基于異步SPOC 的Java 課程混合式教學實踐

殷偉鳳

（浙江傳媒學院媒體工程學院，杭州310018）

0 引言

大規模在線開放課程（Massive Open Online Course，MOOC）的應用創造了一個全新的、更公平的教育模式，國家精品MOOC 課程為所有的學習者和教師提供了優質資源。但是，伴隨著MOOC 平臺、上線課程和學生注冊數的巨量增長，數量的急劇加速引發了質量危機，MOOC 存在著一些亟待解決的問題[1]。MOOC課程也有一定的局限性，存在教學形式單一、課程內容更新少、評價學生機制過于單一，對學習者的個性化考慮不夠等問題[2]。針對MOOC 存在的問題，加州大學伯克利分校的阿曼德·福克斯教授提出了小范圍私有在線課程（Small Private Online Course，SPOC）概念[3]，即面向某學校某課程班學員開放的課程。SPOC 通過將混合學習和翻轉教室結合起來，成為傳統教學的補充[4]。目前基于MOOC+SPOCs 的混合式教學模式已被認為是未來大學教學改革的方向[5]。

但如何充分利用MOOC 的優質資源，又能針對本校學生的個性化教學，具體如何實施混合式教學和翻轉課堂，切實提高教學質量，需要進行探索和實踐，基于此，筆者針對Java 課程，進行了基于MOOCS+SPOC+翻轉課堂的混合式教學實踐，并根據程序設計課程的特點，引入程序設計類網絡實驗輔助平臺。

1 平臺資源構建

1.1 課程總體設計

Java 語言程序設計是計算機專業的核心專業基礎課，主要講授面向對象基本概念和編程思想，主要內容包括程序設計基礎、面向對象程序設計和GUI 程序設計三大部分。該課程以工程教育認證標準[6]為準則，將專業認證OBE 理念，即“產出導向”“學生中心”“持續改進”貫徹到課程教學層面，建立一種以培養目標為導向，以學習者為中心，能夠切實支撐畢業要求達成的課程教學模式與體系[7]。課程的目標是培養和提高學生的程序設計能力，以能力為導向，其課程目標、教學方式、考核、評價指標均圍繞產出導向這個根本原則，遵循OBE 的理念，根據課程內容和支撐畢業要求指標點設置課程目標，并根據課程目標確定課程內容和課程知識點。以筆者所在學校Java 課程為例，課程總學時是48 學時，課堂教學安排每周一次3 學時，由12 講內容組成。根據所采用的線上線下混合式教學模式，一學期課程總體任務設計如表1 所示。

表1 課程總體設計表

1.2 異步SPOC的資源構建

混合式教學其中很重要的一個環節是線上平臺的應用和線上資源的建設。SPOC 學習資源的構建有多種方式，可以引入現有資源或自建資源。目前SPOC的類型主要有三類：同步SPOC、異步SPOC 和獨立SPOC。同步SPOC 是完全跟隨一門正在開課的MOOC源課程學期，教師僅可補充內容，不能修改源課程原有內容；異步SPOC 是拷貝一門已結課的源課程學期內容，教師可刪減原有MOOC 的內容，也可增補內容。獨立SPOC 單獨創建一門SPOC 課程，教師可根據自己的教學安排發布一門專有課程。為了充分利用國家精品課程的優質資源，給學生最好的學習體驗，并結合本校的教學目標和學生學情，同步學校的教學進程，我們使用中國大學MOOC 的愛課程平臺，并基于MOOC 平臺上國家精品課程中現有的高質量課程資源建立異步

SPOC。

根據課程的教學大綱要求，本課程的內容涉及程序設計基礎、面向對象程序設計、GUI 程序設計三大部分，課程總共由12 講組成，其中面向對象程序設計部分，包括類和對象、繼承與多態、接口與抽象、異常機制處理、文件輸入輸出，即第6、7、8、9、10 講直接復制MOOC 平臺上浙江大學翁凱老師的《面向對象程序設計——Java》的課程資源，個別知識點進行增刪。另外兩部分都是自建資源。每一講都由多個短視頻和短文檔組成，每個視頻一般在5 到25 分鐘之間，平均10 分鐘，這樣可以將知識點進行細粒度分解，也使學生在觀看視頻時注意力更加集中。

基于SPOC 的線上教學，為教師的教學資源建設提供了更靈活的方式，整個資源的建設是一個循環迭代的過程，包括預分析、計劃、設計、實現和評估的過程[8]。

1.3 實踐資源建設

程序設計類課程的主要實踐活動是編寫程序，自動化評判系統可以對學生提交的作業和程序進行快速的反饋，非常有利于提高學生的學習效率，也提高了教師檢查作業的效率。程序設計實驗輔助平臺為程序設計課程效果的明確性和可衡量性提供了技術支撐[9]。PTA 是程序設計類實驗輔助平臺，該平臺可提供單選題、多選題、填空題、程序填空題、主觀題、多文件題、函數題、編程題等多種題型，并有自動判卷功能，完全滿足了該課程的學生的作業和編程需求。

