基于SPOC的翻转课堂教学改革研究

俎云霄， 李巍海， 张 勇， 王卫东， 侯 宾

(北京邮电大学 电子工程学院， 北京 100876)

0 引言

MOOC是Massive Online Open Course的简称，中文一般翻译成“大规模在线开放课程”，简称“慕课”。自从2012年MOOC在美国发展起来，短短的几年时间已经几乎遍布全球，其发展速度令人惊叹。

SPOC(Small Private Online Course)是指使用MOOC的技术平台和教学手段进行授课的校内课程[1～2]。基于SPOC的翻转课堂被认为是目前高校面向在校学生的较好的教学方法[2～9]。为此，笔者也在教学中开展了基于SPOC的翻转课堂教学的研究，并在“电路分析基础”课程中进行了试点实施。

1 翻转课堂教学与SPOC

关于翻转课堂的定义，目前的版本有三种[3]。无论哪种版本的定义方式，从实施流程的角度和学习本质过程两个方面进行阐述，其定义大致可概括为：翻转课堂是将学习过程的两个阶段(知识传授和知识内化)进行了颠倒，课前学生通过观看教学视频完成知识的传授，课堂上学生通过各种教学形式，例如，讨论、习题、单独辅导等，完成知识的内化[4]。所以，翻转课堂将知识传授转移到课前，释放出课堂时间用于学生的知识内化[4～5]。在课堂上，教师可以采取多种形式，通过对教学活动进行规划设计，让学生积极参与，相互讨论，使学生在高质量的教学活动中完成知识的内化。所以，翻转的目的就是让学生能够主动参与教学，改变教师满堂灌的弊端，充分发挥学生的主观能动性，调动学生的学习积极性，提高教学质量。

与MOOC基本上完全通过网络学习、教师几乎不面授的方式不同，SPOC是网络学习与课堂面授相结合。学生首先在课下通过网络平台学习教师已经录好的教学视频，并完成教师布置的学习任务，然后在课堂就学习的视频内容与教师和同学进行讨论、交流，或者进行更深入的、拓展的知识学习与探讨。因此，实施基于SPOC的翻转课堂教学需要解决两个主要问题：一是创建教学视频，二是组织课堂活动。对于教学视频，首先要明确学生必须掌握的知识点以及视频最终要表现的内容；其次就是创建和整理教学视频。对于课堂活动，则需要教师预先制定一个比较全面的规划，目的是让学生能够在课堂上巩固视频中学到的知识，同时有所扩展和延伸，同时，注意让学生参与到教学中。这种方式可以充分调动学生的学习积极性，同时也推动学生培养自学能力、思维能力以及创新能力等。

翻转课堂教学的重点是课堂的规划与实施方式，因此，在实施基于SPOC的翻转课堂教学前，笔者已经针对学生的需求和教师的感受进行了较为广泛的调研，得到了第一手的资料。

学生希望教师在课堂上起到引导的角色，为学生的讨论及学习过程指引正确的方向；希望多讲解知识点与解题思路和方法，教会学生思考和解决问题的方法；同时希望多讲解理论知识转换成技术的例子。

基于以学生为中心的教学理念，教师需要帮助学生对知识有进一步的深入和延展，即教师要致力成为学生知识图谱的建构者和梳理者[6]；教师还要指导学生改变学习理念，建立主动学习的观念和习惯；教师还要及时掌握学生个体的学习情况，监督和激励学生的线下学习进程。因此，教师是教学的组织者，是知识的引导者，是学习过程的管理者，教师将转变为课堂的主持人。

如果这种教学模式能够很好地设计和实施，则相比现有的教学模式可以更好地培养学生的自学能力、动手能力、独立解决问题的能力，树立其自信心，这在以后的学习和工作中至关重要。

2 教学准备

2.1 课程知识点的拆分和录制

如前所述，基于SPOC的翻转课堂教学的主要方面之一是创建教学视频，即进行课程内容知识点的视频录制和上线。视频录制可以有多种方式，如果借助专业的摄像设备，成本高且效率低，不适宜大规模展开。也可以采用录屏软件，自己在电脑上进行PPT录制。既有声音又有视频展示，满足了学生的学习需求，也能做到费用最低。笔者选用的是目前广泛使用的CamtasiaStudio录屏软件，该软件使用方便，录制效果好，更重要的是录制者通过触屏在讲解PPT的同时，可以在屏幕上通过专用笔进行书写、绘图等，所以屏幕就像黑板一样，这样可以实现边讲边写，让观看者感觉更好。

