基于SPOC的混合式学习模式应用研究——以《软件测试技术》课程为例

朱二喜 ，徐 敏

（1.江苏信息职业技术学院物联网工程学院，江苏无锡214153；2.南京航空航天大学计算机科学与技术学院，江苏南京222000）

随着现代教育技术的快速发展，翻转课堂、在线学习等手段成为新学习模式的亮点。2012年MOOC风靡全球，大家意识到混合式学习模式的真正价值，争相追逐基于MOOC的学习模式；经过几年的发展，学者意识到MOOC存在许多不足，例如商业投入较高、学习成效低、参与人数众多但坚持下来的太少等。为克服MOOC的不足，提高学习者的效率，基于SPOC、“MOOC+SPOC”的混合学习模式应运而生，新的教学模式引起了教育界的极大关注，同时颠覆了传统课堂教学模式。国内外关于SPOC混合式学习模式的文献较多，研究成果走向成熟，并运用于实践。哈佛大学、清华大学等名校运用SPOC在线课程和混合学习形式对课程实施教学，并取得了很好的教学效果；罗九同用文献剖析了典型SPOC的案例，给出了有价值的SPOC教学设计理念；王朋娇阐明了利用SPOC进行翻转课堂教学改革，并实施在自己的课堂教学过程中；刘文东借助开源课程管理平台，利用学生学习需求开展混合式学习环境，提出相应的设计基本思路。本文在建设软件测试技术课程资源的基础上，利用MOOC开设SPOC在线开放课程，实施线上学习和线下教学同时并举，构建SPOC混合学习新模式，并进行课程教学设计，教师运用SPOC混合学习模式加强学生对知识的内化和巩固，全面提升了学生的知识技能水平和综合应用能力。

一、SPOC混合式学习模式框架

将课程资源在MOOC等平台上展现，供学习者自主学习；通过翻转课堂等教学手段实施线下授课与在线学习有机结合，实现线上和线下有机融合，这是基于SPOC混合式学习模式最大的特点，这种学习模式聚集了自主学习、反思性学习、合作学习等多种学习方式。为了更好地开展SPOC混合式学习模式，需要学生、教师以及课程建设团队齐心协力地配合。课程团队必须对课程资源做动态的维护和更新，让学生受益于优质的课程资源并能够随时随地在线学习资源并提高学习效果；课程团队还必须提供在线交流或辅导答疑来解决学生在学习过程中遇到的问题。该学习模式让学生进行深度学习和能力提升。

借鉴黄荣怀等人的混合学习设计框架、李克东等人的混合学习设计步骤以及MOOC学习模式的部署，构建基于SPOC的软件测试技术课程混合式学习模式框架。该框架将整个学习过程分为前端准备、过程组织、教学评价三个环节。通过剖析SPOC课程学习模式的构建原则，本文提出五个模式要素：任务单、微课与巩固、互动交流、学情分析、获得学分。任务单给出学习任务和重难点；微课展现学习内容；巩固是通过测验、虚拟实验等实施加固和内化课程知识或技能；学情分析是通过SPOC平台数据分析来调整线上线下学习实施过程；获得学分是对学生学习效果的评价。

SPOC混合式学习模式实施环节：教师完成课前准备工作，学生在线上获取任务单，实施观看视频、虚拟实验、在线测验等线上操作，教师在线下实施翻转课堂等面对面教学，并对学生学习情况做分析，最后学生接受多元化的考核，获得相应的学分。课程团队对整个混合式学习模式做评估，适时调整并更新课程资源，循环进行。SPOC混合式学习模式框架如图1所示。

SPOC混合式学习模式经过建构知识、迁移知识、评价学习、反思等环节，建构知识通过在线学习来完成，迁移知识、评价学习、反思等在线下教学中进行，最终让学生达到深度学习的目标。

（一）前端准备

前端准备是了解学生的学习环境，考察学生基本情况，设计针对性的学习资源，以便于取得良好的教学效果。前端准备主要包括对象分析、环境分析、内容分析和资源设计四个方面，如图2所示。

