胡静+陈立潮
（太原科技大学 计算机科学与技术学院，山西 太原 030024）
摘 要：介绍基于MOOC+SPOC的线上线下混合教学模式，从SPOC资源建设、翻转课堂实施方案、即时通讯工具配合课堂教学、碎片化与知识结构导图、计算思维能力的培养等几方面介绍这种教学模式的实践过程，通过对比成绩说明实施效果，对基于MOOC+SPOC混合教学的翻转课堂教学模式进行评价与总结并提出展望。
关键词：混合教学；翻转课堂；SPOC
0 引 言
大学计算机教育已被教育部确定为非计算机专业大学生的必修课，课程包括大学计算机基础、C语言程序设计和数据库技术及应用。现有非计算机专业C语言程序设计课程学时数少，教学内容只能停留在基本概念和基本应用上，而后续专业课却要求学生使用C语言解决本专业领域问题，如何跨越从基础知识到专业应用的鸿沟，如何在知识和思维之间搭起桥梁，如何夯实基本功，培养和应用计算思维解决专业问题的能力，为接下来的专业课学习打好基础，这些是该课程存在的问题。我们认为要从两个方面着力破解，一是从课程教学内容体系方面，寻求培养计算思维能力并能拓展应用能力的关键知识点；二是从教学手段、教学方法方面，验证是否可以利用MOOC+SPOC等先进的教学手段破解这样的矛盾[1]。
1 基于MOOC+SPOC混合教学模式研究
MOOC（massive open online courses，大规模开放在线课程）是近几年涌现出来的一种在线课程开放模式，有着强大的数据存储能力和处理能力，能将学习过程、进度、参与讨论等情况保存下来，通过对大数据的处理和分析，实时了解学生的学习情况并实现教学过程化的电子管理，但MOOC也有缺陷，如居高不下的退课率、教师无法掌控学生的学习进程、习题甚至是考试都无法确保是否学生本人完成。如何充分利用MOOC优质共享资源并和课堂教学有效结合，使两者相互促进、互相融合是目前亟待解决的关键问题。
SPOC（small Private Online Course） 小范围私有在线课程，是MOOC的一个分支，规模一般为几十人到几百人不等。MOOC+SPOC是指各学校基于同一门MOOC课程建设的专有的特色化在线开放课程。SPOC分同步SPOC和异步SPOC，同步SPOC是指SPOC和MOOC同时进行，学生不但可以得到MOOC团队的在线辅导，而且可申请到结业证书；而异步SPOC是由本校教师独立发布MOOC资源，根据学校定位、专业以及入学基础的差异，教师可以对MOOC资源如短视频、教学课件、测试题、期末考试题及讨论话题进行增加或删除，建设高于或低于MOOC标杆性课程内容，形成符合本校特色的SPOC课程资源。
基于MOOC+SPOC线上线下混合教学模式是指在现代信息技术的支持下，教师（本校或MOOC教师）“线上”提供教学视频、话题讨论、测试题等教学资源，学生线上自主学习，教师根据线上数据的反馈从而决定线下课堂内容，实现在线学习和课堂教学的融合。翻转课堂教学模式是指把传统课堂的教与学翻转成为线上的教与学，线下则以讨论和答疑为主，从而提高學生的学习兴趣和学习效果。
2 基于MOOC+SPOC混合教学模式的改革和实践
2.1 进行SPOC资源建设
2016年春，我们在中国大学MOOC开设了C语言程序设计的SPOC课程，该课程同步李凤霞教授C语言程序设计上的MOOC课程。由于李凤霞教授实验用到的编译环境是Dec C++，而我们要求的编译环境是Visual C++6.0，因此教学团队建设了私有SPOC资源，包括录制Visual C++6.0环境中程序的运行、出错类型和程序调试方法的视频，建设延展思维、拓展应用、单元测试等富文本配套资源并上传至中国大学MOOC的SPOC平台，如图1所示。
