基于SPOC的石油煉制工程混合式教學模式探究與實踐

張海俊，王穎，熊偉

(1.銀川能源學院 化學與生物工程學院，寧夏銀川 750100； 2.寧夏工商職業(yè)技術學院 能源化工學院，寧夏銀川 750021)

2018年，教育部印發(fā)《關于加快建設高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》，指出“積極推廣小班化教學、混合式教學、翻轉(zhuǎn)課堂，大力推進智慧教室建設，構建線上線下相結合的教學模式”[1]。2019年，中共中央、國務院印發(fā)《中國教育現(xiàn)代化2035》，提出“遵循教育規(guī)律，堅持改革創(chuàng)新”。在教學過程中要更加注重共建共享，建立完善的數(shù)字教育資源共建共享機制[2]。

SPOC 是小規(guī)模限制性在線課程（Small Private Online Course 的縮寫），最早由阿曼德·福克斯提出，2013年美國加州大學伯克利分校等大學作為試點，該模式具有“限制性”“共享性”“個性化”的學習特點，在學習過程中構建“以學習者為中心”的教學模式。SPOC 具有以下優(yōu)勢：傳統(tǒng)教學資源與線上資源更合理地整合與開發(fā)；教學及學生自主學習的方向性更明確；學生評價更多元化；提供個性化的學習反饋和干預策略[3-5]。

1 混合式教學方式的實施

石油煉制工程是化學工程與工藝專業(yè)特色主干課程之一，是從事煉油工作必備的基礎和核心課程，在整個專業(yè)教學中起到承上啟下的作用，既要融會貫通先修課程物理化學、化工原理的知識，又要兼顧后續(xù)生產(chǎn)實習實踐環(huán)節(jié)，具有實踐性強、綜合性強、緊貼專業(yè)的特點。課程在教學內(nèi)容方面著重典型工藝過程及原理、工藝條件選擇的講解，在培養(yǎng)實踐能力方面著重調(diào)控典型工藝參數(shù)與產(chǎn)品質(zhì)量，注重培養(yǎng)學生工程意識和運用各方面有關知識和信息研究、分析工程實際問題的能力[6-8]。

傳統(tǒng)教育模式重知識傳授、輕能力培養(yǎng)，課堂教學強調(diào)知識的灌輸，學生被動接受知識、持續(xù)聚焦時間短，造成學生缺乏學習熱情和動力[9]。由于受到學習環(huán)境及條件限制，培養(yǎng)的學生缺乏創(chuàng)新思維，欠缺自主思考的學習習慣。此外，行業(yè)新興技術、相關知識擴展等內(nèi)容都無法傳授給學生，造成學生相關知識的缺失。因此，基于SPOC 的線上線下混合式教學的新模式逐漸被應用，這種模式既可以激發(fā)學生在學習過程中的積極性與創(chuàng)造性，也能積極發(fā)揮任課教師在教學過程中引導、啟發(fā)、監(jiān)督的作用。具體的改革設計如圖1所示。

圖1 石油煉制工程線上線下混合式教學改革設計流程圖

1.1 課前知識導入

課前準備階段，教師要對授課學生進行學情分析，根據(jù)學生實際情況制定課程學習目標和課程教學規(guī)劃，在網(wǎng)絡學習平臺上傳需要完成的學習資源（視頻、文本、圖片、音頻、任務活動等內(nèi)容）。在布置學習任務時要充分考慮到學生的具體學習習慣和學習能力，讓學生能完成與其能力相匹配的學習任務。學生根據(jù)自身的興趣或具體任務完成線上自主學習，以任務為驅(qū)動進行深入思考，為參與線下課堂學習做準備。部分章節(jié)會設置在線學習自測，學生可以根據(jù)自身學習與考核結果進行相關知識的了解與鞏固。

