基于SPOC的理論力學(xué)課程教學(xué)改革研究

吳亞麗 張東光

（太原理工大學(xué) 機械與運載工程學(xué)院，太原 030024）

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和教育理念的持續(xù)更新，新的教育模式正在不斷變革中發(fā)展和完善，如慕課、微課和翻轉(zhuǎn)課堂等多種新型的教學(xué)模式已成為信息技術(shù)背景下高等學(xué)校教育教學(xué)改革的主要方向[1-3]。以理論力學(xué)為代表的工科類專業(yè)基礎(chǔ)課具有知識覆蓋面廣、概念定理嚴謹、示意圖樣豐富、工程實例多樣及課程內(nèi)容抽象等特征。在課堂授課的過程中，由于課堂時數(shù)的限制，導(dǎo)致教師對授課時間的分配不能滿足每個學(xué)生的需求，難以實現(xiàn)因材施教、因人施教的教學(xué)模式，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。另外，在采用線上教學(xué)的過程中，由于缺乏師生互動交流，不利于學(xué)生構(gòu)建完整的學(xué)科知識體系，從而極大地影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果[4-6]。小規(guī)模限制性在線課程（Small Private Online Course，SPOC）是一種將優(yōu)質(zhì)的大規(guī)模開放在線課程與面對面課堂教學(xué)相融合的混合教學(xué)模式，主要是以本校學(xué)生為對象演變而來的小規(guī)模私有在線課程[7-8]。

SPOC作為大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程（Massive Open Online Courses，MOOC）時代的衍生物，其“線上教育+線下課堂”的混合教學(xué)模式既可以克服傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端，又能彌補MOOC中存在的無法與現(xiàn)有的學(xué)生知識層次、課程難度及學(xué)習(xí)目標相匹配并且缺乏師生互動等實際問題，從而提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力[9-10]。因此，需要對現(xiàn)有的教學(xué)模式進行改革，探討在線教學(xué)與課堂教學(xué)相混合的教學(xué)模式，以實現(xiàn)線上教育與線下課堂的有機結(jié)合，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性與參與度，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

1 理論力學(xué)課程的SPOC教學(xué)模式設(shè)計

1.1 教學(xué)內(nèi)容安排

首先，由教師細分整理教學(xué)內(nèi)容，把課程理論知識碎片化、專題化和集成化，為每個知識點提供自學(xué)問題清單、錄制SPOC課程視頻以及設(shè)置基礎(chǔ)練習(xí)題等。以機械專業(yè)的理論力學(xué)為例，可以將課程分為4個專題，即靜力學(xué)（7個知識點）、運動學(xué)（4個知識點）、動力學(xué)（5個知識點）和分析力學(xué)基礎(chǔ)（5個知識點），以幫助學(xué)生建立知識框架體系，并根據(jù)課時合理安排各專題的教學(xué)內(nèi)容。通過問題清單對關(guān)鍵知識點進行提示和引導(dǎo)，鼓勵學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí)，并在學(xué)習(xí)結(jié)束后設(shè)置回答問題環(huán)節(jié)。其次，對知識點進行碎片化設(shè)計，圍繞知識點或關(guān)鍵問題錄制學(xué)習(xí)視頻。錄制的視頻內(nèi)容應(yīng)該高度凝練且具有獨立性，可結(jié)合生活實例添加一些精美動畫，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，并將視頻長度控制在15 min內(nèi)，同時在視頻內(nèi)添加腳本文檔，便于學(xué)生隨時觀看，從而加深對知識點的理解。最后，根據(jù)學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)水平與不同階段的學(xué)習(xí)要求，合理設(shè)置隨堂作業(yè)、課后作業(yè)及單元測試題等，以便于教師掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，同時形成反饋機制。

