基于SPOC的混合教学模式研究与实践——以数据库原理及应用课程为例

黄文秀，杨雅芳，兰胜坤

（福州工商学院 工学院，福州350715）

新工科背景下，为进一步适应新技术、新产业、新经济、新时代的发展，培养多元化、创新型卓越工程人才，进行计算机类课程教学改革势在必行[1]。随着MOOC（massive open online courses）课程的大规模开放，利用碎片化时间进行线上学习得到广泛推广，但因其缺乏教师面对面互动引导和跟踪评价，并不能充分发挥MOOC资源的作用。SPOC（Small Private Online Course）即有选择、有组织的小规模在线学习课程[2]，它把本校自然班传统课堂教学与线上MOOC教学结合起来，不仅促进了MOOC资源的可持续发展，也为课程教学改革提供了新的思路，有利于培养学生自主学习能力和创新能力。本文将以数据库原理及应用课程为例，进行基于SPOC的混合教学模式研究与实践。

一、SPOC混合教学条件分析

数据库原理及应用是一门实践性较强的综合性课程。传统的教学模式下，教师主要通过课堂讲授对学生进行填鸭式灌输。学生单向接受数据库基本理论及数据库操作编程语法，实验操作时往往缺乏自主设计和创新，不能综合应用所学知识解决实际问题。因此，运用SPOC混合教学模式，引导学生自主学习，增强感性认识，进而提高其创新实践能力。

数据库原理及应用课程安排在大学第五学期，此时开展SPOC混合教学的条件已较成熟：第一，目前，大三学生多为“00后”，一般都拥有个人电脑或智能手机，且具有自主学习能力，能够充分利用碎片时间完成教师布置的线上学习任务，积极思考并参与讨论；第二，MOOC资源越来越丰富，不仅包括课程PPT、学习视频、单元测试、讨论、实验平台等环节，而且越来越多的国内外知名大学都推出了优质的MOOC资源，为学生进行高质量线上学习提供可能；第三，学校智慧教室、虚拟仿真实验教学中心（实验室）及慕课堂、学习通、雨课堂等多样化的教学平台，为SPOC混合教学模式实施提供了技术支持。

二、SPOC混合教学模式的构建

（一）明确课程目标

数据库原理及应用课程是计算机科学与技术专业的核心课程，在学习理论的同时，更强调实践应用。通过这门课程的学习，学生应掌握数据库原理及基本理论；能够熟练使用SQL语句、视图、存储过程、触发器等进行应用开发；能够对数据库进行管理和维护，包括数据库完整性管理、安全性管理、并发控制、备份及恢复操作；具有良好的文档编写和系统分析能力、团队协作和人际沟通能力。此外，该课程根据岗位需求，培养不同层次学生具有相应的岗位技能，一是系统维护员，能够对系统进行日常维护；二是系统设计员，能够根据需求分析，按规范化理论进行数据库设计；三是系统分析师，能够根据需求分析进行项目规划、方案设计；四是系统架构师，能够搭建基础架构，给出解决方案并进行项目实施。

（二）引入CDIO思想，分析设计课程内容

以岗位需求为导向，结合国际工程教育的通用模式CDIO优化整合课程内容，将课程知识整合成“理论基础知识（数据库应用系统的设计理论）、操作应用能力（数据库应用系统的实现）、数据库高级应用（数据库应用系统编程及管理维护）”三大模块组织教学。

CDIO即构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运作（Operate）[3]。教学组织以学籍管理系统开发为主线，先从需求分析开始（构思），然后进行概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计（设计），再到数据库应用系统开发及具体实现（实现），最后是数据库的创建、实施、运行及维护（运作）。具体的CDIO模式教学内容、教师、学生的地位如表1所示。

表1 CDIO教学模式表

（三）SPOC混合教学过程设计与实施

根据SPOC混合教学特点，数据库原理及应用课程的教学设计围绕线上教学、线下课堂教学和多元化教学评价三方面进行，具体实施过程如图1所示。

图1 数据库原理及应用课程SPOC混合教学模式实施过程

1.线上教学

线上教学分为课前准备和课后巩固学习，将课程内容按周组织教学，教师设计并维护每周教学内容。

课前准备具体包括：教师发布本周学习任务、上传（或指定）教学视频、在线习题、操作素材及在线作业；学生进入课前学习模块，根据本周学习任务，通过观看视频、在线测试、学生讨论等形式进行自主学习。

