基于SPOC的《內(nèi)燃機(jī)》課程教學(xué)創(chuàng)新

高立　陳六海

摘要：本文從《內(nèi)燃機(jī)》SPOC課程建設(shè)思路、應(yīng)用情況和應(yīng)用效果三大方面展開，深入闡述了《內(nèi)燃機(jī)》SPOC課程建設(shè)的建設(shè)目標(biāo)、總體設(shè)計(jì)，依托SPOC平臺(tái)探索的教學(xué)模式、方法，以及SPOC環(huán)境下教學(xué)改革取得的主要成效。詳細(xì)介紹了教學(xué)實(shí)踐過程中摸索的具體形式和做法，以期為進(jìn)一步開展SPOC背景下的教學(xué)探索提供參考。

關(guān)鍵詞：SPOC；課程建設(shè)；教學(xué)模式；教學(xué)效果

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）05-0112-04

我?！秲?nèi)燃機(jī)》課程是一門面向工程兵保障大類開設(shè)的專業(yè)課程，是學(xué)習(xí)后續(xù)裝備類課程的基礎(chǔ)。課程具有普適性強(qiáng)、實(shí)踐性高，教學(xué)對(duì)象涵蓋面廣、教學(xué)內(nèi)容不斷更新等特點(diǎn)。自2013年阿曼多·?？怂梗ˋrmando Fox）教授率先提出SPOC（Small Private Online Course）的概念以來，[1]國內(nèi)外眾多教育工作者都投入到SPOC課程建設(shè)中，并積極探索依托SPOC的教學(xué)改革。我校也著力推進(jìn)在線課程建設(shè)，倡導(dǎo)翻轉(zhuǎn)課堂等新的教學(xué)模式?；凇秲?nèi)燃機(jī)》課程特點(diǎn)和目前以多媒體和網(wǎng)絡(luò)為代表的信息化技術(shù)對(duì)教育的沖擊，課程團(tuán)隊(duì)開發(fā)建設(shè)了《內(nèi)燃機(jī)》SPOC課程，并以此為背景開展了形式多樣、成效顯著的教學(xué)創(chuàng)新實(shí)踐。筆者就SPOC課程的建設(shè)思路、具體應(yīng)用、教學(xué)模式創(chuàng)新等方面的實(shí)踐談一點(diǎn)粗淺的看法。

一、《內(nèi)燃機(jī)》SPOC課程總體情況概述

我?！秲?nèi)燃機(jī)》課程面向全體工程兵保障大類學(xué)生。教學(xué)分為理論授課和實(shí)踐教學(xué)兩個(gè)模塊，學(xué)時(shí)數(shù)量根據(jù)專業(yè)不同加以區(qū)分。課程內(nèi)容主要包括內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理、使用維護(hù)和維修保養(yǎng)等知識(shí)?；凇秲?nèi)燃機(jī)》課程普適性強(qiáng)、教學(xué)對(duì)象涵蓋面廣、大學(xué)推行在線課程建設(shè)等方面的考慮，課程組積極申報(bào)了《內(nèi)燃機(jī)》SPOC課程建設(shè)項(xiàng)目。建設(shè)團(tuán)隊(duì)8人，有把握內(nèi)燃機(jī)科技前沿的科研先鋒，有課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教學(xué)之星，有熟悉實(shí)踐操作的實(shí)戰(zhàn)能手，又有擅長視頻動(dòng)畫制作的青年骨干，課程團(tuán)隊(duì)凝心聚力，共同建設(shè)《內(nèi)燃機(jī)》SPOC課程。經(jīng)過一年多的建設(shè)試用、優(yōu)化改進(jìn)，目前已建設(shè)了要素齊全、資源豐富的《內(nèi)燃機(jī)》在線課程，在使用過程中，學(xué)生反應(yīng)和教學(xué)效果俱佳。

二、《內(nèi)燃機(jī)》SPOC課程建設(shè)總體設(shè)計(jì)

（一）建設(shè)目標(biāo)