根據課程的總體設計，我們在PTA 上共創建了12個小測驗、3 個階段測驗、1 個期中考試、1 個期末考試、8 組編程訓練題。其中小測驗主要以單選題為主，題目一般為5-10 個，作為每次課的課外視頻觀看檢測和基礎理論知識自查，階段測驗、期中考試和期末考試有選擇、填空、程序填空、編程等多種題型，主要對階段性的學習成果進行考核。編程題是學生平時的主要作業，編程題按主題進行設置，共有8 組，覆蓋了課程的所有知識單元。每組中的每一題都與課程目標中的某個目標點相對應。

除此之外，特別設計了5 個小項目案例，案例的設計考慮可理解性、趣味性、生活性和綜合性，每個案例與課程階段性的知識密切相關，能夠綜合運用所學過的知識來分析問題、解決問題，除了提供程序實現外，還要求按照規范編寫文檔。每個案例之間相互有關聯，并且后一個案例在前一個案例的基礎上再應用新學的知識理論進行修改、擴充、實現。同時這5 個案例也貫穿了課程的所有課程目標。

2 混合式教學模式

混合式教學模式指的是線上線下混合式+半翻轉課堂形式，是將傳統課堂的一部分內容，主要是知識講解部分放在MOOC 平臺上供學生們自主觀看學習，而線下課堂可以做一些交互活動。但無論是線上網絡教學還是線下課堂教學，所有活動均以學生為中心，以學為主。本課程實施的教學模式基于線上異步SPOC、PTA 平臺和線下實體課堂實施，以學生學習活動為中心，教師承擔學生的學習引領者。教學模式總體架構如圖1 所示。

圖1 基于異步SPOC+PTA的混合式教學模式架構

一個學習活動按照學習單元來劃分，一個學習單元對應一個學習活動，一個學習活動由一個或多個學習任務構成。本課程設計了觀看視頻、課堂聽講、測驗考試、編程作業、項目設計5 個學習任務，安排每周一個學習活動。

通過觀看視頻學習和掌握課程的理論基礎知識；測驗考試考核學習的掌握程度；編程訓練進行程序設計實踐，培養程序設計能力，訓練簡單的問題解決能力。這些任務都要求獨立完成，都在線上進行和完成。項目設計分小組進行，培養學生間的相互協作、運用所學知識的綜合設計能力，解決復雜問題的能力，并訓練文檔寫作能力及規范性。

針對每個學習活動，教師給出明確的學習任務，明確所要達成的目標、任務、學習方式、考核評價方式。教師每周明確布置學習任務要求，要求觀看的視頻、所要完成的作業，并分享在線學習導引單，在導引單中包括本講的教學目標、每個知識點所對應的教學目標點、視頻觀看導學、編程作業要求及達成的目標等，指導學生有序有效的學習。

學生課外在MOOC 平臺上自行觀看教學視頻，完成平臺上的任務要求，并在PTA 上完成編程訓練作業。PTA 可以在線自動判題，學生完成作業提交后就會有即時反饋。課程的基礎知識也即課程的理論教學已經在MOOC 平臺上完成，因此課堂活動就不再重復講解知識點，課堂的目標主要是解決學生自主學習中遇到的問題，對線上學習的達成目標進行檢驗，補充講解視頻上缺失的內容。因此，在每次課前形成本次教學活動預案，包括組織哪些教學活動、測驗、提問、討論、講評、講解等活動的內容、順序、時長等。

3 數據收集和分析

傳統的教學，教師依靠紙上批改作業，人工給出成績來判定和了解學生的學習狀況。本課程學生所有的學習活動都在平臺上進行，MOOC 上視頻觀看記錄可以了解學生的學習進度和態度。在PTA 上，學生的所有實踐活動，包括測驗、編程、考試等，都可以導出完整的答卷、成績單、得分代碼、正答率和試卷分析。答卷存放了每個學生本題目集的所有答題數據，包括題目詳情、得分點、總得分數、源代碼。成績單根據學生排名，有學生的完成題數，所用時長以及每題的完成情況。得分代碼中存放了所有學生提交的每一題的源代碼。正答率中給出了每組題中每一題的統計情況。試卷分析中以表格和圖表展示了各分數檔的人數分布和每個知識點的得分率分布。根據學生的所有學習數據，進行相關的分析，可以跟蹤、了解、掌握學生的學習情況，分析其學習行為，這樣可以有針對性的進行輔導、督促，并為課堂教學活動設計提供依據。

PTA 上實踐活動的數據分析，是當前教學狀態下一種非常有效的學習反饋方式，根據數據分析，可以較科學地掌握學情，隨時動態了解學生的學習狀態和學習效果，根據完成和正確率、知識點的掌握情況可以在課堂上有針對性的進行答疑、講解。

4 結語

混合式教學模式使課程的教學模式從“以教為主”向“以學為主”進行了轉變。線上平臺的使用，利用可獲得和可供使用的最好資源，可將教師的關注點更多轉移到課程設計上，之后更多的將主要精力集中在“以能力導向”的課程重構上，探索目標達成途徑，做好課程設計和課前準備，引導和培養學生自己學習的能力。

線上線下混合式教學可以更好的培養學生的自主學習能力，通過線上資源和網絡實驗平臺，學生可靈活地“按需學習”。通過對平臺上所獲得的學生學習數據分析也可看出，學生的學習態度對學習成效起著決定性作用，需要教師加強引導和管理。