SPOC教学平台的研究与设计

王 敏，廖黎莉

(苏州市职业大学 计算机工程学院，江苏 苏州 215104)

0 引言

《教育信息化十年发展规划(2011—2020年)》明确指出，进一步加强基础设施和信息资源建设，重点推进信息技术与高等教育的深度融合，促进教育内容、教学手段和方法现代化[1]。大规模开放在线课程(Massive Open Online Course，MOOC)给高等教育带来了颠覆性的改变，对我国高等教育的发展与变革产生了深远的影响。虽然MOOC具有传统教学无法比拟的优势，但是仍然不能抹杀面授课程的独特价值，传统课堂教学仍然具有不可取代性。2013年美国加州大学伯克利分校的教授阿曼多·福克斯(Armando Fox)提出小规模私有在线课程(Small Private Online Course，SPOC)概念并指出，“它的基本形式是，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[2]。换言之，SPOC即为MOOC与传统教学的深度融合。虽然现有的MOOC平台已经十分成熟，但是直接利用MOOC平台供SPOC教学使用还有所欠缺，其本质上是不同的：MOOC注重知识的传播和复制，SPOC注重知识的建构与生成。因此，需要将MOOC平台本土化，定制成一种适合传统校园课堂、有利于线上线下混合教学的SPOC教学综合平台。

1 SPOC教学平台需求分析

MOOC发展过程中主要在以下方面受到批评和质疑：一是高辍学率和低完成率；二是同伴互评，能“教”不能“育”；三是教学模式单一，没有分层的教学目标分析；四是学习效果与教学质量如何保证；五是学历的认证[3]。SPOC是对MOOC的继承、完善与超越，SPOC教学平台需要基于线上线下混合教学的环境，设计有针对性的功能，最大限度地发挥SPOC的优势。

根据教学过程的不同阶段，可将教学活动分为在线自主学习、课程实验和质量监控与评价3个阶段。对于在线自主学习阶段，学生能够查看相关课程资源以便于课前的知识预习准备和课后的查漏补缺，能够进行相关的练习和模拟考试以供学生自查知识的掌握情况；教师能够根据课程进度发布课程资源，布置学习任务，能够查看课程练习情况了解学生知识掌握情况，以便于课堂上有针对性的答疑解惑。由于实践教学是培养生产、服务和管理一线应用型高技能人才的重要途径，为保障教学质量，在课程实验阶段，针对实践动手环节，需要可以进行实验课、综合实训课、毕业设计等主要教学场景的课堂教学。在课堂教学中，教师和学生之间能够有面对面的交流，这种交流效果是在线课程学习中的交互短时间内无法达到的，尤其是实验要求较高的课程。在质量监控与评价阶段，需要能够提供全方位的数据分析，使学生了解自身知识的掌握情况以便于个人进行学习改进；使老师了解班级学生的整体学习情况以便于进一步提高教学质量，形成学习过程的“闭环系统”[4]。

2 SPOC教学平台的设计

SPOC教学平台不仅具有基本的教学功能，而且也具有一定的教学管理功能，从系统设计的角度出发，整个平台的系统功能应包含用户管理、课程管理、教学资源管理、作业管理、互动交流、数据统计以及教学辅助等。其中，教学辅助包含虚拟仿真环境、自动组卷、自动批改等功能。具体功能模块如图1所示。

图1 SPOC教学平台功能模块

用户管理实现对用户的增加、删除、查找、编辑等功能。本平台用户角色分为系统管理员、教师、学生和助教。系统管理员负责管理控制整个平台，负责对教师、学生、助教等角色进行授权以及平台课程体系的建设与规划；教师负责课程方案和内容建设、开展在线教学，并可以授权助教以及批准学生入学；助教负责协助教师进行在线教学，如批改作业、在线答疑等[5]。

课程管理主要是通过课程体系的建设与规划，实现对课程的增加、删除、查找、编辑等功能。课程与教师的对应、课程与学生的对应、以及教师与学生的对应均由课程管理模块实现。

教学资源管理实现对课程相关资源，如PPT、PDF文件、视频、试题等的增加、删除、查找、编辑等功能。教学资源分为理论用教育资源和实验用实践资源。其中，实践资源根据实验、综合实训和毕业设计的不同要求进行切分。教学资源是整个教学平台的核心，教学资源库中课程资源数量的多少决定了教学平台的使用效率。

作业管理实现对学生提交作业的增加、删除、查找、编辑等功能。作业是学生对课程掌握情况的真实反映，是教学评价的重要内容。作业包括学生在线自主学习后的测验、实践动手的课堂作业以及课程考试试卷，实现对课程的过程化考核。

互动交流实现学生与学生、学生与助教、学生与老师之间实时和异步的沟通。学生之间的沟通能很好地减少学生学习孤独感，有助于相互启发、加深对知识的理解。学生与助教、教师之间的交流使他们在学习中增强了参与性，学习价值的认同感得到提高，增强了自信心，进而转变学习态度[6]。

数据统计实现抓取教学中的各类数据，提供不同维度的“教与学”分析数据，能够对每个学生、每个班级或是每个专业的学生进行学习状况分析。学生根据统计结果查漏补缺，优化自身的能力结构；教师根据统计结果，辅导到每一位学生并与每一个学生互动，从而达到个性化的学习目的。

