基于SPOC的“数理逻辑”在线课程教学改革探究

刘丽珍+尚媛园+宋巍+王函石+王万森+周修庄

摘要：以在线课程建设为切入点，探讨数理逻辑SPOC课程的建设及教学改革思路，强调教学任务中的师生互动和个性化教学模式，侧重于以学生学习成效为导向，以学习评价为中心的教学范式转变，进一步依托在线课程建设进行混合式教学模式改革，提升本科课程教学质量。

关键词：SPOC；在线课程；数理逻辑；教学改革

0引言

随着网络和智能技术发展，基于课程与教学论的在线课程如雨后春笋般涌现出来，尤其是MOOC和SPOC等新兴在线课程在美国顶尖大学的带动下迅速在全球升温，吸引多所国际著名大学投身其中。然而，许多在线课程的教学理念依然是传统的教学模式，并没有做彻底的改变，仅是用新式的教学平台承载基于认知主义的教学资源，并没有体现行为主义和建构主义的教学改革。在线课程能否成为高校提高教育质量和提升国际竞争力的一个重要途径？侧重于“广”而“大”还是“精”而“小”？这些问题在国内外展开了热烈的争论。

1SPOC在线课程的特点及优势

人类社会正在转型成为终身教育和学习型社会，因此各高校及教学机构纷纷推出SPOC和MOOC等网络在线课程，同时结合“混合学习”（blended learning）、“翻转课堂”（inverted classroom）、“泛在学习”（ubiquitous learning）、“移动学习”（Mobile Learning）等相关理念进行教学模式的改革，一方面让学生学习到专业领域的知识，另一方面培养学生自主学习和终生学习的能力。以互联网信息平台为载体的网络在线课程是对课程教学内容及其教学活动实施过程的体现，同时也是一种具有交互性、共享性、开放性、协作性和自主性等基本特征的信息时代条件下的教学形式，包括按一定的教学目标、教学策略组织起来的教学内容和网络教学支撑环境。其中，由加州大学伯克利分校的阿曼德·福克斯教授最早提出和使用的SPOC（small private online course）小规模限制性在线课程具有广阔的前景。SPOC主要针对高校在校学生实施课程教育，与MOOC中的Massive和Open相比，对学生规模有一定的人数限定，而且对学生的准入也有限制条件，达到要求才能被纳入SPOC课程。此外，除了在线视频、习题、测试等，还可以有更加灵活的线上或线下课堂、答疑互动等辅助手段。因此，SPOC所具有的Small和Private特性恰恰有利于在线课程的教学质量，并可以结合因材施教、因人施教等教学模式，针对不同的学生制定个性化的教学策略，提高课程学习效率和人才培养质量。综上所述，相比于MOOC课程在教学方式缺乏多样性等不足，SPOC课程具有更多的优势，详情见表1。

从表1可以看出，SPOC在课程教学模式上具有更高的灵活性。同时，由于SPOC限制学生规模，有利于教师全程介入学生的学习过程，保持师生良好互动，清楚地了解学生的学习状况并给出个性化指导。显然，针对性越强的教育其效果会更好，而且具有良好的可持续性。此外，SPOC通过周期或非周期的线下交流，要求学生有一致的学习进度，有利于在课程讨论区中形成相对集中的讨论热点；但SPOC同时也要求教师投入更多的精力，学生在选择SPOC之后必须按照教师的规定来观看课程，这意味着学生也需要支付更多的学习时间和精力。

2数理逻辑的教学特点以及SPOC课程建设

2.1数理逻辑SPOC在线课程建设背景

数理逻辑作为计算机科学和人工智能领域的重要理论基础课程，有利于培养和提高学生的抽象思维和逻辑推理能力。数理逻辑课程一直以来都存在着“课时少，内容多”的问题，怎样才能在保证一定学时的情况下尽可能满足学科和专业的需求？如何利用现代教育信息技术和网络技术对数理逻辑的教学工作起到推动和提高作用？同时既能培养学生具有扎实的理论基础，又能造就具有创新实践能力的实用人才，一直都是相关教学工作者探讨的关键问题。

