“电路原理”MOOC资源的多种应用形式实践

朱桂萍， 于歆杰

(清华大学 电机工程与应用电子技术系， 北京 100084)

“电路原理”MOOC资源的多种应用形式实践

朱桂萍， 于歆杰

(清华大学 电机工程与应用电子技术系， 北京 100084)

我校“电路原理”MOOC课程自2013年在edx和学堂在线同时上线以来，学习者规模和覆盖程度在全国同类课程中已有来自近160个国家和地区的约13万名学生选修了该慕课；应用该慕课资源改善课堂教学质量的学校已接近20所。本文介绍了“电路原理”MOOC资源在我校教学中的三种形式：小规模的完全翻转课堂教学、小规模的以线上学习为主的混合式学习和基于“雨课堂”的大规模轻量级翻转课堂教学。这三种教学方式满足了不同学生的学习需求，取得了较好的教学效果。

MOOC，翻转课堂，雨课堂

0 引言

我校的“电路原理”MOOC课程于2013年10月同时在edx和学堂在线两个MOOC平台上线，前者面向海外学习者，后者主要面向国内学习者[1，2]。这是国内第一门在edx上线的工科专业基础课课程，客观上为全世界的学习者提供了一个了解中国工程类专业基础课教学现状的窗口。两年多以来，我校“电路原理”MOOC课程在两个平台上各开设了6个学期，来自国内和世界各地的学习者总共超过了10万人次，其中edx平台上超过了7万人次，学堂在线平台上达到了约6万人次。图1给出了edx平台上学习者的地域分布，表1则给出了每一学期两个平台的学习者规模。可以说，我校“电路原理”MOOC课程的覆盖范围和学习者规模在国内同类课程中都处于遥遥领先的地位。

与规模巨大的线上学习者形成鲜明对比的是，2013年秋季在校内使用我们的MOOC资源辅助学习的学生却很少。究其原因，一方面，MOOC课程中的内容比实体课堂中要求的少；另一方面，MOOC给出的讲课练习和每周作业的难度都要低于实体课堂的要求。正是这些原因，导致了教师和学生都没有能认真考虑清楚：耗费了大量时间和精力制作成功的MOOC资源到底会对实体课堂教学带来怎样的帮助，但大家都意识到一点：完全不用肯定是对资源的极大浪费。也正是从那个时候起，我校“电路原理”教学组开始探索将MOOC资源引进大学课堂的多种方式和方法，希望将飘在“云”端的MOOC资源在大学课堂里落地开花，并最终在提升教学效果方面结出丰硕的果实。经过两年多时间，教学组共尝试了三种MOOC资源与实体课堂的结合模式：小规模的完全翻转课堂教学、小规模的以线上学习为主的混合式学习和基于“雨课堂”的大规模轻型翻转课堂教学。下面将对每一种模式进行简要介绍。

图1 edx平台上清华大学电路原理MOOC课程的学习者地域分布

表1 清华大学电路原理MOOC课程的历年学习者规模

1 小规模的完全翻转课堂

完全翻转课堂就是指对课程的全部内容都采用翻转课堂教学模式进行教学。课下，让学生通过观看MOOC视频自学基本内容，课上则以讨论为主，讨论内容可以包括基本知识点、课下自学遇到的疑难问题、典型习题或其他教师认为有必要讨论的内容。为了保证能获得较好的课堂讨论效果，这种教学模式的课堂规模不宜太大，一般认为在25人左右比较合适。

我校“电路原理”教学组早在2013年春季学期就开始试行翻转课堂教学模式，那时“电路原理”MOOC资源还没有问世，学生课下自学主要依靠教学组之前建设的教学网站进行，该网站上有完整的课堂教学录像和各种补充阅读材料[3]。利用这些资源进行课下自学存在以下问题：

(1)课堂录像时间太长，学生大多数没有耐心完整看完，只是走马观花地看几个片段，对重要知识点的理解有欠缺；

(2)网站后台缺乏必要的访问记录，教师无法准确把握学生的课下自学情况，例如每个学生对每一段视频到底看了多长时间，教师无从得知；

(3)视频呈现课堂讲解的全部内容，却没有给学生留出思考的空间，可供课堂讨论的内容也就少了。

以上这些问题都对课堂讨论效果产生了明显影响，而利用MOOC资源完成课下自学就可以很好地解决这些问题：

(1)MOOC资源是充分碎片化的，每个视频大约在5分钟左右，每个视频都相对比较完整地讲解了一个知识点，学生可以充分利用各种片段时间来观看视频，完成课下自学内容；

(2)MOOC平台对每一位学习者都有完整的学习记录，包括对每一段视频看了几遍、习题做对了多少等，教师可以非常方便、快速地在课前掌握每一位学生的预习情况，从而使得课堂讨论更有针对性；

