熊欣,郭巍,王瑋
(1.武漢理工大學現(xiàn)代汽車零部件技術湖北省重點實驗室;2.武漢理工大學汽車零部件技術湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心;3.武漢理工大學湖北省新能源與智能網聯(lián)車工程技術研究中心,湖北武漢 430070)
在教育部發(fā)布的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》中指出:“教育信息化發(fā)展要以教育理念創(chuàng)新為先導,以優(yōu)質教育資源和信息化學習環(huán)境建設為基礎,以學習方式和教育模式創(chuàng)新為核心”;摒棄“信息技術與課程整合”提法,提出信息技術應與教育全面“深度融合”全新理念[1]。
汽車CAD/CAE課程為武漢理工大學汽車工程學院車輛工程專業(yè)本科生學科基礎選修課和汽車服務工程專業(yè)本科生學科大類選修課。通過本課程的學習,選課學生掌握CAD/CAE的基本理論和基礎知識,了解CAD/CAE在汽車工程中的應用范圍,并具有進行汽車三維零部件設計、工程分析和虛擬樣機技術應用的初步能力。
隨著MOOC(Massive Open Online Course:大規(guī)模開放在線課程,又可稱為“慕課”)的大規(guī)模實施,高校教師們發(fā)現(xiàn)其存在著諸多自身無法解決的問題,為了更好地解決這些問題,美國加州大學伯克利分校計算機科學教授阿曼多·??怂梗ˋrmando Fox)于2013年提出了SPOC(Small Private Online Course:小規(guī)模私密在線課程,又可稱為“私播課”)[2]。阿曼多·福克斯認為,MOOC只是課堂教學的補充,并不能完全替代傳統(tǒng)教學[3]。當MOOC發(fā)展到能夠對教師的利用率、學生產出量、學生自主學習能力以及學習參與度做出貢獻時,MOOC便發(fā)展為SPOC[4]。
通過分析國內外研究者對于SPOC的定義可以發(fā)現(xiàn),SPOC(私播課)是用來描述一種小型的私有網絡在線課程,即MOOC(慕課)課程在受控的小眾范圍內使用的,其本質是僅僅只面向在籍、在冊大學生們開設的MOOC(慕課)課程,并適當、酌情增加任課高校教師們的課堂教學、在線輔導和互動答疑等教學內容,在真正意義上使得全體在校大學生們受益于質量優(yōu)良、內容豐富的MOOC(慕課)網絡學習資源,以此來促進選課學生的深度學習和能力提升,提高選課學生學習效果。
SPOC(私播課),Small Private Online Course的直譯為“小規(guī)模私密在線課程”,其中的“Small/小規(guī)?!保桥cMOOC(慕課),Massive Open Online Course中的“Massive/大規(guī)模”相對應,特指SPOC(私播課)學習者的人數需要在符合實際班級教學容量特征的條件下,限定在一定的范圍,幾、十幾、幾十至幾百人之間;而Small Private Online Course 中的“Private/私密”,則是與Massive Open Online Course中的“Open/開放”相對應,特指SPOC(私播課)并不是在廣域網、全平臺對所有的學習者進行無限制全開放,只是針對小范圍內相對固定的學習受眾(如在校大學生群體)來開展的,申請者會被設定一些限制性的前置條件和準入要求,與MOOC(慕課)相比較,具有比較嚴格的審批流程與適當前置的申請條件?!靶∫?guī)模”有助于提升學習參與度、交流互動性及課程完成率,“私密”也使課程具有一定的限制性[5]。