图1 基于SPOC的混合式学习模式框架图

图2 前端准备

对象分析是对学习者的学习基础、学习风格等情况进行分析，为教学内容选择和学习组织而准备，主要分析学习者的心理和社会特征，包括他的期望、动机等。内容分析是指为了达到教学目标而分析课程内容的重难点，选择适当的教学工具和媒体载体，设计相应的教学活动。在该模式中，教师确定学生的总体学习目标，然后细化到各知识点中，确定学生达到的学习效果和教学评价标准；同时，教师还要分析各知识点的重难点，设计合适的教学内容，将概念性的知识和原理性的知识分别线上、线下实施，例如，线下实施小组讨论，其成员之间的思想碰撞就会加深对知识理解和技能应用。环境分析是指怎样搭建SPOC混合式学习模式的在线学习环境。课程资源设计对整个SPOC混合学习模式起到决定性作用，它包括线上资源设计和线下课堂教学资源设计。鉴于微课的诸多优点，课程团队设计线上资源时采用高质量、实用的微课来吸引学生兴趣，充分调动学生的积极性；线下资源可以采用相关案例、视频、组织活动等。为了让学习者对重点难点等重要知识和技能的掌握和理解，提升学习者学习效果，线上和线下课程资源必须符合教学目标要求，即知识和技能与教学目标吻合且组织层次分明。

图3 学习过程设计图

（二）过程组织

学习过程设计是整个学习模式的核心。在实施过程中，按教学目标、教学内容分为若干个教学单元，而每个教学单元又分为课前、课中、课后三个部分，分别进行知识传递、知识建构、知识巩固。学习过程设计如图3所示，重复实施SPOC课程步骤，直到整门课程结束。教师要事先在课前制定本次课程的任务单，选择和设计本次课与教学目标相吻合的课程资源，并上传到SPOC平台，任务单包含学习者在学习过程中要进行的任务。学习者根据任务单在学习平台上进行自主学习并完成本次课的课程资源，若发现问题或存在不解之处，在平台的讨论区中发表讨论主题或者参与讨论；之后学习者需要完成相应的测试题，并反馈学习者对知识和技能掌握情况，教师及时把握学生的学习情况。

教师在课中对学习平台上学生自测题的完成统计情况做评价，对学生在讨论区中讨论的知识点做梳理，并对多数学生关注的重要问题进行重点讲解，之后实施本节课的教学活动，开展动手操作和训练，强化知识和技能巩固。学生要紧跟教师引导思路，回顾自主学习时遇到的困惑，仔细聆听老师的讲解；认真参与小组讨论，独立思考，交流合作；在汇报环节中，意识到自己目前所处的知识和技能等综合能力水平。

教师在课后依据学习者课前自主学习情况和课堂参与讨论等教学活动的表现情况，总结和整理学生存在问题涉及的知识和技能，并上传到学习平台上，让学生复习巩固；教师根据课程的教学目标和知识技能点，设计相关的测试题和虚拟实验，以其掌握学生的学习效果。学习者登上学习平台复习知识和技能，并独立完成测试和虚拟实验；积极与同学探讨知识点，提升知识理解和技能掌握。

（三）评价设计

学习评价贯穿于整个学习过程，是该模式的重要组成部分。通过分析学习过程中产生的学习数据，对学习效果、学习态度、学习行为等做出适当的评价。学习评价主要考察学者的知识掌握程度、团队合作意识和知识应用能力等多个方面。教师依据评价的结果及时调整教学活动和平台课程资源，有效地促进学生学习。该模式采用形成性和总结性两种评价方式。形成性评价主要在课前和课后两个阶段中进行，评价依据于学习平台上学生的任务单完成情况、讨论活跃度以及参与虚拟实验情况等；总结性评价主要依赖于自测题完成情况和期末考试成绩。公正、合理、客观的评价有助于教师对教学活动的总结和反思，并对学习活动进行调整，确保学习活动行之有效地开展。MOOC平台的学习数据分析技术为多元化评价提供有效途径，其中形成性评价分布在学习活动的整个过程，总结性评价主要包括各个单元自测题完成情况和期末成绩，两者在总评价占比各为50%。

