MOOC时代下化学分析课堂的改革*

岳宣峰吕家根漆红兰张延妮

(1陕西师范大学化学化工学院 陕西西安710062;2陕西师范大学生命科学学院 陕西西安710062)

大型开放式网络课程(massive open online courses，MOOC，译为慕课)的原型始于2008年加拿大阿萨巴斯卡大学的一门名为“关联主义和关联知识”(connectivism and connective knowledge)的课程［1］。MOOC于2012年初显规模，这一年亦被称为“MOOC之年”。MOOC与网络公开课有很大区别，后者的本质是资源建设，不包括教学的组织和学习者的评价。MOOC不仅提供免费的优质课程视频资源及教材文本资料，还提供完整的学习体验。MOOC平台提供各种交互性论坛，强调和鼓励学习者之间以及师生之间的互动;授课者要为学习者提供学习支持服务，关注学习者的学习体验;学习者可以通过软件进行学习、分享观点、做作业、参加考试，甚至得到学分、拿到证书，其平台囊括了学习的全过程。近年来，几个实力雄厚的投资商与一些顶尖大学(包括斯坦福大学、密歇根大学、普林斯顿大学、宾夕法尼亚大学、伯克利大学、哈佛大学和麻省理工学院)合作打造了包括Coursera、Udacity和edX等在内的MOOC平台，推出了近百门课程，给更多学习者提供了选择一流大学一流课程的系统学习的可能性。目前已有越来越多的大学加入到MOOC的实践中，中国的大学也开始纷纷加入。2013年5月21日，美国在线教育平台edX发展了亚洲首批成员，清华大学、北京大学、香港大学和香港科技大学等高校加入其中;上海交通大学和复旦大学也与著名平台Coursera签订协议，正式加入MOOC大家族。自2013年9月23日起，北京大学在edX上的4门课程已经陆续上线。有人预言，包括Coursera等三大在线教育平台在内的MOOC或许将颠覆传统的高等教育模式。

1 MOOC的争议及面临的问题

虽然MOOC受到教育界广泛关注，但其毕竟还是一个新生事物，还有不完善的地方和需要进一步研究的问题。目前MOOC建设中的问题涉及以下方面［2］:诚信、课程质量保证、评估机制和标准、创新性、素质教育与能力培养、课程受众的高要求、课程定价及利益分配、课程内容的修订与调整、多线程学习、低完成率等。2012年8月，Udacity就因为教学质量的原因取消了预定上线的一门离散数学课程。究其原因，主要是MOOC课程的教学要求与传统教学要求有很大差异，授课者需要思考对于不同背景、参差不齐的学习者来说，如何最有效地传递和表达知识，每一步都需要仔细推敲;这些已引起了人们对MOOC课程教学质量及质量评估工作的重视。MOOC的出现对于高等教育的发展无疑是个良机，但因资源和利益重组等问题可能会遭到一些抵制，如何有效解决这一问题对MOOC的长远发展、社会稳定都具有重要意义。Katy Jordan对29个MOOC平台的研究显示，MOOC的平均完成率不到7%［3］，受众的低完成率也成为了MOOC的突出问题之一。随着MOOC的发展和影响的扩大，如何面对和解决这些问题将影响到MOOC的可持续发展。

2 SOOC和SPOC的提出

实际上，尽管MOOC有着很多传统课堂无法比拟的优势，线下教学所具备的多方位互动效果和教学控制是线上教学较难达到的，因此线上线下的融合就成为当前最好的尝试。我国著名教育技术专家南国农先生的基本观点是“把传统学习方式的优势和数字化学习的优势结合起来，使两者优势互补，才能获得最佳的学习效果”［4］。Curtis J.Bonk将混合学习定义为“面对面教学和在线学习的结合(a combination of face-to-face instruction with online learning)”［5］，SOOC(small open offline course)和SPOC(small private offline course)学习平台即由此应运而生。

SOOC的提出是为了解决MOOC教学平台低参与度、低通过率以及学习者背景不一致这3个问题。SOOC和MOOC一样，拥有在线教学平台的优势，资源和信息全部开放且通过网络进行传播，没有时间和地点的限制;但SOOC实行限制性招生，筛选学习者之后有针对性地开展各种学习互动，比MOOC在教学设计及课程环节完整性上有了一定的提高，在一定程度上解决了MOOC平台的几大问题。相对于MOOC平台的大量参与者，SOOC平台的“小”也为其节约了存储和带宽成本。