2.2 实施翻转课堂方案
改革C语言程序设计的第二章C语言基础知识和第三章结构化程序设计以基础知识为主，适合线上MOOC学习，而实验内容适合线下以任务、活动、小组、讨论等形式，按照翻转课程的教学模式开展课堂活动。翻转课堂教学模式实施方案如图2所示，主题为“计算环境与程序的编写及运行”的翻转课堂教学活动安排见表1。
要想达到翻转课堂的教学效果，一方面需要学生具备充足的知识储备，这样才能使知识由被动接受转变为主动认可和自主输出，从而支撑与教师的互动；另一方面需要教师对教学内容进行精心设计和编排。因此，翻转课堂教学法不适合整门课程使用，仅适合对部分章节的部分内容且仅适合作为课堂局部教学使用。
2.3 充分利用即时通讯工具QQ的群功能
由于QQ普遍使用，可利用QQ群功能作为教学辅助工具，用于发布教学通知、布置作业和问题答疑。渐进式信息发布可刺激学生递进阶梯式思考，为线上线下翻转课堂教学模式提供有效途径。
（1）课前：将单元测试内容发布到课程QQ群，学生使用手机阅读测试题目，将答案直接写在纸上；教师在课程QQ群公布答案，并采取学生互评的方式评阅试卷。
（2）课中：教师可根据实验难易程度和学生课上反应程度，每隔一段时间在课程QQ群里发布实验题目、实验要求、问题描述、问题分析、算法设计、提示代码和程序代码；学生将问题或答案第一时间上传到群里，教师答疑和点评，学生分享互相学习，见表2。
（3）课后：学生将上机未完成的作业，包括编译未通过的源程序代码上传至课程QQ群，学生及师生间可协助共同调试，通过加分、红包、点赞、表情包、书面评语等方式进行鼓励。
2.4 利用碎片化与知识结构导图
碎片化的知识点有利于学生针对具体问题反复理解，成为课堂教学充分和有力的补充。每段3～8min的视频讲述一个完整知识点，学生可将视频资源下载到手机，随时随地对较难的知识点进行反复学习，使学习变得随心所欲。碎片化也有不足，如零散知识点和分散知识块不利于学生知识整体框架的搭建，不利于学生形成完整的知识体系。为弥补这一缺陷，每章设计的知识结构导图可帮助学生理解知识之间的组织关系，教师可依据知识结构导图进行知识梳理和系统化引导，学生则可依据知识结构导图巩固复习，使零散的知识点得以重组及系统化。某章的知识结构导图设计如图3所示。
2.5 提升计算思维能力
学习程序设计的最终目的是让学生学会计算机分析问题和解决问题的思路和方法，并将这些思想和方法融合创造性地应用于新问题的解决，从而培养其计算思维能力和创新能力。
教员可通过分析问题求解的过程培养学生的计算思维能力，如在学生完成数值和函数的学习后，给出问题：编程实现通讯录，要求能按照不同方式录入、查询和修改联系人信息，并能对联系人分组和按姓名进行排序。首先，讲解如何将已知信息转化为计算机可理解的形式，即问题的表示；其次，分析求解问题的方法和输出的结果；最后，引入程序设计语言来实现算法，编写代码并调试执行。
通过分析和解决专业问题锻炼计算思维能力，要求学生分组使用录屏软件录制视频，从问题描述、模块化划分、数据类型定义和程序关键代码注释这几方面解决本领域某一专业问题。从学习知识时的思考和实践到讲解知识时的分析和领悟，角色的互换可以加深学生对知识的理解，同时也使学生计算思维能力的提升有落脚点。
3 实施效果及评价
3.1 线上线下成绩对比
我们从机械制造及自动化专业随机挑选3个班120名学生组成实验班，采用混合教学和翻转课堂教学模式，对于同一专业的其他普通班级采用传统模式。