在課程建設(shè)目標(biāo)上，我們始終以提高教和學(xué)的質(zhì)量為最終目標(biāo)。為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，我們主要從兩方面入手：一是為學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)提供支持（即助學(xué)）；二是為提升課堂教學(xué)效果提供支撐（即幫教）。在“助學(xué)”方面主要體現(xiàn)在學(xué)習(xí)資源的制作開發(fā)、信息資源的有機(jī)整合、教學(xué)內(nèi)容的合理呈現(xiàn)、自主學(xué)習(xí)的有效引導(dǎo)、個(gè)性化交流輔導(dǎo)、評(píng)價(jià)指標(biāo)的多元設(shè)計(jì)；在“幫教”方面主要體現(xiàn)在自學(xué)情況的檢測(cè)分析，在線問答的總結(jié)梳理，教學(xué)內(nèi)容的及時(shí)調(diào)整，教學(xué)策略的優(yōu)化設(shè)計(jì)和求知熱情的強(qiáng)化刺激。通過雙管齊下，努力為學(xué)生創(chuàng)建“樂在其中”的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

（二）總體思路

首先，課程知識(shí)點(diǎn)的梳理至關(guān)重要。按內(nèi)燃機(jī)整機(jī)構(gòu)造——系統(tǒng)組成——零件信息——使用維護(hù)——故障排除的學(xué)習(xí)線路，梳理課程知識(shí)體系。層級(jí)分明、重點(diǎn)突出的知識(shí)點(diǎn)體系對(duì)學(xué)生把握門課程脈絡(luò)，提高自主學(xué)習(xí)效率意義重大。同時(shí)也便于教師將碎片化的各類資源通過關(guān)聯(lián)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整合，有效管理課程。

其次，多媒體的教學(xué)資源建設(shè)必不可少。針對(duì)內(nèi)燃機(jī)原理部分知識(shí)（如內(nèi)燃機(jī)工作原理、配氣相位、燃燒過程、調(diào)速器原理等）制作微課；針對(duì)零部件的安裝、調(diào)試及維修（汽缸蓋的安裝、噴油器的檢修、噴油泵的調(diào)試等）錄制操作錄像；針對(duì)組件工作過程制作flash動(dòng)畫；針對(duì)前沿科技理論引進(jìn)優(yōu)質(zhì)視頻資源；建設(shè)多種形式的課程資源呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，力求能真正有效地幫助學(xué)生開展學(xué)習(xí)。

第三，學(xué)習(xí)內(nèi)容的制作要有效引導(dǎo)學(xué)生開展自學(xué)。圍繞知識(shí)點(diǎn)的課程內(nèi)容制作，要能夠提供學(xué)生精準(zhǔn)、優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。我們還定制有針對(duì)性的學(xué)習(xí)任務(wù)單，給予學(xué)生細(xì)粒度的思考向?qū)В环矫姹ＷC在線學(xué)習(xí)效果，另一方面為更深層次的課堂探究學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

第四，評(píng)價(jià)指標(biāo)多元化設(shè)計(jì)?；诒憬菘煽康拇髷?shù)據(jù)分析功能，教師可以直觀地把握學(xué)生的在線學(xué)習(xí)行為，包括預(yù)學(xué)時(shí)長、質(zhì)疑答疑情況、自測(cè)正確率、在線測(cè)試成績等等，將上述環(huán)節(jié)得分以一定的比例納入課程最終成績，是保證學(xué)生運(yùn)用SPOC課程完成學(xué)習(xí)任務(wù)的有效途徑。

最后，SPOC課程的建設(shè)還包括教學(xué)論壇、在線答疑、課程公告等互動(dòng)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)。教師及時(shí)而有針對(duì)性的響應(yīng)有助于減少學(xué)生的學(xué)習(xí)挫敗感，幫助學(xué)生找到適合自己的學(xué)習(xí)方式和節(jié)奏。

三、SPOC在《內(nèi)燃機(jī)》課程中的應(yīng)用

（一）探索SPOC路徑下學(xué)教并重的混合式教學(xué)和參與式學(xué)習(xí)