二、《软件测试技术》SPOC课程建设与实施

在构建《软件测试技术》SPOC课程学习环境时突出以学习者为中心，师生之间的频繁互动为原则，同时考虑实际的课程教学目标、学生学习特点及在线学习实施平台技术等方面，结合学院现有的条件，建设适合本院学情的SPOC学习支持环境。目前，该课程采用中国大学MOOC提供的SPOC平台。该平台具有很好的课程设计和课程管理功能模块，同时对教师的平台操作技能要求不高，有利于创建在线学习环境，实现优质课程资源的共享。

（一）课程资源建设

通过动画、现场教学、抓屏等途径和手段，将课程内容通过微课形式进行组织，呈现软件测试技术的知识与技能碎片化和系统化，让学生在实际的企业项目的背景下，去学习如何开展测试、如何写好测试用例和执行测试，发现Bug的时候，如何写好Bug报告、如何对测试项目进行管理、如何对测试过程进行管理。

（二）SPOC课程平台

通过大学生MOOC平台上的SPOC课程建设，形成了完善的软件测试技术课程教学框架，将之前制作完成的课程资源上传到平台，供学者随时随地开展自主学习。在SPOC课程平台上，针对每一小节，设计相关的测试习题，让学生通过测试来巩固所学知识，同时评价学者学习情况和学习效果。

（三）在线虚拟实验

通过在SPOC课程平台上发布实验要求，让学生了解和熟悉实验目的和目标，依照实验步骤实施实验。实验环境是独立搭建的软件测试环境，在服务器上部署要测试的项目对象和软件测试过程所需要的过程管理工具。通过软件测试项目管理工具来规划和设置实验场景，在软件测试项目管理工具中，学者通过自由搭配，确定一个由5-6人组成的项目团队，确定一个项目负责人，实施项目组成员的角色分配。项目负责人享有项目开展的计划制定、分工和整体进度安排以及完成质量审核任务；其下成员分为测试用例设计和执行等角色，享有编写测试用例、执行测试用例和编写Bug报告任务。

在各成员完成实验任务时，通过软件测试项目管理工具上传团队的实验成品，包括模块测试方案、测试用例和bug报告等材料，助教在管理工具中查看和评价，在SPOC平台上对整个团队进行评分。

（四）SPOC课程平台数据

通过SPOC课程平台数据，很容易得到学者的参与程度、学习行为习惯及学习效果，了解学生的学习积极性和掌握知识、技能情况。

三、基于SPOC混合学习模式的教学效果分析

在SPOC混合学习模式下，为了了解学生的学习效果和课程开展情况，本文将从学生在线学习行为分析、期末测验成绩分析及学习效果分析进行衡量。在线学习行为分析是了解学习者使用SPOC课程资源进行学习的参与程度，以及教师和学习者之间的互动性是否得到了提高，学习者在线学习时间统计、次数统计以及学习深度情况；期末测验成绩分析是为了探究SPOC混合学习模式与以往的教学模式能否促进学生学习成绩的提升，能否促进学习成绩的提高；学习效果分析是依据软件测试岗位的资质通过率和企业用人满意度进行的，是为了掌握学习者的学习成效是否符合企业的用人要求。

（一）在线学习行为分析

为深入掌握学习者对各模块的访问情况，以2019届软件技术专业软件测试方向的班级（72人）为例，从MOOC平台上导出视频学习、论坛学习、测验学习、活动学习、虚拟实验等模块的访问数据并统计，将数据采用SPSS进行了K-均值聚类进行分析，经反复尝试，发现聚类4最佳，如表1所示。

