网络课程与传统课堂融合的阶梯闭合教学模式研究

陈 涵，张文宇，王 真，丁 科，谢 钧

(陆军工程大学指挥控制工程学院，江苏南京210007)

0 引言

计算机科学技术的发展，对科技进步、社会变革起着极其重要的作用。计算机技术的发展推动了一系列系高新技术和新兴产业的产生与发展。计算机硬件作为计算机科学发展的物质基础，是学科领域中的重要基石。

计算机硬件相关课程，在计算机学科中，属于专业基础课程，对于计算机学科的发展及后续学习十分重要。传统的计算机硬件课程教学，大多采用理论课教学配合实验课操作的形式。但课程的教学却有以下一些难点：课程知识丰富，学科原理抽象，难以直观理解；相关学科关系密切，知识体系构建庞杂；知识技术发展迅速；不仅注重理论知识的掌握，也注重技术能力的提升。

目前，我国高校计算机教育资源还是比较丰富的，特别是近几年来，随着网络技术、多媒体技术的发展，网络课程迅速崛起，国内外知名大学都相继建设了网络课程教学平台。网络课程的开放不仅对高等教育的普及及教育公平性起到了极其重要的作用，也给传统的校园课堂教育带来了冲击。校园课堂教育在我国教育制度中处于主导地位，应该充分利用包括网络课程在内的各种教育资源。

1 网络课堂分析

以MOOC(大规模网络开放在线课程)课程为例，与传统课堂相比，它有着明显的优点[1]：①网络课程大多是名校开设，有一定的名校影响力，课程质量很有保证；②网络课程的规模大，学习门槛低，学生参学要求不高；③网络课程是利用互联网技术的在线课程，学生可以克服时间与空间的障碍，按自身情况安排学习时间。

实验课也可建设成网络虚拟环境，以虚拟实验室为代表，与传统的硬件实验课相比，其优点为：①将实际的实践设备虚拟化，节省场地与管理与维护成本，器材的维修与更新成本；②电脑程序设计的实验过程，可以配合学生的节奏，大大减少了错误操作；③学生可以克服时间与空间的障碍，按自身情况安排学习时间。

但是，网络课程也有其固有的缺点：①网络课程的建设需要花费很大，MOOC课程的推广也有一定的门槛；②网络课程的学习没有监督体制，很大程度靠兴趣与自觉，留存率一向很低；③网络课程规模虽然大，但学员间的交流很少，与教师的互动也很少，有问题很难在线得到帮助；④网络的课程设计一般以普通学生的认知能力与接受能力为依据，没有针对性教学。

网络实验课堂在实际使用中也有其固有缺点：①虚拟实验室并不能真实反映实验操作的实际情况：虚拟实验室的实验实现成功率是很高的，因为学生是在计算机创造的理想环境中鼠标操作；而现实情况下，会有许多未知的异常情况，需要学生在实际操作中具体情况具体分析，锻炼学生解决实际问题的能力；②真实实验室带给学生的体验是虚拟实验室不能比拟的：在真实实验室中，学生可以直接接触各种实验器材，而在虚拟实验室中，学生通过键盘鼠标完成实验操作，没有真实实验室带给学生的感受直观；③虚拟实验室并不能培养学生的创造性：虚拟实验室里的实验操作，都是按程序设置固定的，在真实实验中，学生完成实验的过程，是一种无法取代的摸索过程，在这一过程中，学生会有许多创造性思维的产生；④虚拟实验室很难为学生的创新性设计，能够综合运用所学知识，融汇贯通，解决一些实际问题，能够通过计算机硬件课程的学习，使学生具备一定的自习能力、独立分析问题、解决问题的能力、团队协作精神与创造精神。

2 校园课堂分析

传统的计算机硬件课程教学，往往采用理论教学为主，配合实验教学的手段。课堂教学，教师能够关注到每一位学生，即时给予回应学生的反馈，并根据学员的接受度，即时调整教学内容与方法，学生之间相互交流也很方便[2]。但是，课堂教学往往受到课时的限制，很多知识点很难讲解透彻；课本教材因为出版周期，容易滞后；学生基础参差不齐，因材施教往往难以实现；实践课往往采用硬件试验箱的形式，完成相关知识点的验证性实验，难以培养学生综合分析问题的能力与创造精神，有的学生甚至只是按照实验步骤操作一遍，对实验结果不甚明了。若直接采用复杂的设计性实验，学生仅靠课堂掌握的内容，又难以支撑完成[4,5]。