SPOC是由加州大学伯克利分校的MOOC负责人Armando Fox提出的，是目前哈佛大学和加州大学伯克利分校都在尝试的一种课程类型，学习者规模一般在几十人到几百人。SPOC与SOOC的不同之处在于它的“Private”。SPOC的应用多为与实体课堂的结合，也就是结合高校教学的融合创新［6］，其流程是:课前教师把MOOC视频材料当作家庭作业布置给学习者，从而了解学习者掌握知识的情况;在课堂内则组织学习者就疑难问题进行分组讨论，处理作业或者其他任务。这样一来，教师就可以根据自己的偏好和学习者的需求，自由设置和调控课程的进度、节奏和评分系统。SPOC模式不仅提高了学习者的学习质量，更体现了本地学校教师的价值。而且在线教学平台与线下实体学校的结合，也使得SPOC平台能够更好地赋予学习者个性化的学习体验，让教学行为更加完整，从而有效支持深度学习;此外，MOOC平台存在的课程完成率问题和学习质量问题也能在这里得到比较好的解决。更为重要的是，像SOOC一样，这种小而灵活的模式大大降低了教学成本，具备天然的收费模式，有利于在线教学平台的可持续发展。

SPOC模式的应用，可谓是结合高校教学进行创新的典范，已在全球范围内广泛开展。在中国，清华大学出版社于2011年率先打造SPOC平台——智学苑，推出大学物理等课程，并配套了完整的教学资源。第一批课程于2013年9月正式上线，开启了SPOC模式在中国的应用。智学苑首批试用高校为清华大学、中国地质大学、西南交通大学等数十所高校，平台以教材为原点，以知识点体系为支撑，在资源组织方式、数据分析模型、教学管理模块、内容呈现形式、学习过程支持等几个方面独具特色，赢得了高度评价［7］。

3 化学分析课堂目前普遍存在的问题

(1)教师的授课只是在重复播放一种稀缺的资源，教师的作用更多时候是被局限为一个播放器的角色。教师被繁忙的播放任务追赶着，无暇顾及这种资源的质量。在教学内容不变甚至有所扩展的情况下却只拥有相对萎缩的授课课时，使教师很难顾及教学的效果。

(2)学习者只是被动地、定时定点地接受这种一次性资源的播放。学习者缺乏主动性、已经习惯于被动接受化学知识。

(3)给学习者提供的个性化、人性化的学习平台有限。

(4)师生互动的时间和空间较为固定和有限，互动在一个较低的水平上进行，学习者之间的互动缺乏引导。

(5)偏重于对学习者的评定与检测，忽视了课堂问题的诊断和教学活动反馈。

(6)具体教学内容的特点是公式繁多、逻辑缜密、计算细腻。尤其是在配位滴定的复杂实验中，存在着酸碱平衡、配位平衡等多个平衡，要求学习者能够在复杂的反应体系中找出主要控制因素，按照误差要求进行精细、准确的数学计算和判断。这些都对学习者形成了巨大的挑战。

4 挑战及应对

在可以预见的未来，MOOC还不能完全代替面对面的课堂，这为我们赢得了时间。MOOC是一种新的竞争形式，化学分析课堂如果不迅速适应并进行改革，就很有可能在新一轮的教学革命的浪潮中面临落后甚至被淘汰的危险;化学教师如果没有意识到责任和危机，不能及时提高教学质量，同样可能面临未来被逐出课堂的尴尬;学习者如果没有在学校得到信息处理和知识创新能力的培养，走上社会后就有可能在MOOC时代终身自主学习的环境下败下阵来。除了MOOC，百度、阿里巴巴、腾讯等也已盯上了教育领域。百度做的是教育关键词搜索导流，阿里巴巴做的是在线学习平台，qq群教育模式则是为远程教学量身定制的工具［8］。

根据以上分析，针对陕西师范大学的现状，我们已经开始在几个方面进行尝试，主要利用qq软件的群和讨论组平台尝试着进行一些互动。平台上的学习者的进入和规模由教师控制。2013级化学创新1班全员入选我们所建立的qq群，暂时没有允许其他班级和其他学习者进入。特点是:Small，Private，Offline。这只是一个小尝试，还没有设计视频共享。

下一步的课堂改造计划是:有机切割化学分析课程的知识点，基于具有多终端的互动软件建立化学分析的SPOC平台;改变授课的传播模式，无限延伸互动课堂，为传统学习评价注入新的模式;自主、个性及人性化地学习，使教师能专注教学质量的提高;改变知识创新模式，创造新的学习文化。具体内容如下:

(1)探索适合混合课堂模式的教学软件和平台。

首先研究国际知名院校和国内顶尖大学已有的MOOC及SPOC平台，学习已有的用于在线教学的免费及商业软件，包括web2.0、qq软件、微博、facebook等，提高教师的信息化素质，提高服务学习者水平;同时，寻找适合混合课堂模式(SPOC)的教学软件和平台。