(3)MOOC视频基本只讲解了最基础的核心内容，在此基础上，不同层次的院校可以根据自己的学生情况对教学进行不同程度的发挥和拓展，课堂讨论空间很大。

我校“电路原理”教学组在采用“电路原理”MOOC资源进行完全翻转课堂教学时，还在课堂讨论和课下实践中引入了实验内容，将理论与实验做到有机融合，用理论指导实验，实验结果反过来又促进学生更深刻地理解理论。两年多的教学实践表明，这种基于MOOC的完全翻转课堂教学模式适用于那些学习能力比较强、有较强的口头表达欲望、喜欢进行研究型学习的学生。这种教学模式激发起学生的学习热情的同时，也对教师提出了更高的要求和挑战。

2 小规模的混合式学习模式

大学里经常会有一些学生由于重修、转系等各种原因出现所修课程时间冲突的问题，以前通常学生会把时间冲突的两门课都选上，然后这周上这门课，下周上那门课；或者干脆其中一门平时不上课，只参加最后的考试。这样无疑会影响学生的学习效果和最终成绩。“电路原理”MOOC的上线为这一部分学生提供了另一种选择。

学生注册加入MOOC课堂，跟随MOOC课程进行学习，学习时间和地点都非常灵活，最后和实体课堂的同学一起参加线下期中、期末考试，取得相同的学分。为了在学生学习过程中给于适时的指导，对相关内容进行更深的拓展，以达到本校的教学要求，我们在线下会安排一些面对面的讨论，通常是两周一次，每次一个半小时左右，学生自愿参加。讨论内容主要是一些重要的基本概念以及一些典型习题。

我校“电路原理”教学组从2015年春季学期开始试行这种线上自学与线下讨论相结合的混合式学习模式，取得了较好的效果。学生不再有课程时间冲突的问题，借助MOOC平台与实体课堂类似的按周进展的学习模式、完善的学习记录、24小时在线答疑和其他功能，学生可以随时随地进行学习，而线下讨论则有效解决了MOOC课程内容深度不够的问题。期中、期末考试结果表明，参加这种混合式学习模式的学生的平均成绩与传统的实体课堂的平均成绩基本相当，可以认为灵活的教学方式并未影响教学效果。

由于这种以线上自学为主的教学模式对学生的自学能力和自制能力要求都较高，我们在实践中将课堂规模限制在30人左右，基本满足了校内学生的需求。

3 大规模的轻量级翻转课堂

以上两种教学模式最大的问题是受众规模小，参与学生人数大约占我校所有必须学习“电路原理”这门课程学生人数的10%。我们希望能够让MOOC资源为更多的学生服务，因此如何将MOOC课程引入大班教学便是我们一直在探索解决的问题。

大班人数规模一般在90人左右，难以开展有效讨论，教师无法有效把握学生真正的讨论内容，并及时获得全面、准确的讨论结果。既然大班课堂教学无法以讨论形式为主，就只能以传统讲授为主，因此就不适宜要求学生在课前自学太多的MOOC课程内容，以免影响听课效果。目前有些学校通过在教室安装类似会议表决系统之类的设备，同时在上课时发给学生一个手持终端，来解决大班课堂讨论结果的及时反馈问题。这种方案需要对教室进行一定的硬件改造，而且只能在固定的教室上课时才能进行师生互动。“雨课堂”的诞生为在大班课堂实行轻型翻转课堂教学提供了一个非常方便的工具[4]。

“雨课堂”是我校在线教育办公室开发的一个基于手机APP实现的教学工具。采用这个工具，教室无需进行任何硬件改造，也不受上课地点的限制，教师只需在电脑上安装“雨课堂”的插件，它与Microsoft Office的Powerpoint很好地结合在一起，教师可以很方便地扫描插件提供的二维码实现微信登录，然后在手机上就可以建立自己的新班级、新课程。学生只需扫描一次教师提供的班级二维码加入到教师开设的相应班级后，教师就可以在任何时间向学生输送各种课程学习资料，包括自己制作的PPT、音频、视频以及各种网络资源，这其中当然也可以包括教师根据教学需求定制的MOOC资源。而学生对这些学习资料的利用情况也都会被“雨课堂”的后台完整地记录下来，只要教师需要，可以随时对任何一位学生的学习情况进行查询和分析。为实现这些查询和分析，雨课堂提供了专门的脚本，非常方便易得。利用“雨课堂”，课上教师可以根据教学需要实时输送测试题，并能立刻掌握学生的答题情况以及对全班答题结果的初步统计分析；课下教师可以向学生输送预习资料和复习要求，真正做到师生24小时在线互动。