1.2 學(xué)生自學(xué)及課堂教學(xué)設(shè)計

首先，利用SPOC教育平臺將理論力學(xué)課程學(xué)習(xí)活動的規(guī)劃方案發(fā)放到網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)素材中，并圍繞關(guān)鍵知識點設(shè)置問題，為學(xué)生提供清晰的自學(xué)指導(dǎo)，同時還可以將課堂教學(xué)內(nèi)容延伸到課外。其次，學(xué)生可根據(jù)教學(xué)任務(wù)掌握基本的概念及定理，通過線上關(guān)鍵問題的練習(xí)與測試，使學(xué)生了解自身對知識的掌握程度，從而引導(dǎo)學(xué)生積極主動地思考。最后，教師根據(jù)學(xué)生線上平臺的發(fā)帖和討論情況及時調(diào)整線下授課的側(cè)重點，結(jié)合例題使學(xué)生能夠熟練地掌握知識點并能進行延伸運用，從而達到強化鞏固課程知識點的目的。

1.3 教師和學(xué)生互動平臺及考核體系的構(gòu)建

首先，通過線上自學(xué)與線下課堂授課，教師可通過SPOC平臺在不同的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)和階段提供班級整體和個體的評價成績，如單元知識點總結(jié)、章節(jié)測試及綜合測試等，使學(xué)生能詳細了解自己的學(xué)習(xí)進度和學(xué)習(xí)情況，還可以將考核成績計入期末總成績中，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，提升其學(xué)習(xí)的參與度。其次，學(xué)生通過SPOC平臺預(yù)習(xí)課程知識點或者通過相關(guān)習(xí)題測試后，可以將存在疑慮的問題通過SPOC平臺發(fā)帖討論并反饋給教師，然后由教師針對學(xué)生的問題進行定期線上答疑，或者在課堂講授過程中組織多種互動交流模式，如學(xué)生小組討論、一對一指導(dǎo)、綜合測驗等，從而加深學(xué)生對知識點的理解，這部分的考核成績同樣可以計入期末總成績中。最后，教師根據(jù)一個階段內(nèi)的教學(xué)總結(jié)及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式，還可以向同學(xué)征求合理化和針對性的建議，最終形成學(xué)生自主學(xué)習(xí)、課堂集中講授以及課后及時反饋的SPOC教學(xué)模式。

2 理論力學(xué)課程的SPOC教學(xué)方法

2.1 線上環(huán)節(jié)

線上環(huán)節(jié)主要是通過學(xué)生自學(xué)，使學(xué)生掌握理解基本概念和原理的同時，能熟練運用基本的計算方法求解簡單的工程問題。教師可以根據(jù)教學(xué)大綱和學(xué)生對知識掌握的實際情況進行課程目標設(shè)置、知識點適度地分解、關(guān)鍵知識點的微視頻錄制以及相關(guān)學(xué)習(xí)資源的收集等工作，還可以設(shè)置問題清單，并利用SPOC平臺鼓勵學(xué)生帶著問題進行線上預(yù)習(xí)。通過線上預(yù)習(xí)，可促使學(xué)生理解掌握基本概念及原理，還可以通過工程實例對知識點進行強化鞏固。由于線上學(xué)習(xí)不受時間和空間的限制，學(xué)生可根據(jù)自身情況合理安排學(xué)習(xí)時間，同時還可以結(jié)合生活實例，借助網(wǎng)絡(luò)平臺和資源庫吸引學(xué)生發(fā)帖并展開討論，促使學(xué)生自主思考，從而提升學(xué)生的自學(xué)效果。通過線上的交流互動環(huán)節(jié)，不僅可以使教師通過輔導(dǎo)答疑和交流互動了解學(xué)生對知識點的理解程度，從而及時調(diào)整課堂教學(xué)內(nèi)容的側(cè)重點，還可以提高學(xué)生在討論過程中的思考能力和交流能力。

2.2 線下環(huán)節(jié)

