(xué)生只是被動(dòng)地接收教師所傳授的知識(shí)，聽講時(shí)是否專心，理解了多少，都因人而異，教師很難有時(shí)間去判斷，更談不上個(gè)性化的指導(dǎo)?！胺D(zhuǎn)教學(xué)”的實(shí)體課堂是以“討論”“答疑解惑”為主題，所以學(xué)生成為了課堂的中心。這不僅在一定程度上“迫使”學(xué)生去思考、去表達(dá)，也使教師為學(xué)生提供“個(gè)性化服務(wù)”成為可能。為敘述方便，以下所說的“實(shí)體課堂”特指翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式下的實(shí)體課堂，而用“傳統(tǒng)課堂”來表示傳統(tǒng)教學(xué)模式下的實(shí)體課堂。

2.混合教學(xué)實(shí)施計(jì)劃

如上所述，在混合教學(xué)模式下，教師不再是完全的中心，有若干環(huán)節(jié)都要以學(xué)生為主，需要有助教輔助，從而就形成了“多中心”的學(xué)習(xí)環(huán)境。表1給出了混合教學(xué)模式下的角色和每個(gè)角色所承擔(dān)的任務(wù)，表2為我們實(shí)際的混合教學(xué)計(jì)劃（限于篇幅，表中略去了具體時(shí)間及上機(jī)實(shí)驗(yàn)）。

3.大規(guī)模班級(jí)實(shí)體課堂的組織

翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式下，實(shí)體課堂的“主題”是討論和答疑解惑?！坝懻摗笔谴龠M(jìn)學(xué)生自主思考、協(xié)作研究和交流表達(dá)的有效手段，是以學(xué)生為主，需要學(xué)生事先對(duì)某一主題知識(shí)進(jìn)行研究，然后進(jìn)行講述和交流?！按鹨山饣蟆笔轻槍?duì)某些難點(diǎn)問題開展的師生間的互動(dòng)。這類任務(wù)在大規(guī)模班級(jí)中很難有效果。為此，我們采用了規(guī)模切分的組織模式，將大班分為若干個(gè)小規(guī)模班級(jí)。以下是我們對(duì)“討論”這一翻轉(zhuǎn)教學(xué)重要環(huán)節(jié)的組織方式。

我們?cè)O(shè)計(jì)每次討論課規(guī)模為30人，由助教組織、學(xué)生主持，每4～5人為1個(gè)研究小組。教師提前2周發(fā)布若干下一次討論課主題，每小組從中自主選擇1道（但不能重復(fù)）進(jìn)行協(xié)作研究。每次討論課時(shí)，每小組由1人主講本組的研究結(jié)果，組內(nèi)其他成員負(fù)責(zé)回答其他同學(xué)的提問，并對(duì)主講人的講解進(jìn)行必要的補(bǔ)充。要求每次討論課每位學(xué)生必須發(fā)言。討論課成績(jī)由助教和學(xué)生共同打分。表3為我們第一次討論課的主題，表4為討論課成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)原則。

二、如何保證混合教學(xué)的學(xué)習(xí)效果

除了教學(xué)設(shè)計(jì)外，翻轉(zhuǎn)教學(xué)還需關(guān)注的一個(gè)重要問題是如何保證學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。傳統(tǒng)課堂有教師現(xiàn)場(chǎng)講授，對(duì)學(xué)生的到課形成了一種無形的督促。而翻轉(zhuǎn)課堂則是要學(xué)生自己找時(shí)間在線學(xué)習(xí)，練習(xí)和作業(yè)都是在線完成。學(xué)生會(huì)認(rèn)真看視頻嗎？作業(yè)和自測(cè)存在抄襲嗎？為保證混合教學(xué)的效果，我們加強(qiáng)了學(xué)習(xí)過程的管理，利用自主研發(fā)的學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)，對(duì)學(xué)生在線學(xué)習(xí)行為進(jìn)行全程跟蹤，按周匯總每位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并給出必要的提示。最終成績(jī)不僅是期末考試，還包含了學(xué)習(xí)過程各個(gè)環(huán)節(jié)。

1.學(xué)習(xí)行為跟蹤與提示

SPOC平臺(tái)對(duì)學(xué)生的在線學(xué)習(xí)行為有完整的記錄，我們可以從平臺(tái)上獲取每位學(xué)生每天的學(xué)習(xí)行為，通過數(shù)據(jù)分析，并結(jié)合課程知識(shí)體系和教學(xué)計(jì)劃，對(duì)每位學(xué)生每周自身的學(xué)習(xí)狀況、在整個(gè)班級(jí)中的占位、與教學(xué)要求的差距等，給出個(gè)性化的評(píng)價(jià)，以達(dá)到督促的目的。

2.過程管理與考核

我們將整個(gè)教學(xué)內(nèi)容重新設(shè)計(jì)，按周組織和管理。包括：

（1）每周發(fā)布學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)要求，并向每位學(xué)生發(fā)布其當(dāng)周學(xué)習(xí)情況。如視頻觀看、測(cè)驗(yàn)成績(jī)等。

