基于SPOC的大學物理課程實踐效果研究——以同濟大學的物理課程為例

徐小鳳　王祖源　張　睿（同濟大學 物理科學與工程學院，上海 200092）

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基于SPOC的大學物理課程實踐效果研究——以同濟大學的物理課程為例

徐小鳳王祖源張睿
（同濟大學 物理科學與工程學院，上海 200092）

摘要：繼MOOC風潮之后，SPOC應運而生。若稱MOOC是對傳統(tǒng)教育模式的沖擊，那么SPOC就是對課堂內外學習價值的深度重構，兩者所產生的教育影響均不容小覷。文章以SPOC教學模式在同濟大學“普通物理”課程中的教學實踐為例，對其進行了實踐效果的分析，并結合該教學實踐從教師、學生和環(huán)境三個方面分析了影響教學效果的關鍵因素，旨在為進一步改善教學環(huán)節(jié)提供參考。

關鍵詞：MOOC；SPOC；教學實踐；實踐效果

MOOC（Massive Open Online Course，大規(guī)模網(wǎng)絡開放課程）風潮掀起了一場世界范圍內的教育改革，它的產生是對傳統(tǒng)教育模式的沖擊。但MOOC并非盡善盡美，它的發(fā)展也伴隨著諸多弊端[1]：注冊率高、完成率低，不利于課程的持續(xù)發(fā)展；MOOC是無門檻教學，學員的基礎水平、學習能力等不盡相同，使得教師備課要求高、難度大；“生師比”過大，學生得到教師直接指導的機會變少，學生學習的深度和專業(yè)領域內的廣度得不到保障等。而傳統(tǒng)課堂教學無論是內容上還是方法上基本上都循規(guī)蹈矩、乏善可陳，學生的主體地位不但得不到充分體現(xiàn)，而且課堂教學無法顧及全體學生的差異，不利于學生的個性化發(fā)展。因此，教學模式的研究者和實踐者面臨的挑戰(zhàn)頗大。

鑒于大學物理課程的特點，結合國內外大學物理課程的相關教學實踐，我們抓住契機，嘗試將一種新的教學模式——SPOC（Small Private Online Course，小規(guī)模限制性在線課程）運用于大學物理課程實踐之中。SPOC教學模式是建立在MOOC基礎上的一種翻轉課堂模式，學生首先在提供了優(yōu)質教學資源的MOOC平臺上進行自主學習，然后在實體課堂上與老師、同學進行面對面的交流互動和協(xié)作學習，這樣一來，已有的MOOC課程就與傳統(tǒng)課堂的教育方式結合起來了，并通過發(fā)揮各自的優(yōu)勢，實現(xiàn)線上線下的混合式教學，從而提升課程的教學效率。

一　基于SPOC的大學物理教學實踐

2013年9月至今，同濟大學將“普通物理”課程作為試點科目，共進行了四個學期的SPOC教學實踐，并從剛開始的一個試點班發(fā)展到了現(xiàn)在的三個試點班，先后選定了智慧樹和中國大學MOOC作為線上教學平臺。線上課程開課后，學生可根據(jù)網(wǎng)上提供的學習計劃自定步調，有針對性地選擇線上學習資源進行自主學習；線下則回到傳統(tǒng)課堂上進行面對面的教學，每兩周安排三次與老師交流互動的見面課，以組織教學活動促進知識的內化，同時根據(jù)學生的學習情況，老師會不定期地抽取見面課作為答疑課，專門為學生解決學習上的遺留問題。

