基于SPOC的《内燃机》课程教学创新

高立　陈六海

摘要：本文从《内燃机》SPOC课程建设思路、应用情况和应用效果三大方面展开，深入阐述了《内燃机》SPOC课程建设的建设目标、总体设计，依托SPOC平台探索的教学模式、方法，以及SPOC环境下教学改革取得的主要成效。详细介绍了教学实践过程中摸索的具体形式和做法，以期为进一步开展SPOC背景下的教学探索提供参考。

关键词：SPOC；课程建设；教学模式；教学效果

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）05-0112-04

我校《内燃机》课程是一门面向工程兵保障大类开设的专业课程，是学习后续装备类课程的基础。课程具有普适性强、实践性高，教学对象涵盖面广、教学内容不断更新等特点。自2013年阿曼多·福克斯（Armando Fox）教授率先提出SPOC（Small Private Online Course）的概念以来，[1]国内外众多教育工作者都投入到SPOC课程建设中，并积极探索依托SPOC的教学改革。我校也着力推进在线课程建设，倡导翻转课堂等新的教学模式。基于《内燃机》课程特点和目前以多媒体和网络为代表的信息化技术对教育的冲击，课程团队开发建设了《内燃机》SPOC课程，并以此为背景开展了形式多样、成效显著的教学创新实践。笔者就SPOC课程的建设思路、具体应用、教学模式创新等方面的实践谈一点粗浅的看法。

一、《内燃机》SPOC课程总体情况概述

我校《内燃机》课程面向全体工程兵保障大类学生。教学分为理论授课和实践教学两个模块，学时数量根据专业不同加以区分。课程内容主要包括内燃机的结构、原理、使用维护和维修保养等知识。基于《内燃机》课程普适性强、教学对象涵盖面广、大学推行在线课程建设等方面的考虑，课程组积极申报了《内燃机》SPOC课程建设项目。建设团队8人，有把握内燃机科技前沿的科研先锋，有课程教学经验丰富的教学之星，有熟悉实践操作的实战能手，又有擅长视频动画制作的青年骨干，课程团队凝心聚力，共同建设《内燃机》SPOC课程。经过一年多的建设试用、优化改进，目前已建设了要素齐全、资源丰富的《内燃机》在线课程，在使用过程中，学生反应和教学效果俱佳。

二、《内燃机》SPOC课程建设总体设计

（一）建设目标

在课程建设目标上，我们始终以提高教和学的质量为最终目标。为实现该目标，我们主要从两方面入手：一是为学生开展自主学习提供支持（即助学）；二是为提升课堂教学效果提供支撑（即帮教）。在“助学”方面主要体现在学习资源的制作开发、信息资源的有机整合、教学内容的合理呈现、自主学习的有效引导、个性化交流辅导、评价指标的多元设计；在“帮教”方面主要体现在自学情况的检测分析，在线问答的总结梳理，教学内容的及时调整，教学策略的优化设计和求知热情的强化刺激。通过双管齐下，努力为学生创建“乐在其中”的学习体验。

（二）总体思路

首先，课程知识点的梳理至关重要。按内燃机整机构造——系统组成——零件信息——使用维护——故障排除的学习线路，梳理课程知识体系。层级分明、重点突出的知识点体系对学生把握门课程脉络，提高自主学习效率意义重大。同时也便于教师将碎片化的各类资源通过关联知识点进行整合，有效管理课程。

其次，多媒体的教学资源建设必不可少。针对内燃机原理部分知识（如内燃机工作原理、配气相位、燃烧过程、调速器原理等）制作微课；针对零部件的安装、调试及维修（汽缸盖的安装、喷油器的检修、喷油泵的调试等）录制操作录像；针对组件工作过程制作flash动画；针对前沿科技理论引进优质视频资源；建设多种形式的课程资源呈现教学内容，力求能真正有效地帮助学生开展学习。

第三，学习内容的制作要有效引导学生开展自学。围绕知识点的课程内容制作，要能够提供学生精准、优质的学习指导。我们还定制有针对性的学习任务单，给予学生细粒度的思考向导，一方面保证在线学习效果，另一方面为更深层次的课堂探究学习奠定基础。

第四，评价指标多元化设计。基于便捷可靠的大数据分析功能，教师可以直观地把握学生的在线学习行为，包括预学时长、质疑答疑情况、自测正确率、在线测试成绩等等，将上述环节得分以一定的比例纳入课程最终成绩，是保证学生运用SPOC课程完成学习任务的有效途径。