SPOC通過改變或重組學(xué)校教學(xué)流程，促進(jìn)混合式教學(xué)和參與式學(xué)習(xí)，扎實(shí)提高了學(xué)與教的質(zhì)量[2]。從學(xué)生的學(xué)習(xí)形式來看，一個(gè)學(xué)習(xí)周期主要包含3個(gè)遞進(jìn)的階段[3]，即自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)（如圖1所示）。從教師教學(xué)的角度來看，教學(xué)活動(dòng)包含了課前導(dǎo)學(xué)、課中研學(xué)和課后練學(xué)3個(gè)環(huán)節(jié)（如圖2所示）。

1.學(xué)習(xí)形式。在自主學(xué)習(xí)階段，學(xué)生根據(jù)教師提供的學(xué)習(xí)任務(wù)單進(jìn)行自學(xué)。在線觀看教師推送至課程平臺(tái)的重難點(diǎn)微課或技能演示視頻，并完成少量的自測(cè)題目。遇到困難時(shí)，可以打開教師依據(jù)以往教學(xué)經(jīng)驗(yàn)提前制作好的“常見問題”版塊，尋求參考。

在協(xié)作學(xué)習(xí)階段，學(xué)生通過面對(duì)面的交流或在線發(fā)帖交流，提出問題，深入討論，得出結(jié)論。不同層次的學(xué)生可以看到教師有針對(duì)性推送的拓展資料，最終由學(xué)習(xí)小組共同完成課程任務(wù)。

在探究學(xué)習(xí)階段，學(xué)生帶著一定的預(yù)學(xué)基礎(chǔ)和自學(xué)階段思考的問題進(jìn)入課堂，與教師進(jìn)行面對(duì)面的對(duì)話。通過成果展示、分組答辯、教師點(diǎn)撥的形式深度學(xué)習(xí)，牢固建構(gòu)自身知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。

2.教學(xué)活動(dòng)。在課前導(dǎo)學(xué)環(huán)節(jié)，教師設(shè)置框架式問題，發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)單，推送對(duì)應(yīng)的視頻資料，引導(dǎo)學(xué)生初步學(xué)習(xí)。之后，在線監(jiān)測(cè)學(xué)生的預(yù)學(xué)時(shí)長、自測(cè)題目完成正確率、常見問題點(diǎn)擊量等自學(xué)行為，通過論壇對(duì)學(xué)生的提問答疑解惑，以此判斷學(xué)生的預(yù)習(xí)效果，并預(yù)測(cè)課堂教學(xué)的重難點(diǎn)。

在課中研學(xué)環(huán)節(jié)，教師通過更細(xì)粒度的課堂問答、小組展示交流來檢驗(yàn)學(xué)生的課前學(xué)習(xí)程度，通過系統(tǒng)講解關(guān)聯(lián)各知識(shí)要點(diǎn)，將碎片化的知識(shí)進(jìn)行整合，并設(shè)置反思性問題激發(fā)學(xué)生進(jìn)行深層思考，由教師精準(zhǔn)點(diǎn)撥，最終解決問題。

在課后練學(xué)環(huán)節(jié)，教師發(fā)布記憶練習(xí)類作業(yè)，鞏固提升教學(xué)效果。學(xué)生通過提取式學(xué)習(xí)，完成對(duì)知識(shí)的重構(gòu)。針對(duì)學(xué)有余力的教學(xué)對(duì)象，教師提供拓展資源，幫助其開展探索性的試驗(yàn)和創(chuàng)新性設(shè)計(jì)。

（二）結(jié)合課程內(nèi)容特點(diǎn)，形成創(chuàng)新實(shí)踐兩大類教學(xué)實(shí)施形式

《內(nèi)燃機(jī)》課程教學(xué)內(nèi)容不外乎內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理和故障分析，根據(jù)課程特點(diǎn)，我們創(chuàng)新實(shí)踐了“寬平面推進(jìn)”和“階梯式遞進(jìn)”兩大類教學(xué)方法。

