楊曉波，李曉鴻，屈衛(wèi)蘭，駱嘉偉

（湖南大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 長沙 410012）

0 引 言

“大班授課、小班討論”的教學(xué)模式已在我國各高校廣泛實(shí)施[1-3]，四川大學(xué)以“探究式-小班化”課堂教學(xué)改革為突破口的教學(xué)改革[4]榮獲2018年高等教育教學(xué)成果特等獎。小班討論課有利于促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力、溝通交流能力等，但傳統(tǒng)的小班討論課存在部分學(xué)生搭便車的問題、討論分組的公平性問題和教學(xué)管理強(qiáng)度大帶來的教學(xué)管理效率問題。

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的發(fā)展，MOOC（Massive Open Online Course，大規(guī)模開放在線課程）、SPOC（Small Private Online Course，小規(guī)模限制性在線課程）、微課和手機(jī)學(xué)習(xí)APP等基于互聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)模式先后誕生。由于慕課缺少面授環(huán)節(jié)，存在退學(xué)率高、學(xué)分難于認(rèn)證、學(xué)習(xí)參與度低、難于測評等問題，2013年加州大學(xué)伯克利分校的Armando Fox教授提出SPOC[5]并在軟件工程課程中采用。浙江大學(xué)、天津大學(xué)在2014年開始采用SPOC模式。麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)啟動的NovoED平臺等采用了不同形式的混合學(xué)習(xí)，如MOOC與SPOC結(jié)合。

傳統(tǒng)教學(xué)模式讓學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)狀態(tài)，學(xué)生容易學(xué)過就忘。近年來的教學(xué)改革目標(biāo)要求知識能力素質(zhì)有機(jī)融合[6]，翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Class）就是其中一種教學(xué)模式的改革。為支持多種學(xué)習(xí)模式，2000年Lage M.J在經(jīng)濟(jì)學(xué)的課堂中提出并采用翻轉(zhuǎn)課堂[7]。研究表明使用翻轉(zhuǎn)課堂后，學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度更積極而且學(xué)習(xí)效果更好，但教師的前期準(zhǔn)備開銷比較大，大班課可能降低出勤率，對于有難度的教學(xué)內(nèi)容學(xué)生只看視頻還不夠[8]。翻轉(zhuǎn)課堂由課外和課堂組成，課外分發(fā)教學(xué)材料，而課堂要求學(xué)生更主動地開展學(xué)習(xí)[9]。學(xué)生在課外完成知識的學(xué)習(xí)，而課堂變成了教師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間互動的場所，包括答疑解惑、知識運(yùn)用等，從而達(dá)到更好的教學(xué)效果。翻轉(zhuǎn)課堂帶來教學(xué)設(shè)計的挑戰(zhàn)[9]：如何構(gòu)建學(xué)生的課前作業(yè)，如何分發(fā)指導(dǎo)材料，如何設(shè)計課堂教學(xué)活動以識別學(xué)生的錯誤理解并讓學(xué)生鍛煉關(guān)鍵技能，如何組織學(xué)生互動等。

SPOC教學(xué)模式的出現(xiàn)，為更好地應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂提供了新的工具和可能。2016年數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程組開始在超星泛雅平臺上建設(shè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的SPOC，2017年建成投入使用并持續(xù)改進(jìn)。在小班討論課中，著力培養(yǎng)學(xué)生能力，翻轉(zhuǎn)教師和學(xué)生的角色，翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)過程，以學(xué)生為主體，將線上學(xué)習(xí)與線下學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合，在教師指導(dǎo)下，引導(dǎo)學(xué)生針對若干重點(diǎn)問題進(jìn)行深入探究。通過使用超星泛雅平臺和學(xué)習(xí)通APP進(jìn)行小班課的全過程管理和評價，延伸了課堂范圍，為學(xué)生隨時隨地學(xué)習(xí)提供了可能，也為解決搭便車問題、分組公平性問題以及教學(xué)管理效率問題進(jìn)行了一些有益的探索。

1 課程目標(biāo)與翻轉(zhuǎn)課堂的主題設(shè)計

1.1 小班討論課程目標(biāo)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為計算機(jī)類所有專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，一直受到高度重視。為適應(yīng)教學(xué)要求并滿足工程認(rèn)證要求，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)小班討論課設(shè)置了如下課程目標(biāo)。

