异步SPOC和雨课堂的数字电子技术课程混合式教学模式研究与实践

张烈平　梁勇　张声岚　吴东

摘  要：结合传统数字电子技术课程教学现状，对该课程开展混合式教学的必要性进行了分析。基于MOOC平台和雨课堂的优势，设计了异步SPOC和雨课堂的数字电子技术课程混合式教学应用模式，实现了“课前-课中-课后”学习的有效衔接。给出了异步SPOC的教学资源建设内容和教学应用方法，以及基于雨课堂的翻转课堂教学应用模式和具体设计案例。在自动化专业数字电子技术课程教学中的实践应用表明，异步SPOC和雨课堂的混合式教学模式有助于提高学生学习的主动性、积极性，提高了课程教学质量。

关键词：异步SPOC;雨课堂;数字电子技术课程;翻转课堂;混合式教学

中图分类号：G642     文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2021）16-0092-04

Abstract： Combined with the present situation of traditional digital electronic technology course teaching， the necessity of hybrid teaching in this course is analyzed. Based on the advantages of MOOC platform and rain classroom， the teaching application mode of digital electronic technology course is designed based on synchronous SPOC and rain classroom in this paper， and the effective interfacing of "before-during-after class" learning is realized. Construction content of teaching resource and teaching application method of asynchronous SPOC are presented， as well as the teaching application mode and concrete design case of the flipped classroom based on rainclassroom. The practical application in the digital electronic technology course teaching of automation specialty shows that the hybrid teaching mode based on asynchronous SPOC and rain classroom is helpful to improve the students' initiative and enthusiasm， and improve the teaching quality of the course.

Keywords： asynchronous SPOC; rain classroom; digital electronic technology course; flipped classroom; hybrid teaching

數字电子技术课程是自动化类专业的重要专业基础课程，在整个人才培养过程中起到承上启下的作用，它既有自身的理论体系，又有很强的实践性，具有发展快、理论抽象、实践性强等特点[1]。我校数字电子技术课程教学过程中还是采用传统的“填鸭式”“满堂灌”的教学方法，学生被动接受理论知识，教学效果有待提高。同时，由于两校区办学和大班制上课的原因，导致师生互动受到时间和空间的客观限制。另外，课程最终成绩中平时成绩所占的比重较小，课程过程性评价指标较为简单，不利于调动学生平时学习的积极性。因此，基于数字电子技术课程在支撑自动化专业人才培养目标达成方面的重要作用以及我校该课程教学现状，我们需要对该课程进行教学改革，以进一步解决师生课堂互动、学生学习主动性、课程考核评价体系和课程持续改进等教学过程中存在的问题。

异步SPOC（小规模限制性的在线课程）是在复制现有MOOC（慕课）课程资源的基础上，教师根据教学实际需求对课程内容进行删减或新增，并以此进行线上教学活动的一种教学模式，具有教师工作量较小及能利用优秀教学资源进行线上教学的优点[2]。利用SPOC平台和实体课堂相结合进行的混合式教学，既可以弥补传统课堂的不足，又可以融合MOOC的优势，能够有效提高课程教学效果[3]。雨课堂是一种基于“微信+PowerPoint”进行授课和师生互动实现翻转课堂的优秀教学工具，可以在课前预习、课堂教学、课后复习各环节建立师生沟通通道，实现学生通过智能手机随时随地在线学习、查看课件、课堂互动等教学活动[4]。

根据异步SPOC和雨课堂的特点和应用情况，基于提高数字电子技术课程教学质量，确保达成专业人才培养目标，我们利用MOOC资源建设了自有数字电子技术课程异步SPOC，并结合雨课堂实施了该课程的混合式教学改革。

一、数字电子技术课程开展混合式教学的必要性

（一）有利于解决大班上课师生互动较差的问题

我校数字电子技术课程一般是3个班一起教学，总共有120-130人选课，属于典型的大班教学。由于学生人数众多，学生点名、课堂互动等教学环节都需要花费较多宝贵的课堂时间，影响课堂教学效果。借助雨课堂智慧教学工具，可以实现整个课堂教学环节的优化，实现课堂扫码签到、随机点名、PPT同步到学生手机、接收学生反馈、弹幕互动、学生客观题目互动等互动功能[5]。这种手机互动课堂把手机变成教师教学和学生学习的工具，有利于解决传统大班上课课堂师生难以互动的难题，调动学生的积极性，激发课堂活力，提升学生的学习效果。

