基于SPOC模式的Python程序设计课程教学改革应用研究

王建虹

(山西省财政税务专科学校，山西 太原 030024)

2020年初，一场突如其来的新型冠状病毒肺炎疫情让全国人民措手不及。为了打赢这场战 “疫”，全国各地高校积极响应教育部的要求，“离校不离教，停课不停学”。各教学资源平台免费开放助力高校积极开展形式多样的在线教学活动，各种新技术、新手段大量涌现，为教育教学内容和方式的改革提供了极大的空间。

信息学院充分利用这一契机大力推进以强化在线教学能力为核心的信息化建设，实现教育教学模式的深度变革。以北京浩泰斯特科技有限公司的AlphaCoding教学辅助平台为基础，建设“校本化”SPOC课程，构建了基于该平台的线上线下混合式教学模式，本文以Python程序设计课程为例，探讨其应用情况和教学效果。

一、 SPOC模式简介

SPOC(Small Private Online Course)，即小规模在线课程。它是哈佛大学、加州大学伯克利分校等全球顶尖学府继MOOC之后提出的一个新概念，是一种比MOOC更精致、更小众的在线开放课程类型，既融合了MOOC的优点，又能弥补传统课堂教学的不足。

高职院校一般都是小班授课。SPOC是可以为小班学生定制的学习平台，便于教师根据学情设计教学内容，调整教学进度，组织线下教学活动，从而实现线上线下混合式教学，充分发挥各自的优势。这也是SPOC与MOOC的本质区别，MOOC是大规模开放的在线课程，学生人数众多，且分布在全球各地，因此难以与教师开展面对面的直接沟通。

SPOC能够提前释放部分教学内容，程度好的学生可以提前掌握，程度差的学生则可以提前预习，通过讨论交流，彼此间互相帮助共同进步。课程内容可以在电脑上或手机上利用碎片时间随时观看、反复观看。经过讨论研究后还有不懂的问题可以在线上留言答疑。如果还有疑问，可以在课堂上由教师面对面进行沟通解答。

MOOC本身是一个“高大上”的概念，由名校+名师+名课程构成。地方高校开展MOOC平台教学是为了对内整合优质教学资源，根据信息时代的特点改进教与学的方式，为学生提供丰富的课程和更多学习方式的选择。要实现这些目的，当下流行的MOOC平台教学显然不适合地方高职院校，因此SPOC教学模式成为高职院校的一个必然选择。校本化SPOC课程的建设有利于整合校内优质课程资源、推进教学方法改革与创新，有利于发挥学校自身的专业优势，倒逼校本课程改进与提高。因此，SPOC是MOOC未来发展的趋势，更适合现代教育，能够真正影响高等教育的深度变革。

二、传统课程教学现状分析

(一)教师讲课满堂灌输

大部分教师在课堂上采用“一言堂”的教学方式，任劳任怨地主动灌输，而学生却只是被动接受，课堂变得了无生趣，学生的思维严重依赖教师，分析问题和解决问题的能力得不到培养和提升。

(二)学生水平参差不齐

高等教育不同于中小学教育，学生来自不同地区，其受教育背景有很大差异，有的学生从幼儿园开始就接受信息技术教育，有的学生甚至到了大学才第一次接触电脑。这种差异给计算机软件技术教学带来了许多困难，传统的大班授课模式无法兼顾所有学生的基础水平，更难以实现个性化教育。尤其在疫情期间，通过对2019级新生调查统计发现，半数以上的学生没有电脑。没有电脑学编程，简直是天方夜谭。而大部分教学平台的手机端只能观看，无法安装编程环境，更增加了学习软件开发的难度。

(三)师生互动无能为力

传统的课堂教学模式中，教师在有限的课堂时间里，既要讲述大量的知识点，又要通过演示完成教学案例，课堂教学工作量接近饱和，难以更好兼顾，对于学生的课前预习情况、课后作业完成情况等，教师也难以及时发现和指导；而学生的学习基础情况参差不齐，自主学习能力偏弱，对知识点的理解与掌握程度也各有不同，在课下的学习过程中会遇到很多问题，没法“求救”，逐渐失去学习兴趣，进而放弃学习，因而教学质量难以保证。

