賈小云 田延安 王長(zhǎng)浩

本文為2017年陜西省高等教育MOOC中心在線課程轉(zhuǎn)化教改項(xiàng)目（17MZ08）

【摘 要】 本文依托陜西省高等教育MOOC中心2017年SPOC定制項(xiàng)目“《微機(jī)原理與接口技術(shù)》MOOC（SPOC）+翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)實(shí)踐項(xiàng)目，從傳統(tǒng)教學(xué)模式和混合課堂的優(yōu)缺點(diǎn)入手，分析了項(xiàng)目實(shí)施的必要性、迫切性;從SPOC資源建設(shè)、翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施方案、即時(shí)通訊工具QQ群配合課堂教學(xué)等方面入手，詳細(xì)介紹了教學(xué)改革的思路、實(shí)踐過程;從與其他平行班級(jí)的對(duì)比入手，以學(xué)生問卷和考試成績(jī)的實(shí)際效果，總結(jié)了項(xiàng)目的突出成效和進(jìn)一步推進(jìn)的必要性。

【關(guān)鍵詞】 MOOC;SPOC;微機(jī)原理與接口技術(shù);混合課堂

一、前言

陜西科技大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院共有10個(gè)專業(yè)近千名同學(xué)，培養(yǎng)計(jì)劃于第7學(xué)期開設(shè)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》。該課程培養(yǎng)學(xué)生理解微型計(jì)算機(jī)，掌握其基本組成、工作原理、輸入輸出控制方法等內(nèi)容，并深刻理解微機(jī)系統(tǒng)整體概念，提升學(xué)習(xí)和應(yīng)用的興趣和技能，能夠進(jìn)行初步的軟硬件開發(fā)的能力。混合課堂的研究目的，是針對(duì)之前課程教學(xué)普遍存在的教學(xué)任務(wù)重、學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確、學(xué)習(xí)積極性不高、學(xué)習(xí)能力差、厭學(xué)等問題，改變傳統(tǒng)課堂”老師教、學(xué)生聽”的教學(xué)模式，引入多樣化的教學(xué)實(shí)踐。2016年12月，課程團(tuán)隊(duì)申報(bào)了“《微機(jī)原理與接口技術(shù)》MOOC（SPOC）+翻轉(zhuǎn)課堂”的項(xiàng)目，獲得了“2017年陜西省高等教育MOOC中心在線課程轉(zhuǎn)化教改研究項(xiàng)目”批準(zhǔn)。

在線開放課程MOOC是通過互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)與教育的全面、深度結(jié)合引起了一場(chǎng)教育變革，[1]具有大規(guī)模、完全開放、完全在線等特征，可以近距離實(shí)現(xiàn)接觸“名校、名師、名課”的優(yōu)秀教學(xué)資源。但MOOC的大規(guī)模特性，使師生之間難以互動(dòng)，容易引發(fā)質(zhì)量危機(jī)。

按照項(xiàng)目研究設(shè)計(jì)，翻轉(zhuǎn)課堂作為一種“學(xué)習(xí)知識(shí)在課外，內(nèi)化知識(shí)在課堂”的新型教學(xué)模式，與傳統(tǒng)的教學(xué)過程相結(jié)合的混合課堂可以達(dá)到更好的效果?；旌险n堂的理念符合SPOC模式的特點(diǎn)，兩者的結(jié)合能有效避免傳統(tǒng)教育中學(xué)習(xí)內(nèi)容的強(qiáng)制性和思維過程的依賴性，使學(xué)生的協(xié)作能力和創(chuàng)新能力較傳統(tǒng)課堂有了更大的提升空間。

二、MOOC（SPOC）+翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施

1、《微機(jī)原理與接口技術(shù)》MOOC+翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式構(gòu)建

翻轉(zhuǎn)課堂的SPOC模式可為學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，通過數(shù)據(jù)分析，全方位地了解每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，開展個(gè)性化的交互輔導(dǎo)，在相互協(xié)作的學(xué)習(xí)過程中全程提供學(xué)習(xí)支持。課題組結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂的特點(diǎn)，構(gòu)建了SPOC教學(xué)模式，如圖1所示。

圖1 翻轉(zhuǎn)課堂的SPOC教學(xué)模式

2、《微機(jī)原理與接口技術(shù)》混合教學(xué)實(shí)踐

《微機(jī)原理與接口技術(shù)》混合教學(xué)實(shí)踐按SPOC教學(xué)模式展開。

資源組織以教學(xué)大綱為框架合理劃分線上線下教學(xué)任務(wù)。在 SPOC 模式中，學(xué)生的課外自主學(xué)習(xí)是必要環(huán)節(jié)，而如何為學(xué)生提供一個(gè)學(xué)習(xí)資料充足、知識(shí)結(jié)構(gòu)清晰的自主學(xué)習(xí)平臺(tái)，是教學(xué)設(shè)計(jì)者需要考慮的重點(diǎn)問題。我們?cè)O(shè)計(jì)了5個(gè)部分的線上學(xué)習(xí)和6次翻轉(zhuǎn)課堂如圖1所示，其余全部線下教學(xué)。