3 融合教学模式

为充分合理利用教育资源，取得更好的教学效果，现采取一种以分层次的教学目标为导向，将网络教育资源与传统校园课堂结合[3]，实现学生阶梯向上的闭合循环教学模式。整个过程包括：教学目标设置、网络课程设计实施、虚拟实验设计实施、课堂教学设计实施、综合实验设计实施，教学评价小结。

3.1 教学目标设置

我国全日制本科教育，还难以全部使用小班化教学模式，课堂教学中，学生间的差异，给教师的教学实施带来了一定的困难。为此，设计出分层次的教学目标：①入门层：通过网络课程的自主学习，实现对课程基础知识的一般了解；②基础层：通过虚拟实验室的操作，加深掌握课程基础知识，并启发思考；③综合层：通过课堂反转，教师的启迪引导，使学生深刻理解重难点内容，并发散思维；④提高层：通过创造性综合实验，锻炼学生动手解决实际问题的能力[3]。

3.2 网络课程设计

作为在校学生预学习的网络课程，采用SPOC(小规模私有在线课程)课程。它的固有特点，十分适合在教师指导下进行自学：①它是小规模的，参与学习的学生人数少，便于教师的指导、管理、检测，以提高留存率；②它是私有课程，参与学习的学生彼此认识，在线学习过程中，学生的交互性较好；③它有准入条件，参与的学生往往是同校同年级甚至同班级的，学生的知识背景相同，接受能力相近，SPOC课程内容结构的设置有很强的针对性。

SPOC课程应该与教材一致，便于学生自学。在内容上，则以覆盖课程基础内容为宜，同时应该运用动画、视频等多媒体资源，丰富拓展学生知识。教师应该起到监督的作用，留置作业，及时批改，督促学生自主学习，并掌握学生的学习情况。同时，可以设置学习论坛，同一个班级的学生，彼此比较熟悉，论坛氛围很容易活跃，教师首先应该鼓励学生之间相互问答，然后也要及时回复遗留的问题。虚拟实验室设置验证性的基础实验，实验项目要覆盖大部分的基础知识。实施时，与SPOC课程同时开放，可以作为SPOC课程的学习导向，同时也可以检验SPOC自主学习效果。为更好地开展后续的课堂教学，教师应该认真批改学生的网络课程作业虚拟实验，以掌握学生的预学习效果。

3.3 传统校园课堂教学设计

学生通过SPOC课程的预先学习，对课程内容已有了掌握，使得教学设计可以更加灵活，同时教师也对学生预学习情况十分了解，可以据此进行更加合适的课堂教学设计，灵活的采用诸如启发式教学、案例式教学或反转课堂等形式。

3.4 课堂实践

课堂实验课要避免再设计验证型实验，而应该设计综合性、甚至创造性实验，并且实验项目应具有一定的复杂度，需要学生融汇贯通地运用所学知识。教师应该预先设计一些实验项目供学生选择，也鼓励学生自己设计实验项目，教师负责把控实验难度，并配合学生进行可行性分析。

实验开展，可以采用分组形式，每个小组的人数，参考实验项目的分解，确保每名学生都有一块独立的完成部分。实验项目根据其复杂度，并不要求在一次实验课完成，而是以项目周期，组织学生完成，教师在课堂提供必要的指导，但更多鼓励学生自己搜索资料，选择器材。

此外，对于学生自己设计得较好的创新性实验，可以转为俱乐部项目，鼓励学生参加相关竞赛，以激励学生。

3.5 教学评价

(1)学习效果评价。应采用丰富的评价内容，包括自习评价、理论知识评价、实践评价等部分组成：①自习评价主要根据SPOC上作业完成、虚拟实验室实验报告考察，另外，SPOC论坛的活跃度也在考察范围内；②理论知识评价主要以笔试成绩为主，也可采用小论文等形式；③实践评价主要依据课堂综合实验的完成情况考察。

(2)课程设计效果评价。教师根据学生学习效果，评价课程设计效果，并加以调整。例如，网络课程需要经常更新课程内容，避免知识陈旧。适当调整知识结构，便于学生学习梳理知识体系，课堂组织形式根据学生的具体情况及时修整。

整个教学过程应该形成使学生能够阶梯向上的发展结构。对学生的教学效果评价，作为不断调整改进教学设计的依据，将整个教学过程闭合起来，如图1所示.

图1 SPOC课程与传统课堂教学融合的阶梯闭合教学模式

4 结语

互联网技术的高速发展带来了社会的巨大变革，给传统教育带来冲击的同时，也带来了巨大的助力。SPOC网络课堂与传统课堂的融合，是对丰富教育资源的充分利用，要取得更大的效益，则需要不断的思考和持之以恒的努力。