基于SPOC的混合教學(xué)模式研究與實(shí)踐
——以數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程為例

黃文秀，楊雅芳，蘭勝坤

（福州工商學(xué)院 工學(xué)院，福州350715）

新工科背景下，為進(jìn)一步適應(yīng)新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟(jì)、新時(shí)代的發(fā)展，培養(yǎng)多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才，進(jìn)行計(jì)算機(jī)類課程教學(xué)改革勢在必行[1]。隨著MOOC（massive open online courses）課程的大規(guī)模開放，利用碎片化時(shí)間進(jìn)行線上學(xué)習(xí)得到廣泛推廣，但因其缺乏教師面對面互動(dòng)引導(dǎo)和跟蹤評價(jià)，并不能充分發(fā)揮MOOC資源的作用。SPOC（Small Private Online Course）即有選擇、有組織的小規(guī)模在線學(xué)習(xí)課程[2]，它把本校自然班傳統(tǒng)課堂教學(xué)與線上MOOC教學(xué)結(jié)合起來，不僅促進(jìn)了MOOC資源的可持續(xù)發(fā)展，也為課程教學(xué)改革提供了新的思路，有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。本文將以數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程為例，進(jìn)行基于SPOC的混合教學(xué)模式研究與實(shí)踐。

一、SPOC混合教學(xué)條件分析

數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的綜合性課程。傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，教師主要通過課堂講授對學(xué)生進(jìn)行填鴨式灌輸。學(xué)生單向接受數(shù)據(jù)庫基本理論及數(shù)據(jù)庫操作編程語法，實(shí)驗(yàn)操作時(shí)往往缺乏自主設(shè)計(jì)和創(chuàng)新，不能綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。因此，運(yùn)用SPOC混合教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，進(jìn)而提高其創(chuàng)新實(shí)踐能力。

數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程安排在大學(xué)第五學(xué)期，此時(shí)開展SPOC混合教學(xué)的條件已較成熟：第一，目前，大三學(xué)生多為“00后”，一般都擁有個(gè)人電腦或智能手機(jī)，且具有自主學(xué)習(xí)能力，能夠充分利用碎片時(shí)間完成教師布置的線上學(xué)習(xí)任務(wù)，積極思考并參與討論；第二，MOOC資源越來越豐富，不僅包括課程PPT、學(xué)習(xí)視頻、單元測試、討論、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)等環(huán)節(jié)，而且越來越多的國內(nèi)外知名大學(xué)都推出了優(yōu)質(zhì)的MOOC資源，為學(xué)生進(jìn)行高質(zhì)量線上學(xué)習(xí)提供可能；第三，學(xué)校智慧教室、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心（實(shí)驗(yàn)室）及慕課堂、學(xué)習(xí)通、雨課堂等多樣化的教學(xué)平臺(tái)，為SPOC混合教學(xué)模式實(shí)施提供了技術(shù)支持。

二、SPOC混合教學(xué)模式的構(gòu)建

（一）明確課程目標(biāo)

數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心課程，在學(xué)習(xí)理論的同時(shí)，更強(qiáng)調(diào)實(shí)踐應(yīng)用。通過這門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握數(shù)據(jù)庫原理及基本理論；能夠熟練使用SQL語句、視圖、存儲(chǔ)過程、觸發(fā)器等進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)；能夠?qū)?shù)據(jù)庫進(jìn)行管理和維護(hù)，包括數(shù)據(jù)庫完整性管理、安全性管理、并發(fā)控制、備份及恢復(fù)操作；具有良好的文檔編寫和系統(tǒng)分析能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和人際溝通能力。此外，該課程根據(jù)崗位需求，培養(yǎng)不同層次學(xué)生具有相應(yīng)的崗位技能，一是系統(tǒng)維護(hù)員，能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行日常維護(hù)；二是系統(tǒng)設(shè)計(jì)員，能夠根據(jù)需求分析，按規(guī)范化理論進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)；三是系統(tǒng)分析師，能夠根據(jù)需求分析進(jìn)行項(xiàng)目規(guī)劃、方案設(shè)計(jì)；四是系統(tǒng)架構(gòu)師，能夠搭建基礎(chǔ)架構(gòu)，給出解決方案并進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)施。

（二）引入CDIO思想，分析設(shè)計(jì)課程內(nèi)容

以崗位需求為導(dǎo)向，結(jié)合國際工程教育的通用模式CDIO優(yōu)化整合課程內(nèi)容，將課程知識(shí)整合成“理論基礎(chǔ)知識(shí)（數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論）、操作應(yīng)用能力（數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)）、數(shù)據(jù)庫高級應(yīng)用（數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)編程及管理維護(hù)）”三大模塊組織教學(xué)。

