基于Moodle的SPOC翻转课堂教学模式的研究与实践——以计算机网络技术应用课为例

种惠芳，王亚利

（洛阳外国语学院 基础系，河南 洛阳 471003）

0 引言

2018年6月，国家教育部在《教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》中明确提出，高校要“通过教学改革促进学习革命，积极推广小班化教学、混合式教学、翻转课堂，大力推进智慧教室建设，构建线上线下相结合的教学模式”[1]。为此，高校教师必须响应国家号召和时代发展需求，结合现实教学，研究新技术驱动下的教学改革。

“以教为中心”的传统教学模式的基本流程是“先教后练”，即教师首先在课堂上对教学内容进行讲解，学生对所讲内容直接内化吸收，授课结束时教师布置相应的课后作业或练习，学生根据课堂所学完成课后任务。该教学模式的不足主要体现在课堂教学效率不高，学生对知识的消化吸收缺乏指导，容易产生挫败感，且不能做到因材施教和个性化学习，学生的创新能力、发现问题及解决问题的能力都受到限制。为此，基于先进的教育理念，利用最新技术及手段推动教学改革，重构与创新教学模式，推动课程教学改革，提升传统课堂教学质量，显得尤为迫切。

1 概述

翻转课堂（Flipped Classroom）是一种“学习知识在课外，内化知识在课堂”的新型教学模式，遵循“课前线上自学——课中深入交流讨论——课后深度学习”的教学过程，这与传统教学基本流程刚好相反，其根本目宗旨是培养学生高效、个性化的课前自学能力，提高课堂教学质量[2]。

2013年，阿曼多·福克斯教授为弥补传统MOOC的不足，提出了小规模限制性在线课（Small Private Online Course，SPOC）[3]，“SPOC是将MOOC资源用于小规模、特定人群的教学解决方案，其基本形式是在传统校园课堂采用MOOC的讲座视频或在线评价等功能辅助课堂教学。SPOC的目标是实现MOOC与校园课堂教学的有机融合”[4]。麻省理工学院、加州大学伯克利分校、清华大学、南京大学等国内外著名院校都开设了的SPOC课程[5]，教学结果显示，“SPOC模式下教师可以引导学生进行更有针对性的学习，翻转学生的学习习惯，增加讨论、实践等环节，进而培养学生解决问题、表达观点等综合能力，激发学习兴趣，增强学习动力，极大地提高了校园教育的质量”[4]。由此可见，SPOC是实施翻转课堂的绝佳途径。

Moodle（Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment，模块化面向对象的动态学习环境）是澳大利亚教师Martin Dougiamas于2002年8月20日开始开发的课程管理系统。该系统基于先进的建构主义教育理论，是一种模块化面向对象的开源免费平台，它具有强大的资源管理功能，提供学习记录跟踪、在线作业测验、成绩管理、互动答疑、论坛、互评、投票等功能，是构建Web在线学习管理平台[6-7]的理想选择，在世界范围得到广泛应用。截止2018年10月，该平台的注册使用量已超过一亿两千万，在中国知网以“Moodle”为主题词进行搜索，结果文献多达2 800余篇，在Web of knowledge平台以“Moodle”为主题进行搜索，结果文献多达2 636篇。

2 基于Moodle的SPOC翻转课堂教学模式的构建

文献[5]给出了基于翻转课堂的SPOC教学模式，文献[8]构建了混合学习环境下的SPOC在高校教学中的应用模式。基于以上研究成果，本研究构建以Moodle为基础平台的SPOC翻转课堂教学模式。该模式的组织结构主要包括前端分析、教学资源的组织与设计、学习环境的创建及学习活动的实施、学习评价及结果分析4个阶段，如图1所示。

2.1 前端分析

前端分析是实施在线教学的基础和起点，主要包括学习者分析、学习目标分析、学习内容分析和学习模式及策略设计。

2.1.1 学习者分析

图1 基于Moodle模式的SPOC的翻转课堂教学

贝罗的SMCR传播模式指出[9]，要取得有效的信息传递效果，传播者对接受者关于传播信息的态度、传播者已有的知识、社会系统与文化、传播技能等均需有基本的了解。为此，对学习者进行课前分析，是教师教学的首要环节。学习者在分析教学设计的过程中了解学习者学习准备情况（包括学习者一般特征、学习者初始能力）和学习风格的分析工作，可以作为SPOC限定性准入的条件，为后期教学内容设计、组织、学习目标制定、教学策略及教学媒体的选择与运用等提供依据[8]。学习者分析时不仅需要深入分析与该课程密切相关的学习特征，如初始能力分析（起点知识技能、目标技能、学习态度）、学习风格分析（认知风格、内外控制点、左右脑优势等），还需要分析学习者的一般特征，如涉及学习者生理特征、心理特征、社会文化、经济因素等。这些一般特征对于学习环境的构建具有非常重要的指导意义[10]。国内SPOC课程大多针对某一专业的学生，其学生具有同构性[8]。