通過課前學習，一方面，學生可以對較基礎的內(nèi)容進行自學，減輕線下課中學習的負擔，從而能節(jié)省出更多的時間和精力開展參與式、討論式的教學；另一方面，通過學生課前的知識學習，會對部分知識點有一定的困惑和疑問，因此形成基于問題的學習模式（PBL 模式），對線下課堂中的學習會更有積極性，養(yǎng)成認真聽講的良好學習習慣[10-12]。

1.2 課中知識內(nèi)化

課中學習階段是在線下課堂開展的，教師與學生可以面對面交流探討。教學模式改革其實對傳統(tǒng)課堂教學進行改變，將原本的“教師主導教學”變?yōu)椤耙詫W生為中心”。

在課堂教學中，通常有兩種形式，一種是學生根據(jù)課前線上學習遇到的疑問和困惑進行總結并反饋給教師，教師根據(jù)學生的學習反饋，明確本堂課的教學重點，合理分配課堂時間，對主要教學內(nèi)容串講，對學生遇到的難點、自學過程中暴露出的薄弱環(huán)節(jié)進行精講，對重點知識進行深講。隨堂會根據(jù)教學內(nèi)容設置相應的測試題，檢驗通過課堂教學后，學生對自學過程中出現(xiàn)的難點、易錯點是否真正掌握。

另一種是通過任務驅(qū)動，由教師布置具有一定復雜性和挑戰(zhàn)性的任務，學生需要以創(chuàng)新性思維思考問題，以工程性思維解決問題，通過查閱文獻、小組合作、頭腦風暴等手段，最終采用翻轉(zhuǎn)課堂的方式達到共同思考、討論、交流、分享的效果。教師結合學生的反饋，講解重難點，梳理各知識點之間的邏輯相關性，使學生構建本堂課的知識體系網(wǎng)，加強學生對理論知識的掌握。

在課堂教學中，學生與教師完成角色互換，學生在學習過程中針對問題和困難積極交流探討，由教師進行知識的講解和總結，在師生共同點評和總結中完成知識內(nèi)化。

1.3 課后知識鞏固與延伸

經(jīng)過課前和課中的學習，學生已掌握大部分的基礎知識，并形成屬于自己的知識網(wǎng)絡，需要通過課后學習對教學內(nèi)容實現(xiàn)深度理解，是線下課堂教學的有益延伸。課后學習是在教師引導下學生自主學習，組織形式可以靈活多樣。課后作業(yè)的設計和布置也尤為重要。第一，典型性和關聯(lián)性，作業(yè)涉及的知識點要與學生搭建的知識體系具有一定關聯(lián)性，在知識之間構建有效橋梁，形成更全面的知識網(wǎng)；第二，開放性和實踐性，開放性練習可以鍛煉學生的開放性思維和創(chuàng)新性，實踐性練習可以增強學生的工程性思維和解決實際問題的能力；第三，趣味性和挑戰(zhàn)性，選取具有一定趣味性和挑戰(zhàn)性的作業(yè)，可以激發(fā)學生的學習熱情和積極性。

1.4 考核方式優(yōu)化

不同于傳統(tǒng)的評價方式，改革后的考核方式更科學、更合理。學生結合自己的能力合理規(guī)劃學習過程，能進行分層次、個性化的學習，通過課前、課中、課后測驗，有效地監(jiān)督和檢驗學習成果；教學過程采用探究式、任務驅(qū)動式、翻轉(zhuǎn)課堂等教學方法，有效提升了學生的學習積極主動性；課程考核方式由傳統(tǒng)的平時成績和期末成績，轉(zhuǎn)變?yōu)檫^程考核，考核方式實施“N+1+1”的過程考核制度，其中“N”是教學過程的考核次數(shù)，占總成績的40%，分別是：作業(yè)10%，測驗10%，能力拓展、答辯或小論文10%，虛擬仿真實驗10%；第一個“1”是期末考試，占總成績的50%；第二個“1”是課堂筆記，占總成績的10%。