大學物理課程的SPOC教學模式如圖1所示。該教學模式下的教學過程主要分為四大階段：課前的知識準備階段、知識傳授階段，課中的知識內化階段，以及課后的知識升華階段[2]。其中，知識傳授階段主要是讓學生通過課前自主學習，對物理學科的基本概念和基本方法有一個初步的理解和認識，為進一步學習做好鋪墊；知識內化階段主要是通過課堂交流互動，完善學生的知識架構，注重鍛煉學生分析與解決問題的能力，注重培養(yǎng)學生的探索精神與創(chuàng)新意識[3]；知識升華階段則主要是通過PBL（Problem-based Learning，基于問題的學習）教學，讓學生以小組合作的形式共同解決復雜的或真實性的問題，來引發(fā)學生思考，使學生學以致用、用以促學[4]。此四大階段息息相關，并且始終以學生為主體、以老師為主導，以促進學生的發(fā)展為最終目標，不斷地在實踐探索中循環(huán)往復進行。

圖1　大學物理課程的SPOC教學模式

二　基于SPOC教學模式的大學物理教學實踐的效果分析

1考試成績分析

在同濟大學已經(jīng)完成的四個學期的大學物理課程SPOC教學實踐中，由于第一學期的SPOC教學班和傳統(tǒng)教學班為同一個教師授課，并且學生的專業(yè)構成也相近、人數(shù)都為150人左右，因此將這兩個班的成績進行比較較有說服力，其具體的期中、期末考試成績比較如圖2所示。

圖2　大學物理課程SPOC教學班與傳統(tǒng)教學班考試成績對比

根據(jù)同濟大學成績評估規(guī)則：>90分為“優(yōu)”，80～89分為“良”，70～79分為“中”，60～69分為“及格”，<60分為“不及格”。從圖2（a）中可以看出，SPOC教學班中“良”的比例明顯高于傳統(tǒng)教學班，并且“不及格”的人數(shù)也明顯低于傳統(tǒng)教學班；SPOC教學班的優(yōu)良率為35.7%，比傳統(tǒng)教學班高9.5%，及格率為75.2%，比傳統(tǒng)教學班高14.5%；從平均分來看，SPOC教學班的平均分也比傳統(tǒng)教學班高5.0分?？梢姡琒POC教學班的期中考試成績比傳統(tǒng)教學班好。從圖2（b）中可以看出，SPOC教學班中“優(yōu)”、“良”、“中”的比例都比傳統(tǒng)教學班高，“及格”和“不及格”的比例反而比傳統(tǒng)教學班低；從平均分來看，SPOC教學班的平均分也比傳統(tǒng)教學班高5.1分。可見，SPOC教學班的期末考試成績也比傳統(tǒng)教學班好。

經(jīng)過前三個學期的SPOC教學實踐，SPOC教學班在期中、期末考試中都取得了這樣良好的教學效果，說明SPOC教學班的整體考試成績要優(yōu)于傳統(tǒng)教學班的整體考試成績，但是這種優(yōu)勢具體體現(xiàn)在哪些方面？SPOC教學模式為什么能有效提高學生的成績？為探究其中的原因，同濟大學物理教研室專門研究了2014～2015學年第二期中某傳統(tǒng)教學班期中考試的卷面分數(shù)。該傳統(tǒng)教學班共有144人，其中有77人在進行傳統(tǒng)課堂學習的同時，還在中國大學MOOC上進行了線上自主學習，該班期中考試概念題的得分情況如表1所示。

表1　傳統(tǒng)教學班期中考試概念題的得分情況

從表1可以看出，在授課教師、授課環(huán)境、專業(yè)構成等都相同的情況下，額外進行了線上MOOC學習的學生的平均分要高于未進行MOOC學習的學生達9.3分之多，并且概念題得分率也要高于未進行線上MOOC學習的學生的得分率。9個概念題中，除第2題外，其它幾題都是進行了MOOC學習的學生的得分率高。由此可見，SPOC這種線上線下的混合式教學可以有效促進學生對物理概念的理解，而物理概念是物理知識的一個重要組成部分，學生在學習物理知識的過程中，只有不斷建立物理概念，才能真正掌握物理的基礎知識，進而才能通過邏輯推理構建自己的知識體系，以清晰的思維去探究更深入的物理問題[5]，最終才能取得較好的考試成績。SPOC教學模式中，特別注重學生對概念的理解、鞏固、深化和活化，不僅在線上細化了知識點，采用碎片化學習方式便于學生對概念的理解和記憶；而且在線下課堂教學中教師會從鞏固新概念入手，逐步教給學生如何運用概念去分析和解決物理問題，引導他們運用已有的概念去解釋新的物理現(xiàn)象[6]，逐步提高他們分析、解決物理問題的能力，從而有效提高他們的學習成績。