（二）有利于解决学生学习主动性较差的问题

传统数字电子技术课程教学还是沿用“填鸭式”“满堂灌”的教学方法，注重教师的授课，缺乏对学生的引导，忽视了学生的主体性，学生觉得枯燥无味，影响了部分学生的学习主动性[6]。通过实施混合式教学，可以进行问题导向式翻转课堂教学，调动学生学习的主动性和积极性。针对教学内容，首先，提前抛出问题，让学生多渠道、多方位地利用网络查找相关教学资源;其次，给学生预留课外时间观看视频、书籍，查阅资料，进行翻转课堂讨论的准备;最后，课内在教师的主导和引导下，进行问题导向式教学，深化内容理解和问题剖析，进行翻转课堂教学，从而有效提高学生学习的主动性。

（三）有利于解决课程考核体系局限性的问题

传统数字电子技术课程的最终成绩一般是由平时成绩、期末考试成绩和实验成绩三部分成绩组成，其中平时成绩一般又是由平时作业成绩和平时课堂点名组成，其中期末考试成绩占课程最终成绩的60%以上。这种课程考核体系平时成绩所占的比重较小，并且通过最后一次考试成绩来判断学生的学习效果和掌握情况，显然是片面的，容易导致学生把学习重点放在期末的突击上，有较大的局限性。基于异步SPOC和雨课堂的混合式教学可以综合课前预习、线上SPOC测试成绩、期末考试、实验成绩、课堂测试表现、课后作业成绩、课堂考勤等多方面情况来评判学生的学习情况，而不是一考定终身，有助于学生重视平时对知识的探究和深入学习，较为科学合理。

（四）有利于解决课程教学持续改进的问题

由于我校两校区办学，导致师生交流不畅的问题时常出现。教师可以根据雨课堂中课堂数据分析学生学情，分层次推送相应的课后作业，课后学生也可根据授课情况对有疑问的地方在线咨询和探讨，方便与学生及时交流，让教与学更明了，师生沟通更及时。同时，通过异步SPOC进行学生自学和在线测试，也可以提取学生的学习行为、测评等大数据进行学情分析，将形成性评价贯穿整个教学过程，使教与学有的放矢。因此，借助异步SPOC和雨课堂的交互功能，在实现有效师生互动的同时发挥同伴教学优势，可以促使知识实时重组与延伸，方便教师针对课程教学实现持续改进，提高课程教学质量。

二、异步SPOC和雨课堂的数字电子技术课程混合式教学应用模式

（一）数字电子技术课程混合式教学应用模式总体

设计

针对传统数字电子技术课程教学过程中存在的不足，作者借助哈尔滨工业大学齐明老师教学团队的数字电子技术课程的MOOC和雨课堂智慧教学工具，实施了数字电子技术课程的混合式教学。一方面，通过整合MOOC教学资源，建设自有的异步SPOC教学平台。另一方面，通过优化课程教学内容，采用雨课堂智慧教学工具实施翻转课堂。采用“异步SPOC+雨课堂”构建的数字电子技术课程混合式教学应用模式如图1所示。

在图1所示的混合式教学模式中，通过课前-课中-课后三个环节来加深学生对知识的记忆和掌握，有效提高學生学习的主动性，实现以学生为中心的教学目标。课前和课后环节在异步SPOC平台进行，而课中环节则通过雨课堂实施翻转课堂来实现。课前，教师通过异步SPOC平台发布教学通知、授课PPT、教学视频等教学资源，学生则通过该平台进行课程知识预习。课中，教师利用雨课堂进行线下传统课程教学或通过课堂小测验、弹屏、交互式讨论等形式进行翻转课堂教学。课后，学生在SPOC平台完成教师布置的章节测验，进行学习交流或留言，教师则可以通过SPOC平台收集学生观看视频、完成章节测试等的情况。教师通过对SPOC平台学生学习、测试情况以及雨课堂学生现场学习情况进行关联学情分析，有针对性地实现教学过程的持续改进。

（二）数字电子技术课程的异步SPOC教学应用模式设计

如前所述，异步SPOC平台主要在课前和课后环节采用。在课前主要用于教学导学，课前导学主要就是教学资源建设，为学生预习提供良好的学习资源保障。课后主要是为学生进行知识巩固提升以及为教师获取学生学习数据提供支撑。

