基于SPOC的《內燃機》課程教學創新

高立　陳六海

摘要：本文從《內燃機》SPOC課程建設思路、應用情況和應用效果三大方面展開，深入闡述了《內燃機》SPOC課程建設的建設目標、總體設計，依托SPOC平臺探索的教學模式、方法，以及SPOC環境下教學改革取得的主要成效。詳細介紹了教學實踐過程中摸索的具體形式和做法，以期為進一步開展SPOC背景下的教學探索提供參考。

關鍵詞：SPOC；課程建設；教學模式；教學效果

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）05-0112-04

我校《內燃機》課程是一門面向工程兵保障大類開設的專業課程，是學習后續裝備類課程的基礎。課程具有普適性強、實踐性高，教學對象涵蓋面廣、教學內容不斷更新等特點。自2013年阿曼多·福克斯（Armando Fox）教授率先提出SPOC（Small Private Online Course）的概念以來，[1]國內外眾多教育工作者都投入到SPOC課程建設中，并積極探索依托SPOC的教學改革。我校也著力推進在線課程建設，倡導翻轉課堂等新的教學模式。基于《內燃機》課程特點和目前以多媒體和網絡為代表的信息化技術對教育的沖擊，課程團隊開發建設了《內燃機》SPOC課程，并以此為背景開展了形式多樣、成效顯著的教學創新實踐。筆者就SPOC課程的建設思路、具體應用、教學模式創新等方面的實踐談一點粗淺的看法。

一、《內燃機》SPOC課程總體情況概述

我校《內燃機》課程面向全體工程兵保障大類學生。教學分為理論授課和實踐教學兩個模塊，學時數量根據專業不同加以區分。課程內容主要包括內燃機的結構、原理、使用維護和維修保養等知識。基于《內燃機》課程普適性強、教學對象涵蓋面廣、大學推行在線課程建設等方面的考慮，課程組積極申報了《內燃機》SPOC課程建設項目。建設團隊8人，有把握內燃機科技前沿的科研先鋒，有課程教學經驗豐富的教學之星，有熟悉實踐操作的實戰能手，又有擅長視頻動畫制作的青年骨干，課程團隊凝心聚力，共同建設《內燃機》SPOC課程。經過一年多的建設試用、優化改進，目前已建設了要素齊全、資源豐富的《內燃機》在線課程，在使用過程中，學生反應和教學效果俱佳。

二、《內燃機》SPOC課程建設總體設計

（一）建設目標

在課程建設目標上，我們始終以提高教和學的質量為最終目標。為實現該目標，我們主要從兩方面入手：一是為學生開展自主學習提供支持（即助學）；二是為提升課堂教學效果提供支撐（即幫教）。在“助學”方面主要體現在學習資源的制作開發、信息資源的有機整合、教學內容的合理呈現、自主學習的有效引導、個性化交流輔導、評價指標的多元設計；在“幫教”方面主要體現在自學情況的檢測分析，在線問答的總結梳理，教學內容的及時調整，教學策略的優化設計和求知熱情的強化刺激。通過雙管齊下，努力為學生創建“樂在其中”的學習體驗。

（二）總體思路

首先，課程知識點的梳理至關重要。按內燃機整機構造——系統組成——零件信息——使用維護——故障排除的學習線路，梳理課程知識體系。層級分明、重點突出的知識點體系對學生把握門課程脈絡，提高自主學習效率意義重大。同時也便于教師將碎片化的各類資源通過關聯知識點進行整合，有效管理課程。

其次，多媒體的教學資源建設必不可少。針對內燃機原理部分知識（如內燃機工作原理、配氣相位、燃燒過程、調速器原理等）制作微課；針對零部件的安裝、調試及維修（汽缸蓋的安裝、噴油器的檢修、噴油泵的調試等）錄制操作錄像；針對組件工作過程制作flash動畫；針對前沿科技理論引進優質視頻資源；建設多種形式的課程資源呈現教學內容，力求能真正有效地幫助學生開展學習。

第三，學習內容的制作要有效引導學生開展自學。圍繞知識點的課程內容制作，要能夠提供學生精準、優質的學習指導。我們還定制有針對性的學習任務單，給予學生細粒度的思考向導，一方面保證在線學習效果，另一方面為更深層次的課堂探究學習奠定基礎。

第四，評價指標多元化設計。基于便捷可靠的大數據分析功能，教師可以直觀地把握學生的在線學習行為，包括預學時長、質疑答疑情況、自測正確率、在線測試成績等等，將上述環節得分以一定的比例納入課程最終成績，是保證學生運用SPOC課程完成學習任務的有效途徑。

