韋玉球 任北上 付丹 謝芬芳

摘? 要：文章介紹了翻轉(zhuǎn)課堂、MOOC和SPOC等教育信息化資源的建設(shè)在國內(nèi)外發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀，提出了教學(xué)團隊在應(yīng)用型大學(xué)開展SPOC云教學(xué)大數(shù)據(jù)驅(qū)動的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的可能性、必要性和實施設(shè)計方案。

關(guān)鍵詞：SPOC;翻轉(zhuǎn)課堂;MOOC;教學(xué)模式;線性代數(shù)課程;大數(shù)據(jù);應(yīng)用型大學(xué)

中圖分類號：G640? ? ? ? 文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2021）17-0120-04

Abstract： This paper describes the history and current status of the development of information resources of education such as flipped classrooms， MOOC， and SPOC at home and abroad， and puts forward the possibility， necessity and implementation design plan for teaching teams to implement the teaching mode of flipped classroom driven by SPOC cloud teaching big data in application-oriented university.

Keywords： SPOC; flipped classroom mode; MOOC; teaching model; linear algebras course; big data; application-oriented university

經(jīng)過廣大教師多年課堂教學(xué)改革的熏陶和洗禮，傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式盡管有了不小的優(yōu)化，但尚未得到根本性的轉(zhuǎn)變。主要問題還比較突出，首先，其教學(xué)模式不太容易依據(jù)受教育者自身的能力和條件開展個性化分類培養(yǎng);其次，因傳統(tǒng)教學(xué)模式的慣性，造成教育者“一言堂”和“填鴨式”的教學(xué)狀態(tài)仍占主導(dǎo)地位，學(xué)生在被動地接受知識的過程中，下意識地喪失了參與教學(xué)和獨立思考的主動性;第三，傳統(tǒng)教學(xué)模式比較側(cè)重于書面的、相對“淺層性”的學(xué)習(xí)，不易在教學(xué)中促進學(xué)生自主開展深層的探究?？傊?，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造與創(chuàng)新能力還是存在諸多局限性，作者認為，針對應(yīng)用型大學(xué)的人才培養(yǎng)方向和學(xué)校專業(yè)結(jié)構(gòu)，結(jié)合教育信息化開展課堂教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新是專職教師們值得探究的課題，而翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)理念與模式，正是將教育信息化的課堂教學(xué)從量變走向了質(zhì)變的階梯。如今，伴隨著大數(shù)據(jù)和云計算的涌現(xiàn)，不僅打破了高校內(nèi)“信息孤島”的現(xiàn)象，同時為教學(xué)質(zhì)量提升也提供了新的途徑。我們線性代數(shù)課程教學(xué)團隊針對當(dāng)前傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式的現(xiàn)實，重點學(xué)習(xí)及研究了SPOC云教學(xué)大數(shù)據(jù)驅(qū)動的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式與方法。我們認為以翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式融合SPOC云教學(xué)大數(shù)據(jù)手段對提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、協(xié)作互助能力及問題解決能力，促進學(xué)生進行深層學(xué)習(xí)，都有現(xiàn)實和重要意義。

一、對翻轉(zhuǎn)課堂的認知

起源于美國林地高中并興起于美國可汗學(xué)院的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式[1-2]，曾被環(huán)球時報和紐約時報等新聞界看成是一次前所未有的課堂教學(xué)模式改革[3]。在我們教學(xué)團隊探究相關(guān)文獻資料中注意到如下實例[4]：美國科羅拉多州林地高中的兩位化學(xué)教師發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生因課外活動而缺課，進而造成學(xué)習(xí)成績滯后的現(xiàn)象，為了解決這個問題，他們采用了將自己的講課過程錄制下來并上傳到Y(jié)ouTube，這一創(chuàng)舉不僅方便了缺課學(xué)生課后學(xué)習(xí)，而且因為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻的可視性和靈活性深受其他學(xué)生的喜愛，逐漸地形成了學(xué)生在課后觀看教學(xué)視頻進行自主學(xué)習(xí)，在課上做作業(yè)、做實驗并由教師答疑解惑的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式雛形。當(dāng)然，教育實踐還給予證明：翻轉(zhuǎn)課堂也適合于高等教育，能夠促進更深層次的師生交流和生生交流[5]。文獻[6]對翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法的實踐應(yīng)用及其效果進行了分析，指出在美國的實踐證明，翻轉(zhuǎn)課堂明顯地提升了美國學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)態(tài)度。美國教師對翻轉(zhuǎn)課堂認可度相當(dāng)高[7-8]。以上的教學(xué)實踐范例值得我們分析與借鑒。

