胡靜+陳立潮

（太原科技大學 計算機科學與技術學院，山西 太原 030024）

摘 要：介紹基于MOOC+SPOC的線上線下混合教學模式，從SPOC資源建設、翻轉(zhuǎn)課堂實施方案、即時通訊工具配合課堂教學、碎片化與知識結(jié)構(gòu)導圖、計算思維能力的培養(yǎng)等幾方面介紹這種教學模式的實踐過程，通過對比成績說明實施效果，對基于MOOC+SPOC混合教學的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式進行評價與總結(jié)并提出展望。

關鍵詞：混合教學；翻轉(zhuǎn)課堂；SPOC

0 引 言

大學計算機教育已被教育部確定為非計算機專業(yè)大學生的必修課，課程包括大學計算機基礎、C語言程序設計和數(shù)據(jù)庫技術及應用。現(xiàn)有非計算機專業(yè)C語言程序設計課程學時數(shù)少，教學內(nèi)容只能停留在基本概念和基本應用上，而后續(xù)專業(yè)課卻要求學生使用C語言解決本專業(yè)領域問題，如何跨越從基礎知識到專業(yè)應用的鴻溝，如何在知識和思維之間搭起橋梁，如何夯實基本功，培養(yǎng)和應用計算思維解決專業(yè)問題的能力，為接下來的專業(yè)課學習打好基礎，這些是該課程存在的問題。我們認為要從兩個方面著力破解，一是從課程教學內(nèi)容體系方面，尋求培養(yǎng)計算思維能力并能拓展應用能力的關鍵知識點；二是從教學手段、教學方法方面，驗證是否可以利用MOOC+SPOC等先進的教學手段破解這樣的矛盾[1]。

1 基于MOOC+SPOC混合教學模式研究

MOOC（massive open online courses，大規(guī)模開放在線課程）是近幾年涌現(xiàn)出來的一種在線課程開放模式，有著強大的數(shù)據(jù)存儲能力和處理能力，能將學習過程、進度、參與討論等情況保存下來，通過對大數(shù)據(jù)的處理和分析，實時了解學生的學習情況并實現(xiàn)教學過程化的電子管理，但MOOC也有缺陷，如居高不下的退課率、教師無法掌控學生的學習進程、習題甚至是考試都無法確保是否學生本人完成。如何充分利用MOOC優(yōu)質(zhì)共享資源并和課堂教學有效結(jié)合，使兩者相互促進、互相融合是目前亟待解決的關鍵問題。

SPOC（small Private Online Course） 小范圍私有在線課程，是MOOC的一個分支，規(guī)模一般為幾十人到幾百人不等。MOOC+SPOC是指各學?；谕婚TMOOC課程建設的專有的特色化在線開放課程。SPOC分同步SPOC和異步SPOC，同步SPOC是指SPOC和MOOC同時進行，學生不但可以得到MOOC團隊的在線輔導，而且可申請到結(jié)業(yè)證書；而異步SPOC是由本校教師獨立發(fā)布MOOC資源，根據(jù)學校定位、專業(yè)以及入學基礎的差異，教師可以對MOOC資源如短視頻、教學課件、測試題、期末考試題及討論話題進行增加或刪除，建設高于或低于MOOC標桿性課程內(nèi)容，形成符合本校特色的SPOC課程資源。

基于MOOC+SPOC線上線下混合教學模式是指在現(xiàn)代信息技術的支持下，教師（本?；騇OOC教師）“線上”提供教學視頻、話題討論、測試題等教學資源，學生線上自主學習，教師根據(jù)線上數(shù)據(jù)的反饋從而決定線下課堂內(nèi)容，實現(xiàn)在線學習和課堂教學的融合。翻轉(zhuǎn)課堂教學模式是指把傳統(tǒng)課堂的教與學翻轉(zhuǎn)成為線上的教與學，線下則以討論和答疑為主，從而提高學生的學習興趣和學習效果。

2 基于MOOC+SPOC混合教學模式的改革和實踐

2.1 進行SPOC資源建設

2016年春，我們在中國大學MOOC開設了C語言程序設計的SPOC課程，該課程同步李鳳霞教授C語言程序設計上的MOOC課程。由于李鳳霞教授實驗用到的編譯環(huán)境是Dec C++，而我們要求的編譯環(huán)境是Visual C++6.0，因此教學團隊建設了私有SPOC資源，包括錄制Visual C++6.0環(huán)境中程序的運行、出錯類型和程序調(diào)試方法的視頻，建設延展思維、拓展應用、單元測試等富文本配套資源并上傳至中國大學MOOC的SPOC平臺，如圖1所示。