1）課程目標(biāo)1。

具有文獻(xiàn)搜索和整理能力、交流能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，能夠就數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的相關(guān)問題同班級同學(xué)與教師進(jìn)行有效溝通和交流，包括報告撰寫、文稿設(shè)計、討論陳述、清晰表達(dá)或回應(yīng)指令。培養(yǎng)對他人方案和工作的評價能力和對自我表現(xiàn)的評價能力。

2）課程目標(biāo)2。

遵守課程各項(xiàng)管理制度，按要求、有計劃地完成課程各項(xiàng)學(xué)習(xí)任務(wù)，尤其是完成綜合性的實(shí)驗(yàn)任務(wù)和前瞻性的討論任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣和能力，樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ虘B(tài)度、科學(xué)學(xué)術(shù)態(tài)度。

1.2 翻轉(zhuǎn)課堂的探究性討論主題設(shè)計

學(xué)生課前作業(yè)的構(gòu)建是翻轉(zhuǎn)課堂的一個挑戰(zhàn)，在翻轉(zhuǎn)課堂的資料下發(fā)前需要精心準(zhǔn)備好討論的主題。探究性學(xué)習(xí)，即Hands-on Inquiry Based Learning（HIBL），指學(xué)生在學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)或現(xiàn)實(shí)生活情境中選取某個問題作為突破點(diǎn)，通過質(zhì)疑，發(fā)現(xiàn)問題；調(diào)查研究，分析研討，解決問題；表達(dá)與交流等探究學(xué)習(xí)活動，獲得知識，掌握方法[10]。為夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)、提高學(xué)習(xí)能力和拓廣視野，小班討論課需要設(shè)計有深度、有難度和有挑戰(zhàn)的主題，積極引導(dǎo)學(xué)生開展有效的探究性學(xué)習(xí)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)小班討論課的討論主題按照“高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度”[6]要求進(jìn)行了精心設(shè)計，注重知識與能力素質(zhì)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的綜合能力和高級思維，所有討論課都著力培養(yǎng)學(xué)生的文獻(xiàn)搜索和整理能力、表達(dá)與交流能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等，各探究性討論主題及對應(yīng)的其他能力目標(biāo)見表1。

表1 探究性討論主題設(shè)計

討論課主題設(shè)計時考慮挑戰(zhàn)度，以大班課內(nèi)容為基礎(chǔ)，但又有一定提高。以“高級樹結(jié)構(gòu)”這個主題為例，下發(fā)的討論課指導(dǎo)書中給出的4個小主題包括查找樹（Search trees）、堆（Heaps）、特里樹（Tries）和空間數(shù)據(jù)分割樹（Spatial data partitioning trees），其中前兩個主題學(xué)生學(xué)習(xí)過二叉查找樹和堆樹，但討論課要求學(xué)生選擇不同于課堂講授內(nèi)容的其他查找樹和堆樹進(jìn)行研討，而特里樹和空間數(shù)據(jù)分割樹則是課堂未講授但實(shí)際應(yīng)用較多的高級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。學(xué)生面臨的是新問題，需要在每類樹中選擇一個樹作為研究對象，通過調(diào)查研究搜集相關(guān)資料，最后撰寫一份調(diào)研資料文檔。由于該主題具有創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性，學(xué)生在分組討論時還需要通過溝通交流進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作，在教師指導(dǎo)下結(jié)合具體實(shí)例通過分析討論才能完成小組報告。現(xiàn)場報告中則要考慮怎樣介紹才能讓學(xué)生對一種不太熟悉的高級樹從概述、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、基本操作的實(shí)現(xiàn)到應(yīng)用都能獲得一個基本的認(rèn)識和了解。報告時通過生生互動和師生互動，對于一些問題可以進(jìn)行深入的探討。在SPOC上進(jìn)行的期末調(diào)查問卷中，對于討論課主題的難度，34.7%的學(xué)生選擇“難”，61.1%的學(xué)生選擇“一般”，只有4%的學(xué)生選擇“容易”。