在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師往往按照教材的編排順序進(jìn)行線性教學(xué);而在 SPOC 模式下，教師要打破固有的線性教學(xué)模式，將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)緊密融合，把整合后的知識(shí)點(diǎn)分解為若干個(gè)工作任務(wù)，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)為核心，建立相關(guān)的工作任務(wù)列表。[2]比如在微機(jī)系統(tǒng)概述學(xué)習(xí)中，要求同學(xué)們完成兩項(xiàng)任務(wù)：討論主題“為新生配置一臺(tái)計(jì)算機(jī)”考查微機(jī)的硬件組成和微機(jī)系統(tǒng)概念的理解;主題討論“INTEL微處理器家族”考查對(duì)日新月異硬件的發(fā)展歷程和目前的發(fā)展?fàn)顩r與趨勢(shì)的了解;“我與匯編語(yǔ)言的故事”讓大家學(xué)習(xí)了完成匯編程序設(shè)計(jì)后，講講體會(huì)與發(fā)現(xiàn)，更深入學(xué)習(xí)匯編程序設(shè)計(jì)等等，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)巧妙地隱含其中，并根據(jù)任務(wù)開展的需要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新調(diào)整和優(yōu)化，理順各知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)性，設(shè)計(jì)一些知識(shí)競(jìng)賽小游戲，使 SPOC 模式下的課堂教學(xué)環(huán)節(jié)更加富有挑戰(zhàn)性，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性也能得到有效激發(fā)。

整合SPOC 微視頻，設(shè)計(jì)視頻中斷題目。線上重點(diǎn)主要為概念引入、闡述解釋、典型實(shí)例、知識(shí)總結(jié)等教學(xué)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，使學(xué)生能較為系統(tǒng)地完成一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)內(nèi)化。對(duì)于較復(fù)雜、視頻時(shí)長(zhǎng)大于8分鐘的知識(shí)點(diǎn)，我們適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)了一些小問題中斷視頻學(xué)習(xí)，加深細(xì)微知識(shí)點(diǎn)的回顧，刺激學(xué)生關(guān)注度，在問題回答完畢后繼續(xù)觀看視頻課程。

SPOC課堂采用“視頻+作業(yè)+翻轉(zhuǎn)課堂”的形式開展學(xué)習(xí)，學(xué)生課前學(xué)習(xí)任務(wù)包括三個(gè)環(huán)節(jié)。第一，課前在線認(rèn)知。在這個(gè)階段，課程組在課程優(yōu)化教學(xué)資源的基礎(chǔ)上，提前一周發(fā)布課程任務(wù)——學(xué)習(xí)視頻、測(cè)試題目、調(diào)查問卷、線下課堂分組討論題目等工作，同時(shí)在QQ群營(yíng)造學(xué)習(xí)氣氛、發(fā)布學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)情況，線上資料發(fā)布預(yù)告等手段督促學(xué)習(xí)效果。第二，提交線上作業(yè)。作業(yè)即與教學(xué)視頻相關(guān)的配套練習(xí)，學(xué)生完成作業(yè)后將作業(yè)提交給自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)。我們對(duì)作業(yè)進(jìn)行了精心的設(shè)計(jì)，以期能實(shí)現(xiàn)既保證學(xué)習(xí)任務(wù)又不打擊積極性的原則，合理設(shè)計(jì)難度，在線下課堂或者QQ群實(shí)施調(diào)查。第三，調(diào)查解決主要矛盾。通過了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，以便設(shè)計(jì)出更有針對(duì)性的課堂教學(xué)活動(dòng)。調(diào)查內(nèi)容包括對(duì)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度、目前尚存的難點(diǎn)、感興趣的相關(guān)知識(shí)等。