2.1.2 学习目标分析

基于学习者分析，依据教学大纲确定课程教学目标，进一步明确SPOC课程学习目标。SPOC课程中在线学习内容的主要承载方式是微视频。微视频通常以5～8分钟[11]来讲解一个独立知识点展开教学。为此，课程学习目标分析必须最终分解为单个微视频知识目标。目标分解时需注意知识点的系统性、逻辑性和相对独立性。

2.1.3 学习内容分析

学习内容需以教学大纲为指导，根据教学内容特点来确定哪些内容需要进行线上学习。依据不同的学科内容，可以基于布鲁姆教学目标分类法采用教学目标重点翻转及教学目标顺序翻转两种模式[12]。

2.1.4 教学模式及策略设计

教学模式是在一定教学思想或教学理论指导下建立起来的各种类型的教学活动的基本结构或框架[13]。现代科学技术支撑下的教育模式必须以学生为中心，重视学生在教学过程中的参与情况，要根据教学的需要合理设计“教”与“学”活动。教学策略是在特定教学情境中为完成教学目标和适应学生认知需求而制定的教学程序计划和采取的教学实施措施。典型的教学策略包括讲授法、讨论法、发现法、指导发现法、问题驱动法等。教学策略要依据现实情景灵活选取。

2.2 学习资源的组织与设计

学习资源组织与设计包括线上和线下两个环节。

2.2.1 线上学习资源的组织与设计

线上学习资源是学生自学的主要途径，是翻转课堂教学的起点，科学设计、组织合理、资源质量高是高校线上学习的前提。线上学习资源的组织与设计主要包括学习单元内容设定、学习单元资源设计和学习单元任务设计，基本步骤如图2所示。

图2 线上学习资源设计流程

在学习单元内容设定阶段，需要深入分析教学内容，以知识点的完整性、相对独立性、微视频的时长特点等为依据，将教学内容以知识点为单元进行划分，针对每个单元知识的特点设计表达方式。设计时需要注重条理清晰、逻辑严密、形式合理和知识与趣味并重。针对设计好的学习知识单元，制作合适的微课程资源。微课程资源一般包括微视频、微课件、微教案及辅助学习资料。微视频可以采用合适的MOOC视频，也可以自己优化及制作微视频。为提高学生在线学习效率，老师需要为学生制定在线学习任务清单。常规任务单构成如图3所示[14-15]。

任务目标的设定必须依据教学目标、教学重点及难点进行。基于任务目标的特性（记忆性、理解性、操作性等）选择题目呈现方式（选择题、填空题、判断题、投票、讨论等），并将其置于恰当位置（微视频中、单元测试题部分、论坛等）。

图3 线上学习任务单

2.2.2 线下教学资源的设计

黎家厚教授认为，认知领域中的分析、评价和创造，属于高级思维活动，适合课堂教学，为此，翻转课堂线下教学阶段应关注教学重点、难点及有助于提高学生综合素质的交流、讨论、实践等[12]。

2.3 环境创建及学习实施

该阶段主要涉及教学平台的配置，学生线上学习、线下课堂教学及课后深度学习。

2.3.1 Moodle平台配置

基于Moodle平台的SPOC在线学习环境可基于本地服务器或网络云平台搭建，建议从Moodle官网（https://moodle.com/）下载最新版环境软件并按说明进行搭建及结构、功能、界面等的设计、设置、配置、二次开发，并上传网络学习资源。

2.3.2 课前自主学习与知识建构

学生课前依据教师提前设计好的内容导学要求进行微视频、微课件、微教案及配套辅助资源的在线学习，预先建构个人的知识、技术、情感、态度和价值观等。

2.3.3 课堂中的学习

通过课前在线学习，学生已掌握基本的学习内容，明确在线学习时遇到的困难及存在的问题，因此，学生往往带着学习目标走进教室。翻转课堂下教师课堂教学的首要任务是为学生答疑解惑，一些面对面交流、讨论探究、协作、实践、创新等综合性学习任务及更高价值的活动（如讲座、方案讨论等）也需要在课堂开展。

2.3.4 课后深度学习

“SPOC模式强调赋予学生个性、完整、深度的学习体验，为此，学有余力的同学可于课后通过进阶、实践和展示3个环节进行拓展学习，以增强思维过程的独立性，使其协作能力和创新能力得以提高”[5]。深度学习是对知识的深度理解和迁移应用，其认知水平处于较高的“应用、分析、评价、创造”层次，所涉及的大都多是劣构问题解决、元认知、创造性思维等高阶思维活动，所获得的是高阶认知技能，是建立关联结构和抽象拓展结构的阶段，可以真正体现一个学生的综合能力[16]。