线上MOOC成绩是单元测试、作业、讨论和期末测试成绩的加权，最终取得MOOC有效成绩的人数为91人，其中优秀32人，合格51人，不合格8人，分别占总人数的35.2%、56.0%和8.8%。北京理工大学开设的MOOC学习总人数是8 103人，其中2 927人优秀，2 552人合格，2 624人不合格，分别占选修课程的36.1%、31.5%和32.4%。较高的退课率是MOOC的常见现象，但太原科技大学学生的优秀率和MOOC整体持平，合格率远高于MOOC整体水平，说明学生整体水平高于MOOC课程教学要求。
线下成绩比对的数据来自于某教师同时授课的普通班和实验班。我们分别从最高成绩、最低成绩和平均成绩3方面进行比较，如图4所示，可以看出，实验班最高成绩、最低成绩和平均成绩均高于普通班，说明混合教学模式提高了课程的完成率和优秀率。
3.2 调查与评价
我们对MOOC+SPOC平台、资源使用、混合教学、翻转课堂、无纸化考试等多众多内容进行问卷调查，调查结果如图5和图6所示。结果显示，学生对线上线下混合教学和翻转课堂教学模式满意度较高。
4 工作展望
教改实践中我们也发现，名校的MOOC资源并不完全适合地方院校的教学需求，如北京理工大学李凤霞课程的编译环境是Dev C++，哈尔滨工业大学苏小红课程的编译环境是Code：Blocks，而大部分地方院校采用的是Visual C++6.0，教学过程中运行环境的来回切换、程序调试方法的差异等都给初学者带来困扰，因此建设符合地方院校特色的计算机基础类MOOC资源势在必行。太原科技大学联合忻州师范学院和吕梁学院实现协同创新[2]共建共享，联合建设MOOC资源，实现定制化SPOC和个性化SPOC，并按照32学时、48学时和64学时打包成不同类的课程，从实际项目开发中遇到的专业问题入手，师生联合录制适合不同学科门类体现计算思维的典型案例，从而满足地方高校计算机基础教育的教学需求。
5 结 语
计算机基础教学将担负起培养作为科学思维三大支柱之一的计算思维能力的主要任务，将为计算机学科与其他学科的交叉融合做好必要的知識和应用能力铺垫，将培养具有计算思维素养、熟悉计算机应用的信息社会公民[3]。
MOOC的兴起是高校课程教学改革的重要契机，不仅对于促进大学高水平课堂建设具有明显作用，对于促进优质教育资源开发和共享也具有重要意义。一方面，我们要借助MOOC开展“翻转课堂”和“混合教学”实践，改革传统的课堂教学模式，提高计算机基础课程的影响力和教学效果；另一方面，我们也要借助MOOC平台开设高水平、体现改革方向的课程，提高任课教师教学水平，使其成为惠及高校学生和社会学习者的有效途径。
基金项目：教育部产学合作专业综合改革项目 “基于计算思维的‘C语言程序设计教学模式改革与资源建设”（1-3）；山西省重点教改项目“基于MOOC+SPOC的线上线下混合教学模式改革与实践研究”（J2016069）；校教改项目“计算机基础课程类的线上线下混合教学模式课程设计与改革实践”（201520）。
第一作者简介：胡静，女，副教授，研究方向为图像处理与图像识别、智能计算和计算机基础教育，279641292@qq.com。
参考文献：
[1]战德臣， 聂兰顺， 张丽杰， 等. 大学计算机课程基于MOOC+SPOCs的教学改革实践[J]. 中国大学教学， 2015（8）： 29-33.
[2]李凤霞， 陈宇峰， 余月， 等. 基于MOOC/SPOC的课程协同建设与思考[J]. 计算机教育， 2016（1）： 17-18.
[3]教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会. 大学计算机基础课程教学基本要求[M]. 北京： 高等教育出版社， 2016： 1-4.
（编辑：宋文婷）