二、SPOC——對MOOC的繼承、完善與超越

MOOC（Massive Open Online Course）即指大規(guī)模開放性在線課程[9]，由于這種在線課程學(xué)習(xí)的技術(shù)門檻較低，具有極高的包容性、遠程性和開放性，到2013年底已經(jīng)有超過29所世界著名大學(xué)參與到MOOC教學(xué)中[10]。但人們也發(fā)現(xiàn)，由于開放性等緣故，MOOC課程也存在一些弊端，比如注冊人數(shù)雖多但學(xué)習(xí)的完成率較低。針對MOOC實踐中出現(xiàn)的諸多問題，哈佛大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校等世界名校開始探索使用一種新的課程形式——SPOC來實現(xiàn)MOOC原本的初衷，即對高校的教育產(chǎn)生積極的影響[11]。

SPOC（Small Private Online Course）即指小規(guī)模限制性在線課程[12]與前面的MOOC的無限制開放性不同，這種學(xué)習(xí)模式對參與者有一定的技術(shù)門檻和學(xué)習(xí)要求，而且SPOC課堂上還有一定的“競爭性”。因為SPOC依然保留了MOOC原有的互動交流和章節(jié)練習(xí)并對學(xué)習(xí)者又提出了必要的要求，導(dǎo)致學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)成績有了明顯地提升。

三、SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂——混合式教學(xué)模式

翻轉(zhuǎn)課堂+SPOC是一種混合式的教學(xué)模式，兩者的有機融合與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比較，會更具有挑戰(zhàn)性和新穎度。文獻[13]中將SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂這種教學(xué)模式直接應(yīng)用到高校的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的課程上，實踐表明以SPOC為媒介觀看視頻而產(chǎn)生的教學(xué)效果要比僅看紙質(zhì)版教材更具有優(yōu)越性。當(dāng)然，國內(nèi)的高校也在緊跟教育發(fā)展趨勢，陸續(xù)開展各類混合式教學(xué)模式的嘗試。例如，南京大學(xué)、清華大學(xué)等高校針對電路原理課程進行教學(xué)合作，他們結(jié)合自身的教學(xué)目標(biāo)和硬件條件，利用“學(xué)堂云”SPOC平臺實施了翻轉(zhuǎn)課堂的實踐活動[14]。通過2～3個學(xué)期的實踐教學(xué)后，成績得到充分體現(xiàn)——譬如，南京大學(xué)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性高漲，團隊學(xué)習(xí)的氛圍初步形成，學(xué)生畏難情緒得到消除，學(xué)習(xí)效果穩(wěn)步提高。清華大學(xué)學(xué)生找回被應(yīng)試教育磨滅的探索求知熱情，課堂表現(xiàn)積極踴躍，每個學(xué)期都有選修該課程的大一新生申請專利被授權(quán)，更可喜的是，參加該課程學(xué)習(xí)的學(xué)生在后續(xù)大學(xué)學(xué)習(xí)生活中也表現(xiàn)出很強的創(chuàng)新欲望。

四、開展SPOC理念下的大學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式需思考的問題

針對當(dāng)前傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造與創(chuàng)新能力有諸多局限性，以及迫切需要結(jié)合教育信息化進行課堂教學(xué)模式與方法的改革與創(chuàng)新的現(xiàn)狀，我們利用課題組成員中具備專業(yè)知識的有利條件，將在學(xué)習(xí)研究并實施基于SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式時充分考慮和關(guān)注下列問題：

1. SPOC是高校翻轉(zhuǎn)課堂最佳的學(xué)習(xí)資源。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法將學(xué)生淺層學(xué)習(xí)的過程放在了課下，學(xué)生可以通過SPOC平臺提供的教學(xué)資源進行學(xué)習(xí)，并能充分利用“第二課堂”以了解學(xué)生學(xué)習(xí)狀況及提供更多更適用的教學(xué)信息和資料。運用SPOC實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂，務(wù)必需考慮課程性質(zhì)、課程規(guī)模、學(xué)生情況等諸多因素，結(jié)合線性代數(shù)課程內(nèi)容繁雜，概念抽象的特點，較科學(xué)地構(gòu)建出基于SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中的課堂教學(xué)內(nèi)容組織、方法實施和評價體系，創(chuàng)新翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。并推動SPOC優(yōu)質(zhì)課程資源建設(shè)，促進課程體系改革，共同探索優(yōu)質(zhì)課程群建設(shè)。

2. 推動翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法的關(guān)鍵在于對學(xué)生線上/線下學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的有效挖掘與利用，以此幫助教師對學(xué)生群體學(xué)習(xí)趨勢與個體學(xué)習(xí)困難的了解，推動教師更有效地利用課堂陣地有針對性地開展個性化教學(xué)。據(jù)此重點探討線性代數(shù)課程中關(guān)鍵知識點及核心內(nèi)容（例如矩陣的可逆性、矩陣的秩、向量組的線性相關(guān)性、線性方程組有解的判別）的教學(xué)數(shù)據(jù)挖掘方法，通過對學(xué)生學(xué)習(xí)活動、問題討論等數(shù)據(jù)進行采集，并對學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)進行挖掘;同時將信息反饋至教學(xué)策略模塊，為制定科學(xué)的教學(xué)策略提供依據(jù)。構(gòu)建以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的科學(xué)評價體系，形成特色鮮明的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法。

