微積分教學(xué)中運(yùn)用SPOC&MOOC的時(shí)效性探討

張曉威 林錳 隋然 馬明華

摘要：近年來(lái)，在線開(kāi)放課程（MOOC）發(fā)展迅速，對(duì)高等院校中傳統(tǒng)的教學(xué)模式影響巨大。在教學(xué)過(guò)程中，采用混合式教學(xué)（SPOC）方式，實(shí)現(xiàn)MOOC和傳統(tǒng)校園課堂教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，有效地彌補(bǔ)MOOC的短板，是一個(gè)值得研究的教學(xué)課題。本文探討在微積分課堂教學(xué)中，融入MOOC和翻轉(zhuǎn)式教學(xué)方式的混合式教學(xué)模式（SPOC），提高微積分課程的教學(xué)質(zhì)量，獲得了較好的效果及較高的時(shí)效性。

關(guān)鍵詞：微積分；課堂教學(xué)；教學(xué)改革；MOOC；混合教學(xué)模式

一、引言

網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)的大數(shù)據(jù)時(shí)代，使我國(guó)高等教育也迎來(lái)了新的挑戰(zhàn)與活力。SPOC&MOOC;不僅滿(mǎn)足了時(shí)代需要的同時(shí)，也滿(mǎn)足了新時(shí)代大學(xué)生們對(duì)知識(shí)多角度、多元化的需求。它廣博多樣的學(xué)習(xí)資源和靈活方便的授課方式，對(duì)獵奇和渴求知識(shí)的大學(xué)生來(lái)說(shuō)，有著很強(qiáng)的吸引力。然而，對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)激發(fā)學(xué)生的興趣容易，想要學(xué)生們長(zhǎng)久堅(jiān)持并完成最后課程的學(xué)習(xí)并不容易。所以，作為教師如何引導(dǎo)學(xué)生將MOOC資源合理有效利用，監(jiān)督學(xué)生完成整個(gè)慕課的學(xué)習(xí)是至關(guān)重要的。微積分是所有工科院校數(shù)學(xué)類(lèi)公共基礎(chǔ)課，具有其他課程無(wú)法比擬的覆蓋面和影響力，特別是由于它與工科其它學(xué)科的緊密聯(lián)系、相互滲透，已成為高等基礎(chǔ)教育中的重中之重。傳統(tǒng)的教學(xué)方式多以灌輸式為主，教師是課堂教學(xué)的主體，學(xué)生只是被動(dòng)接受數(shù)學(xué)理論知識(shí)，師生和生生互動(dòng)交流都受到時(shí)間和空間上的客觀限制，這樣既容易讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生抵觸情緒，又會(huì)使學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣以及探究意識(shí)，對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新型復(fù)合人才有很大的局限性。因此，我們對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式融入現(xiàn)代化手段加以適當(dāng)?shù)臐?rùn)色，提高微積分課程的教學(xué)質(zhì)量，建設(shè)了一整套MOOC 課程資源，利用智慧樹(shù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，在微積分教學(xué)中實(shí)施基于SPOC 的混合式教學(xué)，獲得了較好的效果。

二、微積分MOOC建設(shè)實(shí)施的思路與設(shè)計(jì)

微積分中MOOC內(nèi)容為：1.知識(shí)匯總。微積分（上，下）各30課時(shí)，共計(jì)60課時(shí)；2.典型習(xí)題講解共計(jì)100課時(shí)；3.微積分典型案例錦集30課時(shí)。微積分MOOC共計(jì)190課時(shí)，分成九個(gè)板塊：1.極限與連續(xù)；2.一元函數(shù)微分學(xué)；3.一元函數(shù)積分學(xué)；4.一元微積分應(yīng)用；5.多元函數(shù)微分學(xué)；6.多元函數(shù)積分學(xué)；7.級(jí)數(shù)；8.微分方程；9.多元微積分應(yīng)用。

該MOOC視頻以哈爾濱工程大學(xué)出版社出版的《微積分教程》為依托，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都配套習(xí)題、章節(jié)測(cè)驗(yàn)和期末測(cè)題。錄制團(tuán)隊(duì)的所有教師都是微積分教學(xué)團(tuán)隊(duì)的教學(xué)名師及優(yōu)秀教師。同時(shí)，在微積分慕課建設(shè)過(guò)程中，還注重視頻內(nèi)容和課堂教學(xué)的同步階梯化及簡(jiǎn)單精致化；在線習(xí)題、在線測(cè)試配備也注重基礎(chǔ)和拔高相結(jié)合；同時(shí)，在線習(xí)題、在線測(cè)試與課后作業(yè)分層次互補(bǔ)，以滿(mǎn)足多層次學(xué)習(xí)需求。