概括來說,SPOC(私播課)是以提升教學質量為目的的MOOC(慕課)本地化創(chuàng)新性應用,其內涵是讓新型網絡MOOC(慕課)與傳統(tǒng)校園教學環(huán)境的有機融合,成為一種能夠較為容易實現(xiàn)的可能。通過設計高效的教學活動并靈活采用,將MOOC(慕課)學習模式與課堂教學合理地整合為一個有效的整體,使用優(yōu)質MOOC(慕課)資源來輔助課堂教學,并以此來聯(lián)通不同類型的學習信息交流,拓寬學生學習視野、豐富學生學習資源、擴大學生學習環(huán)境,是一種快速提升教學效果的新型教學模式。
“后MOOC(慕課)時代”下,SPOC(私播課)是MOOC(慕課)逐步走向完善、走向成熟的必然產物,SPOC(私播課)除了具備MOOC(慕課)的全部特征(高效的精干測驗、特色的微視頻、基于大數據的學習分析等)之外,還具有以下一些顯著的自身特點:
1.教學活動的混合性
SPOC(私播課)的教學活動可以分為兩個部分,在線MOOC(慕課)的自主學習與傳統(tǒng)課堂的集中學習,其不僅采用MOOC(慕課)的單元式知識點、集成式多媒體和進階式流程管理等資源,且與傳統(tǒng)教學課程資源有機地結合,通過教師的教學設計與教學活動科學安排,使各個教學要素重組、綜合和融為一體,很好地體現(xiàn)了SPOC(私播課)教學活動的混合性。
2.學習體驗的完整性
在SPOC(私播課)教學模式下,可以將選課學生們的學習過程有效地拓廣至傳統(tǒng)課堂內外,通過合理設計教學內容和妥善安排教學任務,讓選課學生們對所學知識的獲取、鞏固、運用和評價這四個過程得到全面、全程的監(jiān)控和掌握。相對于單一線下課堂教學與全程在線自主學習來說,各類型教學活動的組織、展開和整合可以變得更加緊密,選課學生們的學習體驗更加完善、知識的獲得感更強。
3.個性指導的針對性
SPOC(私播課)的學習人數規(guī)模較小,且具有限制性準入條件,學習者的學習水平與學習能力相似,教師可以對學習者的原有知識層次、身心特征等進行預先辨識,有針對性地設計教學課程與安排教學活動,開展個性化教學,同時觀察選課學生線上以及線下的學習行為,針對選課學生出現(xiàn)的各種學習狀況進行個性化的指導。
對于教學模式,布魯斯·喬伊斯(Bruce Joyce)和瑪莎·韋爾(Marshall Weil)的觀點較有代表性,他們認為,教學模式即為學習模式,其含義為構成課程、選擇教材、指導在教室和其他環(huán)境中教學活動的一種計劃或范型[6]。因此,可以這樣理解SPOC(私播課)教學模式是為應對MOOC(慕課)教學模式存在的諸多問題應運而生的、以促進MOOC(慕課)在大學實體(或虛擬)校園內的應用為導向的一種新型教學范式,其將MOOC(慕課)教學模式靈活應用于大學校園教學,并形成了一套較為穩(wěn)定和完整的教學活動程序和架構。
SPOC(私播課)教學模式倡導高參與度的深度學習,通過設置一些必要的前置條件,來限定參與課程學習的學生規(guī)模與準入條件,能夠為有特殊需求的選課學生專門定制更適合的學習活動和課程內容,并提供力度更大的學習輔導與學習支持,從而進一步激發(fā)選課學生們更深度地學習與更高效地參與。SPOC(私播課)教學模式促使網絡在線學習超越了僅僅復制教室課程內容的階段,將傳統(tǒng)課堂轉變?yōu)楦吒郊又祷顒拥膶W習場所,有利于提高課程學習的完成率。
SPOC(私播課)教學模式允許教師們更多地回歸到所授課程的課堂中。課前,教師們是所授課程教學資源的整合者,根據課程大綱、教學日歷以及學生需求整合MOOC(慕課)資源是他們的主要任務。課上,教師們又是學習過程的指導者和促進者,需要積極引導選課學生參與教學實踐、解決學習問題,并提供個性化、差異化指導。SPOC(私播課)教學模式重新定義了高校教師的教學作用,激發(fā)了高校教師的課堂活力與教學熱情。
SPOC(私播課)教學模式限制性準入和規(guī)模小眾化的特點有助于提升學習者的學習互動性和參與度,通過將MOOC(慕課)在線學習與課堂教學有機融合,創(chuàng)造了一系列靈活有效的教學方式,賦予了選課學生個性化的、完整的、深度的學習體驗,是在線教育在大學校園中的真正價值所在,也使教師有了更多的精力去洞察選課學生們學習方面的各種信息,有助于更好地實現(xiàn)個性化、差異化的教學目標,使高校的教學質量得到有效提高。