当前SPOC课程的蓬勃兴起无疑非常有利于高等学校实现其提高教学质量的目标，因为SPOC在线教育可以将在线学习从复制课堂课程的教学模式中脱离出来，并且创造出更为灵活和有效的学习方式。显然，此类教学模式非常适合像数理逻辑这样的专业基础课程的教学，因为专业基础课程对学生的要求更高，需要教师投入更多的精力实施个性化指导，从而打好坚实的理论基础，尤其是SPOC中，教师的作用被重新定义了，教学模式也有了突破和创新，能够使得教师更多地回归小型在线课堂，“精”而“专”地引导学生从事学习活动。SPOC课程的教师虽然线下不是讲座视频中的主角，也不必准备每节课程讲座，但是需要根据学生需求整合各种线上和实体资源，而且在课堂上要对学生进行引导，此外还需要组织学生分组研讨，随时为他们提供个性化指导，共同解决遇到的难题，因此对教师提出了更高的要求。显然，SPOC创新了课堂教学模式，激发了教师的教学热情和课堂活力，更重要的是为学生提供了良好的学习平台。

2.2结合人才培养，强化基础，突出关联，面向应用

当前，逻辑表示及推理在计算机科学、知识工程及人工智能中的作用越来越凸显，以数学为工具进行相关领域研究的方法，用数学语言表达事物的状态、关系和过程的应用，以及经推导形成解释和判断的研究越来越普遍。因此，数理逻辑SPOC课程建设时需要将数理逻辑的内容进行合理的细化、深化和强化，以适应相关领域的研究应用需求，进一步培养学生抽象思维和严密逻辑推理的能力，强化素质提升和创新能力的训练。数理逻辑SPOC课程在教学内容上还需要增加数理逻辑在相关领域的应用实例及算法分析应用，使学生了解数理逻辑在计算机和人工智能等领域的相关应用，有利于培养学生运用知识及创新应用能力。

此外，数理逻辑SPOC课程在建设中还要注重教学内容的基础性和前沿性，正确处理教学内容不断更新与教学过程相对稳定的同时，精选核心内容，重组知识单元，强化基础概念，突出知识点的关联，对课程体系和知识结构作整体优化，与信息技术的最新发展相结合，注重教学与前沿相结合的成效，培养学生理论联系实际的能力。

3数理逻辑SPOC课程教学方法的改革

3.1侧重个性化的学习体验，提升学习效率

SPOC课程的建设促使教师有兴趣尝试更加灵活和富有挑战性的教学改革方法，而不是按部就班的课程讲座。我们在数理逻辑SPOC课程建设中加入自动评价功能，使得教师从创建和按部就班的讲座视频内容中脱离出来，以便有更多的时间与学生一起深入研究、攻克更加有价值的教学难题，引导学生解决遇到的其他相关问题，如图1所示。

这种教学模式下，教师可以很方便地将平台的课程资料整合进实体课堂，因此也是建构主义对课程知识和学习的贡献，更加强调学生完整和深入的学习体验，有利于提高课程的学习效率。具体建设思路如下：

（1）以学生为主体，采用问题驱动的启发式教学策略，学生带着问题去学习，不仅明确基本理论的意义和作用，也增强了学习的兴趣和动力，逐步培养学生分析问题和解决问题的能力。

（2）运用信息技术、网络及多媒体技术，将数理逻辑课堂教学结合SPOC在线课程建设，延伸课堂教学的效果，丰富课程教学的内容，并通过教学辅助、课外答疑等互动的教学方式，开展多维度的立体化教学，培养学生的自学能力，拓展学生的知识面，有利于学生的知识、能力、素质的协调发展。

（3）以能力培养为核心，重视教学设计，克服在数理逻辑SPOC课程教学中容易出现的散乱等缺点，形成“抓重点和关联、有取舍和节奏、讲方法和思想、重启发和互动”的教学方法。

数理逻辑SPOC课程建设通过限定课程的准入条件和学生规模可以为选定的学生定制个性化课程学习指导，为他们提供有区别的、力度更大的专业支持，增进学生对课程的完整体验，从而避免MOOC的高辍课率和低完成率情况。SPOC课程视频相比传统课堂所指定的阅读材料更能吸引学生认真准备，激发其参与度，增添良好的学习体验。由于SPOC课程改革了复制课堂教学的模式，产生了更为有效的学习效果，有利于获得高质量的课程材料，并通过自动线下评价迅速反馈给学生，最大限度地使优质教学资源发挥效力。