2問卷調查分析

在SPOC教學實踐的第三個學期末，本研究針對正在試點的兩個SPOC教學班進行了一次網(wǎng)上問卷調查，共收回81份有效問卷。同時，采用SPSS 17.0對問卷數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計分析，用“Cronbach’s α”系數(shù)檢驗法進行了內在信度的檢驗，量表信度達到了0.858（>0.7），說明本問卷具有了良好的問卷結構，數(shù)據(jù)可信度較高。問卷部分數(shù)據(jù)分析如下：

（1）教學效果分析

教學效果調查結果如表2所示，可知：有4.94%的同學認為SPOC這種教學模式的學習效率比傳統(tǒng)課堂教學高，有56.79%的同學認同比較高，有34.57%的同學表示不確定；有8.64%的同學完全同意SPOC這種教學模式的學習效果比傳統(tǒng)教學好，有41.98%的同學基本同意這個觀點，有41.98%的同學不能確定。因此，大部分同學認為SPOC這種教學模式在學習效率和學習效果上不比傳統(tǒng)課堂教學差，它在促進學生學習、提高學生學習成績上還是具有可行性的。SPOC教學模式中個性化的自主學習、豐富優(yōu)質的學習資源、精心設計的教學活動、全身心投入的教師團隊等，都是有效實施該模式的保障，并有利于學生學習效果和學習效率的提升。

表2　教學效果調查

（2）學習傾向分析

學生學習傾向調查如表3所示，可知：在對問卷題目的回答中，有61.73%的同學表示會繼續(xù)選擇，24.69%的同學表示不能確定。由此可見，絕大部分同學都能接受這種新的教學模式，不會產生排斥心理。對學生來說，他們選擇這種SPOC教學模式，帶給他們的不止是全新的學習體驗，而且他們通過與老師和同學的交流互動、協(xié)作探究，還能使自身的能力得到鍛煉、成績得到有效提高。

表3　學生學習傾向調查

綜上所述，SPOC教學模式在同濟大學的“普通物理”課程教學中取得了良好的教學效果——對學生而言，不但可以深化他們對物理概念的理解，增強他們的學習主動性，而且可以提高他們自主學習、分析問題及解決問題的能力，并培養(yǎng)他們的探索創(chuàng)新精神，使得他們的學習基礎更扎實；對教師而言，他們既可以收獲與學生之間的友誼，也可以豐富他們的教學經(jīng)驗，為以后的物理教學提供更豐富的參考價值。

三　實踐效果影響因素的分析

雖然SPOC教學模式在理論上適用于同濟大學的物理教學，在實踐中也取得了較好的成績，但在教學實踐的過程中，會發(fā)現(xiàn)有很多因素影響著該模式的有效實施，主要包括如下三個層面：

1基于教師層面

（1）教師的角色定位

SPOC教學模式改變了教師在教學中的作用和地位，教師需從思想觀念、知識結構、工作方式等方面挑戰(zhàn)自我[7]，要從單純的知識傳授者，變成學習活動的設計者和組織者、學習資源的研發(fā)者和建構者、學習過程的促進者和輔助者，這是SPOC教學順利展開的需要。面對多重的重要角色，教師要有明確的角色定位，應該根據(jù)教學的需要做好相應角色的轉變，知道自己在教學過程中所承擔的職責，既要注重線下的課堂教學，也要重視學生線上的學習，要不斷地幫助和鼓勵學生、引導和監(jiān)督學生，以促進學生更快地掌握內容，發(fā)展能力，實現(xiàn)教學相長。