(2)转变教学理念，构建适于网络课堂的知识结构系统。

对化学分析课程中的四大滴定等学习内容重新进行梳理，逐渐树立网络条件下组织课堂的思路，构建适于传播的化学分析课程知识树系统，按照知识点的完整性及其内在关系进行切割，对所有知识点进行分块、分组、分群，最后将这些知识点之间的关系直观刻画出来并做出说明和描述，认清难点和重点，发掘知识结构的内涵和外延，为后续的多线程课堂平台设计打下基础。比如配位滴定这一章知识点很多，包括:解离常数及积累常数等之间的变换、EDTA副反应及副反应系数的计算、金属离子副反应及副反应系数的计算、络合物条件形成常数的计算、滴定曲线的绘制及计量点的计算、配位滴定的突跃范围、金属指示剂的原理和选择、终点误差公式的推导和应用、单一金属离子直接准确滴定的判据、多个金属离子分别滴定的判据、设计实验方案通过酸度控制或者加入掩蔽剂的方法测定单个或者多个金属离子含量等，有些知识点间不存在学习上的先后顺序，可以灵活安排;有些是有先后顺序的，有些模块之间是相互关联的。

根据课程体系调整课程的知识结构和内容，对课程教学内容进行适当补充、调整和修订，形成一个相对完整、独立的知识体系，以适用于自主学习。比如，在内容整体安排上可以添加四大滴定整合的议题;在配位滴定中介绍离子强度的概念;对于有关复杂计算的内容，可以介绍Excel、VB等软件的应用。

(3)设计多线程的在线课堂，科学地进行互动和评价。

在上述基础上生成微课件和微视频，设计能够提供多线程多终端(手机、电脑及iPad等，尤其是手机终端)的学习平台，课堂将采用线上和线下结合的方式，由教师主导学习。互动既可在传统教室同步进行，也可结合网络平台异步进行，使学习者不受时空限制，在一定程度上解决学习者基础参差不齐、背景差异较大带来的问题。学习者可以根据课程知识体系以及自己的基础自由选择学习模式和科学安排时间。

将微视频、平时练习和测试系统有机结合。比如:在配位滴定中，每一个因子引起的金属离子副反应常数就是一个微视频;在其之后有随机地从题库中出现的在线自测题;为学习者提供客观甚至主观自测题(少量主观自测题需要教师评价)，这些自测题不会重复、无法预测，可考察学习者对知识点的理解或者引发学习者的思考与讨论。学习者必须顺利完成自测题才能看到下一段视频，成绩与耗时及答题次数有关，这也是对学习者能力和平时成绩考核的一个记录。

(4)将开放教育资源引入到课堂教学之中。

探索将网络上的国家精品课程、世界名校的大学视频公开课、中国大学视频公开课等开放教育资源引入到课堂教学实践之中，借助这些开放教育资源，深化课堂教学，提高人才培养质量，节约教育成本。

(5)引导学习者自主学习，实践新的人才培养模式。

线上学习及互动的学习者的规模可根据教学效果加以控制。学习者在线协作、集成信息、群体逐步逼近将成为答疑的重要形式，有助于学习者掌握在线参与式学习的方法，培养学习者在网络时代的自主学习习惯。

要想在在线课程中取得成功，需要的不仅仅是熟练地运用技术，而且还需要一系列个人的特质和技能，包括从自我激励、自我约束、自我调节、自我管理到独立工作与在线协作。为了适应未来的发展，还需要进一步探索新的教育教学管理模式，规范教学和学习者测评标准。

(6)从SPOC走向MOOC。

教师角色的转变带来课堂功能的变化，传统课堂的知识传播功能将逐渐被网络替代，教师与学习者同步互动和异步互动常态化，课堂的作用更多地体现为有针对性的互动和对学习者的引导;教师的精力将集中于知识的创新和教学质量的提高。

我们还尝试将一部分微视频放到网络平台上，通过在线注册和授权的方式管理教师团队和学习者，允许其他学习者以“旁听”身份注册，从而扩大了本课程的影响，并可使所有学习者受益。

MOOC属于新生事物，它可使更多的人以低廉的成本获得优质的教育资源，MOOC的诞生和发展在一定程度上可弥补传统高校教育模式的不足。加强MOOC在高等教育方面的研究，以促进其与传统教育方式的融合，两者取长补短，这种新的学习方式必将会给化学分析教学带来新的活力。SPOC是能最大限度实现线上线下融合的混合式教学，尤其适合化学分析课程目前所处的阶段，有望实现传统教育模式下很难达到的教学效果。

对于学校而言，可借此改变教学理念，提高教学水平和质量，为未来打造我们自己的化学分析网络课堂平台做好准备，体现作为一所新型的开放大学传播知识、弘扬文化的社会责任和使命。

［1］http://baike.baidu.com/view/10187188.htm

［2］邓宏钟，李孟军，迟妍，等.科技创新导报，2013(19):212

［3］http://www.katyjordan.com

［4］南国农.电化教育研究，2011，12(11):10

［5］章泽慧，李晓华.电化教育研究，2009(12):1

［6］Wil1iam L M，Langdon M.4th Generation R＆n.New York:John Wiley＆Sons Inc，1999

［7］郑奇，杨竹筠.物理与工程，2014，24(1):15

［8］尹琨，任晓宁.MOOC:传统教育出版的“紧箍咒”.中国新闻出版报，2014-01-23(005)