2 基于SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂的小班討論課教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計與評價設(shè)計

2.1 基于SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計

小班討論課采用翻轉(zhuǎn)課堂模式，翻轉(zhuǎn)教師和學(xué)生角色，以學(xué)生為主體；翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)過程，改“教而后學(xué)”為“學(xué)后研討”。整個小班討論課過程包括：資料下發(fā)、個人資料上交與互評、分組討論、現(xiàn)場報告和回答問題與互評等環(huán)節(jié)。

（1）資料下發(fā)。課程組每期提前發(fā)布小班討論課指導(dǎo)書、提交要求與評分標(biāo)準(zhǔn)、評分軟件等教學(xué)資料到SPOC上。學(xué)生可以通過隨時SPOC或者學(xué)習(xí)通APP下載資料，其中通過使用學(xué)習(xí)通APP可以做到隨地獲取資料。

（2）個人資料上交與互評。學(xué)生在課外需完成文獻(xiàn)搜集和整理并上傳個人資料，并在超星泛雅平臺完成生生互評。

（3）分組討論。課內(nèi)在教師指導(dǎo)下的學(xué)生為主體開展分組討論，通過溝通交流和團(tuán)隊(duì)協(xié)作現(xiàn)場制作小組報告。由于討論主題有一定難度，教師應(yīng)巡視并參與各組的分組討論，做到早發(fā)現(xiàn)問題早指正，提高后一教學(xué)環(huán)節(jié)現(xiàn)場報告的質(zhì)量。為避免少數(shù)學(xué)生搭便車的情況，分組討論環(huán)節(jié)中增加了學(xué)生組內(nèi)互評，對每位學(xué)生在小組內(nèi)的貢獻(xiàn)予以評價，互相督促，激勵每位學(xué)生積極參與分組討論。以往討論課分組采用過學(xué)生自由組合的固定分組或者教師隨堂指定分組的方式，某種情況下可能會形成強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、弱弱湊合等情況，各組學(xué)生的實(shí)力不均衡。而利用超星學(xué)習(xí)通的隨機(jī)分組，可以實(shí)現(xiàn)在課堂現(xiàn)場隨機(jī)分組，每次分組結(jié)果不同，盡可能讓整個學(xué)期所有學(xué)生的機(jī)會均等，提高公平性。

（4）現(xiàn)場報告?，F(xiàn)場報告是師生互動和生生互動環(huán)節(jié)。每組報告人由隨機(jī)抽取或者用學(xué)習(xí)通的選人活動完成。原則上，每位學(xué)生在一個學(xué)期至少要做一次討論報告，使所有學(xué)生的溝通交流能力都得到鍛煉。每組現(xiàn)場報告過程中或之后，學(xué)生或教師可以現(xiàn)場提問，要求報告人回答或同組其他學(xué)生補(bǔ)充。教師應(yīng)對學(xué)生的一些錯誤予以糾正，并根據(jù)小組報告PPT制作情況、報告人宣講情況以及回答問題情況給出小組報告成績。

（5）回答問題。為避免學(xué)生在其他組做報告時注意力不集中，同時為了提高學(xué)生參與度，討論課還添加了問答和互評環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)也屬于師生互動和生生互動環(huán)節(jié)。在討論課最后，教師將發(fā)布若干問題，由學(xué)生在電腦或者學(xué)習(xí)通APP上回答，并進(jìn)行生生互評，在教師監(jiān)督下產(chǎn)生回答問題分。

2.2 基于SPOC的評價設(shè)計

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)小班討論課的評價與教學(xué)各環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合，針對部分學(xué)生分組討論搭便車、現(xiàn)場報告注意力不夠集中等問題，改教師為主體為學(xué)生為主體的評價，將個人資料改為生生互評，增加組內(nèi)互評分和問答問題分等以學(xué)生為主體的評價。每位學(xué)生的每次討論課分?jǐn)?shù)由個人資料分、組內(nèi)互評分、小組報告分和回答問題分4個部分構(gòu)成。為了保證評分的客觀性，課程組制定了詳細(xì)評分規(guī)則和分?jǐn)?shù)標(biāo)準(zhǔn)，并利用超星泛雅平臺的評分量表功能打分和生成評語。