最后，SPOC课程的建设还包括教学论坛、在线答疑、课程公告等互动环节的设计。教师及时而有针对性的响应有助于减少学生的学习挫败感，帮助学生找到适合自己的学习方式和节奏。

三、SPOC在《内燃机》课程中的应用

（一）探索SPOC路径下学教并重的混合式教學和参与式学习

SPOC通过改变或重组学校教学流程，促进混合式教学和参与式学习，扎实提高了学与教的质量[2]。从学生的学习形式来看，一个学习周期主要包含3个递进的阶段[3]，即自主学习、协作学习和探究学习（如图1所示）。从教师教学的角度来看，教学活动包含了课前导学、课中研学和课后练学3个环节（如图2所示）。

1.学习形式。在自主学习阶段，学生根据教师提供的学习任务单进行自学。在线观看教师推送至课程平台的重难点微课或技能演示视频，并完成少量的自测题目。遇到困难时，可以打开教师依据以往教学经验提前制作好的“常见问题”版块，寻求参考。

在协作学习阶段，学生通过面对面的交流或在线发帖交流，提出问题，深入讨论，得出结论。不同层次的学生可以看到教师有针对性推送的拓展资料，最终由学习小组共同完成课程任务。

在探究学习阶段，学生带着一定的预学基础和自学阶段思考的问题进入课堂，与教师进行面对面的对话。通过成果展示、分组答辩、教师点拨的形式深度学习，牢固建构自身知识网络。

2.教学活动。在课前导学环节，教师设置框架式问题，发布学习任务单，推送对应的视频资料，引导学生初步学习。之后，在线监测学生的预学时长、自测题目完成正确率、常见问题点击量等自学行为，通过论坛对学生的提问答疑解惑，以此判断学生的预习效果，并预测课堂教学的重难点。

在课中研学环节，教师通过更细粒度的课堂问答、小组展示交流来检验学生的课前学习程度，通过系统讲解关联各知识要点，将碎片化的知识进行整合，并设置反思性问题激发学生进行深层思考，由教师精准点拨，最终解决问题。

在课后练学环节，教师发布记忆练习类作业，巩固提升教学效果。学生通过提取式学习，完成对知识的重构。针对学有余力的教学对象，教师提供拓展资源，帮助其开展探索性的试验和创新性设计。

（二）结合课程内容特点，形成创新实践两大类教学实施形式

《内燃机》课程教学内容不外乎内燃机的结构、原理和故障分析，根据课程特点，我们创新实践了“宽平面推进”和“阶梯式递进”两大类教学方法。

对于结构类内容采用“宽平面推进式”教学。在预学环节，通过导学案抛出关于零部件全部信息的思考问题，包括零件的名称、形状、材料、作用、位置、使用、调试、维修等等，并告知学生可以在哪个视频、哪段教材中获得答案，推送资源。课上检查预习效果，并通过更细粒度的问答推动思考，遇到问题时再回到学习资源中寻找答案（即师生共读学习资源），解答困难时由教师讲授，答疑解惑。问题解决后，再次回到视频，向下一个问题推进。以一种“割草机式”的推进方法，不留死角地推动学生扎实地掌握内燃机的结构。

对于原理分析类内容，则采用“阶梯递进式”教学。与“宽平面推进式”教学形式不同，在预学环节，通过导学案仅提出基础性问题，并推送相应的知识型讲解视频，以降低预学难度，减少学生的学习挫败感。而在课堂面授环节则通过任务、案例的形式牵引学生对预学知识要点进行提取、融合，并激发其更深层次思考，最终以师生、生生协作学习的形式达成教学目标。教师进行适时精准的点拨，从而实现学生能力的提升。

（三）依靠平台功能，深化课外指导作用，拓展教学时空

借助SPOC平台功能，我们开展了多样化的在线学习活动，包括问卷调查、在线测试、竞赛、在线作业、辅导答疑、论坛交流等，深化了教师的课外指导作用，拓展了教与学的时空。师生的在线互动为教师及时掌握学生学习动态、解释与评估认知过程、发现潜在问题、提供预警与干预提供了有效的信息支持。借助这些信息反馈，教师做出的及时响应（比如调整、优化课堂面授活动、推送更加精准的学习资源）则进一步反向刺激学生探究问题的能动性，形成良性循环，提高了交互的質量。具体实施过程如图3所示。在线活动的访问量均超过学生总数的80%，利用率高，应用效果好。另外，教师充分发挥教学平台中“精彩问答”板块的作用，努力使每位学生至少有一个提问被推荐到主页，以便于思考行为被更多人参与、讨论和分享，充分激发学生质疑、解疑的热情。教师也可通过梳理学生问答，将共性问题总结提炼，编辑制作成课程建设资源投放至平台“常见问题”栏目，供不同学生参考阅读。