三、微積分教學(xué)融入SPOC 混合教學(xué)模式的具體實(shí)施

1.微積分教學(xué)的混合式教學(xué)模式

在傳統(tǒng)課程教學(xué)中，融入慕課和翻轉(zhuǎn)式進(jìn)行混合式教學(xué)，根據(jù)混合式教學(xué)定位，同時(shí)兼顧處理好在線學(xué)習(xí)與課堂教學(xué)的關(guān)系，將微積分的混合式教學(xué)分為四個(gè)階段。⑴教師按原有授課模式授課；⑵在智慧樹(shù)SPOC平臺(tái)下，要求學(xué)生按課堂授課進(jìn)度觀看慕課進(jìn)行學(xué)習(xí)；⑶學(xué)生要根據(jù)學(xué)習(xí)有關(guān)內(nèi)容，完成知識(shí)點(diǎn)測(cè)試題；⑷進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。以2017年為例，全年共進(jìn)行了十次翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的嘗試，由于面對(duì)的是一年級(jí)本科生，學(xué)生們對(duì)微積分課程的期待和熱情很高，翻轉(zhuǎn)課堂也得到了充分利用，例如很多學(xué)生搶著提出問(wèn)題，并在老師給出啟發(fā)性提示后，很多同學(xué)都踴躍地參與解答和提出不同看法。當(dāng)然翻轉(zhuǎn)課堂的嘗試同時(shí)也暴露出一些問(wèn)題，例如，某個(gè)120左右人數(shù)的教學(xué)大班，有相當(dāng)一部分同學(xué)根本不參與互動(dòng)，對(duì)教師布置的慕課學(xué)習(xí)任務(wù)和課堂要求思考問(wèn)題置之不理。

2.微積分混合式教學(xué)模式的考核方式

在沒(méi)有進(jìn)行本次教學(xué)改革之前，微積分的考核成績(jī)計(jì)算方法是，平時(shí)成績(jī)占10%，期末考試成績(jī)占90%。這種考核方式有很多弊端，學(xué)生也有較多的意見(jiàn)。在建設(shè)完成慕課和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)之后，實(shí)施多元一體化課程考核方式，引導(dǎo)學(xué)生從“被動(dòng)相互抄作業(yè)”向“主動(dòng)網(wǎng)上寫(xiě)作業(yè)”的方式轉(zhuǎn)變，根據(jù)SPOC混合式教學(xué)流程，加重對(duì)學(xué)生網(wǎng)上過(guò)程性學(xué)習(xí)質(zhì)量考核的評(píng)價(jià)份量，將平時(shí)作業(yè)、在線學(xué)習(xí)、在線測(cè)試案例分析等和期末考試融為一體，按一定比例計(jì)入學(xué)生的最終課程成績(jī)。將微積分考核成績(jī)的計(jì)算方式，修改為平時(shí)成績(jī)占40%，期末考試成績(jī)占60%，其中平時(shí)成績(jī)包含平時(shí)作業(yè)、在線學(xué)習(xí)慕課、在線單元測(cè)試和案例學(xué)習(xí)（各占10%）。在線慕課和案例學(xué)習(xí)、在線單元測(cè)試均由SPOC學(xué)習(xí)平臺(tái)自動(dòng)完成記錄，學(xué)生可隨時(shí)查看了解，平時(shí)作業(yè)由助教進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。這樣不僅提高了成績(jī)考評(píng)的公平性，同時(shí)也促使學(xué)生在學(xué)完每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)或每一單元時(shí)，主動(dòng)學(xué)會(huì)復(fù)習(xí)及總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，也減輕教師負(fù)擔(dān)，以便有更多時(shí)間為學(xué)生解答問(wèn)題。

四、SPOC&MOOC;融入微積分教學(xué)的時(shí)效性

將微積分SPOC 學(xué)習(xí)融入到微積分課程教學(xué)中，根據(jù)我校2017年的運(yùn)行情況，學(xué)生基本上都能夠全部完成在線學(xué)習(xí)和測(cè)試題，且正確率在85%以上。在將微積分教學(xué)融入SPOC 教學(xué)模式之后，這種混合式教學(xué)方式也給我們帶來(lái)一定的時(shí)效性，教學(xué)效果也隨著教學(xué)模式的變化而有所提高，原因有以下幾點(diǎn)。