線下環(huán)節(jié)主要是對知識點的鞏固、強化和提高。教師可以根據(jù)線上環(huán)節(jié)反饋的學(xué)習(xí)情況，通過總結(jié)和教學(xué)反思調(diào)整課堂教學(xué)內(nèi)容的側(cè)重點，從而在課堂教學(xué)過程中，重點講解學(xué)生線上學(xué)習(xí)中遇到的難點及相對復(fù)雜的工程問題。線下的課堂授課主要以演示文稿的方式進行，包括講解必備知識點和重難點問題、介紹工程案例和典型例題，講解習(xí)題的變化、師生互動以及知識的綜合提升等環(huán)節(jié)。課堂教學(xué)結(jié)束以后，教師可以提供有一定難度的思考題，供學(xué)生課下討論交流，并在下次課堂上展示小組間的交流討論結(jié)果，最后對各小組間的解題方法進行對比分析，使學(xué)生從不同角度和不同解題方法加深對知識點的理解。采用這種多元的課堂授課形式，不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度和學(xué)習(xí)的主動性，而且加強了學(xué)生的團隊合作意識和創(chuàng)新意識。

2.3 考核評價環(huán)節(jié)

以太原理工大學(xué)的課程為例，以往的理論力學(xué)課程成績共分為期末考試成績、平時成績和實驗成績3部分，其中期末考試成績占總成績的80%、平時成績和實驗成績各占總成績的10%。采用這種考核方式對學(xué)生的了解比較單一，學(xué)生往往會把主要精力放在期末考試成績上，只關(guān)注重點知識而忽略了對全部知識點的掌握理解。采用SPOC的教學(xué)模式可以通過調(diào)整考核方式達到監(jiān)督和激勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)的目的，同時形成“必須完成”和“自愿完成”有機結(jié)合的評價考核方式，以達到學(xué)生全面掌握知識點和提升其創(chuàng)新思維的目的。

線上SPOC平臺的考核方式可包括實驗部分考核和課堂理論知識部分考核。實驗部分考核包括實驗理論知識考核和實驗操作知識考核兩部分，其考核的流程為：首先，學(xué)生通過觀看視頻來了解實驗的目的、方法以及過程，并書寫實驗報告；其次，在線下進行相關(guān)實驗操作后，分組討論并完善實驗報告內(nèi)容；最后，由教師根據(jù)每個環(huán)節(jié)學(xué)生的具體表現(xiàn)進行考核打分。課堂理論知識考核主要包括教師通過平臺發(fā)布問題清單、單元測試題以及思考題等引導(dǎo)學(xué)生思考相關(guān)知識內(nèi)容，同時通過探究性測試和典型力學(xué)問題的討論分析，并考慮學(xué)生在線時長、測試與作業(yè)完成情況、論壇發(fā)帖及回復(fù)率等，合理分配各項內(nèi)容所占的成績比例，然后在學(xué)期末組織學(xué)生參加線下的期末考試。教師可以結(jié)合各環(huán)節(jié)的考核結(jié)果，科學(xué)合理地規(guī)劃成績比例，從而實現(xiàn)動態(tài)、多元和全面科學(xué)的課程考核評價方式。另外，學(xué)期教學(xué)任務(wù)結(jié)束后，教師可以結(jié)合SPOC的反饋情況組織調(diào)查問卷，通過學(xué)生評價檢驗教學(xué)效果，并以此調(diào)整教學(xué)手段和考核方法，從而進一步提高教學(xué)效果。

3 結(jié)語

在“新工科”的背景下，隨著教學(xué)研究和實踐的不斷深入，以及教學(xué)理念、教學(xué)方法和教學(xué)手段多樣化發(fā)展，SPOC的教學(xué)模式在這種時代發(fā)展環(huán)境下應(yīng)運而生，它可以滿足現(xiàn)在新一代學(xué)者所期望的更多元化、更豐富的學(xué)習(xí)體驗的需求?；赟POC的教學(xué)模式對理論力學(xué)課堂教學(xué)進行重構(gòu)設(shè)計，不僅可以結(jié)合合作、討論和質(zhì)疑等多種學(xué)習(xí)形式，從而強化學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，還有助于培養(yǎng)新時代高校學(xué)生的創(chuàng)新、創(chuàng)造、創(chuàng)意和創(chuàng)業(yè)能力。