虚拟仿真环境预配实验环境与软件，免除安装各类前置软件的烦琐工作。自动组卷实现从试题库中自动抽取适量习题组合成一套完整的试卷，方便教师对学生的考核。自动批改实现机器自动阅卷，减少教师大量重复批改工作，从而有更多时间专注于有更高价值的教学互动。

2.1 在线自主学习

在线自主学习阶段，学生能够在线观看教学资源，包括教学课件、电子教材、教学视频、相关网络资源等；学生能够提交作业和在线考试，并能即时得到成绩；学生能够相互交流，相互启发；学生能够相互评价。

助教能够和学生相互交流，协助教师进行答疑；助教能够审核学生作业，并对自动批改中的问题进行更正；助教能够对学生进行评价。

教师能够布置学生在线学习的任务，发布在线学习的相关教学资源；教师能够查看学生的交流信息，了解学生普遍存在的问题；教师能够查看学生的成绩分布，了解学生对课程的掌握情况；教师能够审核学生作业和考试内容，并对自动批改和助教审核中的问题进行更正；教师能够对学生进行评价。

系统管理员能够对学生交流中的不良信息进行删除，以确保班级良好的学习氛围。

2.2 课程实验

阿曼多·福克斯(Armando Fox)认为，“那些看起来不能做成MOOC的学习行为，如讨论式学习、开放式项目设计等，我们就应该在MOOC中直接省略它们，并将它们继续沿用在课堂教学中。”课堂教学具有良好的直观效果，教师容易把握学生的学习进度，学生之间能够密切协作和相互帮助，教师和学生之间能够有面对面的交流，这种交流效果是在线课程学习中的交互短时间内无法达到的，尤其是实验要求较高的课程。另外，教育的目的不仅是知识的传授，更是人才的培育。在课堂教学中学生还能通过教师的言传身教和人格魅力学习如何做人做事。因此，对于课程实验，SPOC教学平台可以进行实验课、综合实训课、毕业设计等主要教学场景的课堂教学。

在课程实验阶段，SPOC教学平台使用的交互如图2所示。

图2 SPOC教学平台使用交互

在课程实验阶段，学生能够按照教师布置的任务流程进入虚拟仿真环境进行实验操作环节；在练习过程中学生能够观察全班学生的实时进度以及自己的排名；为方便查看实验步骤说明，学生可以通过手机扫描二维码，同步查看，避免屏幕的频繁切换；学生能够提交作业并能即时得到成绩反馈；学生能够相互交流；学生能够相互评价。

助教能够审核学生作业，并对自动批改中的问题进行更正；助教能够对学生进行评价。

教师能够布置实验任务，安排实验流程，设定任务截止时间与批改时间，设置实验答案的权限，授权助教；教师能够实时查看班级实验的总进度和完成率；教师能够查看学生的个人成绩以及班级平均成绩；教师能够审核学生作业，对自动批改和助教审核中的问题进行更正；教师能够对学生进行评价；教师能够查看历史实验课堂情况，清晰了解之前实验课程的课程进度、当堂完成率与总完成率、班级合格率与班级平均分。

2.3 质量监控与评价

质量监控与评价是SPOC混合学习过程中的重要环节，是对“教与学”行为全过程进行管理、追溯、质量监控与评价分析。对学生课程的学习评价来自于该课程教师评价、助教评价、机器评价与同伴评价的综合汇总，如图3所示。其中，作业和考试情况是学习评价的重要依据。

图3 课程学习评价的依据

以《JAVA程序设计》课程为例说明具体的课程评价方式，如表1所示。

表1 学习评价方式

在上述课程评价方式中，涉及在教学活动过程中产生的各种数据，通过在线数据和课堂线下数据综合评价出学生的学习情况，能够对学生进行相对客观的评价和对教学进行相对客观的反馈。教师的整个教学过程和学习者的学习过程更加精准化和智能化，教育评价更加多元化。更真实地反映出“学生的学”和“教师的教”，不再过度依靠经验，让数据成为教育决策的依据。

在质量监控与评价中，学生能够查询课程每次作业与考试的成绩，查看整个课程知识点掌握的情况分析以及课程所包含技能掌握情况的技能图谱，从而找出其“短板”或是“强项”，查漏补缺，优化自身的能力结构；学生能够从个人的能力曲线明确自身未来的发展方向。

教师能够查看每个学生、每个班级的分析数据和图表，根据分析结果了解学生课程的掌握情况，辅导到每一位学生并与每一个学生互动，从而达到个性化的学习目的；通过不同维度的分析数据和图表，帮助教师了解教学中的问题，从而提高教师的专业素质。

3 结语

SPOC教学平台可以把虚拟实验环境、教学进度与教学内容高度集成，在不增加教师教学负担的情况下，大幅度提升教学的质量。SPOC教学平台的应用和推广，拓展了学习的时间与空间，使线下课堂变得更加动态、灵活，促进了个性化的学习和过程化考核，不仅创新人才培养模式、丰富了学习的内涵，而且能够促进学生学习主动化、教学内容个性化、教学质量可量化、企业环境虚拟化、实践操作真实化。