基于SPOC翻转课堂的矿物材料与工艺学教学模式研究与实践

于红超

摘 要：矿物材料与工艺学是材料学科的一个重要组成部分，其教学效果对后续专业课程的学习起着至关重要的作用，因此应积极推进教学改革。文章探讨了矿物材料与工艺学的学科特点以及传统教学模式下的弊端，介绍了SPOC翻转课堂模式下的教学内容安排、课程设计以及考核方式，以期增强学生学习矿物材料与工艺学这门课程的兴趣和主动性，进而提高教学效果。

关键词：矿物材料与工艺学；SPOC翻转课堂；教学设计；考核方式

矿物材料与工艺学是随着现代科技的发展而发展起来的一门新学科，是材料学科的一个重要组成部分。它是以矿物加工工程和无机非金属材料专业为基础，多学科交叉结合而形成的一门新型综合性学科，在理论研究和工程应用上都具有十分重要的意义。目前主要采用传统的教学方式，即教师课上讲授、学生听讲并通过课下练习对课堂知识进行消化的教学方法。这种教学模式的优势是易于实现集体化教学，并且所传授知识的系统性强，但是随着现代信息化教学技术的发展以及以学生为主体的教学理念的不断深入，传统教学模式暴露出的问题也越来越明显。首先，矿物材料与工艺学课程包括矿物材料及其基本性质以及矿物加工工程几个部分内容，知识点庞杂抽象，理论性强，难度非常高，因此学生缺乏学习的兴趣。其次，由于传统教学模式下学时有限，教师所讲授的内容就有限，某些知识点讲解不够详细，进而影响学生对课程的消化吸收，导致教学效果不佳。最后，传统教学模式不注重课前预习，信息化学习资源利用率低。所以在矿物材料与工艺学的实际教学中亟须改变教学方式，以提高学生学习的主动性和积极性，锻炼学生自主学习和独立思考的能力。

一、MOOC、SPOC与翻转课堂

MOOC（Massive Open Online Courses），即大型开放式网络课程。在2012年，美国的顶尖大学开始陆续地设立网络学习平台，随着Coursera、Udacity、edX这三大课程供应商的发展，更多学生获得了系统学习的机会。MOOC是基于课程与教育论及网络和移动智能技术发展起来的在线课程形式，具有规模大和开放的特征[1]。首先，MOOC对全世界开放，学生通过互联网可以学习名师的精品课程；其次，MOOC以学生自主学习为中心[2]；最后，MOOC学习资源丰富，可以在线共享。但是MOOC的局限性是课程完成率低，不能因材施教，缺乏个性化指导，并且由于教师和学生无法面对面交流，导致学习的效果不佳。

SPOC（Small Private Online Course）是小规模限制性在线课程，这个概念最早是由加州大学伯克利分校的阿曼德福克斯教授提出和使用的。“Small”是指较小的课程规模，授课人数少，一般为几十个学生；“Private”是对校园教育的限制性入学条件，学生达到相应的入学条件才能接受SPOC教育。SPOC是一种结合了课堂教学与在线教学的混合学习模式，它将MOOC课程视频资料作为家庭作业布置给学生，让学生在课下进行预习和自学。在实体课堂教学中，教师为学生答疑解惑，了解学生对知识的吸收程度，并和学生一起处理作业或者其他任务。教师根据自己的偏好以及学生的需求，可以自由设置和调整课程的进度，这在一定程度上弥补了MOOC的不足。和传统课堂指定的阅读材料相比，SPOC使用MOOC视频，更能吸引学生认真准备，激发其参与积极性，对学习动机不足的学生也是如此。比起MOOC，SPOC使在線学习超出了复制教室课程的阶段，产生了更为有效的学习效果。SPOC模式充分利用了MOOC的重要特征，包括获得高质量的课程材料，并且能够通过自动评分迅速反馈给学生，最大限度地使稀缺资源发挥效力。

翻转课堂（Flipped Classroom）最早是由美国教育者提出的，是基于现有信息技术，重新调整教学结构和方式，将“教师讲，学生听”这种传统的学习过程进行翻转，让学生掌握学习的决定权和主动权的教学方式。学生可以选择最适合自己的方式在课外学习新知识，然后在课堂上经过老师的指导，通过小组讨论、案例分析等方式将知识进行内化。这种教学模式是以学生为中心进行整个翻转课堂的课程安排，最大限度地发挥了学生的主观能动性，有利于学生之间以及师生之间的沟通和交流[3]。近年来，翻转课堂依托MOOC、SPOC等在线教育平台的教学模式，注重提高学生的自主学习能力和思维创新能力，逐渐成为我国高等院校教学研究和改革的热点。

二、采用SPOC翻转课堂讲授矿物材料与工艺学课程的优势

SPOC翻转课堂教学模式是将教育理念与信息技术深度融合的一种教学模式。哈佛大学的罗伯特卢教授认为，SPOC的重要性在于在线学习已经跳出了复制课堂课程的阶段，正在努力创造一些更为灵活和有效的方式。SPOC翻转课堂最早由加州大学伯克利分校的Fox教授在edX平台提出，随后麻省理工大学、哈佛大学、科罗拉多州立大学等国外高校分别建立了其专业课程，国内的清华大学也在校内推出了自己的SPOC课程。SPOC课程结合了课堂教学与在线教学两种方法的优点，很适合矿物材料与工艺学这种内容繁多、枯燥抽象的课程教学。采用SPOC翻转课堂讲授矿物材料与工艺学课程的优势主要有：