（2）教師的信息素養(yǎng)

信息技術帶給教育的影響巨大而深遠，作為教育踐行者的教師，只有具備良好的信息素養(yǎng)，才能熟練運用信息工具對信息資源進行整合利用，才能引入視頻技術、網(wǎng)絡技術等進行教學創(chuàng)新。SPOC教學模式的各個環(huán)節(jié)如課前視頻制作、學習資源的拆分重組、物理模型的制作、網(wǎng)絡平臺的交流互動、課后數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析等，都離不開教師良好信息素養(yǎng)的支撐，使得教師良好的信息素養(yǎng)成為了SPOC教學有效開展的必備條件之一。因此，教師必須提高自己的信息素養(yǎng)，合理地借助信息技術提高教學和管理的成效，才能培養(yǎng)出符合信息化社會的合格人才。

（3）教師課堂的駕馭能力

SPOC課堂教學中要進行新知鞏固、課堂練習、合作探究等活動來幫助學生內化知識，但課堂時間少、任務重，因此教師要有一定的課堂駕馭能力——他們不但要考慮個體差異，還要拿捏好每一個活動展開的步驟和時間，做到適時、適量且高效——這對老師來說是一個極大的挑戰(zhàn)。就一個SPOC大班來說，該班學生的專業(yè)多而雜，各專業(yè)學生的知識背景、學習興趣、認知方式等不盡相同，一方面增加了教師在管理和備課上的難度；另一方面在組織課堂活動時，學生間的交流互動可能會因為專業(yè)的差別、彼此又不夠熟悉而受到牽制，再加上小組太多，使得教師無法顧及每個小組的學習情況。在這種情況下，如果教師的課堂駕馭能力不佳，課堂就會成為“放羊式”教學，教學將較難獲取應有的效果。考慮到教師課堂教學的駕馭能力對教學效果有一定的影響，故教師應注重這方面能力的鍛煉。

2基于學生層面

（1）自主學習與課堂教學進度的一致性

SPOC教學能夠按部就班地展開，其中一個比較關鍵的影響因素就是學生自主學習的進度與課堂教學進度能夠保持一致。如果學生自主學習的進度滯后于課堂教學進度，那么課堂知識的內化過程會由于學生缺少必要的儲備知識而無法有效地開展：學生學習積極性不高，課堂討論的氛圍低落，老師無法組織有深度的教學活動，甚至還要反過來講解自主學習中的基礎知識，因此課堂的教學時間就不能高效利用，教學效果也就無法得到保障。

圖3　學生成績與線上平均學習進度散點圖

學生成績與線上平均學習進度散點圖如圖3所示。該散點圖顯示了同濟大學物理SPOC教學實踐第三學期中SPOC大班的期末總評成績與線上學習進度的關系，用SPSS 17.0做數(shù)據(jù)的相關性分析可知：線上平均學習進度和期末總評成績的相關系數(shù)為r=0.846>0.8，顯著性P=0.000<0.01，屬于高度正相關，有統(tǒng)計學意義。其中，線上的平均學習進度按公式1計算：

該進度不但能整體反映出學生線上自主學習的進度是否與教師安排的學習進度一致，體現(xiàn)出學生學習是否有一定的節(jié)奏和規(guī)律，也能很好地說明學生是否積極主動地去學習并按時完成教學任務，故有利于學習成績的提高。

（2）學生的學生習慣

受傳統(tǒng)教育“以教師為中心”的影響，學生早已習慣了自己在課堂中的從屬地位、習慣了教師滿堂灌的授課方式——這種習慣會使學生的自信心不足、不敢提問、不敢挑戰(zhàn)權威。長此以往，學生會逐漸喪失學習的主動性、進取精神和創(chuàng)新意識，并在學習過程中注重學習的量而非質，常釆用死記硬背的方法去應付考試。由于他們缺乏必要的能力去加工不成體系的材料，因而對課程內容缺乏更深入的理解[8]。學生的這些學習習慣與SPOC教學模式的要求是沖突的，導致實施SPOC教學模式時，學生懶于提問和思考，進而影響SPOC的教學效果。