1.SPOC 學(xué)習(xí)融入到微積分課程教學(xué)中能夠有效挖掘?qū)W生的自主學(xué)習(xí)能力

微積分教學(xué)中融入SPOC 學(xué)習(xí)，授課教師改變了以往 “單純授課”的低參與度教學(xué)模式，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)觀看學(xué)習(xí)和在線答疑等手段將學(xué)生的主觀能動(dòng)性充分發(fā)揮出來(lái)，并采取逐步引導(dǎo)的方式，通過(guò)啟發(fā)式教學(xué)方式，對(duì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力進(jìn)行漸進(jìn)式的鍛煉，進(jìn)而將學(xué)生在學(xué)習(xí)微積分過(guò)程中的主觀能動(dòng)性充分挖掘出來(lái)。通過(guò)與教師的互動(dòng)，將原本學(xué)生認(rèn)為枯燥無(wú)味的微積分教學(xué)變得更加生動(dòng)化、趣味化、形象化，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)意識(shí)和好奇心增強(qiáng)，自主學(xué)習(xí)能力大幅度提高。通過(guò)一年的教學(xué)實(shí)踐，很多學(xué)生已養(yǎng)成自覺(jué)通過(guò)平臺(tái)上的在線教學(xué)公告獲取作業(yè)、考試等教學(xué)信息，自覺(jué)通過(guò)在線資源獲取學(xué)習(xí)資料的習(xí)慣，自覺(jué)主動(dòng)觀看網(wǎng)上視頻并完成自測(cè)題。可見(jiàn)，SPOC 學(xué)習(xí)融入到微積分課程教學(xué)的這種混合式教學(xué)不僅可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)還能養(yǎng)成良好的自主學(xué)習(xí)習(xí)慣，可謂一舉多得。

2.SPOC 學(xué)習(xí)融入到微積分課程教學(xué)中可以提升教學(xué)信息的密度與容量

相對(duì)而言，微積分課程的教學(xué)內(nèi)容過(guò)于抽象和龐雜，對(duì)剛剛?cè)雽W(xué)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)的難度較大。同時(shí)由于微積分課程采用的是大課堂的教學(xué)模式，任課教師無(wú)法兼顧到每一名學(xué)生，這也直接影響了微積分的教學(xué)效率和教學(xué)效果，而融入在線SPOC 學(xué)習(xí)和翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式之后，可以將原本復(fù)雜的微積分知識(shí)在MOOC的知識(shí)匯總中變得簡(jiǎn)單化、清晰化，可以幫助學(xué)生更好地對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行理解和歸納總結(jié)，同時(shí)SPOC在線學(xué)習(xí)并不局限于課堂教學(xué)，任何時(shí)候?qū)W生都可以使用手機(jī)對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)習(xí)和鞏固，提升了微積分教學(xué)的密度與容量。

3.學(xué)生問(wèn)題意識(shí)增強(qiáng)，交流互動(dòng)次數(shù)有所提高

通過(guò)SPOC 學(xué)習(xí)融入到微積分課程教學(xué)中，學(xué)生們或利用SPOC平臺(tái)、或利用班級(jí)QQ平臺(tái)、或在階段性翻轉(zhuǎn)課堂中提出疑問(wèn)、發(fā)表觀點(diǎn)、闡述對(duì)問(wèn)題的拓展理解等，主動(dòng)參與討論與交流，教師和學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生、以及不同教學(xué)班之間互動(dòng)交流活躍，學(xué)生問(wèn)題意識(shí)增強(qiáng)。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，在過(guò)濾掉價(jià)值不高和沒(méi)有參考價(jià)值的發(fā)言?xún)?nèi)容后，學(xué)生通過(guò)答疑平臺(tái)提問(wèn)約2300余條，教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過(guò)搜集整理、篩選與完善，將一些相關(guān)問(wèn)題歸納總結(jié)形成微積分常見(jiàn)問(wèn)題資源庫(kù)，供教教師和學(xué)生查閱參考。

