基于SPOC的计算机程序设计课程分层混合式教学模式

关键词：SPOC；教学模式；程序设计；分层式教学；线上线下混合式教学

1 研究背景

近些年，随着“互联网+”及数字化的快速发展，线上学习资源因其共享性、多样性和灵活性受到广大教育工作者青睐，线上线下混合式教学成为一种较为常见的教学模式。计算机类专业作为数字化信息化前沿，也在积极探索混合式教学模式改革。经过大量调研，发现小规模私有在线课程（SPOC） 作为新型教学模式，是后MOOC时代的发展趋势，将优质课程资源搬至线上，对学生设置限制性准入条件，进行小规模在线教学，能够充分利用师生互动的优势，从而推进个性化学习。

2 研究意义

基于SPOC（Small Private Online Course） 的计算机程序设计课程分层混合式教学模式是一种将在线学习和面对面教学相结合的教学方法[1]。开放分层的线上资源除了为学生提供灵活的上课时间和地点，还能使不同层次的学生根据个人情况反复对教学难点进行观看学习，改变了传统教学只能根据课表在课堂上学习一遍的弊端，为不同层次的学生提供了更为便捷灵活的学习方式。在预习、学习、复习各阶段均提出学习内容要求，从而提高学生自主学习能力和学习积极性。

在SPOC模式下，教师从学生基础出发，结合章节的学习目标、内容、重点和难点，将教材的逻辑体系转换为分层式教学体系，将整体内容层层细化为不同层级而又具有逻辑关联的小知识点，同时还将社会热点、焦点问题与章节知识点衔接，使理论与实践结合提升其科学性[2]。教育工作者在面对面授课时应注重提高学生的表现力和参与度，全面发掘和利用他们自我驱动及创新思维的能力，同时通过各种交互式的学习活动来调动学生主观意愿和积极态度，使他们在被动地吸收知识的过程中转变为独立研究与探究的主体。因此SPOC混合教学模式相对于传统教学模式能够提升学生积极性，成为众多教育者研究的方向。

3 研究现状

国内许多学者对SPOC混合学习进行了再设计与验证，逐渐证实了SPOC混合学习对学习者深度学习具有支持与促进作用[3]。许多高校已经进行了SPOC 教学的尝试，并取得了不错的效果。例如，中国农业大学的黄岚等人针对农业院校在校生的特点探讨了基于SPOC的计算机组成原理课程在线互动教学。他们引入了MOOC资源，帮助学生降低学习难度，让学有余力的同学可以学到更多的知识；让学习有点困难的同学可以更快更高效完成预习工作，让学习困难的同学在课下更方便地利用资源去学习和复习。西安铁路职业技术学院开展了基于SPOC模式的基础俄语课程的课堂改革探索。该实践以“主战场+指挥部+作战平台”模式，利用大数据、人工智能、虚拟现实等技术，推行“课堂革命”，实施教师分工协作的“课程合作”和“集体式”跨专业协同教学。

相关研究表明，SPOC模式对于学生的学习动机、学习能力、学习成绩等相较于传统课堂教学有一定的进步，但也存在如下一些问题：

1） 学习资料开发不全面，线上教学与线下教学联系不够紧密，大部分线上教学视频将知识点讲述完整后，仅仅进行知识方面问答，发散性引导不足，学生参与线上讨论的积极性不高。

2）对于SPOC分层混合式教学模式研究相对比较少，混合式教学一般以班级为单位建立一个班级群，学习过程中并未全面了解学生程度，未能贴近学生实际情况的大班制学习，使相当一部分同学在线学习过程中不能专注学习，这也就导致了学生成绩出现较大的差异。

3）教学评价方式单一，学生课程最终成绩一般以线下表现和期末考试为考核依据，线上学习过程在成绩中占比过少，导致学生对线上学习不够重视，应付了事。

针对这些不足，以C#程序设计课程为例提出一种适合计算机类课程教学规律的基于SPOC的混合式教学模式。通过分层教学目标、案例，引导学生线上自学，并根据线下教学观察学生学习效果，调整线上互动问题，补充线上学习资料，分层为学生查漏补缺，构建合理的教学评价机制，引导学生有序线上进行学习。

4 基于 SPOC 的分层混合式教学模式的构建

基于SPOC的分层混合式教学模式分为线上和线下两部分[4]，为达到最优教学效果，设计的教学模式将SPOC原有的准入机制改为分组教学，根据学生基础，将基础相近同学分成一组，这样便可以根据小组情况分层下发不同的预习材料、讨论题目和作业，针对程序设计课程特点采用项目驱动法，课前下发小组任务，通过视频和QQ、微信指导，提高学生自学能力，课堂上以学生为主体，教师引导课堂进度，以小组合作工作坊形式进行展示和翻转教学，课后根据课堂各组表现预留课堂作业，提升学生的应用能力。通过分层教学使每个学生都有与之匹配的任务，小组合作学习，分组展示除了能够使学生们团队意识快速形成，多样的展示也可以使大家创造性思维有所提升，设计的教学模式如图1所示。