1. 教学资源建设。建设丰富的教学资源是开展混合式教学的前提。齐明老师团队的数字电子技术基础课程在线课程是国家精品在线开放课程，已经建设有较为丰富的教学资源，课程教学内容与我校所授数字电子技术课程有较高的契合度。我们在该MOOC平台的基础上建设我校数字电子技术课程异步SPOC平台。根据课程教学需要，对原有MOOC平台的教学视频、PPT课件以及章节测试题进行了适当补充和删减。增加了本门课程授课的PPT课件作为必学内容。精选清华大学数字电子技术课程教学团队的教学视频作为扩展学习视频。该教学视频内容比较详细，知识点比较全面，电路逻辑符号采用与选用教材不同的美国标准逻辑符号，而且部分教学视频采用英文形式展现，既可以作为自建异步SPOC平台视频的有效补充，又可以为学有余力的同学提供扩展教学视频。此外，在传统的教学过程中，由于教学学时有限，一般EDA技术部分内容不作为教学内容。针对这个不足，在教学过程中，每一章都设计了几个基于Multisim的数字电路仿真范例作为教学视频供学生自学使用。同时，结合当前学生依赖手机的特点，设计了基于安卓系统和Everycircuit的数字电路仿真案例，学生在手机上就能完成电路仿真，提高了学生学习的兴趣，获得了较好的课程学习效果。

2. 学生知识巩固和教师获取学习数据。依托原有MOOC平台上的资源，在每一章授课完后都布置有单元测试。测验题目以客观题的形式出现，但也包括综合分析的相关知识。测验结果采用系统自动评判和学生互评的形式进行。异步SPOC在课后另外一个重要功能就是用于教师获取学生学习数据，以便进行教学持续改进。为调动学生学习视频、参与课程讨论、做好章节测验的主动性，对课程最终成绩构成进行了优化调整，具体组成和比例如下：期末笔试成绩占50%，课程实验占15%，MOOC平台作业和教师布置作业占15%，MOOC平台及雨课堂考勤占10%，学习MOOC平台视频占5%，参与课程讨论表现占5%。采用优化后的考核评价体系，既可以提高学生平时学习的积极性，又可以避免期末考试一考定终身的不足，实现了过程性评价和总结性评价的有效结合。

（三）数字电子技术课程的雨课堂教学应用模式设计

雨课堂智慧教学工具用于翻转课堂教学可以使传统课堂变为师生互动交流讨论的空间，实现以学生为中心的教学转变。在数字电子技术课程教学中融合了传统课堂教学、翻转课堂教学两种教学模式。为掌握学生预习情况，设置了课堂小测试环节。这些测验题是基本理论和概念的主观选择题，在一开始上课就推送这些测试题，以检查学生预习情况。同时，根据学生在预习中标记“不懂”的知识点做重点讲解。在授课过程中，开启雨课堂实时弹幕功能，实现“课中”的实时互动，调节课堂学习气氛，实时掌握学生学习动态，并及时修正课堂教学内容和进度，必要时还进行补充讲解。下面结合作者教学实际举例说明数字电子技术的雨课堂教学应用模式，表1是作者“组合逻辑电路设计”翻转课堂教学设计案例。

三、结束语

1. 结合MOOC平台优势和本校数字电子技术课程教学实际，建设了自有异步SPOC平台。通过精选课程教学资源，为学生进行课前预习、课后巩固复习提供了良好的课程学习平台，为开展课程混合式教学奠定了良好的基础。

2. 采用雨课堂智慧教学工具，通过重构知识点和技能，重新组织教学内容，设计了部分教学章节的翻转式教学案例，提高了学生学习积极性，教学效果，以及线下课堂的教学质量。

3. 在自动化专业数字电子技术课程中实施了基于“异步SPOC+雨课堂”的混合式教学应用，并在课程考核评价体系中融入了与异步SPOC和雨课堂的有关考核指标，实现了线上教学和线下教学有机融合，取得了较好的教学效果。

参考文献：

[1]董玮，李雪妍，沈亮，等.“数字电子技术”创新示范课程建设[J].教育教学论坛，2020（20）：278-279.

[2]石大建，诸葛语丹.SPOC教学方式的教学效果实证研究[J].高教论坛，2019（4）：39-42，48.

[3]曹玉东，高影，周城旭，等.基于SPOC混合模式的翻转课堂教学设计[J].辽宁工业大学学报（社会科学版），2020，22（3）：116-118.

[4]冯磊华，李录平，田红，等.新工科视角下高校工程类专业课程“SPOC+雨课堂”混合式教学模式研究[J].中国现代教育裝备，2019

（21）：111-114.

[5]杨春梅，章娴，孙孟思，等.基于雨课堂的研究生大班翻转课堂案例研究[J].学位与研究生教育，2020（7）：45-50.

[6]郭澎，孙桂玲，任立儒，等.数字电子技术课程教学新模式的探索与实践[J].实验室科学，2017，20（2）：151-153，158.