如何在有限的时间内高质量地完成教学内容，满足各层次学生学习的需求，成为教学改革的重要目标。

三、SPOC模式在Python程序设计课程教学中的应用

Python程序设计课程借助于AlphaCoding教学辅助平台实施教学。该平台能够实现个性化、因材施教的高效教学管理模式，是对传统教学模式的重大变革，能够突破传统“面授”教学局限，为学习者提供跨时间、跨地域的互动交流平台。该教学平台支持SPOC课程建设，其自身带有的资源管理、授课管理、考试管理等模块能为师生提供便捷服务。Python程序设计课程教学实施情况如下：

(一)课前(虚拟导师辅助学习)

1.在AlphaCoding平台上创建班级学习课堂，为2019级信息管理班学生定制Python程序设计课程学习平台，其中教师1人，学生52人。

2.下发教学任务，将每周的教学任务拆分，获得离散化的教学内容，梳理重点知识，将学习的视频、单题等相关资源以任务的形式在AlphaCoding平台上推送给学生。学生根据任务清单要求，先自主学习任务点，可反复观看教学视频预习知识点。AlphaCoding平台具有智能性，相当于为每个学生都配有虚拟导师，学生在实践练习中一旦遇到问题都会实时给出诊断信息、提示信息及相关解析，解决了指导学生自学的难题，真正达到课前预习的目的，使学生具备了自我探究的能力。该平台也支持手机端编程，学生可统一在平台上实现在线练习、完成作业、智能纠错、问题解答等功能。尤其在疫情期间，有效地解决了学生无电脑学习的困境。

3.教师可随时通过平台了解掌握学生的学习情况，包括学生的每日学习时长、练习状况、学习轨迹、学习习惯、学习效果等相关记录都会在平台展示。教师根据记录信息进行分析，视情况提供实时的指导帮助，并适当地调整和优化课堂教学内容，以达到更好的教学效果。

这一阶段属于课程教学前期，注重知识的引入与传递，充分激发学生的自主学习能力。由于学习Python程序设计课程的学生已经完成了C语言程序设计课程的学习，具有了一定的程序设计基础和思维，因此，本部分授课模式采用翻转课堂(Flipping Classroom)教学模式，将本来应该在课堂上讲解的知识录制成视频，学生在课前通过线上学习方式观看视频，借助AlphaCoding教学辅助平台的智能化辅助功能完成知识的自主学习，并做少量针对性小测试。此阶段主要采用线上教学，既丰富了教学传授的方式，也调动了学生学习的主动性和积极性。

(二)课中(校内教师引导学习)

这一阶段主要采用线下进行课堂教学(疫情期间也可以在线上使用腾讯会议等软件，教师可以远端观看学生的学习行为，与学生进行互动)。在整个课堂教学过程中，首先，教师引入本节课的教学情境，导入任务，重点进行知识点精讲，同时根据学生课前问题调研或学习自测结果等情况，结合Python语言的知识点，对重点、难点问题进行拓展讲解，帮助学生理解和消化。其次，为强化学生的编程能力，教师结合所学知识点布置编程任务，争取更多的课堂时间给学生操作练习，充分体现教学围着学生转，学生围着任务转。如果教师发现有共性问题，需集中进行讲解、答疑。这样下来课堂教学与实操相结合，学生主动参与其中，师生互动，使学生能更好地理解与掌握知识重点、难点，有利于提高学生实际操作能力。

这一阶段的线下课堂教学，注重知识的内化，强化学生的实操能力。在课堂教学过程中，要将以往以教师讲授为主的形式转变为学生作为主体主动参与式的教学，教师更多的是发挥引导与指导作用。

(三)课后(智能平台个性学习)

课堂教学结束后，教师重点关注学生对知识的拓展与延伸，教师可以利用AlphaCoding教学辅助平台的线上功能发布相关的作业和测试，学生可以利用该平台进行复习总结，巩固所学知识。该平台的智能批阅功能很好地解决了学生在传统学习过程中课后无指导、练习中无指导，教师没精力指导的困境；并且通过对学生学习数据的分析，使学习者实现个性化学习。

为了更好地了解教学效果，教师可以线上发布本次课程教学效果调研，分析学生学习状况，总结教学优缺点，对本节课程进行总结，为下次更好地实施课程教学做好准备。

这一阶段旨在培养学生具备良好的职业素养，能够按时保质保量完成任务，注重项目的完整性。通过课前、课中、课后学习习惯的培养，让学生具有自主学习的能力。

(四)采用过程考核方式，从经验判断走向科学数据分析

Python程序设计课程考核的侧重点在于对学生实际编程应用能力及编程思维方式进行评判，为此，通过借助SPOC教学模式赋予学生的自主性及AlphaCoding教学辅助平台对学习过程、教学过程、考试过程的强大数据统计功能，进行大胆的考核方式改革，变期末考核为过程考核。本课程总成绩由自主学习成绩和在线考试成绩组成。