研究表明：学生能够集中精力听讲的时间在10分钟之内效果最好。所以，需要认真研究如何拆分课程教学内容，如何组织视频录像内容，达到既控制在10分钟内，同时也将知识阐述清楚，内容完整。基于此，笔者针对48学时的“电路分析基础”课程，将传统课堂讲授的内容进行知识点的拆分，兼顾时长和内容完整性，共录制了94段视频。大部分视频为5～10分钟左右，个别少于5分钟或长于10分钟。

2.2 部分典型例题的确定和录制

课程视频可以采用知识点与例题分开的方式进行录制，这一方面是考虑视频的时长，另一方面也便于学生学习，同时，也考虑惠及大众，使其他使用者有选择的余地。

例题录制需要考虑的是：这些例题既能够覆盖课程知识点的主要内容，又要具有代表性；既有简单的概念题，也有较复杂的计算题。这样做到理论学习与实际练习相结合，使知识掌握得更牢固。针对“电路分析基础”课程，笔者录制了107道例题，涵盖了课程的几乎所有知识点。同时，为了给学生一个对课程的整体概念和系统知识的认识，又录制了一份比较综合的视频，其中涉及基本概念、基本知识以及综合练习题。

3 教学方式和内容

基于SPOC的翻转课堂教学，采用网络教学与课堂教学相结合的方式，但课堂的教学形式不能再像传统的那样实施满堂灌，要让学生在课上思维活跃起来，让学生成为课堂的主人，尽可能做到讲、练、互动三个方面相融合。课堂内容由以前的知识点讲解，改为多元的组织形式，包括知识点脉络梳理、课堂练习、课堂讨论与答疑、系统讲解等。基于此，在具体实施中需要采取一些科学有效的方法和手段。

3.1 线上与线下相结合

线上：学生通过课程网站观看知识点视频，完成知识的传授。线下：教师在课堂上不再重复视频内容，而是进行知识点的复习、逻辑关系的梳理和知识的系统化介绍，并做一些巩固知识的练习题，学生进行问题讨论，从而完成知识的内化。

为便于学生课下学习，抓住重点，除了正常的课件PPT上传到课程网站外，可以专门制作与视频配套的预习PPT，并将其与知识点视频一起提前上传到课程网站。同时，在预习PPT中留有空格，让学生通过看视频补充空格的内容，以便掌握重点内容。

为了检查学生课下学习的效果和对知识点的掌握情况，并由此确定课堂的教学内容，可以专门制作与预习对应的复习PPT，且留有与预习PPT对应的空格。在课堂上对课下学习的内容进行复习，以提问的形式让学生回答，然后在空格处显示正确内容。

为了让学生自我检查学习效果，除了常规的作业外，学生还可以在网上进行在线测试。在课程网站上提供了每周一次的测试题，学生可以自行进行测试。同时，为了解答学生学习过程中遇到的问题，除了常规的每周一次的面对面答疑外，还建立班级QQ群或微信群，这样就可以及时解答学生的问题，而且学生之间也可以互相解答问题，进行交流。

3.2 习题与讨论相结合

作习题、开展交流讨论是培养学生开拓思维、活跃思想碰撞，由此获得灵感的重要的手段之一，特别是在目前培养创新型人才的形势下尤为突出，这也是翻转课堂的优势所在。

线上学习过程中，学生需要在学完知识点后立刻进行练习，此时需要设计一些相对简单的、概念性的问题。而在完成相对完整的内容学习后，则需要综合练习。因此，为了让学生能够了解自己对所学知识掌握的情况，设计一些练习题，并上载到课程网站的“在线测试”中，且按周给出。

在课堂上，为了完成知识的内化，需要进行习题练习和讨论。同时，为了活跃课堂气氛，让学生充分展示自己，培养竞争意识和团队协作意识，锻炼表述能力和思维能力，让学生5-6人组成一个小组，每次每组派一名学生上台讲解习题，然后大家进行讨论。鼓励学生带电脑到教室，这样他们可以随时看课件，也可以进行仿真实验。