（3）投機取巧現(xiàn)象

在同濟大學物理SPOC教學實踐的成績考核中，線上成績占了總成績的20%，但這部分學生成績的真實性無法得到保證。如在同濟大學物理SPOC教學實踐的第三個學期中，大班線上成績的優(yōu)良率為67%，及格率為87%；小班線上成績的優(yōu)良率95%，及格率則高達100%——這一點傳統(tǒng)課堂教學很難做到。盡管SPOC教學模式對學習成績的提高有一定的促進作用，但在科學技術四通八達的信息時代，線上的章節(jié)測試題在網(wǎng)上隨處可見，并且無法考證線上的測試題目是不是由學生自己獨立完成，而這些都會影響到最終成績的公平性、合理性，甚至會阻礙學生學習的鞏固與提高，進而影響SPOC教學的實踐效果。

3基于環(huán)境層面

創(chuàng)造良好的學習環(huán)境對學生來說非常必要，它有利于學生高效的學習。首先，教師必須為學生營造一個個性化協(xié)作式的課堂學習環(huán)境，這就需要教師精心籌備“面向全體，發(fā)展個性”的教學活動設計，通過組織課堂活動，帶給學生一個開放、積極、信賴的學習環(huán)境，激發(fā)他們的學習興趣，啟發(fā)他們的思維。其次，教師應該為學生提供一個操作簡單、功能齊全、資源豐富、性能穩(wěn)定的線上學習環(huán)境，在這種寬松舒適的學習環(huán)境中，學生才能保持一個愉悅的心情進行積極主動的學習。在該教學實踐第三個學期的線上學習中，僅僅在20人的小SPOC班當中，就反映出了大大小小的76類問題，如題目顯示不全、作業(yè)無法上交、測試題扣分有誤等，這些問題容易打消學生的學習熱情，耽誤他們的課外時間，甚至還影響他們網(wǎng)上的學習成績。因此，構建良好的學習環(huán)境，是學生高效學習的基礎，它的重要性不容忽視。

四　結語

SPOC這種教學模式在物理教學上的應用，的確能帶給學生全新的學習體驗、取得一定的學習效果，并且真正體現(xiàn)了學生在課堂中的主體地位。為了在實踐中更好地應用這種教學模式，教育研究者還需要不斷地探索與總結，并在持續(xù)的教學實踐中完善SPOC教學模式的各個環(huán)節(jié)，從而為更多的實踐者提供指導、更加有效地促進學習者的學習[9]。

參考文獻

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編輯：小米

Study on the Practice Effect of College Physics Course based on SPOC——A Case of Physics Course in Tongji University

XU Xiao-fengWANG Zu-yuanZHANG Rui
(Institute of Physical Science and Engineering,Tongji University,Shanghai,China 200092)

Abstract:The SPOC ( small private online course) emerged at the right moment after the MOOC (massive open online course) wave.If MOOC had brought about a serious shock to the traditional education mode,the SPOC has profoundly refactored the learning value inside and outside the course.The impact of MOOC and SPOC on education cannot be underestimated.This paper took the teaching practice of SPOC teaching model in “General Physics” course of Tongji University and analyzed its practice effect.The critical factors influencing teaching effect were investigated from three aspects of teacher,student,circumstance,aiming at providing references for further improving the teaching link.

Keywords:MOOC; SPOC; teaching practice; practice effect

收稿日期：2015年7月13日

作者簡介：徐小鳳，在讀碩士，研究方向為混合式教學，郵箱為834172718@qq.com。

【中圖分類號】G40-057

【文獻標識碼】A 【論文編號】1009—8097（2016）03—0087—07 【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2016.03.013