五、開展SPOC理念下的大學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式實施設(shè)計

SPOC和翻轉(zhuǎn)課堂融合讓傳統(tǒng)教育背景下學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)具備了可能性，開展基于SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂線性代數(shù)課程教學(xué)過程中，SPOC及翻轉(zhuǎn)課堂能相輔相成，二者的有機結(jié)合有助于提升和強化開放學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果?；赟POC的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式示意圖如圖1所示。

基于SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式主要分為課前、課中和課后三個部分。

部分一，教師在課前可根據(jù)學(xué)情進行教學(xué)目標(biāo)設(shè)計，制作并推送相應(yīng)的SPOC課程資源，指導(dǎo)學(xué)生在線學(xué)習(xí)并完成相應(yīng)的任務(wù)清單;完成教師設(shè)計的在線測試，檢驗自身對知識的消化程度。當(dāng)前的在線測試能自動形成討論區(qū)，區(qū)中教師可以參與學(xué)生的討論和答疑，生生之間也能與同伴分享學(xué)習(xí)資料和體會，主動開展探索性學(xué)習(xí);期間平臺會自動記錄學(xué)生探究路徑并及時反饋學(xué)生信息;最后教師將這些問題進行歸納總結(jié)，擬定第二階段設(shè)計課堂知識的導(dǎo)入題材。

部分二，課中的主要目是讓學(xué)生內(nèi)化并強化在SPOC課程中接觸到的知識點。教師可根據(jù)教學(xué)目標(biāo)相關(guān)的問題靈活設(shè)計教學(xué)活動，既使得學(xué)生對SPOC學(xué)習(xí)到的內(nèi)容做好回顧，也可以檢測學(xué)生課前學(xué)習(xí)的效果。在課堂上，建議教師根據(jù)學(xué)生的特點分組，各個小組圍繞重難點進行相應(yīng)的主題探究學(xué)習(xí)和任務(wù)匯報，教師可參與討論并視實情實施技術(shù)指導(dǎo)，通過個性化輔導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力和發(fā)散思維。

部分三，學(xué)生可在課后階段將課堂上的收獲或?qū)W習(xí)體會反映在答疑討論區(qū)，供同學(xué)們閱讀和互相討論，促進學(xué)習(xí)效果。教師可根據(jù)上述實際設(shè)計練習(xí)題，供同學(xué)們在線解答，平臺可自動記錄作答時間，以及章節(jié)中重難點的回顧次數(shù)、交卷時間和完成測試所用時間等一系列數(shù)據(jù)，并做出智能在線評價。

大數(shù)據(jù)驅(qū)動的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模型（見圖2）主要由四個模塊組成，各模塊在教育部頒布的各項教育信息化標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范約束下進行實施，同時安全與管控貫穿整個流程，以保證技術(shù)體系的安全性和可控性。

（1）教學(xué)管理模塊——依據(jù)SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的理念，教學(xué)管理部分為教師提供課程制作、任務(wù)發(fā)布、課程修訂等功能，同時為學(xué)生提供小組協(xié)作、學(xué)習(xí)管理、師生交流答疑等功能，并為教學(xué)大數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)提供教學(xué)數(shù)據(jù)源。

（2）教學(xué)大數(shù)據(jù)挖掘模塊——利用統(tǒng)計分析、圖分析、機器學(xué)習(xí)、模式識別等技術(shù)對從教學(xué)管理系統(tǒng)采集獲得的學(xué)生學(xué)習(xí)活動數(shù)據(jù)進行分析、挖掘，從而多維度了解學(xué)生學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)效果及學(xué)習(xí)趨勢等，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自身知識漏洞，尋找更佳的學(xué)習(xí)方法。

（3）數(shù)據(jù)分析應(yīng)用模塊——根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果對學(xué)生進行有利的興趣推薦、學(xué)習(xí)干預(yù)，綜合、客觀地評估教師的教學(xué)行為、教學(xué)效果，同時將信息反饋至教學(xué)策略模塊，為制定科學(xué)的教學(xué)策略提供依據(jù)。

（4）教學(xué)策略模塊——主要為教師提供科學(xué)的教學(xué)策略，它根據(jù)教學(xué)管理模塊和教學(xué)大數(shù)據(jù)挖掘反饋的數(shù)據(jù)，為教師科學(xué)地、合理地制定教學(xué)策略，同時反饋至教學(xué)管理模塊，方便教師進修課程修訂、任務(wù)發(fā)布。

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