CDIO即構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）、運(yùn)作（Operate）[3]。教學(xué)組織以學(xué)籍管理系統(tǒng)開發(fā)為主線，先從需求分析開始（構(gòu)思），然后進(jìn)行概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)），再到數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)及具體實(shí)現(xiàn)（實(shí)現(xiàn)），最后是數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建、實(shí)施、運(yùn)行及維護(hù)（運(yùn)作）。具體的CDIO模式教學(xué)內(nèi)容、教師、學(xué)生的地位如表1所示。

表1 CDIO教學(xué)模式表

（三）SPOC混合教學(xué)過程設(shè)計(jì)與實(shí)施

根據(jù)SPOC混合教學(xué)特點(diǎn)，數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程的教學(xué)設(shè)計(jì)圍繞線上教學(xué)、線下課堂教學(xué)和多元化教學(xué)評價(jià)三方面進(jìn)行，具體實(shí)施過程如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用課程SPOC混合教學(xué)模式實(shí)施過程

1.線上教學(xué)

線上教學(xué)分為課前準(zhǔn)備和課后鞏固學(xué)習(xí)，將課程內(nèi)容按周組織教學(xué)，教師設(shè)計(jì)并維護(hù)每周教學(xué)內(nèi)容。

課前準(zhǔn)備具體包括：教師發(fā)布本周學(xué)習(xí)任務(wù)、上傳（或指定）教學(xué)視頻、在線習(xí)題、操作素材及在線作業(yè)；學(xué)生進(jìn)入課前學(xué)習(xí)模塊，根據(jù)本周學(xué)習(xí)任務(wù)，通過觀看視頻、在線測試、學(xué)生討論等形式進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

課后鞏固學(xué)習(xí)包括：教師批改作業(yè)、發(fā)布討論題、回答學(xué)生問題，最后對學(xué)生各個(gè)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總，形成過程評價(jià)；學(xué)生對重難點(diǎn)進(jìn)行鞏固復(fù)習(xí)，通過重復(fù)觀看視頻，與同學(xué)、教師討論等形式完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

2.線下課堂教學(xué)

線下課堂分為理論授課和實(shí)踐教學(xué)兩部分。

理論授課主要以學(xué)生課前準(zhǔn)備情況分析、剖析重點(diǎn)難點(diǎn)、深化講解易混易錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)、組織學(xué)生討論及最后進(jìn)行總結(jié)點(diǎn)評為主。首先進(jìn)行案例內(nèi)容設(shè)計(jì)，將視頻里的知識(shí)點(diǎn)穿插到案例中，再以問題探究式方法，跟學(xué)生一起回顧網(wǎng)上視頻內(nèi)容。比如，在學(xué)習(xí)SQL的查詢命令時(shí)，線上自學(xué)視頻內(nèi)容主要是講解Select的相關(guān)語法，包括字段查詢、條件查詢、聚合分組、排序、連接查詢、嵌套查詢等。而在進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂[4]時(shí)，讓學(xué)生在學(xué)籍管理系統(tǒng)中，提出自己的應(yīng)用需求，如根據(jù)學(xué)號(hào)和課程名稱查詢自己的成績，或是查詢與自己分?jǐn)?shù)相同的其他學(xué)生信息等，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用線上自學(xué)知識(shí)來解決案例問題。同時(shí)，借助超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)進(jìn)行點(diǎn)名、出題、選人、搶答、在線測試等來活躍課堂氛圍，提高探究式學(xué)習(xí)效果。

實(shí)踐教學(xué)以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主線，以應(yīng)用為目的，注重學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力的提升。本課程實(shí)踐教學(xué)分為課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)。其中，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)主要包括驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)涉及數(shù)據(jù)庫基本知識(shí)，要求學(xué)生獨(dú)立完成，并提交完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。課內(nèi)實(shí)驗(yàn)以學(xué)生操作為主、教師進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo)和答疑為輔。課程設(shè)計(jì)為期兩周，要求每個(gè)學(xué)生選擇一個(gè)小型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)，做到一人一題。教師根據(jù)軟件工程規(guī)范，對數(shù)據(jù)庫涉及的每個(gè)階段進(jìn)行現(xiàn)場輔導(dǎo)。最后學(xué)生對課程設(shè)計(jì)成果進(jìn)行演示和答辯，教師進(jìn)行點(diǎn)評及評分。