2 混合式教學實施的效果

根據(jù)課程實施方案，對本校2017 級、2018 級本科生進行石油煉制工程課程教學改革，通過學期末結果分析改革效果。

2.1 學情分析

首批實施教學改革的樣本學生為本學院2017 級化學工程與工藝專業(yè)本科生。方法改革前，通過對學生的輔導員及前期帶課教師的走訪了解到，該班學生基礎知識一般，學習主動性尚可，由于本年級只有一個班，無法做平行對比參照。

第二批實施對象為本學院2018 級化學工程與工藝專業(yè)本科生，延續(xù)第一批的經(jīng)驗及優(yōu)化后的資料，繼續(xù)進行改革及推廣。

2.2 實施方式

根據(jù)實施計劃安排，對進行教學模式改革的學生首先采用課前線下視頻自學，根據(jù)學生反饋、學習平臺反饋了解學生課前學習情況，制定相應的課程計劃。課堂通過教師講解、學生翻轉(zhuǎn)等多種方式，以學生為主導完成教學任務。并根據(jù)實際情況增加了課前視頻內(nèi)容測試、課中學習內(nèi)容測試、課后作業(yè)及任務等環(huán)節(jié)，了解學生對知識的掌握情況。

2.3 實施效果分析

對2017 級學生期末總評成績數(shù)據(jù)進行分析。由于疫情原因，期末成績不太理想，但是在未受到疫情影響的學期中，大多數(shù)學生成績都尚可，尤其布置的具有創(chuàng)造性和工程性的能力拓展題目，學生以小組為單位，通過查閱文獻等手段可以完成任務匯報和提交合格的任務報告，達到提高學生積極性、鍛煉學生解決實際問題能力的效果。根據(jù)問卷統(tǒng)計分析，多數(shù)學生對混合式教學能夠接受并支持，76%的學生喜歡混合式學習方式；81%的學生認為混合式學習方式能更好地調(diào)動學習主動性和創(chuàng)新性；83%的學生認為混合式教學方式能學到更多的知識；同時也有83%的學生認為混合式學習方式占用的時間過多，完成相應任務需要耗費一定的精力。

在2018 級學生中進行改革的過程中，已將去年實施過程中存在的部分問題進行了整改和優(yōu)化，整體而言，通過教學方式的改革，在任務驅(qū)動下，學生能更好地參與到課程的學習中，并且不再局限于課本上知識，通過網(wǎng)絡上大量的視頻、MOOC 等資源拓寬了知識面，掌握了工作原理、了解了更多前沿知識，為學生踏上工作崗位提供了一定的知識儲備。

3 結語

傳統(tǒng)的課堂教學方式能夠延續(xù)至今，有著其不可替代的優(yōu)勢。而新型技術的更迭所帶來的進步也帶來了教學模式的革新[13]。SPOC 模式同時具有在線教學和課堂教學的優(yōu)勢，為學生提供了深入探索式的學習環(huán)境，同時也有效改變了教師和學生在教學過程中的角色，形成更自主、更高效的學習環(huán)境。

通過在兩批學生的改革實踐，相對于傳統(tǒng)教學，線上線下混合式教學的優(yōu)勢更大：

（1）有利于線上線下教學資源的建設。（2）教學過程中更注重在線交流互動、測試、督促、管理等過程。（3）借助任務驅(qū)動等手段，更好地激發(fā)了學生學習的興趣，通過設置翻轉(zhuǎn)課堂，讓學生從被動學習變?yōu)橹鲃訉W習，翻轉(zhuǎn)課堂教學模式充分調(diào)動了學生的積極性和主動性，學生對教學的滿意程度和對知識的掌握程度都較好[14]。（4）評價手段多元化，不僅局限于最終的期末考試，也關注整個學期中學生的參與情況，能更客觀地評價學生的學習效果，即“重結果，更重過程”。

混合式教學改革的目的不是取代傳統(tǒng)教學，而是最大限度釋放線下課堂教學空間，讓教師有更多精力系統(tǒng)、整體地進行教學設計，組織學生開展研討式、協(xié)作式學習。