最后，SPOC課程的建設還包括教學論壇、在線答疑、課程公告等互動環節的設計。教師及時而有針對性的響應有助于減少學生的學習挫敗感，幫助學生找到適合自己的學習方式和節奏。

三、SPOC在《內燃機》課程中的應用

（一）探索SPOC路徑下學教并重的混合式教學和參與式學習

SPOC通過改變或重組學校教學流程，促進混合式教學和參與式學習，扎實提高了學與教的質量[2]。從學生的學習形式來看，一個學習周期主要包含3個遞進的階段[3]，即自主學習、協作學習和探究學習（如圖1所示）。從教師教學的角度來看，教學活動包含了課前導學、課中研學和課后練學3個環節（如圖2所示）。

1.學習形式。在自主學習階段，學生根據教師提供的學習任務單進行自學。在線觀看教師推送至課程平臺的重難點微課或技能演示視頻，并完成少量的自測題目。遇到困難時，可以打開教師依據以往教學經驗提前制作好的“常見問題”版塊，尋求參考。

在協作學習階段，學生通過面對面的交流或在線發帖交流，提出問題，深入討論，得出結論。不同層次的學生可以看到教師有針對性推送的拓展資料，最終由學習小組共同完成課程任務。

在探究學習階段，學生帶著一定的預學基礎和自學階段思考的問題進入課堂，與教師進行面對面的對話。通過成果展示、分組答辯、教師點撥的形式深度學習，牢固建構自身知識網絡。

2.教學活動。在課前導學環節，教師設置框架式問題，發布學習任務單，推送對應的視頻資料，引導學生初步學習。之后，在線監測學生的預學時長、自測題目完成正確率、常見問題點擊量等自學行為，通過論壇對學生的提問答疑解惑，以此判斷學生的預習效果，并預測課堂教學的重難點。

在課中研學環節，教師通過更細粒度的課堂問答、小組展示交流來檢驗學生的課前學習程度，通過系統講解關聯各知識要點，將碎片化的知識進行整合，并設置反思性問題激發學生進行深層思考，由教師精準點撥，最終解決問題。

在課后練學環節，教師發布記憶練習類作業，鞏固提升教學效果。學生通過提取式學習，完成對知識的重構。針對學有余力的教學對象，教師提供拓展資源，幫助其開展探索性的試驗和創新性設計。

（二）結合課程內容特點，形成創新實踐兩大類教學實施形式

《內燃機》課程教學內容不外乎內燃機的結構、原理和故障分析，根據課程特點，我們創新實踐了“寬平面推進”和“階梯式遞進”兩大類教學方法。

對于結構類內容采用“寬平面推進式”教學。在預學環節，通過導學案拋出關于零部件全部信息的思考問題，包括零件的名稱、形狀、材料、作用、位置、使用、調試、維修等等，并告知學生可以在哪個視頻、哪段教材中獲得答案，推送資源。課上檢查預習效果，并通過更細粒度的問答推動思考，遇到問題時再回到學習資源中尋找答案（即師生共讀學習資源），解答困難時由教師講授，答疑解惑。問題解決后，再次回到視頻，向下一個問題推進。以一種“割草機式”的推進方法，不留死角地推動學生扎實地掌握內燃機的結構。

對于原理分析類內容，則采用“階梯遞進式”教學。與“寬平面推進式”教學形式不同，在預學環節，通過導學案僅提出基礎性問題，并推送相應的知識型講解視頻，以降低預學難度，減少學生的學習挫敗感。而在課堂面授環節則通過任務、案例的形式牽引學生對預學知識要點進行提取、融合，并激發其更深層次思考，最終以師生、生生協作學習的形式達成教學目標。教師進行適時精準的點撥，從而實現學生能力的提升。

（三）依靠平臺功能，深化課外指導作用，拓展教學時空

借助SPOC平臺功能，我們開展了多樣化的在線學習活動，包括問卷調查、在線測試、競賽、在線作業、輔導答疑、論壇交流等，深化了教師的課外指導作用，拓展了教與學的時空。師生的在線互動為教師及時掌握學生學習動態、解釋與評估認知過程、發現潛在問題、提供預警與干預提供了有效的信息支持。借助這些信息反饋，教師做出的及時響應（比如調整、優化課堂面授活動、推送更加精準的學習資源）則進一步反向刺激學生探究問題的能動性，形成良性循環，提高了交互的質量。具體實施過程如圖3所示。在線活動的訪問量均超過學生總數的80%，利用率高，應用效果好。另外，教師充分發揮教學平臺中“精彩問答”板塊的作用，努力使每位學生至少有一個提問被推薦到主頁，以便于思考行為被更多人參與、討論和分享，充分激發學生質疑、解疑的熱情。教師也可通過梳理學生問答，將共性問題總結提煉，編輯制作成課程建設資源投放至平臺“常見問題”欄目，供不同學生參考閱讀。