對(duì)于結(jié)構(gòu)類內(nèi)容采用“寬平面推進(jìn)式”教學(xué)。在預(yù)學(xué)環(huán)節(jié)，通過導(dǎo)學(xué)案拋出關(guān)于零部件全部信息的思考問題，包括零件的名稱、形狀、材料、作用、位置、使用、調(diào)試、維修等等，并告知學(xué)生可以在哪個(gè)視頻、哪段教材中獲得答案，推送資源。課上檢查預(yù)習(xí)效果，并通過更細(xì)粒度的問答推動(dòng)思考，遇到問題時(shí)再回到學(xué)習(xí)資源中尋找答案（即師生共讀學(xué)習(xí)資源），解答困難時(shí)由教師講授，答疑解惑。問題解決后，再次回到視頻，向下一個(gè)問題推進(jìn)。以一種“割草機(jī)式”的推進(jìn)方法，不留死角地推動(dòng)學(xué)生扎實(shí)地掌握內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)。

對(duì)于原理分析類內(nèi)容，則采用“階梯遞進(jìn)式”教學(xué)。與“寬平面推進(jìn)式”教學(xué)形式不同，在預(yù)學(xué)環(huán)節(jié)，通過導(dǎo)學(xué)案僅提出基礎(chǔ)性問題，并推送相應(yīng)的知識(shí)型講解視頻，以降低預(yù)學(xué)難度，減少學(xué)生的學(xué)習(xí)挫敗感。而在課堂面授環(huán)節(jié)則通過任務(wù)、案例的形式牽引學(xué)生對(duì)預(yù)學(xué)知識(shí)要點(diǎn)進(jìn)行提取、融合，并激發(fā)其更深層次思考，最終以師生、生生協(xié)作學(xué)習(xí)的形式達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。教師進(jìn)行適時(shí)精準(zhǔn)的點(diǎn)撥，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力的提升。

（三）依靠平臺(tái)功能，深化課外指導(dǎo)作用，拓展教學(xué)時(shí)空

借助SPOC平臺(tái)功能，我們開展了多樣化的在線學(xué)習(xí)活動(dòng)，包括問卷調(diào)查、在線測(cè)試、競(jìng)賽、在線作業(yè)、輔導(dǎo)答疑、論壇交流等，深化了教師的課外指導(dǎo)作用，拓展了教與學(xué)的時(shí)空。師生的在線互動(dòng)為教師及時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)、解釋與評(píng)估認(rèn)知過程、發(fā)現(xiàn)潛在問題、提供預(yù)警與干預(yù)提供了有效的信息支持。借助這些信息反饋，教師做出的及時(shí)響應(yīng)（比如調(diào)整、優(yōu)化課堂面授活動(dòng)、推送更加精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)資源）則進(jìn)一步反向刺激學(xué)生探究問題的能動(dòng)性，形成良性循環(huán)，提高了交互的質(zhì)量。具體實(shí)施過程如圖3所示。在線活動(dòng)的訪問量均超過學(xué)生總數(shù)的80%，利用率高，應(yīng)用效果好。另外，教師充分發(fā)揮教學(xué)平臺(tái)中“精彩問答”板塊的作用，努力使每位學(xué)生至少有一個(gè)提問被推薦到主頁，以便于思考行為被更多人參與、討論和分享，充分激發(fā)學(xué)生質(zhì)疑、解疑的熱情。教師也可通過梳理學(xué)生問答，將共性問題總結(jié)提煉，編輯制作成課程建設(shè)資源投放至平臺(tái)“常見問題”欄目，供不同學(xué)生參考閱讀。

四、教學(xué)效果與課程特色

《內(nèi)燃機(jī)》SPOC課程在我校2013級(jí)機(jī)械工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生中開展實(shí)踐，學(xué)生的在線學(xué)習(xí)行為從一開始的不太適應(yīng)，到后來的欣然接受，再到最后找到適合自己的學(xué)習(xí)節(jié)奏，經(jīng)歷了一個(gè)必然的過程。教師的管理駕馭能力也從一開始的摸索嘗試轉(zhuǎn)變?yōu)轳{輕就熟。學(xué)習(xí)效果和教學(xué)質(zhì)量都得到了顯著提升，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）學(xué)生參與課程的廣度和深度得到提升

在以往教學(xué)中，往往只有少數(shù)學(xué)生愿意在課后和教師交流，表達(dá)對(duì)知識(shí)和學(xué)習(xí)的理解。而在SPOC環(huán)境下，受到平臺(tái)功能支持和課程參與度成績的驅(qū)使，更多學(xué)生開始積極主動(dòng)地向教師提問，問題的涉及面也從課程內(nèi)容本身拓展到更廣闊的領(lǐng)域，無論是求知的熱情還是思考的深度都得到了提升。教師的輔導(dǎo)答疑時(shí)長由傳統(tǒng)的幾次課，上升到每天幾小時(shí)。教師耐心、及時(shí)、準(zhǔn)確的回復(fù)，激發(fā)了學(xué)生更高的提問熱情。