2.2 實施翻轉(zhuǎn)課堂方案

改革C語言程序設計的第二章C語言基礎知識和第三章結(jié)構(gòu)化程序設計以基礎知識為主，適合線上MOOC學習，而實驗內(nèi)容適合線下以任務、活動、小組、討論等形式，按照翻轉(zhuǎn)課程的教學模式開展課堂活動。翻轉(zhuǎn)課堂教學模式實施方案如圖2所示，主題為“計算環(huán)境與程序的編寫及運行”的翻轉(zhuǎn)課堂教學活動安排見表1。

要想達到翻轉(zhuǎn)課堂的教學效果，一方面需要學生具備充足的知識儲備，這樣才能使知識由被動接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃诱J可和自主輸出，從而支撐與教師的互動；另一方面需要教師對教學內(nèi)容進行精心設計和編排。因此，翻轉(zhuǎn)課堂教學法不適合整門課程使用，僅適合對部分章節(jié)的部分內(nèi)容且僅適合作為課堂局部教學使用。

2.3 充分利用即時通訊工具QQ的群功能

由于QQ普遍使用，可利用QQ群功能作為教學輔助工具，用于發(fā)布教學通知、布置作業(yè)和問題答疑。漸進式信息發(fā)布可刺激學生遞進階梯式思考，為線上線下翻轉(zhuǎn)課堂教學模式提供有效途徑。

（1）課前：將單元測試內(nèi)容發(fā)布到課程QQ群，學生使用手機閱讀測試題目，將答案直接寫在紙上；教師在課程QQ群公布答案，并采取學生互評的方式評閱試卷。

（2）課中：教師可根據(jù)實驗難易程度和學生課上反應程度，每隔一段時間在課程QQ群里發(fā)布實驗題目、實驗要求、問題描述、問題分析、算法設計、提示代碼和程序代碼；學生將問題或答案第一時間上傳到群里，教師答疑和點評，學生分享互相學習，見表2。

（3）課后：學生將上機未完成的作業(yè)，包括編譯未通過的源程序代碼上傳至課程QQ群，學生及師生間可協(xié)助共同調(diào)試，通過加分、紅包、點贊、表情包、書面評語等方式進行鼓勵。

2.4 利用碎片化與知識結(jié)構(gòu)導圖

碎片化的知識點有利于學生針對具體問題反復理解，成為課堂教學充分和有力的補充。每段3～8min的視頻講述一個完整知識點，學生可將視頻資源下載到手機，隨時隨地對較難的知識點進行反復學習，使學習變得隨心所欲。碎片化也有不足，如零散知識點和分散知識塊不利于學生知識整體框架的搭建，不利于學生形成完整的知識體系。為彌補這一缺陷，每章設計的知識結(jié)構(gòu)導圖可幫助學生理解知識之間的組織關系，教師可依據(jù)知識結(jié)構(gòu)導圖進行知識梳理和系統(tǒng)化引導，學生則可依據(jù)知識結(jié)構(gòu)導圖鞏固復習，使零散的知識點得以重組及系統(tǒng)化。某章的知識結(jié)構(gòu)導圖設計如圖3所示。

2.5 提升計算思維能力

學習程序設計的最終目的是讓學生學會計算機分析問題和解決問題的思路和方法，并將這些思想和方法融合創(chuàng)造性地應用于新問題的解決，從而培養(yǎng)其計算思維能力和創(chuàng)新能力。

教員可通過分析問題求解的過程培養(yǎng)學生的計算思維能力，如在學生完成數(shù)值和函數(shù)的學習后，給出問題：編程實現(xiàn)通訊錄，要求能按照不同方式錄入、查詢和修改聯(lián)系人信息，并能對聯(lián)系人分組和按姓名進行排序。首先，講解如何將已知信息轉(zhuǎn)化為計算機可理解的形式，即問題的表示；其次，分析求解問題的方法和輸出的結(jié)果；最后，引入程序設計語言來實現(xiàn)算法，編寫代碼并調(diào)試執(zhí)行。

通過分析和解決專業(yè)問題鍛煉計算思維能力，要求學生分組使用錄屏軟件錄制視頻，從問題描述、模塊化劃分、數(shù)據(jù)類型定義和程序關鍵代碼注釋這幾方面解決本領域某一專業(yè)問題。從學習知識時的思考和實踐到講解知識時的分析和領悟，角色的互換可以加深學生對知識的理解，同時也使學生計算思維能力的提升有落腳點。

3 實施效果及評價

3.1 線上線下成績對比

我們從機械制造及自動化專業(yè)隨機挑選3個班120名學生組成實驗班，采用混合教學和翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，對于同一專業(yè)的其他普通班級采用傳統(tǒng)模式。