课后巩固学习包括：教师批改作业、发布讨论题、回答学生问题，最后对学生各个环节的学习情况进行统计汇总，形成过程评价；学生对重难点进行巩固复习，通过重复观看视频，与同学、教师讨论等形式完成学习任务。

2.线下课堂教学

线下课堂分为理论授课和实践教学两部分。

理论授课主要以学生课前准备情况分析、剖析重点难点、深化讲解易混易错知识点、组织学生讨论及最后进行总结点评为主。首先进行案例内容设计，将视频里的知识点穿插到案例中，再以问题探究式方法，跟学生一起回顾网上视频内容。比如，在学习SQL的查询命令时，线上自学视频内容主要是讲解Select的相关语法，包括字段查询、条件查询、聚合分组、排序、连接查询、嵌套查询等。而在进行翻转课堂[4]时，让学生在学籍管理系统中，提出自己的应用需求，如根据学号和课程名称查询自己的成绩，或是查询与自己分数相同的其他学生信息等，引导学生运用线上自学知识来解决案例问题。同时，借助超星学习通平台进行点名、出题、选人、抢答、在线测试等来活跃课堂氛围，提高探究式学习效果。

实践教学以培养应用型人才为主线，以应用为目的，注重学生实践能力与创新能力的提升。本课程实践教学分为课内实验和课程设计。其中，课内实验主要包括验证型实验和设计型实验，这些实验涉及数据库基本知识，要求学生独立完成，并提交完整的实验报告。课内实验以学生操作为主、教师进行现场指导和答疑为辅。课程设计为期两周，要求每个学生选择一个小型数据库系统进行开发，做到一人一题。教师根据软件工程规范，对数据库涉及的每个阶段进行现场辅导。最后学生对课程设计成果进行演示和答辩，教师进行点评及评分。

3.多元化的教学评价设计

采用SPOC教学后，需要采用多元化评价方式对学生进行全方位考核[5]。对学生的评价主要包括过程评价和结果评价。过程评价贯穿于整个学习过程，由线上和线下学习平时成绩综合确定。评价主体包括教师和学生，以教师评价为主，学生互评为辅；评价形式分为定性评价和定量评价，定性评价主要用于线下传统课堂及结果评价，包括考勤、课堂提问、课程考试、课程设计等；对于线上平台提供的学生学习情况，如学习视频时长、作业提交情况、参与讨论频次等，则以定量评价为主。结果评价主要用于期末考试和课程设计作品。在多元化的评价中，过程评价尤其重要，因此，我们采用“过程评价50%（课堂情况10%+线上情况20%+实验报告20%）+结果评价50%”的形式对学生进行全面考核，转变原有单一的重结果轻过程的考核形式，使教学评价更全面客观。

三、SPOC混合教学模式效果分析

经过一轮的SPOC混合教学后，通过与没有采用混合教学的学生考核成绩对比，结合SPOC混合教学模式下学生对自我学习满意度、学生成果的调查及督导组听课反馈情况，检验混合模式教学效果，结果如下所述。

首先，自2019年起，从计算机科学与技术专业中随机选择一个班实施SPOC混合教学模式，并与另外一个普通班进行对比，得出采用SPOC混合教学模式取得了一定成效的结论。表2、表3为试点班和普通班在期末考试和课程设计作品成绩的数据对比情况。

表2 期末考试成绩对比

表3 课程设计作品成绩对比

其次，通过定期与学生交流，发现大部分学生能够接受SPOC混合教学模式，认为该模式提升了自己的学习能力及分析问题、解决问题的能力，希望在今后的学习中能有更多的课程采用这种模式。引入混合教学模式后，学生的实践能力得到了明显提升，在全国“蓝桥杯”软件设计大赛、“锐智杯”智能设计大赛等竞赛中笔者所在学院获团队特等奖1项、一等奖3项，并获批大学生创新创业训练计划项目8项。

此外，院级督导、校级督导一致认为：通过采用SPOC混合教学模式，课程组教师在线上线下教学设计、教学方法、教学手段和教学技巧等方面达到了较高水平，能够通过案例设置和提出问题，并引导学生发现、思考、解决问题，教学效果得到显著提高。

构建“SPOC+翻转课堂”的混合教学模式，既顺应了新时代发展潮流，又弥补了传统课堂教学缺陷，取得了较好的教学效果。在今后的混合教学实践中，还需进一步以学生为中心，对于基础薄弱、学习自主性不高的学生，量身定制学习计划进行帮扶。同时坚持立德树人根本任务[6]，充分挖掘课程思政元素，使专业知识传授与思想政治教育有机结合，努力打造更多“金课”[7]，促进教育教学的高质量发展。