3.2结合学习评价体系，提高教学质量

在SPOC环境中，学习评价是对学习效果和学业成就的评价，是从“学生评价”和“教学评价”中分离出来的对学生在线学习的一种评价方法，同时也是对学生的学习行为和学习结果进行把握、判断和评定的评价体系，通常包括成绩、提高、能力增长以及其他成就、表现等具体指标。因此，学习评价是本科教育服务质量管理的核心，是自主学习动力的支持，也是一种通过某种规定、提示、约束等对学习产生监控作用的外部手段，能够激发学生的学习积极性，并促使学生坚持完成课程的学习。数理逻辑在线课程的学习评价把“因教施考”“全面考核”“过程考查”等先进理念贯彻到考核评价中，坚持认真落实为发展而评价的观念，着眼于科学全面地评价学生的综合成绩及应用知识的能力，克服学习评价与能力脱节的现象，积极探索多样化的学习评价体系。具体建设思路如下：

（1）知识点考查。当前知识点学习结束后，通过测验的形式了解学生对当前内容的掌握情况。这种方式既督促学生认真学习，又加深了学生对当前知识点内容的理解和认识，同时强化对学生学习过程的考核，以便更加公平、公正地评价学生的综合学习情况。

（2）学生自主学习能力的评价。一方面，教师针对每章内容都设计了课后自测题，便于学生了解自己的学习状况；另一方面，要求学生在SPOC在线课程学习平台上围绕相关知识点内容进行学习互动和交流讨论，包括问答、讨论、质疑及自学自测等多个环节，侧重于评价学生学习能力的提升。

（3）线下习题与实践。数理逻辑课程的特点为“学—练—考—用”4个环节，因此，习题及应用实践是其中的重要环节，教师针对每个章节优选出一些能体现知识应用的代表性习题和应用实例，使得学生通过习题和实践应用环节，促进和加深对课堂内容的理解和消化，同时也有利于评价学生对所学知识的应用能力。

（4）综合知识考核。传统的课程教学模式在学期末都会进行期末闭卷考核，数理逻辑SPOC在线课程虽然被分成多个知识点考查、习题与实践以及能力测试，但应该在学完全部课程后进行综合知识考核，尤其要结合应用型人才培养的特点，有侧重地形成数理逻辑SPOC在线课程的综合知识考核，这样的考核方式符合“厚基础、重应用”的人才培养要求。

综上所述，数理逻辑SPOC在线课程建设，采用课堂教学与网络自主学习相结合的混合教学方式，充分利用传统学习和互联网学习相结合的优势特点，通过“学—练—考—用”4个教学步骤，形成在线学习、交互探究、自学自测和创新应用等多维度立体化教学方法，重视教学设计，丰富教学内容，将学生畏难的课程变成感兴趣的课程。

4结语

高等教育肩负着培养一大批高素质专门人才和拔尖创新人才的重要使命，提高高等教育质量，既是高等教育自身发展规律的需要，也是提高学生就业能力和创业能力的需要，更是建设创新型国家、构建和谐社会的需要。当前是我国高等教育巩固成果、深化改革、提高质量、持续发展的关键时期。围绕将新技术应用于提高教学质量、加强优质资源建设等主题，教育部倡导进一步深化本科教学改革，全面提高教学质量，鼓励针对大学基础课和核心课建设SPOC和MOOC在线课程，突显了本科基础教学在整个高等教育中的重要性。教育振兴行动计划的制定，进一步强化了我国在以教育信息技术和网络技术为手段，深化本科教学改革和人才培养模式改革方面的决心和信心，同时也是我们建设基础核心课程的重要基础和指导思想。对数理逻辑SPOC在线课程的建设思路进行探讨，目的是有效拓展学习空间，设计多样化学习方式、将抽象的知识生动化，提高学习效率，促进学生自主学习能力的提升。

（编辑：郭田珍）