首先，作为前沿的教学方式，SPOC翻转课堂可以促进学生对矿物材料与工艺学这门课程学习方式的改变，使学生从被动接受转变为主动探索，进而培养学生自主学习的能力、强烈的学习动机以及浓厚的学习兴趣，并最大限度地提高学生的学习效率，使其记忆更持久。

其次，SPOC翻转课堂教学模式使课程蕴含的信息量增大，通过整合MIT、加州大学伯克利分校等名校的线上资料以及其他实体资源，可使学生通过视频和讲座学习到世界一流水平的矿物材料与工艺学教学素材。

再次，SPOC翻转课堂中，教师给学生提供多种选择，因材施教，有助于学生的个性化发展，实现教育的个性化。

最后，该课程教学方式提供了类似课程间信息交流的互动平台，实现了优质教学资源的共享整合，并且通过互学互帮提高了矿物材料与工艺学课程教学的综合水平。

三、基于SPOC翻转课堂的矿物材料与工艺学教学模式探索

（一）确定SPOC翻转课堂模式教学内容

矿物材料与工艺学这门课程具有很强的理论性和实践性，并且抽象概念多，难以理解和记忆，学生学习的主动性不强。并且由于这门课程是首次采用SPOC翻转课堂模式，还处于探索阶段。因此在不确定教学效果的情况下，我们要对矿物材料与工艺学这门课采用SPOC翻转课堂模式与传统教学方式相结合的方法，并通过比较两种模式下的教学效果，探索出最适合学生的教学方式。需注意的是，要循序渐进地改变传统教学模式下的师生观念以及学生的学习习惯，逐渐减少教学课堂中的教师主导作用，最终使学生成为课堂活动的主体，使其从被动接受知识转变成主动获取知识。这就需要教师对教学内容进行慎重选择，并对教学方法做出合理安排。

矿物材料的加工工程，包括超细粉碎与分级、磁选矿、浮选、化学提纯、表面改性和高温处理几个部分，内容抽象繁杂，难度大，并且实践性强，学生理解起来难度较高，可以作为SPOC翻转课堂教学的内容。其他内容如矿物材料的基本性质和主要用途等相对简单易学，可以采用传统的教学方式。

（二）SPOC翻转课堂模式的教学设计

教师对教学活动的精心设计是SPOC翻转课堂模式顺利进行的前提条件，教学设计主要包括课前设计和课堂设计。

课前设计的好坏是SPOC翻转课堂教学能否顺利进行的决定因素。在课前设计中，教师的首要任务是按照课程大纲和教学日历，准备SPOC资源，包括课程资源、拓展资源、课堂实例及优秀作业四个部分。课程资源是指与课堂学习内容相关的资源，包括课程简介、教学大纲、PPT、视频等；拓展资源是根据学习内容为开阔学生视野进行的知识拓展；课堂实例主要是针对课程的实践部分；优秀作业是从学生提交的作业中筛选出的优秀作品，能供其他学生借鉴和学习。准备好SPOC资源后，可让学生依靠网络平台进行自主学习。

学生自主完成课前学习后，教师要给出相应的测试题目并指导学生完成，及时把握学生对所涉及知识点的掌握情况，并记录好学生在课前学习中存在的共性问题做好记录。同时，教师也可以利用在线课程网站和社交软件等工具和学生进行互动交流，及时总结学生反馈的信息，为课堂教学做好充足准备。

在课堂中，主要是答疑、提问和师生互动。首先，对学生在课前学习过程中暴露出的共性的、具有代表性的問题进行解答，也可以组织学生分组讨论，从而解决问题。其次，学生提出自己在课前学习中遇到的问题，教师逐一解答。再次，教师通过向学生提问来考查学生对知识的掌握情况，学生可以独立回答，也可以分组讨论，这可加深学生对重点课堂内容的把握。最后，教师对每次课程进行总结和点评。

（三）翻转课堂模式下的考核方式

SPOC翻转课堂的教学模式为学生提供了更多自我展示的机会，目的是培养学生的独立思考能力和创新实践意识，进而提高教学效果。在考查学生学习效果的方式上需区别于传统的考勤、作业和卷面成绩，因为在SPOC翻转课堂上学生是教学参与的主体，因此需要检验学生学习的主动性、学习任务的完成情况以及课堂表现是否活跃等。在考核方式上要综合学生课前自学情况、课上参与表现（课堂回答问题、学习报告、个人展示等）以及考试测评等几个方面，降低期末考试比重，增大课堂个人表现比重，这不仅能在一定程度上督促学生自主学习，也能真实地体现课堂教学效果。

基于现代信息技术的教学模式改革是当前教育教学发展的趋势，SPOC翻转课堂的引入弥补了传统教学方式的缺陷，改变了传统教师以讲课为主的教学模式，最大限度上发挥了学生的主观能动性，有效提高了学生的学习效果。同时对学生实践能力以及创新意识的培养具有积极的作用，也为我国高校的矿物材料与工艺学课程的教学改革提供了一套切实可行的方法。

参考文献：

[1]祝智庭，刘名卓.“后MOOC”时期的在线学习新样式[J]. 开放教育研究，2014（3）：36-43.

[2]尹合栋.“后MOOC”时期基于泛雅SPOC平台的混合教学模式探索[J].现代教育技术，2015，25（11）：53-59.

[3]金 陵.翻转课堂与微课程教学法[M].北京：北京师范大学出版社，2015.