四、教學效果與課程特色

《內燃機》SPOC課程在我校2013級機械工程及其自動化專業學生中開展實踐，學生的在線學習行為從一開始的不太適應，到后來的欣然接受，再到最后找到適合自己的學習節奏，經歷了一個必然的過程。教師的管理駕馭能力也從一開始的摸索嘗試轉變為駕輕就熟。學習效果和教學質量都得到了顯著提升，主要體現在以下幾個方面：

（一）學生參與課程的廣度和深度得到提升

在以往教學中，往往只有少數學生愿意在課后和教師交流，表達對知識和學習的理解。而在SPOC環境下，受到平臺功能支持和課程參與度成績的驅使，更多學生開始積極主動地向教師提問，問題的涉及面也從課程內容本身拓展到更廣闊的領域，無論是求知的熱情還是思考的深度都得到了提升。教師的輔導答疑時長由傳統的幾次課，上升到每天幾小時。教師耐心、及時、準確的回復，激發了學生更高的提問熱情。

統計顯示，學生在課程開始初期，提問主要集中在駕車、選車、作業題等淺層問題，而隨著課程的深入，在學生提問量上升的同時，問題的關注點也發生了變化，轉向思考內燃機系統間的配合、故障的原因、保養方法的依據等等，參與課程的深度明顯提升。

（二）個性化學習要求得以滿足

信息技術的支持有利于學生個性化學習的開展。可重復性強的教學資源為個性化學習提供保障、高效的數據挖掘技術為個性化分析提供支撐，強大的平臺功能為個性化學習模式提供路徑。借助SPOC教學平臺支持，我們初步探索了SPOC環境下的個性化學習模式，如圖4所示。

通過調取平臺數據，分析學生的知識結構、愛好、風格、學習習慣，對其進行分組。針對不同特征的學生，分別制定個性化的學習目標（認識層面、理解層面、分析層面等），推送個性化的學習資源（拓展視頻、研究文獻、科研成果等），支持個性化的學習方式（探究式、合作式、目標驅動式等），給予個性化的學習指導（借助多樣化的交流工具開展的一對一輔導），并采取多元評價機制評估學習結果，促使學生的各方面能力獲得更充分、自由、和諧的發展。

（三）教與學的質量得到提升

調查顯示，學生對課程的滿意度高（如圖5所示）。絕大多數同學表示他們更愿意看SPOC課程平臺的立體化電子教材，并反映通過教師導學和講解視頻結合的方式，學習效率得到提高。而課堂中的師生對話、生生對話更進一步加深了他們對知識的深層理解，使之知其然并知其所以然。更有部分同學在課程結束后繼續在平臺上與教師交流專業問題，并表達想要開展創新研究的愿望。

四、總結

SPOC課程在幫助學生開展自主學習、高課堂面授質量上有著不可小覷的優勢。它最大程度地支持學習模式和教學模式的創新，極大地提高了師生對課程的參與度，是一種值得在目前形勢下探索、嘗試的教育方式[4]。在互聯網+時代，受到信息技術的沖擊，教育正處在大變革的時期，這也給學校教育和教師職業帶來了前所未有的挑戰。教育工作者只有把握時代脈絡，厘清當今教學的特征，才能在改革洪流中占領先機。SPOC就是一種結合了在線學習和傳統課堂授課兩方面優勢的混合教學模式，它也許就是瞄準未來教育變革的突破口[5]。基于SPOC背景的課堂教學將何去何從，需要更多的人去探索和創新。

參考文獻：

[1]康葉欽.在線教育的“后MOOC時代”——SPOC解析[J].清華大學教育研究，2014，35（1）：85-93.

[2]賀斌，曹陽.SPOC：基于MOOC的教學流程創新[J].中國電化教育，2015，（3）：22-29.

[3]鄭奇，楊竹筠.SPOC：結合高校教學的融合創新[J].物理與工程，2014，（1）：15-18.

[4]杜世純，傅澤田，王怡.淺論MOOC對我國高等教育的影響與啟示[J].高等農業教育，2014，（5）：41-43.

[5]李曼麗，張羽，葉賦桂，等.解碼MOOC：大規模在線開放課程的教育學考察[M].北京：清華大學出版社，2013：90-136.