3.3 课时安排与成绩考核

考虑学生在课下须进行线上学习，为了不给学生增加过多的负担，将目前的课堂教学3学分改为“2+1”的分配方式，即课堂教学2学分，课外教学1学分。

随着对素质教育的重视和提倡以及越来越强调提高大学生的创新创业能力，对学生学习成绩的考评也要有所改变，不能仅以卷面考试成绩作为评定学生优劣的主要依据，特别是在翻转课堂的教学方式下更应如此。在这种教学方式下，学生的学习情况更多地体现在平时表现中，所以，应将平时成绩所占比例提高，将期末考试成绩所占比例降低，由此也进一步激励学生自主学习、勇于探索。

4 实施情况

我们课题组在某专业中选拔出一个班进行了改革试点实施。

4.1 选拔方式

首先，向学生通报试点班的基本要求和教学方式，然后由学生自愿报名并填写一份申报表。表中需要学生回答4个问题：①你心目中的大学是什么样的？②你喜欢什么样的学习方式？③遇到问题时你是愿意与他人讨论解决还是通过自己努力解决？你是否愿意与他人一起共同完成一项任务？④如果需要一个团队完成一项任务，你希望在团队中担任什么角色？你是否愿意公开表达自己的观点？

以上这些问题都是在研究基于SPOC的翻转课堂教学基础上确定的，因为，我们希望学生能够善于自学、善于思考、善于表达自己的想法、善于协作，并愿意承担一些组织协调工作。

根据报名学生的回答情况，并兼顾与本课程相关的主要前导课的学习成绩以及辅导员的建议，最终确定30名左右的学生组成试点班。

4.2 实施效果

一项教学改革的实施是否正确，成效如何，除了通过一些数据(例如考试成绩)进行说明外，还需要参与者的认可和肯定。同时，任何一项改革在其提出之初一般都不是完美的，需要通过试验，找出不足，进行完善。所以，针对所实施的教学试点，我们课题组设计了调查问卷，并在课程结束前向学生发放，以便了解学生的想法，征求学生的建议，以便今后改进和完善。调查问卷结果显示，绝大对数学生认为基于SPOC的翻转课堂教学方式有助于教学效果的提高，且认为比传统的教师完全课堂讲解的教学方式好。本文仅摘录学生对如下几个问题的回答作为佐证：①你觉得本学期实施的这种基于SPOC的翻转课堂教学方式是否有助于教学效果的提高？②你觉得基于SPOC的翻转课堂教学方式(简称A方式)与传统的老师全部进行课堂讲解的教学方式(简称B方式)哪种方式更好？③你觉得本学期实施的提供视频预习提纲，课上再进行复习的方式对掌握和巩固知识是否有效？问题①和②的调研结果如图1所示，问题③的调研结果如图2所示。

图1 问题①、②的结果 图2 问题③的结果

此外，他们希望教师在课堂出对视频内容进行概要总结、给出新练习题并讲解外，还介绍一些课本之外的扩展内容。他们认为课堂作业讲解、习题讨论和仿真实验对他们的学习帮助最大。

数据也在一定程度上反映了教学改革的成效，课题组也对试点班和普通班的考试成绩进行了比较，如表1所示。

表1 电子工程学院“电路分析基础”期末考试成绩比较

从表1可以看出，试点班的平均分数和优秀率都远高于普通班，不及格率远低于普通班，其平均分数高出总平均分16.23分。这说明，这种教学方式不仅使学生在自学能力、动手能力等其他方面得到了锻炼和培养，而且还能够提高学生的学习成绩。因为目前是以小班形式进行实施，所以可以说在小班授课情况下，这种教学方式值得推广，如果改为大班授课，其效果如何还有待探讨。

5 结语

本文针对基于SPOC的翻转课堂教学方式进行了研究，探讨了基于SPOC的学科基础课的基本教学模式，以“电路分析基础”课程为例说明了实施的具体方法和效果。希望本文的研究能为广大教师提供将在线教学与实体课堂教学相结合的教学方式的指导和借鉴。