3.多元化的教學(xué)評價(jià)設(shè)計(jì)

采用SPOC教學(xué)后，需要采用多元化評價(jià)方式對學(xué)生進(jìn)行全方位考核[5]。對學(xué)生的評價(jià)主要包括過程評價(jià)和結(jié)果評價(jià)。過程評價(jià)貫穿于整個(gè)學(xué)習(xí)過程，由線上和線下學(xué)習(xí)平時(shí)成績綜合確定。評價(jià)主體包括教師和學(xué)生，以教師評價(jià)為主，學(xué)生互評為輔；評價(jià)形式分為定性評價(jià)和定量評價(jià)，定性評價(jià)主要用于線下傳統(tǒng)課堂及結(jié)果評價(jià)，包括考勤、課堂提問、課程考試、課程設(shè)計(jì)等；對于線上平臺(tái)提供的學(xué)生學(xué)習(xí)情況，如學(xué)習(xí)視頻時(shí)長、作業(yè)提交情況、參與討論頻次等，則以定量評價(jià)為主。結(jié)果評價(jià)主要用于期末考試和課程設(shè)計(jì)作品。在多元化的評價(jià)中，過程評價(jià)尤其重要，因此，我們采用“過程評價(jià)50%（課堂情況10%+線上情況20%+實(shí)驗(yàn)報(bào)告20%）+結(jié)果評價(jià)50%”的形式對學(xué)生進(jìn)行全面考核，轉(zhuǎn)變原有單一的重結(jié)果輕過程的考核形式，使教學(xué)評價(jià)更全面客觀。

三、SPOC混合教學(xué)模式效果分析

經(jīng)過一輪的SPOC混合教學(xué)后，通過與沒有采用混合教學(xué)的學(xué)生考核成績對比，結(jié)合SPOC混合教學(xué)模式下學(xué)生對自我學(xué)習(xí)滿意度、學(xué)生成果的調(diào)查及督導(dǎo)組聽課反饋情況，檢驗(yàn)混合模式教學(xué)效果，結(jié)果如下所述。

首先，自2019年起，從計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)中隨機(jī)選擇一個(gè)班實(shí)施SPOC混合教學(xué)模式，并與另外一個(gè)普通班進(jìn)行對比，得出采用SPOC混合教學(xué)模式取得了一定成效的結(jié)論。表2、表3為試點(diǎn)班和普通班在期末考試和課程設(shè)計(jì)作品成績的數(shù)據(jù)對比情況。

表2 期末考試成績對比

表3 課程設(shè)計(jì)作品成績對比

其次，通過定期與學(xué)生交流，發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生能夠接受SPOC混合教學(xué)模式，認(rèn)為該模式提升了自己的學(xué)習(xí)能力及分析問題、解決問題的能力，希望在今后的學(xué)習(xí)中能有更多的課程采用這種模式。引入混合教學(xué)模式后，學(xué)生的實(shí)踐能力得到了明顯提升，在全國“藍(lán)橋杯”軟件設(shè)計(jì)大賽、“銳智杯”智能設(shè)計(jì)大賽等競賽中筆者所在學(xué)院獲團(tuán)隊(duì)特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)3項(xiàng)，并獲批大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目8項(xiàng)。

此外，院級督導(dǎo)、校級督導(dǎo)一致認(rèn)為：通過采用SPOC混合教學(xué)模式，課程組教師在線上線下教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)方法、教學(xué)手段和教學(xué)技巧等方面達(dá)到了較高水平，能夠通過案例設(shè)置和提出問題，并引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、思考、解決問題，教學(xué)效果得到顯著提高。

構(gòu)建“SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂”的混合教學(xué)模式，既順應(yīng)了新時(shí)代發(fā)展潮流，又彌補(bǔ)了傳統(tǒng)課堂教學(xué)缺陷，取得了較好的教學(xué)效果。在今后的混合教學(xué)實(shí)踐中，還需進(jìn)一步以學(xué)生為中心，對于基礎(chǔ)薄弱、學(xué)習(xí)自主性不高的學(xué)生，量身定制學(xué)習(xí)計(jì)劃進(jìn)行幫扶。同時(shí)堅(jiān)持立德樹人根本任務(wù)[6]，充分挖掘課程思政元素，使專業(yè)知識(shí)傳授與思想政治教育有機(jī)結(jié)合，努力打造更多“金課”[7]，促進(jìn)教育教學(xué)的高質(zhì)量發(fā)展。