（1）個人資料分。改教師評價為生生互評，學(xué)生采用超星泛雅平臺按照評分量表進(jìn)行生生互評。

（2）組內(nèi)互評分。組內(nèi)互評分是為了提高學(xué)生參與小組討論的積極性，防止學(xué)生搭便車而增設(shè)。由同組學(xué)生根據(jù)小組成員在小組討論中承擔(dān)的工作內(nèi)容（例如制作PPT、提供素材、報告等）和貢獻(xiàn)度給予評定。

（3）小組報告分。小組報告分體現(xiàn)了分組討論和現(xiàn)場報告的情況，由任課教師依據(jù)小組報告表現(xiàn)和報告錄音評定，同組成員分?jǐn)?shù)相同。 由于同組學(xué)生報告分?jǐn)?shù)相同，學(xué)生需加強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作，通過展示、交流與討論，現(xiàn)場分工合作，共同完成小組報告，促進(jìn)學(xué)生“做中學(xué)”。

（4）回答問題分。由于少數(shù)學(xué)生在其他組作報告時存在注意力不夠集中的問題，為提高學(xué)生參與度，督促學(xué)生認(rèn)真聽講與討論，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，小班討論的評價增設(shè)了回答問題分。每位學(xué)生在聽各個小組報告時，需在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺回答相關(guān)問題并對回答情況進(jìn)行生生互評。

基于SPOC的全過程管理與評價融合將小班討論課的評價與教學(xué)的各環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合，提高了學(xué)生參與度，有效提高了教學(xué)管理效率。

3 實(shí)踐效果

利用超星泛雅平臺的調(diào)查表，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程在2017秋-2018秋每學(xué)期期中和期末分別對學(xué)生發(fā)布調(diào)查問卷，其中包含小班討論課的到課率、學(xué)生能力培養(yǎng)、培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成等相關(guān)調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如下。

（1）學(xué)生小班課到課率。小班討論課從未缺席的學(xué)生達(dá)到96%以上，幾乎沒有學(xué)生經(jīng)常缺席小班課。小班課上課時，教師的抽查情況與調(diào)查結(jié)果基本一致。

（2）學(xué)生能力培養(yǎng)的自評。學(xué)生能力培養(yǎng)自評結(jié)果見圖1，其中77.1%的學(xué)生認(rèn)為培養(yǎng)了分析問題能力；67.3%的學(xué)生認(rèn)為訓(xùn)練了評價與自我評價能力；66.1%的學(xué)生認(rèn)為訓(xùn)練了溝通與交流能力；49.2%的學(xué)生認(rèn)為培養(yǎng)了終身學(xué)習(xí)能力。

圖1 學(xué)生能力培養(yǎng)自評

（3）培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。課程達(dá)成度評價目標(biāo)1達(dá)成占32.5%，基本達(dá)成占64.1%，未達(dá)成占2%；課程達(dá)成度評價目標(biāo)2達(dá)成占38.5%，基本達(dá)成占57.9%，未達(dá)成占2.7%。

4 結(jié) 語

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程利用SPOC和學(xué)習(xí)通APP等教學(xué)手段，采用翻轉(zhuǎn)課堂模式，形成以學(xué)生為主體、教學(xué)各環(huán)節(jié)與評價融合的探究性小班討論課。教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)學(xué)生參與積極性明顯提高，分組討論更投入，現(xiàn)場報告中聽講更認(rèn)真，學(xué)生認(rèn)真回答問題，積極討論。由于學(xué)生互評環(huán)節(jié)的引入和教學(xué)各環(huán)節(jié)管評融合，教學(xué)管理效率獲得有效提高。實(shí)際操作中也發(fā)現(xiàn)學(xué)生在互評時，存在一定程度的人情分，所以對于學(xué)生的互評仍需教師的監(jiān)督，對學(xué)生加以正確引導(dǎo)，通過合適的工具使他們正確地進(jìn)行評價和自我評價。另外，對互評環(huán)節(jié)的引入，學(xué)生也需要一個適應(yīng)過程。同時，學(xué)習(xí)平臺提供的互評功能也需要進(jìn)一步優(yōu)化。