表1 最终聚类中心及对应活动和虚拟实验数

根据最终的聚类中心表和每个聚类的活动数量和虚拟实验数量可以看出，学习者的学习行为存在以下规律：第1类、第2类、第3类学生虽然有一定学习课程资源基础，观看视频、实施测验和活动比较多，而且积极参与论坛交流，但是参与虚拟实验数量明显较少，动手操作训练不够强烈，其中第1类的学生（15人）更喜欢使用视频和活动来学习，第2类的学生（9人）更喜欢使用测验来学习，第3类的学生（20人）更喜欢论坛和视频两种方式来学习，第5类学生（8人）的显著特征是视频访问、测验和论坛次数都不及预期，学习行为有点差劲，但学习活动和虚拟实验次数较好，可见他们更喜欢动手操作。因此经推测，这些学生在动手操作实践当中获得一定水平，他们可能在后续的知识学习中观看视频和测验训练。第4类学生的视频访问次数和论坛访问次数不及第3类，测验访问次数不及第2类，但是活动和虚拟实验次数在几类中较好，有着优秀的学习行为。因此经推测，这22名学生更加喜欢独立地进行资源学习和动手操作训练。

综合以上数据显示，多数学生能够在SPOC课程平台上开展观看视频、自测题测试、论坛交流等模块开展充分的自主学习，但是在测验和虚拟实验模块学习者的学习行为不够好，有8名学习者的学习主动性有待加强，还有部分学习者在论坛交流中倾向于自测题的问题解决。因此，本文认为学习者在初次接触SPOC混合学习模式时，特别是师生互动交流，出现了一定程度的“不适应”现象，这可能与他们习惯于以讲授法为主的传统教学模式有关。

（二）期末测验成绩分析

由于课程采用多种考核形式，主要采用平时的网上学习次数和时间的统计，参与讨论数量以及活动参与的次数和虚拟实验完成情况。学生根据自己不同的学习风格可以采用不同的评价方式，但必须采用两种以上不同的方式来评价学习效果。例如，某个学生可以采用观看视频和测试习题，SPOC平台采集该学生的观看视频的次数和时间进行统计和汇总，结合测试习题完成情况，利用比例关系实现总成绩；也可以采用观看视频和虚拟实验的完成次数，SPOC平台汇总数据并结合虚拟实验完成情况，由助教完成对虚拟实验的质量评价，给出相应的评分，最后得出课程的总成绩。

（三）学习效果分析

该课程是校企合作共同开发的课程，作为校方实现课程的教学，企方提供资源和辅助教学的设施。作为校方回报给企业的成果，在校学习课程的学生必须完成进入企业的岗位资质，即要求学生通过软件测试岗位的岗前培训，以便后续人才选拔进入企业顶岗实习和工作。通过2016年、2017年、2018年三年SPOC课程的实施，参与课程的学生通过率较高，基本掌握了软件测试的基本知识、测试的方法，编写测试用例和提交Bug报告的技能以及对整个软件测试过程的管理和Bug的跟踪、处理。如表2所示2016届、2017届和2018届参与学生学习课程的期末通过率和软件测试岗位资质通过率，学院通过麦肯锡咨询公司对软件技术专业软件测试方向班级调查企业对录用员工的满意度（见附表1）。

通过SPOC课程平台，学生学习效果显著，基本通过率都保持在90%以上，学生的岗位资质通过率逐年提升，企业满意度也在80%以上。

四、总结

以上分析可以看出，利用SPOC混合式学习模式有效地促进了教学活动的开展和提高了学习者的学习效果。有效的学情分析有助于教学团队掌握学习者的学习动机，让其采用与教学目标相吻合的课程资源和适当的教学工具和手段，组织和实施与学生学习习惯贴切的教学活动，保证课程的教学目标顺利完成；同时，开展SPOC课程作为课堂教学的补充，纳入学生对知识和技能学习效果评价的一部分，促进和提升了学生自主学习能力，保证了课程教学目标的完成质量；另外，依托MOOC平台上SPOC课程的优质资源，有助于激发学习者的学习兴趣，提高SPOC课程的参与度，将线上学习和线下教学的各自优势结合起来，从而为学生提供更完备的学习体验；教师通过平台的数据掌握学习者的学习情况，实时实施师生互动，及时给出针对性的指导，并根据需要调整教学活动；教师通过线下真实的课堂环境组织学生协作讨论以及面对面的交流，有利于学生对新知识和技能的建构和直观检验。通过对SPOC混合式学习模式阐述，教师能够运用该模式加强学生对知识和技能的内化和巩固，全面提升了学生的知识技能水平和综合应用能力。

附表1 通过SPOC课程平台对学生学习效果的表现