四、教学效果与课程特色

《内燃机》SPOC课程在我校2013级机械工程及其自动化专业学生中开展实践，学生的在线学习行为从一开始的不太适应，到后来的欣然接受，再到最后找到适合自己的学习节奏，经历了一个必然的过程。教师的管理驾驭能力也从一开始的摸索尝试转变为驾轻就熟。学习效果和教学质量都得到了显著提升，主要体现在以下几个方面：

（一）学生参与课程的广度和深度得到提升

在以往教学中，往往只有少数学生愿意在课后和教师交流，表达对知识和学习的理解。而在SPOC环境下，受到平台功能支持和课程参与度成绩的驱使，更多学生开始积极主动地向教师提问，问题的涉及面也从课程内容本身拓展到更广阔的领域，无论是求知的热情还是思考的深度都得到了提升。教师的辅导答疑时长由传统的几次课，上升到每天几小时。教师耐心、及时、准确的回复，激发了学生更高的提问热情。

统计显示，学生在课程开始初期，提问主要集中在驾车、选车、作业题等浅层问题，而随着课程的深入，在学生提问量上升的同时，问题的关注点也发生了变化，转向思考内燃机系统间的配合、故障的原因、保养方法的依据等等，参与课程的深度明显提升。

（二）个性化学习要求得以满足

信息技术的支持有利于学生个性化学习的开展。可重复性强的教学资源为个性化学习提供保障、高效的数据挖掘技术为个性化分析提供支撑，强大的平台功能为个性化学习模式提供路径。借助SPOC教学平台支持，我们初步探索了SPOC环境下的个性化学习模式，如图4所示。

通过调取平台数据，分析学生的知识结构、爱好、风格、学习习惯，对其进行分组。针对不同特征的学生，分别制定个性化的学习目标（认识层面、理解层面、分析层面等），推送个性化的学习资源（拓展视频、研究文献、科研成果等），支持个性化的学习方式（探究式、合作式、目标驱动式等），给予个性化的学习指导（借助多样化的交流工具开展的一对一辅导），并采取多元评价机制评估学习结果，促使学生的各方面能力获得更充分、自由、和谐的发展。

（三）教与学的质量得到提升

调查显示，学生对课程的满意度高（如图5所示）。绝大多数同学表示他们更愿意看SPOC课程平台的立体化电子教材，并反映通过教师导学和讲解视频结合的方式，学习效率得到提高。而课堂中的师生对话、生生对话更进一步加深了他们对知识的深层理解，使之知其然并知其所以然。更有部分同学在课程结束后继续在平台上与教师交流专业问题，并表达想要开展创新研究的愿望。

四、总结

SPOC课程在帮助学生开展自主学习、高课堂面授质量上有着不可小觑的优势。它最大程度地支持学习模式和教学模式的创新，极大地提高了师生对课程的参与度，是一种值得在目前形势下探索、尝试的教育方式[4]。在互联网+时代，受到信息技术的冲击，教育正处在大变革的时期，这也给学校教育和教师职业带来了前所未有的挑战。教育工作者只有把握时代脉络，厘清当今教学的特征，才能在改革洪流中占领先机。SPOC就是一种结合了在线学习和传统课堂授课两方面优势的混合教学模式，它也许就是瞄准未来教育变革的突破口[5]。基于SPOC背景的课堂教学将何去何从，需要更多的人去探索和创新。

参考文献：

[1]康叶钦.在线教育的“后MOOC时代”——SPOC解析[J].清华大学教育研究，2014，35（1）：85-93.

[2]贺斌，曹阳.SPOC：基于MOOC的教学流程创新[J].中国电化教育，2015，（3）：22-29.

[3]郑奇，杨竹筠.SPOC：结合高校教学的融合创新[J].物理与工程，2014，（1）：15-18.

[4]杜世纯，傅泽田，王怡.浅论MOOC对我国高等教育的影响与启示[J].高等农业教育，2014，（5）：41-43.

[5]李曼丽，张羽，叶赋桂，等.解码MOOC：大规模在线开放课程的教育学考察[M].北京：清华大学出版社，2013：90-136.