統(tǒng)計(jì)顯示，學(xué)生在課程開始初期，提問主要集中在駕車、選車、作業(yè)題等淺層問題，而隨著課程的深入，在學(xué)生提問量上升的同時(shí)，問題的關(guān)注點(diǎn)也發(fā)生了變化，轉(zhuǎn)向思考內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)間的配合、故障的原因、保養(yǎng)方法的依據(jù)等等，參與課程的深度明顯提升。

（二）個(gè)性化學(xué)習(xí)要求得以滿足

信息技術(shù)的支持有利于學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的開展?？芍貜?fù)性強(qiáng)的教學(xué)資源為個(gè)性化學(xué)習(xí)提供保障、高效的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)為個(gè)性化分析提供支撐，強(qiáng)大的平臺(tái)功能為個(gè)性化學(xué)習(xí)模式提供路徑。借助SPOC教學(xué)平臺(tái)支持，我們初步探索了SPOC環(huán)境下的個(gè)性化學(xué)習(xí)模式，如圖4所示。

通過調(diào)取平臺(tái)數(shù)據(jù)，分析學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)、愛好、風(fēng)格、學(xué)習(xí)習(xí)慣，對(duì)其進(jìn)行分組。針對(duì)不同特征的學(xué)生，分別制定個(gè)性化的學(xué)習(xí)目標(biāo)（認(rèn)識(shí)層面、理解層面、分析層面等），推送個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源（拓展視頻、研究文獻(xiàn)、科研成果等），支持個(gè)性化的學(xué)習(xí)方式（探究式、合作式、目標(biāo)驅(qū)動(dòng)式等），給予個(gè)性化的學(xué)習(xí)指導(dǎo)（借助多樣化的交流工具開展的一對(duì)一輔導(dǎo)），并采取多元評(píng)價(jià)機(jī)制評(píng)估學(xué)習(xí)結(jié)果，促使學(xué)生的各方面能力獲得更充分、自由、和諧的發(fā)展。

（三）教與學(xué)的質(zhì)量得到提升

調(diào)查顯示，學(xué)生對(duì)課程的滿意度高（如圖5所示）。絕大多數(shù)同學(xué)表示他們更愿意看SPOC課程平臺(tái)的立體化電子教材，并反映通過教師導(dǎo)學(xué)和講解視頻結(jié)合的方式，學(xué)習(xí)效率得到提高。而課堂中的師生對(duì)話、生生對(duì)話更進(jìn)一步加深了他們對(duì)知識(shí)的深層理解，使之知其然并知其所以然。更有部分同學(xué)在課程結(jié)束后繼續(xù)在平臺(tái)上與教師交流專業(yè)問題，并表達(dá)想要開展創(chuàng)新研究的愿望。

四、總結(jié)

SPOC課程在幫助學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)、高課堂面授質(zhì)量上有著不可小覷的優(yōu)勢(shì)。它最大程度地支持學(xué)習(xí)模式和教學(xué)模式的創(chuàng)新，極大地提高了師生對(duì)課程的參與度，是一種值得在目前形勢(shì)下探索、嘗試的教育方式[4]。在互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代，受到信息技術(shù)的沖擊，教育正處在大變革的時(shí)期，這也給學(xué)校教育和教師職業(yè)帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。教育工作者只有把握時(shí)代脈絡(luò)，厘清當(dāng)今教學(xué)的特征，才能在改革洪流中占領(lǐng)先機(jī)。SPOC就是一種結(jié)合了在線學(xué)習(xí)和傳統(tǒng)課堂授課兩方面優(yōu)勢(shì)的混合教學(xué)模式，它也許就是瞄準(zhǔn)未來教育變革的突破口[5]?；赟POC背景的課堂教學(xué)將何去何從，需要更多的人去探索和創(chuàng)新。

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