2.3.5 学习评价及结果分析

学习评价“是教师根据一定的标准，通过使用一定的技术和方法，以学生为评价对象所进行的价值判断”[17]。从评价数据来源途径看，基于SPOC的翻转课堂学习评价需综合线上和线下两方面；从评价时间看，评价数据包括过程性评价和终结性评价；基于3A（Action、Attitude、Ability）学习品质理论，学习评价需针对学习行为、学习态度、学习能力进行评价。学习合格必须是几部分成绩综合达标。

《地平线报告2018（高等教育版）》强调学习度量（Measuring Learning）和学习分析技术（Study Analytics Technologies）。学习分析是以评估学业成就、预测未来表现、发现潜在问题为目的，对学生产生和收集的大量数据进行阐释的过程[5]。基于SPOC的翻转课堂学习需要采用多元评价方式。其中，线上部分需要以平台数据为测量尺度，通过观察学习者的学习行为方式（如线上活跃度、使用教学资源的频率和时长、参与在线讨论的时间和有效性、自我评价等），探究学习者的学习特征（学习者访问模式、学习路径）及学习效果（学习者完成任务的情况、学习中尚存的问题），进一步分析学习者的学习态度（学习认识、学习动机、学习情绪），形成学习者学习能力（智力、个性、知识储备）评估结果；线下部分由教师直接对课堂教学过程中学生的学习行为进行评价分析，可以由课堂讨论交流、个人和小组作业、考试成绩等组成。

依据学习分析结果，进一步调整完善各个教学环节，以进行下一轮的高效教学。

3 基于Moodle的SPOC翻转课堂教学模式在计算机网络技术应用课中的实践

图4 教学内容及整体结构导学图

笔者以所在单位2017年秋季面向2015级非计算机专业本科生开设的计算机网络基础课计算机网络技术应用为例，说明基于Moodle学习管理系统开展基于SPOC的翻转课堂教学的基本流程。

3.1 学情分析

通过前期大学计算机基础、程序设计基础课程的学习，2016级学生学习计算机网络技术应用课程时必备基础知识及一般特征等基本一致，学习能力上的差异可以通过线上课程的特点，如学习时间、地点、学习频次灵活个性的特点来弥补。

3.2 教学目标及教学内容分析

为使学习者对学习内容整体了解，通过思维导图制作课程教学总体导学图，具体如图4所示。

基于各教学知识点特性，细化分解各教学目标及内容，使用思维导图制作章节学习导图，并设置相应学习模块。图5所示为单元知识基本结构，表1展示了单元知识教学目标。

3.3 平台搭建及教学实施

在本地服务器上安装3.5.3版本Moodle学习管理平台并进行具体配置。基于“中国大学慕课”平台上南京理工大学丁晟春教授主讲的《计算机网络基础及应用》、南京邮电大学杨庚等主讲的《网络技术与应用》等MOOC视频，根据实际需要借助Camtasia Studio进行二次编辑后作为SPOC在线学习视频，并编写配套课件、教案，并对各线上学习单元制作自主学习任务单，设置在线测试、话题讨论等学习任务。《计算机网络基础及应用》自主学习任务单见表2。

上传预先制作好的微视频、微教案、微课件等，设置相应的学习任务及其他功能模块。

3.4 学习结果评价及分析

本该课程考核包括期末考试和平时考核两部分，各占总成绩的50%。平时考核包括线上学习及课堂学习两部分，分别占30%和20%。线上学习考查学生对线上学习内容（交流、讨论、作业、学习资源）的学习情况和学习行为（课程访问、作业提交次数及质量、在线讨论交流次数、发帖次数、回帖次数等）。采用翻转课堂后，本门课2016级学生的课程考核总评成绩比2015级提高5.3%，不及格率由原来的4%降低到0%，学生的深度学习成效显著。

图5 章节教学导图示例

表1 基于布鲁姆教学目标分类学的教学目标设计

表2 自主学习任务单样例

（续）表2

4 结语

我们借助Moodle学习管理系统在本地服务器搭建SPOC在线平台，借助MOOC资源开展翻转课堂教学，探索“课前在线学习—课堂知识内化—课外能力拓展”的学习路径，并给出了具体应用案例。现实教学结果显示，该模式能很好地激发学生的学习兴趣和潜能，提高学生的自主学习能力，教师也可将更多精力放在更有挑战的教学活动上。

存在的不足：①受硬件条件和师资能力所限，没有开发属于自己的MOOC微视频；②在线学习评价基于人工操作，缺乏自动化在线数据分析。以上两方面的内容将是笔者接下来研究的目标和方向。