与完全翻转课堂教学模式相比，在这种教学模式下，学生课下并不需要对全部内容进行自学，通常教师会在课前推送3-4页PPT要求学生预习一些主要知识点；课堂时间仍然以教师讲授为主，但会对课前预习的知识点以及当堂缩减的重点内容进行一些检查，每一大节课平均会进行3-4个知识点的测试，因此我们把它称为“轻量级翻转课堂”。

(朱桂萍等文)

与传统课堂相比，由于教师可以随时输送现场测试题(目前还只能输送单选题，未来“雨课堂”会继续完善，推出多选题和主观题等)，测试结果也可以计入平时成绩，学生的听课压力明显增加，课堂参与度大大提高。我校“电路原理”教学组参与设计了“雨课堂”的大部分功能，并于2016年春季学期在一个大班课堂中做了试点，教师的主观感受和学生的问卷调查结果都表明这种改革取得了较好的效果，后续我们将在更多的大班课堂中推广使用，并结合学生反馈推动完善“雨课堂”的相关功能。

4 结语

本文介绍了我校“电路原理”MOOC资源的三种运行模式，即小规模的完全翻转课堂、以线上学习为主的小规模混合式学习和大规模轻型翻转课堂。通过这三种模式，我们实现了两个非常重要的目标：

(1)真正实现了以学生为中心的教与学。不同学生对同一门课程可能有不同的需求，我们根据他们的需求，提供了有针对性的教学服务。学习能力强并希望学以致用的学生可以选择完全翻转课堂充分发挥自己的潜力，大部分学生可以参与轻型翻转课堂在大班课堂中与教师积极互动，有自学能力或者课程时间有冲突的学生则可以选择没有上课时间和地点限制的以线上自学为主的混合式学习来完成课程。

(2)慕课资源的全覆盖，即我们精心录制的慕课资源，除有效服务社会学习者以外，对本校所有学习电路原理课程的学生，都能够在某种程度上帮助其提高对课程内容的掌握程度。

目前第一种模式及类似做法已在全国20多所高等院校得到了应用[5]。这些学校基于相同的MOOC资源，根据各自的特点和水平，灵活掌握课堂讨论内容和讨论深度。这种模式不仅锻炼了学生的自学能力，激发了他们的学习热情，也把教师从枯燥的基本概念讲解中解放出来，转而从事更有价值的教学研究，真正实现了教学相长。

未来我们将在自身不断总结提高的基础上，向国内其他高校推广其他两种教学模式，让我校“电路原理”MOOC资源能为更多教师和学生带来帮助。

[1] http://www.edx.org

[2] http://www.xuetangx.com

[3] 朱桂萍，于歆杰，陆文娟，“电路原理”课程深度改革的实践探索[J]，南京，电气电子教学学报， Vol.35，No.5，Oct. 2013：7-10+33

[4] http://rain.xuetangx.com

[5] 于歆杰主编，以学生为中心的教与学[M]，高等教育出版社，北京：2015年8月

Practice of Application Modes of MOOC Resource for Principles of Electrical Circuits

ZHU Gui-ping, YU Xin-jie

(ElectricalEngineeringDepartment,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)

MOOC of Principles of Electrical Circuits in our university has got a nationwide leading position in learners scale and coverage degree among courses of the same category since it is on line in edx and Xuetangx in Oct. 2013. Three application modes of MOOC of Principles of Electrical Circuits are described in this paper, including: a small scale entirely flipped classroom; small scale blended learning mainly by online self-learning; a large scale lightly flipped classroom with a cellphone application named The Rain Classroom based on WeChat. These three modes meet the various requirements of most students, and led to good effects in our practice.

MOOC，flipped classroom, The Rain Classroom

2016-06-14;

2016-02- 09第一作者：朱桂萍(1973-)，女，博士，副教授，主要从事电路原理教学、电能质量控制和电动汽车基础研究等工作，E-mail：gpzhu@tsinghua.edu.cn

G426

A

1008-0686(2017)03-0006-04