（2）每周安排在線單元測(cè)驗(yàn)。單元測(cè)驗(yàn)為客觀型題目，主要目的是幫助學(xué)生自測(cè)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。

（3）加強(qiáng)編程練習(xí)。進(jìn)入程序設(shè)計(jì)內(nèi)容學(xué)習(xí)后，每周布置編程作業(yè)，平均每周編寫10段以上程序。

培養(yǎng)學(xué)生“利用計(jì)算機(jī)求解問題”的能力是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的主要目標(biāo)。計(jì)算機(jī)的工作就是執(zhí)行程序，要利用計(jì)算機(jī)求解問題，必須要編寫程序。反過來，只有親自編寫過程序，也才能在一定程度上理解計(jì)算機(jī)的工作原理。多年一線教學(xué)的體會(huì)，對(duì)絕大多數(shù)從未涉及程序語(yǔ)言的大學(xué)新生，因相關(guān)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)方法上的不適應(yīng)等原因，會(huì)將很多計(jì)算機(jī)理論和原理都當(dāng)做概念去背而不是去理解。為了克服這一問題，我們加強(qiáng)了學(xué)生的編程訓(xùn)練，最終的課程考核結(jié)果證明，通過大量的實(shí)際編程練習(xí)，不僅提升了學(xué)生的實(shí)際編程能力，也提升了學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論的認(rèn)知。

（4）在線交流。MOOC平臺(tái)提供了良好的在線交流環(huán)境。為使學(xué)生利用論壇交流促進(jìn)對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，我們規(guī)定了“論壇活躍度”作為考核的指標(biāo)之一。這不僅促使學(xué)生去交流、去探究別人提出的問題，也使能夠回答別人提問的學(xué)生產(chǎn)生成就感，為解決了問題的學(xué)生帶來收獲感。最終都提升了學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣和自信心。

（5）增加過程考核。課程最終成績(jī)由多個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成，包括在線學(xué)習(xí)成績(jī)和線下成績(jī)兩大部分。成績(jī)構(gòu)成如表5所示。

三、混合教學(xué)效果分析

我校本學(xué)期選修“大學(xué)計(jì)算機(jī)”課程的理工類專業(yè)學(xué)生共計(jì)1064人，分為11個(gè)大班，涉及6個(gè)專業(yè)大類。我們從選課學(xué)生中隨機(jī)抽取了一個(gè)教學(xué)大班共124人參與混合教學(xué)試點(diǎn)，人員未經(jīng)選拔，為完全自然班。整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)結(jié)束后，我們對(duì)參與混合教學(xué)的學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查，并對(duì)混合教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)模式的教學(xué)效果進(jìn)行了對(duì)比分析。

1.學(xué)生問卷結(jié)果匯總

在期末考試前，我們對(duì)參與混合教學(xué)試點(diǎn)的學(xué)生進(jìn)行了網(wǎng)上問卷調(diào)查，共收集119份調(diào)查結(jié)果，表6給出了對(duì)部分調(diào)查結(jié)果的統(tǒng)計(jì)值。由結(jié)果可知，學(xué)生對(duì)混合教學(xué)特別是論壇與線下討論環(huán)節(jié)的認(rèn)可度是比較高的。

2.與傳統(tǒng)教學(xué)模式的效果對(duì)比

在學(xué)生問卷調(diào)查結(jié)果的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步研究混合教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式在教學(xué)效果上可能存在的差異，我們針對(duì)相同課程、完全相同的教學(xué)內(nèi)容和考核標(biāo)準(zhǔn)，以線下考試成績(jī)?yōu)閰⒄?，選擇了相同專業(yè)和入校平均錄取成績(jī)相差8分的兩個(gè)不同專業(yè)進(jìn)行了對(duì)比分析，特別對(duì)能夠在一定程度上反映計(jì)算機(jī)問題求解能力和分析能力的主觀型題目（算法分析與編程）的考核結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。表7給出了對(duì)比結(jié)果，表示混合教學(xué)相對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)模式的效果。

混合教學(xué)和翻轉(zhuǎn)教學(xué)在全世界范圍內(nèi)早已有眾多研究和嘗試，但針對(duì)大班環(huán)境下的基礎(chǔ)課程特別是入校基礎(chǔ)相差較大的一年級(jí)本科新生，采用混合教學(xué)的嘗試并不多見。事實(shí)上，在我們的試點(diǎn)過程中，也不斷聽到擔(dān)心和質(zhì)疑的聲音。借助于學(xué)校的支持和我們的堅(jiān)持，首次試點(diǎn)教學(xué)終于完成。問卷統(tǒng)計(jì)及學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明了在上述條件下開展混合教學(xué)的可行性和效果。這種教學(xué)模式，不僅提升了學(xué)生對(duì)課程本身的學(xué)習(xí)興趣（由此也可能奠定了學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣），更有助于促進(jìn)學(xué)生在自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考、協(xié)作研究、交流表達(dá)以及自信心等方面的能力提升。