教學模式是教學活動的最基本結構,可以這樣理解,在一定的教學原則與學習理論的指導下,在特定的教學環(huán)境中逐步、有序展開的,由授課教師、參與學生、教學內容、教學結構和教學過程等要素共同組成的一個理論化、系統(tǒng)化與整體化的操作形式。每一位積極參與教學活動的高校教師,都會自發(fā)或自覺地遵循一定的教學模式進行課程教學,而這種教學模式的合理性與科學性將會直接影響到教學效果。
通常,可以根據學習受眾所處不同年齡階段及其心理、生理特征,針對不同學習階段的課程教學的特點,進行個性化、差異化的教學模式設計。其中,高校課程教學模式屬于教學模式中的一個非常重要的分支,它是指在一定的高校教學理念和高等教育理論的指導下,為達成特定的高校課程教學目標而構建的由高校教師、在籍學生和教學內容等諸多必備要素組成的較為完整和穩(wěn)定的教學活動架構和流程。
目前,大學課堂教學普遍采用的仍然是“講授式”的傳統(tǒng)教學模式[7],教學活動主要發(fā)生在特定的較為封閉的教室中,高校教師普遍以“講授法”為主,其基本模式表現(xiàn)為“授課教師講 —— 選課學生聽”,高校教師是課程教學活動的絕對主導,學生仍處于被動接受知識的角色,且課程評價方式以總結性評價為主。
教師在傳統(tǒng)課堂中,需要一遍遍重復講授相同的知識點,才能使大多數學生理解和掌握,無法分出時間用來了解學生的學習狀態(tài),進行個別指導,縮小學生之間的差異。也無法在有限的課堂時間增大課程容量,擴大知識面涵蓋范圍,滿足學有余力的學生需求。
現(xiàn)代教學發(fā)展的過程中,誕生了很多有效的工具和方法(如學習分析技術、測評反饋技術等),這些方法與工具的廣泛運用,使得教學評價更為客觀合理,能夠讓高校教師更準確地了解學生的學習情況;同時,可以很容易地將“總結性評價”轉變?yōu)椤斑^程性評價”。但是在傳統(tǒng)教學模式下,高校教師并不能有效地從學生的章節(jié)作業(yè)、階段測驗、討論參與度等多方面整體考查學生們的學習表現(xiàn),也不能進行學生學科課程成績的多維度綜合評定,無法避免學生們“臨陣磨槍,不亮也光”不良現(xiàn)象的產生。
因此,對于“互聯(lián)網+教育”時代下成長起來的新一代大學生們來說,傳統(tǒng)教學模式早已不能完全滿足其學習需求,迫切地需要采用一種新型的教學模式。
結合SPOC(私播課)教學模式特點以及學習者的需求,可以將汽車CAD/CAE課程分為課前、課中和課后三個階段來構建教學模型。基于SPOC(私播課)的汽車CAD/CAE課程教學模型如圖1所示,其包含:1個資源庫(教學資源庫)、3大平臺(SPOC —— 課堂 —— 課外)、3個階段(課前 —— 課中 —— 課后)、3大步驟(認知 —— 內化 —— 升華)和9個環(huán)節(jié)(每個階段又分別包含三個關鍵的教學環(huán)節(jié)),簡稱“13339”教學模型。
圖1 基于SPOC的汽車CAD-CAE課程教學模型
課前階段,主要是選課學生通過SPOC(私播課)網絡教學平臺進行自主學習,實現(xiàn)對知識的“認知”。高校教師是教學內容和學習進度的“設計者”,需要根據不同特點選課學生的具體學習情況,布置課程資料與教學視頻學習任務、設計章節(jié)作業(yè)與線上測試以及組織在線互動和交流活動等。選課學生作為教學活動不可或缺的“執(zhí)行者”,需要根據高校教師所列的各類型學習要求,按時、保質地完成各種學習內容、章節(jié)作業(yè)、線上測試、在線互動及交流活動,成為學習的真正“主角”。