4.SPOC 學(xué)習(xí)融入到微積分課程教學(xué)中的問(wèn)卷調(diào)查和訪談

為分析SPOC和翻轉(zhuǎn)課堂融入到微積分課程教學(xué)中的混合式學(xué)習(xí)的教學(xué)效果，我們對(duì)3個(gè)教學(xué)大班的學(xué)生進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查和訪談。發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷325份，回收有效調(diào)查問(wèn)卷296份，有效率91%。⑴與傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式相比，學(xué)生更喜歡學(xué)微積分混合式學(xué)習(xí)的教學(xué)模式。75%的學(xué)生回答喜歡看慕課和翻轉(zhuǎn)課堂模式；25%的學(xué)生回答“不喜歡”慕課和翻轉(zhuǎn)課堂，他們不能約束自己看慕課視頻，不喜歡在線學(xué)習(xí)，習(xí)慣傳統(tǒng)的課堂授課方式。⑵與傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式相比，學(xué)生討論參與度有了很大的提高。92%的學(xué)生參與并能夠自主學(xué)習(xí)，還有8%的學(xué)生幾乎不想自主學(xué)習(xí)，不喜歡參與討論。在92%參與并能夠自主學(xué)習(xí)的學(xué)生中，62%的學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)并且能夠提出自己的見(jiàn)解，但分析發(fā)現(xiàn)，有30%的學(xué)生雖然看了MOOC，但沒(méi)有真正學(xué)進(jìn)去；57%的學(xué)生喜歡翻轉(zhuǎn)課堂上師生一起不拘形式地激烈討論，大膽提出自己的想法和展示自己。但35%的學(xué)生中立，有欲望參與討論，心里很想發(fā)言但膽子小，不愿意參與討論。⑶有78%的學(xué)生認(rèn)為MOOC與翻轉(zhuǎn)課堂最大的優(yōu)點(diǎn)是能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和拓展能力，其中的67%的學(xué)生認(rèn)為學(xué)到了有價(jià)值的知識(shí)，對(duì)微積分這門(mén)課更感興趣，24%的學(xué)生很高興能得到老師鼓勵(lì)，喜歡相互交流，25%的學(xué)生認(rèn)為課堂氣氛活躍，通過(guò)發(fā)表不同的觀點(diǎn)或質(zhì)疑其它學(xué)生的觀點(diǎn)，拓展了思維視野。⑷82%的學(xué)生認(rèn)為MOOC和翻轉(zhuǎn)課堂這種混合形式非常好，MOOC中短小精干的小視頻將課堂上教師所講的知識(shí)相對(duì)獨(dú)立化，學(xué)生可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)隨時(shí)隨地反復(fù)靈活學(xué)習(xí)。學(xué)生認(rèn)為慕課的討論與在線測(cè)試具有靈活性，能及時(shí)檢測(cè)所學(xué)知識(shí)正確性。

5.提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)

與傳統(tǒng)單一的教學(xué)模式相比，混合式教學(xué)模式的考核使得學(xué)生最終成績(jī)有大幅度的提高。在學(xué)生過(guò)程中，學(xué)生可以分階段分知識(shí)點(diǎn)掌握微積分中的概念、性質(zhì)、定理和解題技巧，通過(guò)網(wǎng)上測(cè)試與階段學(xué)習(xí)所取得的成績(jī)，并綜合形成最終成績(jī)。對(duì)比分析表明，參與SPOC及MOOC學(xué)習(xí)的教學(xué)班級(jí)，其整體平均成績(jī)及及格率，都高于比不參與SPOC及MOOC學(xué)習(xí)的教學(xué)班級(jí)。

五、總結(jié)

雖然SPOC&MOOC;和翻轉(zhuǎn)課堂作為教學(xué)的補(bǔ)充，不能完全替代傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，但可以用來(lái)強(qiáng)化教師的指導(dǎo)作用，激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和參與度，增強(qiáng)學(xué)生們學(xué)習(xí)的興趣。將SPOC&MOOC;以及翻轉(zhuǎn)課堂融入微積分教學(xué)中，與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，改變了微積分課程教學(xué)中教師唱主角的教學(xué)方式，讓學(xué)生走出來(lái)成為教學(xué)的主角，增加了課堂活躍度，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升了重積分的課堂教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]夏紅，高建，黃廷祝.借力MOOC的微積分教學(xué)改革研究[J].大學(xué)數(shù)學(xué)，2018， 34（1）： 57-61.

[2]趙小艷，李繼成.MOOC環(huán)境下大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)方法思考[J].大學(xué)數(shù)學(xué)，2015，31（11）：46-48.

[3]汪澤焱，姚佳.高等數(shù)學(xué)SPOC混合式教學(xué)模式的實(shí)踐與思考[J].大學(xué)數(shù)學(xué)， 2017， 33（1）： 91-95.

[4]王鑫.在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中引入微課和翻轉(zhuǎn)課堂的探究[J].高教學(xué)刊，2017， （7）： 84-85，87.

[5]陳玉琨，田愛(ài)麗.慕課與翻轉(zhuǎn)課堂導(dǎo)論[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2014.

[6]王春華，沙榮方，朱艷芳.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在《微積分》課程教學(xué)中的實(shí)踐與探索[J].教育教學(xué)論壇， 2015， （15）： 88-89.

[7]高建召.微積分慕課教學(xué)資源與應(yīng)對(duì)策略[J].高教學(xué)刊， 2017， （4）： 58-59.

[8]劉暢，曹峰梅.高校MOOC建設(shè)中的探索與實(shí)踐——以“中國(guó)大學(xué)MOOC”平臺(tái)為實(shí)例[J].教育探索， 2016，（5）：131-

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作者簡(jiǎn)介：張曉威（1965年11月），男，漢族，黑龍江省望奎縣人，哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院教授，主要從事應(yīng)用數(shù)學(xué)的研究工作以及大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)工作。