實(shí)踐中的線下進(jìn)階任務(wù)主要分四部分，一是查閱發(fā)展前沿，拓展視野以便提升討論主題的質(zhì)量;二是通過QQ作業(yè)布置，按周通過QQ照片的形式提交批改;三是就一些碎片化的知識(shí)引導(dǎo)學(xué)生做思維導(dǎo)圖，以便梳理知識(shí)點(diǎn)深入理解系統(tǒng)內(nèi)容;四是在翻轉(zhuǎn)課堂上提倡學(xué)生積極研討，各組間展開辯論，組間總結(jié)并互相評(píng)價(jià)，各組做總結(jié)發(fā)言，討論主題成果展示評(píng)獎(jiǎng)發(fā)獎(jiǎng)等環(huán)節(jié)刺激學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。課程組針對(duì)SPOC翻轉(zhuǎn)課堂內(nèi)容設(shè)計(jì)了6個(gè)討論主題，學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)際情況，以學(xué)習(xí)小組為單位開展討論組織內(nèi)容在翻轉(zhuǎn)課堂上予以展示。小組同學(xué)通過線上研究討論、線下協(xié)作實(shí)踐等方式來(lái)完成;教師根據(jù)學(xué)生展示和協(xié)作討論的交流記錄，進(jìn)行課堂點(diǎn)評(píng);學(xué)生將最終完成的實(shí)踐成果，以圖形、文字、動(dòng)畫、視頻等多種形式在課堂上展示。我們將實(shí)施班級(jí)分為3人一組共7組展開討論與答辨，教師現(xiàn)場(chǎng)主持、引導(dǎo)和進(jìn)行必要的解惑工作，把問題在課堂上消化。

過程支持模塊對(duì)于在SPOC模式下開展課外自主式學(xué)習(xí)的大學(xué)生來(lái)說(shuō)，必須有學(xué)習(xí)過程支撐，這將直接影響到自主學(xué)習(xí)能否持續(xù)、有效地開展。適當(dāng)做思維導(dǎo)圖增加知識(shí)點(diǎn)關(guān)聯(lián)?！段C(jī)原理與接口技術(shù)》課程知識(shí)點(diǎn)零碎繁雜而且邏輯關(guān)聯(lián)不大。在學(xué)生自主學(xué)習(xí)過程中容易對(duì)知識(shí)點(diǎn)造成機(jī)械的記憶，容易遺忘也使得學(xué)習(xí)過程枯燥容易厭倦。而思維導(dǎo)圖的使用可以較好地避免這種情況的發(fā)生。

學(xué)習(xí)分析是以評(píng)估學(xué)業(yè)成就、預(yù)測(cè)未來(lái)表現(xiàn)、發(fā)現(xiàn)潛在問題為目的，對(duì)學(xué)生產(chǎn)生和收集的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行闡釋的過程。在SPOC模式下，通過學(xué)習(xí)分析，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量、收集和分析，挖掘出學(xué)習(xí)者的特征、學(xué)習(xí)需求、自主學(xué)習(xí)規(guī)律、交互行為模式等，并以此為學(xué)生定制個(gè)性化的學(xué)習(xí)策略和學(xué)習(xí)方法，改進(jìn)教學(xué)計(jì)劃，優(yōu)化教學(xué)效果。

SPOC教學(xué)提供學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、課程數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、學(xué)生成績(jī)管理、學(xué)習(xí)行為分析等功能。便于課程組及時(shí)了解學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)效果、學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)風(fēng)格以及學(xué)習(xí)效果。將教學(xué)重心由“教”的怎么樣轉(zhuǎn)移到了“學(xué)”的怎么樣上，真正關(guān)注了教學(xué)效果。另外也可以對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)行為進(jìn)行分析，在傳統(tǒng)課堂中，教師可以直接對(duì)學(xué)生在教學(xué)過程中的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行“監(jiān)控”。課程教學(xué)實(shí)踐中，憑借教學(xué)數(shù)據(jù)與學(xué)習(xí)行為分析，課程組通過QQ群發(fā)或公告的形式完成教學(xué)實(shí)踐的全過程管理。

3、《微機(jī)原理與接口技術(shù)》混合課堂教學(xué)考核

在課程建設(shè)期間，考慮到學(xué)習(xí)過程的特點(diǎn)，課程組設(shè)計(jì)的期末考核比例：線上學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)占10%，線上測(cè)試成績(jī)5%，翻轉(zhuǎn)課堂（5%）以及傳統(tǒng)課堂（5%），而線下實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)過程以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告等占20%，期末考試占55%。這一比例的設(shè)置一方面考慮新模式的特點(diǎn)，又考慮學(xué)生日后的獎(jiǎng)學(xué)金評(píng)定和優(yōu)秀研究生生源計(jì)劃等公平性問題，既保證考核機(jī)制內(nèi)容全面性，還實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)考核評(píng)價(jià)的科學(xué)性和公正性。

三、《微機(jī)原理與接口技術(shù)》混合課堂的主要特色

教學(xué)中引入現(xiàn)代教學(xué)模式，取得了較好效果，特別是混合課堂的效果最好。這種課堂教學(xué)模式的主要特色突出了以下幾點(diǎn)。