課中階段,主要是選課學生在教室中,通過課堂學習平臺與高校教師互動交流,進行討論、解惑與答疑,實現(xiàn)對所學知識的“內化”。高校教師是課堂學習的“主導者”,根據選課學生們完成的作業(yè)情況,綜合分析與判斷,對知識點進行必要的歸納與總結,可以靈活安排課堂教學。對于“基礎知識”,突出“重點”,不必刻意反復贅述;對于“提高知識”,強調“難點”,選取極具代表性的案例強化講解;對于“拓展知識”,提倡“創(chuàng)新”,對于銳意進取、學有余力的選課學生適當個別教授。高校教師對于寶貴的課堂時間可以更科學合理安排,摒棄過往的“填鴨式”教學模式,賦予嶄新的教學任務,極大提高大學課堂的授課效率。
課后階段,選課學生們通過合理的分組協(xié)作、有效的課外實踐等方式,共同完成團隊或小組的作品(或作業(yè)),實現(xiàn)對知識的“升華”。針對汽車CAD/CAE課程實踐性強、創(chuàng)造性強的特點,高校教師是課外實踐的“輔助者”,利用課程綜合大作業(yè)等方法,有的放矢地進行學習交流和實踐輔導,選課學生們在高校教師的輔助以及團隊內部和團隊之間的協(xié)作交流下,融會貫通,進一步鞏固學習內容,獲得掌握多種汽車CAD/CAE工具的成就感,提高整體實踐能力。
基于SPOC(私播課)的教學平臺的結構設計及推行方式必須符合專業(yè)學生的學習規(guī)律及高等教育的基本運行模式。借助Keller提出的影響學生學習動機的因素 ARCS模型,它是教學設計領域常用的動機模型,其界定了構成動機主體內部動機的四個相對獨立又緊密聯(lián)系的關鍵因素,包括:注意(Attention)、關聯(lián)(Relevance)、自信(Confidence)和滿意(Satisfaction)四個因素[8]。從SPOC教學平臺的結構設計著手關注學生的A/R/C/S之間的聯(lián)系,進而轉變學習者的學習理念。
如圖2所示,基于SPOC(私播課)的教學平臺的結構主要包括三大主干模塊,它們共同構成了SPOC(私播課)教學平臺的展現(xiàn)方式?;拘畔ⅰ⒄n程資源與學習資源相結合,共同為學習者個體搭建一個積極自主的學習空間和良性循環(huán)的學習環(huán)境。在這個空間和環(huán)境中,學習者按照課堂教學進度自由選取各類教學資源,進行有目標地預習、練習和復習,隨時查看學習進度,與師生進行全方位互動;學習者也帶著學習任務或問題參與在線討論,通過找尋相關教學內容,采用同伴交流或獨立自學的方式,獲取知識,并及時獲得“肯定性”評價。
圖2 基于SPOC的汽車CAD/CAE課程教學平臺結構
圖中的箭頭導向著重強調,在構建SPOC(私播課)教學平臺的三大模塊時,一定要以ARCS模型為指導思想,在每個具體內容的構建上不斷滲透學習者主動關注(A)、與自身某個學習目標關聯(lián)(R)、學習過程中不斷獲得提升(C)、最終實現(xiàn)目標(S)的基本原則[9]。這個思想貫穿整個教學平臺中的各個功能單元模塊,使得基于SPOC(私播課)的教學平臺更具有高效能化。
根據教學設計的主動性、社會性和系統(tǒng)性的三大原則,在綜合國內外專家已有研究基礎上,設計基于SPOC(私播課)的汽車CAD/CAE課程教學模式,如圖3所示。該教學模式主要包括三個主要階段內容:
圖3 基于SPOC的汽車CAD/CAE課程教學模式
1.第一階段為基于SPOC的“教學前期準備”階段 —— 該階段需要進行教學結構分析、教學內容設計與教學資源開發(fā)
教學結構分析主要包括學習受眾、教學內容及教學環(huán)境的綜合分析。對教學活動開展所必需的各個要素進行必要的教學結構分析,能夠保證選課學生學習活動的順利展開。學習受眾分析包括對學習者學習態(tài)度、知識需求以及應用SPOC(私播課)教學平臺的熟練程度等因素進行綜合分析。高校教師在掌握了受眾特征、先修課程和預備知識等的基礎上,先確定相應的教學目標,再根據教學目標詳細劃分不同學習階段以及對應的學習內容,科學地區(qū)分適合網絡線上與線下課堂的不同教學單元。線上與線下學習內容的深度融合,使汽車CAD/CAE課程教學環(huán)境成為一個復雜且關聯(lián)的完整“教學生態(tài)系統(tǒng)”,因此,汽車CAD/CAE課程教學環(huán)境分析必須準確把握SPOC(私播課)教學活動的內、外部環(huán)境,為選課學生順利進行汽車CAD/CAE課程學習提供一個強有力的環(huán)境支撐。