5 基于 SPOC 的分层混合式教学实践

在教学过程中根据学生基础、能力、特长设置不同难度的题目，按照学生层次分为小组，学生可以根据实际情况选择，通过老师审核后，进行不同级别的教学内容，随着实践能力提升进行调整教学内容。充分体现以学生为中心，成果为导向，持续改进的理念，使不同小组通过阶梯化赋能方式最终达到实践教学目标，具体过程可细化为：教学目标确立、在线教学体系搭建、教学实施、教学考核等过程。

5.1 教学目标确立

在开课“ 第0周”，即线上正式开课前一周，根据学生能力，在班级内将不同能力程度的学生分在不同小组里，采取8-10人的最优规模，组建学习共同体[5]。依据学生的基础设定教育目的分为三层次：第一层，是达到对C#编码及调试技巧的精通，并且能顺利完成调试工作，以此建立起他们的初级专业技术水平;第二层是在了解软件开发过程中的需求解析、系统规划与测试等方面的工作后，能在现实环境里运用这些技能，提升他们操作的能力;第三层，则是通过实践的项目来激发他们在创新的需求解析上做进一步的研究，并在小组合作的过程中加深这一研究成果。通过一系列活动，如项目设计、流程管理以及结题验收，来培养学生的创新能力。根据课程目标制定的模块分层目标情况（表1） 。

5.2 在线教学体系搭建

第一步是依据学生自主学习连贯性准则，也就是由简至繁的学习过程，对他们的基本知识和特性进行评估，以确定定制化的教导计划；第二步则是利用超星学习通平台的共享资源来获取视频素材，以此解决教学的重难点；第三步是由教师团体在超星网上的教学平台中建立课堂前的准备工作，为学生提供主题式的学习任务。设立网络签到、交流讨论和答疑环节，以此来活跃课堂氛围并激发学生的积极参与精神。

5.3 教学开展

首先课前引导学生选择适合自己小组的任务，并根据任务对小组学习制定目标和计划；课堂教学过程中，通过小组展示，小组讨论，师生探讨，小组互评等方式进行多维度思考，不仅能够帮助学生解决自主学习过程中的疑问与困惑，还能使学生发散思维提升解决实际问题能力，实现学生知识内化。通过头脑风暴、翻转课堂等形式，形成以学生为主体，教师主导的课堂氛围，使讲授和讨论交叉进行。面对学生个性和知识储结构不同方面，采用分工协作的小组方式使每位学生都可以根据自己的优势和不足合作完成任务，具体教学实施过程（图2） 。

5.4 教学评价

课程考核是对学生们学习结果的一种评价，好的考核机制能够激发学生们的学习积极性，分层小组合作的优点是通过小组合作提升沟通能力和团队合作意识，并且通过探讨更容易产生新的解决方案，建立创新思维，但是其弊端也非常明显，小组成员容易对组长产生依赖心理甚至懒得参与。对此课题组通过增强实践过程趣味性和加大过程材料占分比值的方案，来进行监督和激励。

通过模块考核评价方式，划分学习模块，设立模块化评分标准，跟踪学生线上线下学习过程，并通过SPOC的统计和计分系统进行计分。根据学生的学习活动特点，过程考核模块分为期末考试、线上学习、实验和课堂表现四大模块[6]，考核指标权重（表2） 。

5.5 验证结果

根据实际的实施情况，发现课前课后学生通过观看教学视频、阅读文档、完成在线练习、参与讨论等方式掌握所需的理论知识和技能。此阶段可以充当课堂学习的补给，帮助学生在直接面对面的教学过程中更深入地理解和应用所学知识；在这种直接面向的教学方式下，学生被划分为各个等级，每一个等级都有相应的教学活动。这些活动可以包括小组讨论、编程任务、实验操作等。教师根据每个层次的学生水平，能够提供更具体和个性化的指导和反馈。进一步提升了学生的学习积极性，课堂听讲和课后实践的主观能动性也得到了提高。

6 小结

如何开展差异化分类实践教学改革，阶梯化赋能达到实践教学目标是高校育人需要深入思考的问题，本文以SPOC混合分层模式为理论，对计算机类实践课程进行了探索，与传统教学模式相比教学效果有显著提升。如何进一步发掘学生们的潜能，提高学生学习积极性是值得持续研究的课题。