1、實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源融合

在教學(xué)準(zhǔn)備階段，一方面組織學(xué)生認(rèn)識(shí)MOOC平臺(tái)，使用MOOC課堂，開展網(wǎng)上主題討論，打破了學(xué)校課堂局限。另一方面課程團(tuán)隊(duì)實(shí)施課程建設(shè)，認(rèn)真篩選調(diào)整視頻資源，精心策劃課堂翻轉(zhuǎn)主題，整合周測(cè)試題，使SPOC課堂更契合我院教學(xué)實(shí)際。

2、教學(xué)實(shí)踐飽滿富有成效

教學(xué)過程發(fā)布教學(xué)內(nèi)容61講，單元測(cè)試10次，設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)課堂6次，線下作業(yè)6次，思維導(dǎo)圖2次、線上討論幾十次。教學(xué)中分組討論，合作完成每次翻轉(zhuǎn)課堂的分享及討論、知識(shí)小游戲等，小組競(jìng)爭(zhēng)綜合評(píng)獎(jiǎng)，營(yíng)造積極歡樂的學(xué)習(xí)氛圍。其中微機(jī)硬件結(jié)構(gòu)之為新生配置新電腦、日新月異的微處理器家族、我與匯編語(yǔ)言的故事、存儲(chǔ)器的前世今生、我要更大的內(nèi)存、I/O接口的那些事兒等翻轉(zhuǎn)主題，緊密結(jié)合課本，又不拘泥于課本，既讓學(xué)生回顧發(fā)展歷史又探索技術(shù)前沿，既理解原理又聯(lián)系生活實(shí)際，學(xué)以致用，學(xué)生很有成就感。

3、實(shí)現(xiàn)全過程管控

從教學(xué)前的SPOC公告、郵件通知模式下發(fā)，到課程QQ群公布，從QQ公告中明確說(shuō)明教學(xué)重難點(diǎn)及注意事項(xiàng)，需要預(yù)習(xí)、討論的難重點(diǎn)，到教學(xué)后三種習(xí)題（隨機(jī)課堂練習(xí)、SPOC周測(cè)試和每2周QQ作業(yè)群發(fā)）以及SPOC視頻數(shù)量和時(shí)長(zhǎng)等數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及獎(jiǎng)懲，實(shí)現(xiàn)全過程管理，激勵(lì)了學(xué)習(xí)熱情，保證了學(xué)習(xí)質(zhì)量。

4、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)更科學(xué)富有引導(dǎo)性公正性

傳統(tǒng)課堂期末總評(píng)，平時(shí)分10%，實(shí)驗(yàn)20%，期末考試70%。混合課堂期末考試55%，平時(shí)線上線下占25%，既保證調(diào)動(dòng)學(xué)生線上學(xué)習(xí)狀態(tài)持續(xù)性，又保證了學(xué)習(xí)內(nèi)容全面性，還實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)考核評(píng)價(jià)的科學(xué)性。期末的調(diào)查問卷也收到滿意的效果，其中喜歡混合課堂的學(xué)生占71%，認(rèn)為混合課堂對(duì)自身學(xué)習(xí)的能力提高有幫助的占67%。

四、結(jié)語(yǔ)

混合課堂教學(xué)實(shí)踐歷時(shí)一學(xué)期，收到了良好的教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)教學(xué)方式的改變，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和課堂參與意識(shí)。課堂上通過內(nèi)容回顧、課堂游戲、知識(shí)拓展和專題討論等環(huán)節(jié)，學(xué)生參與度與參與熱情顯著提高;專題討論和演講，學(xué)生們有精彩的主題、奇妙的創(chuàng)意，激發(fā)了學(xué)習(xí)熱情，又增加了對(duì)知識(shí)點(diǎn)的獨(dú)到理解，提高了教學(xué)質(zhì)量。這次教學(xué)實(shí)踐，課堂教學(xué)效果、學(xué)生自主學(xué)習(xí)態(tài)度、參與熱情、學(xué)生調(diào)查問卷等方面，均取得了令人欣喜的效果，期末考試成績(jī)理想，這種課堂模式將會(huì)在我們的教學(xué)中繼續(xù)實(shí)踐推廣。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 黃嵐，袁鋼等.基于 SPOC 理念的計(jì)算機(jī)組成原理課程互動(dòng)教學(xué)研究[J].計(jì)算機(jī)教育，2015.13.15-18.

[2] 王盛.基于翻轉(zhuǎn)課堂的高校SPOC模式構(gòu)建[J].現(xiàn)代教育，2016.10.100-105.

【作者簡(jiǎn)介】

賈小云（1971—），副教授，碩士，研究方向：圖形圖像處理，軟件工程.

田延安（1978.10—），陜西科技大學(xué)講師，研究方向：模式識(shí)別.

王長(zhǎng)浩（1980.10—），陜西科技大學(xué)講師，研究方向：深度學(xué)習(xí).