教學內容設計與教學資源開發(fā)需由高校教師團隊主導,團隊成員可以由責任教授、任課講師、學習助教、實驗助管及技術支持等專業(yè)人員組成,主要模式包括引進、自建和改造三種,即引進相關的已發(fā)布的優(yōu)質公共MOOC(慕課)課程資源;自主建設自有全新的校園網SPOC(私播課)課程;或升級和轉型校內已有網絡精品開放課程,并將其改造成為SPOC(私播課)課程。綜合各方面的情況,汽車CAD/CAE課程的教學內容設計與資源開發(fā)采用“自建為主、引進和改造為輔”的模式進行。
2.第二階段為基于SPOC的“教學中期實施”階段 —— 該階段以“案例”式學習活動為設計主線,包括“課前導學”“課中研學”和“課后練學”三大環(huán)節(jié)
“課前導學”環(huán)節(jié)的主要任務是提出和引導學習問題?;赟POC(私播課)教學模式的學習任務、課程視頻以及操作案例作為必不可少的教學資源,充分發(fā)揮了其課前導學作用。借助對操作案例和課程視頻的學習,可以將傳統(tǒng)課堂中的“淺層學習”向基于SPOC(私播課)的“課前導學”轉移,使選課學生在完成汽車CAD/CAE課程學習任務的過程中,初步了解自我預備知識的掌握情況以及所學專業(yè)知識疑點、難點、重點,還可利用SPOC(私播課)教學平臺的論壇私信、留言互動等功能,交流彼此的收獲以及疑問,從被動淺層學習不斷邁向主動深度學習。
“課中研學”環(huán)節(jié)的主要任務是收斂和解決學習問題,對課程所涉及的知識及其問題進行多空間、多方位、多維度的探討。一方面,SPOC(私播課)教學平臺記錄的選課學生“課前導學”的學習日志和數據分析結果,為高校教師聚焦具體的汽車CAD/CAE課程學習疑難和教學問題提供了必要的決策輔助;另一方面,能夠為選課學生提供多種解決學習問題的方法,拓展了選課學生課內學習的深度,對于難以解決的學習問題,高校教師可以在課堂上適時加以詳述,這樣能夠進一步促進專業(yè)學習的觸類旁通和有的放矢。由于傳統(tǒng)課堂在促進高校教師與選課學生之間的深度互動等方面發(fā)揮著十分重要的作用,所以汽車CAD/CAE課程“課中研學”環(huán)節(jié)主要在傳統(tǒng)課堂環(huán)境中進行,但SPOC(私播課)教學平臺的支持作用仍舊是無可替代的,它能夠為選課學生創(chuàng)設一個網絡討論和協(xié)作探究的虛擬學習環(huán)境,也是學習者提高學習成效的重要一環(huán)。
“課后練學”環(huán)節(jié)的主要任務是歸納和深化學習問題。高校教師進行實例練習、布置課后作業(yè)和實施在線測試等,SPOC(私播課)教學平臺提供的智能評價功能可以為選課學生提供實時結果反饋,幫助選課學生評估所掌握知識的程度;在線學習數據被可視化直觀展示,使選課學生能夠及時、高效地優(yōu)化學習方法、調整學習狀態(tài)和提高學習效率,成為學習的真正“主導者”。知識的鞏固離不開選課學生對所學知識的“自我內化”,汽車CAD/CAE課程的課后深度反思是選課學生對自身的思維架構、思維過程和思維結果進行再提煉、再加工、再認識的一個十分必要的檢驗過程,極大地促進了新專業(yè)知識“內化”。
簡而言之,課前,高校教師主要通過視頻導學、案例導學和任務導學等方式,使選課學生在SPOC(私播課)教學平臺的支持下進行自主學習;課中,高校教師課堂教授,師生可以面對面展開深入學習研討,輔以協(xié)作探究和網絡討論,共同解決教學活動中遇到的各種疑難學習問題;課后,選課學生通過實例練習、在線測試、作品展示、階段小結和深度反思等檢驗手段鞏固所學知識。