線上MOOC成績是單元測試、作業(yè)、討論和期末測試成績的加權(quán)，最終取得MOOC有效成績的人數(shù)為91人，其中優(yōu)秀32人，合格51人，不合格8人，分別占總?cè)藬?shù)的35.2%、56.0%和8.8%。北京理工大學開設的MOOC學習總?cè)藬?shù)是8 103人，其中2 927人優(yōu)秀，2 552人合格，2 624人不合格，分別占選修課程的36.1%、31.5%和32.4%。較高的退課率是MOOC的常見現(xiàn)象，但太原科技大學學生的優(yōu)秀率和MOOC整體持平，合格率遠高于MOOC整體水平，說明學生整體水平高于MOOC課程教學要求。

線下成績比對的數(shù)據(jù)來自于某教師同時授課的普通班和實驗班。我們分別從最高成績、最低成績和平均成績3方面進行比較，如圖4所示，可以看出，實驗班最高成績、最低成績和平均成績均高于普通班，說明混合教學模式提高了課程的完成率和優(yōu)秀率。

3.2 調(diào)查與評價

我們對MOOC+SPOC平臺、資源使用、混合教學、翻轉(zhuǎn)課堂、無紙化考試等多眾多內(nèi)容進行問卷調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如圖5和圖6所示。結(jié)果顯示，學生對線上線下混合教學和翻轉(zhuǎn)課堂教學模式滿意度較高。

4 工作展望

教改實踐中我們也發(fā)現(xiàn)，名校的MOOC資源并不完全適合地方院校的教學需求，如北京理工大學李鳳霞課程的編譯環(huán)境是Dev C++，哈爾濱工業(yè)大學蘇小紅課程的編譯環(huán)境是Code：Blocks，而大部分地方院校采用的是Visual C++6.0，教學過程中運行環(huán)境的來回切換、程序調(diào)試方法的差異等都給初學者帶來困擾，因此建設符合地方院校特色的計算機基礎類MOOC資源勢在必行。太原科技大學聯(lián)合忻州師范學院和呂梁學院實現(xiàn)協(xié)同創(chuàng)新[2]共建共享，聯(lián)合建設MOOC資源，實現(xiàn)定制化SPOC和個性化SPOC，并按照32學時、48學時和64學時打包成不同類的課程，從實際項目開發(fā)中遇到的專業(yè)問題入手，師生聯(lián)合錄制適合不同學科門類體現(xiàn)計算思維的典型案例，從而滿足地方高校計算機基礎教育的教學需求。

5 結(jié) 語

計算機基礎教學將擔負起培養(yǎng)作為科學思維三大支柱之一的計算思維能力的主要任務，將為計算機學科與其他學科的交叉融合做好必要的知識和應用能力鋪墊，將培養(yǎng)具有計算思維素養(yǎng)、熟悉計算機應用的信息社會公民[3]。

MOOC的興起是高校課程教學改革的重要契機，不僅對于促進大學高水平課堂建設具有明顯作用，對于促進優(yōu)質(zhì)教育資源開發(fā)和共享也具有重要意義。一方面，我們要借助MOOC開展“翻轉(zhuǎn)課堂”和“混合教學”實踐，改革傳統(tǒng)的課堂教學模式，提高計算機基礎課程的影響力和教學效果；另一方面，我們也要借助MOOC平臺開設高水平、體現(xiàn)改革方向的課程，提高任課教師教學水平，使其成為惠及高校學生和社會學習者的有效途徑。

基金項目：教育部產(chǎn)學合作專業(yè)綜合改革項目 “基于計算思維的‘C語言程序設計教學模式改革與資源建設”（1-3）；山西省重點教改項目“基于MOOC+SPOC的線上線下混合教學模式改革與實踐研究”（J2016069）；校教改項目“計算機基礎課程類的線上線下混合教學模式課程設計與改革實踐”（201520）。

第一作者簡介：胡靜，女，副教授，研究方向為圖像處理與圖像識別、智能計算和計算機基礎教育，279641292@qq.com。

參考文獻：

[1]戰(zhàn)德臣， 聶蘭順， 張麗杰， 等. 大學計算機課程基于MOOC+SPOCs的教學改革實踐[J]. 中國大學教學， 2015（8）： 29-33.

[2]李鳳霞， 陳宇峰， 余月， 等. 基于MOOC/SPOC的課程協(xié)同建設與思考[J]. 計算機教育， 2016（1）： 17-18.

[3]教育部高等學校大學計算機課程教學指導委員會. 大學計算機基礎課程教學基本要求[M]. 北京： 高等教育出版社， 2016： 1-4.

（編輯：宋文婷）