1.科学统计自主学习(50%)。SPOC教学模式使学生实现线上听课、自主学习，因此可以通过AlphaCoding教学辅助平台后台监控登陆频率、统计在线学习时间记录等方式考察学生学习的自觉性和主动性。而平台对学生进行在线练习、随机测试以及每个单元每个知识点学习的相关情况都有详细记录和科学统计，每日练习后有分数排名、学习进度排名，因此可以通过后台数据记录，再结合日常出勤、小组作业等具体指标作为Python程序设计课程50%的成绩。

2.智能阅卷在线考试(50%)。由于AlphaCoding教学辅助平台具有随机出题、对程序题可以检查编译情况、检查代码逻辑、按步骤给分、云端批阅等智能阅卷功能，有效地解决了教师无暇组织多次考试的问题。在Python程序设计课程学习期间可以多次组织学生在线考试，帮助学生巩固阶段学习成果，达到以考促学、以考促练的教学目的。

整门课程的在线考试一般不少于四次，一次期中在线考试，一次期末在线考试，两次考试之前至少进行一次模拟在线考试，也可以在每章结束后组织单元考试。学生每天都可以在AlphaCoding教学辅助平台上进行编程练习，适应了在线考试环境。尤其是疫情期间，在线考试首先解决了学生只有手机无法安装编程环境的问题，其次解决了学生无法到校参加考试的问题。该平台可以实现单选、多选、判断、填空、编程等多种考试题型试卷的创建。考虑到学生在疫情期间没有课本，缺乏纸质的参考资料，应尽量少出记忆性、概念性的题目，多出编程等类型题目。因此，考试试题采用三种题型：20道单选题，5道程序填空题，7道编程题。三种题型几乎覆盖了所有知识点，主要考察学生的编程能力。通过不少于四次的在线考试，学生对课程内容的掌握程度达到历史新高。在2020年春季期末考试中，2019级信息管理班学生的成绩(未返校学生也同步参加了考试)，及格率达到100%，平均分数为77.16分。AlphaCoding教学辅助平台还提供了身份认证和切屏次数控制功能，即可以通过切屏次数监控学生的作弊行为，防止替考、在线百度搜索答案或利用QQ软件传答案等作弊行为。

四、改革成效

(一)学习效果显著，学生知识掌握得更加牢固，编程能力得到了切实提高

通过对Python程序设计课程的教学模式进行改革与创新，以及借助AlphaCoding平台的智能辅助功能改变了学生的学习方式与学习技巧，从某种意义上降低了学生学习难度，强化了学习效果，学生对Python语言掌握状况良好，具备了一定的编程实践及应用能力。学生的学习积极性和课堂参与度得到提高，体现了以学生为主体的课堂教学。

(二)带动了其他编程类课程的教学改革

AlphaCoding教学辅助平台将Python程序设计课程教学改革的成果以智能化、数据化、图形化的方式展示出来，是运用人工智能进行教育教学改革的具体落地。该模式同时也应用到信息学院其他软件编程类课程教学中，如C语言程序设计、Java语言程序设计、Web前端开发和数据库应用等。信息学院有15个班级、576名学生在AlphaCoding教学辅助平台上学习练习，在此期间，共进行了31 590次代码调试，平均每人进行了92.91次；期间学生学习时间共2 786.03小时，人均每周学习时间为8.19小时，极大地推进了高职教育教学方法的改革。

五、结语

实践证明，在高职软件技术类课程采用基于SPOC线上线下混合式教学模式，依托具有仿真环境的平台，将丰富的数字化资源融入智能化的学习环境中，充分发挥信息技术的优势，使教学过程从以教师为中心的教学模式向以学生为中心的教学模式转变，改进了教师的教学方式、方法，改善了学生的学习途径与习惯，提升了学生的学习效能，培养了学生的创新意识和创新能力。

突如其来的新冠肺炎疫情对教学秩序产生了很大的影响，在面对疫情危机考验的同时，要因时而变、未雨绸缪，增强自身在线教学能力，以强化日后应对各种教育安全的能力。线上线下混合教学模式必将成为后疫情时代教育变革的刚需，它从根本上促进了信息技术与教育教学的深度融合，使教育行业搭上“新基建”这趟快车更好地发展。