3.第三階段為基于SPOC的“教學后期評價”階段 —— 該階段根據課程教學實施的效果及時提供反饋和評價,多輪優(yōu)化、迭代和完善,以期優(yōu)化后續(xù)教學
教學評價是基于SPOC(私播課)教學過程的一個非常重要的組成環(huán)節(jié),主要涉及選課學生的表達能力、溝通能力、理解能力、學習能力、實踐能力與協(xié)作能力等多個互相關聯(lián)的考查方面和評價維度。基于SPOC(私播課)的汽車CAD/CAE課程教學平臺內的學習分析技術能夠為高校教師創(chuàng)設細致化且多元化的評價體系,提供了一套可靠及可行的解決方案,主要涉及雙重評價模式 —— “形成性評價”與“總結性評價”相輔相成,分別應用于汽車CAD/CAE課程教學活動的不同教學環(huán)節(jié)。
在“課前導學”教學環(huán)節(jié)中,高校教師可以將選課學生的討論交流表現(xiàn)與視頻學習進度等納入“課前形成性評價指標體系”;在“課中研學”教學環(huán)節(jié)中,SPOC(私播課)教學平臺能夠實時記錄選課學生的訪問行為數據(如話題貢獻度、評測準確度、在線參與度等),可以作為施行“課中形成性評價指標體系”的重要考評依據;在“課后練學”教學環(huán)節(jié)中,高校教師可以建立“課后總結性評價指標體系”,主要包括課后作業(yè)、在線測試和期末綜測等多個部分。因此,基于SPOC(私播課)的汽車CAD/CAE課程教學需要加強“教學評價體系”的建設,綜合考慮與考察課程教學活動中的每一項教學任務及其完成度,優(yōu)化與完善課程教學目標的設計,為汽車CAD/CAE課程教學活動提供一個有規(guī)律可循、有方法可行、有標準可依的多維度、多元化智能評價體系。
基于SPOC(私播課)的汽車CAD/CAE課程教學并不是固化和封閉的,它是一個不斷調整、優(yōu)化和完善的“動態(tài)閉環(huán)系統(tǒng)”。從汽車CAD/CAE課程的教學內容設計與教學資源開發(fā)開始,就采用優(yōu)先搭建“課程主旨”教學框架的模式,高校教師和技術團隊結合基于SPOC(私播課)的汽車CAD/CAE課程教學平臺實際情況,并根據授課時段、教學要求及課程安排等,優(yōu)先建設前半學期授課章節(jié),并結合后期實施反饋和教學評價,在實踐中不斷調整、優(yōu)化、完善后續(xù)章節(jié)的教學設計,持續(xù)不斷推進基于SPOC(私播課)的汽車CAD/CAE課程建設。
與傳統(tǒng)課堂教學相比,基于SPOC(私播課)的汽車CAD/CAE課程教學模式改變了一刀切的集體授課模式,極大地豐富了后MOOC(慕課)時代背景下的高校新工科教學模式,高等教育與信息技術得以深度融合,實現(xiàn)了課前、課中、課后三個學習階段與線上線下教學的有機結合,選課學生始于“知識認知”開始,習于“知識內化”,精于“知識升華”的全過程,有助于促進高校教師教學效果的最優(yōu)化,以及選課學生學習方式的華麗轉換,實現(xiàn)了真正意義上“以學生為中心”的教學范式的深度變革。
加快教育模式和學習方法的轉變是教育變革跟上時代步伐的關鍵,基于SPOC(私播課)的汽車CAD/CAE課程教學模式促使教學逐步從一成不變的靜態(tài)走向靈活適應的動態(tài),實現(xiàn)了“以教師為主導、學生為主體”的課堂教學理念,是適應新時期教學改革的必然。
不可否認,隨著基于SPOC(私播課)的教學模式在高校新工科教學中應用的不斷深入,勢必需要更多的研究者、實踐者和參與者踴躍加入,其理論研究還需要高校教師在教學實踐中,不斷進行歸納、總結、檢驗、優(yōu)化和完善,其具體的實施方法必須“因時而異”“因課而異”和“因人而異”,也需要堅守在教學一線的高校教師們在教學活動中不斷地探索和反思。