基于SPOC探索双模式教学在环境工程应用型人才培养中的研究

张丹凤，刘 通，吴丽红，安长伟，杨 芳，王 特

(辽宁科技学院 生物医药与化学工程学院，辽宁 本溪 117004)

1 基于SPOC双模式教学的提出

2015年4月，教育部发布的《教育部关于加强高等学校在线开放课程建设应用与管理的意见》(简称《意见》)中指出，落实教育规划纲要和《教育信息化十年发展规划(2011-2020)》战略部署，围绕立德树人目标，遵循教育教学规律，立足国情建设在线开放课程和巩固服务平台，促进优质教育资源应用与共享，以全面提高教育教学质量。2020年突如其来的新冠肺炎疫情对全国乃至世界范围的教育造成了难以想象的影响，全国各高校按照教育部“停课不停学”的要求，纷纷提出通过网络及教育教学平台的方式授课。而在《意见》中教育部明确“高校可根据本校需要选用适合的学习平台及小规模专有在线课程平台，开展在线开放课程的建设和应用推广，以便为高校师生和社会学者提供个性化和全方位服务。”基于此，各种适合不同课程教学的方式方法如雨后春笋般出现在高校的课程建设及教育教学中。

SPOC(Small Private Online Course)即小规模限制性在线课程，是2013年由加州大学伯克利分校的福克斯教授提出的[1-3]，其融合了在线课程与线下实体课堂的一种新兴的混合式教学模式。SPOC汲取了MOOC的优点，变革传统教学结构，继承了MOOC的先进思想，可以说是MOOC的升级与优化[2-4]。相比于MOOC而言，SPOC将“翻转课堂”与“微课”等多种教学方式融合，突出以学生为中心，以能力培养为核心的教学目标。这种双向的教学模式可以很好地适应应用型人才培养的特点。线上线下双模式教学方式相结合[5-8]，更能促进学生团队精神、创新素质、实践能力和应用技能的培养和提升，为应用型人才培养推波助澜。

2 SPOC双模式教学方式的构建

SPOC双模式教学的构建，需要综合考虑教学目标及教学内容，契合人才培养教学要求。地方本科高校向应用型转变主要是应用型人才培养的转变，其本质是与市场需求对接，要求人才培养随市场需求变化而具有可持续调整能力。从人才培养的供需关系视角分析，地方本科高校向应用型转变的实质即对人才培养的供给侧进行资源配置结构改革。SPOC教学模式的构建要求教师根据市场的实际需求及学生的学习能力、专业要求等，设置个性化课程、合理化授课节奏及评价体系。通过线上资源的整合及线下翻转课堂的实施，将课堂教学与实践学习环节相融合，让学生成为学习活动的主体，全方位立体化掌握知识并锻炼实践应用能力，从而达到学以致用、学有所获的目的[9-10]。

针对环境工程应用型人才培养的目标，构建SPOC双模式教学方式主要从教师团队建设—教学方式构建—SPOC双模式运行—教学效果评价几个方面进行开展。

2.1 教师团队建设

在环境工程应用型人才培养中构建SPOC“线上+线下”双模式教学方式。首先需要具有熟练掌控线上网络平台、自如进行线下实体课堂教学的教师团队。教师作为学习活动的设计者、组织者，学习资源的整合者、开发者，学习过程的监督者、辅助者，必须具备敏锐的学科发展洞察力和坚实的专业知识统筹力，在教学过程中能够有针对性地对学生的学习进行全面专业的指导，并及时提供环境工程相关的学习资源，激发学生自主学习能力，提高学生对知识的应用能力，拓宽学生的专业视野。为凸显SPOC双模式教学的实施效果，教师团队按照“老-中-青的年龄梯队”及“高级-副高级-中级的职称梯队”进行建设，其中具有丰富教学经验的老教师负责整体教学框架及教学模式的规划指导，中青年教师分别负责线上、线下教学资源的调研及整合、教学模式的实践及方法推行。教师团队的立体化构建可以充分融合老教师和青年教师的优势，很好地实现以老带新、以新促教的目的。项目实施是在环境BG191、192两个班级开展的，试推行“环境工程专业外语”和“物理性污染控制工程”两门课程SPOC双模式教学过程的实践。教学中教师团队通过多次的研究讨论，规划设计各部分的教学内容、教学形式和方法，充分收集工业生产实践最前沿、最先进的技术手段，把理论与实际应用结合起来，整合好教材内外的教学资料，将优质线上资源与线下课程相结合，促进线上线下双模式教学的协同开展。

另外，教师团队要能够发挥团队成员的各自所长，既要重视线上资源的整合开发和对学生学习的监督，又要善于支配线下翻转课堂的灵活运用，引导并促进学生自我学习和实践能力的拓展，实现教学相长。如“物理性污染控制工程”课程的教师团队中副高级职称教师3名，主要负责课程教学大纲的制定修正、教学内容的重难点规划；中级职称教师1名，主要负责教案撰写、教学计划制定及教学模式的实施推行工作。“环境工程专业外语”课程的教师团队中副高级职称教师2名，中级职称教师1名，结合课程特点，该门课程的教师团队主要以中青年教师为主。

2.2 教学方式构建

为方便教学及综合资源利用，建设了独立的SPOC课程，SPOC双模式教学方式的构建如图1所示。可以结合原有的教学条件和环境，充分利用线上教学平台资源，如MOOC资源、教学短视频、微课、章节测试、拓展阅读等，协同环境工程相关企业开展产学研共建实践平台，从而实现了“线上资源+线下翻转课堂+企业实践”的多维度双模式教学活动的开展，强化了学生自主学习、团队协作及实训实践的能力。同时可以联合仿真交互式训练课程，着重环境工程专业实践能力培养，线上线下相结合，达到线下教学无法企及的效果，实现了环境工程应用型人才培养的目标。

线上教学平台上汇集了各种线上优质教学资源和拓展阅读相关资料内容，汇集了教学课件、相关视频、教学短片及拓展阅读的相关文件法规报告。在教学过程中教师通过引导学生进行线上资料的学习初步了解课程内容，然后再由教师进行线下补充讲解和答疑，完善学生对知识内容的理解，学生进一步以小组任务形式进行“翻转课堂”，学以致用。同时还可以利用所学知识进行3D模拟软件的练习，实现对知识从书本走向实践的过程，充分体现了应用型人才培养的要求。

图1 SPOC双模式教学方式构建一览图

2.3 SPOC双模式运行

结合环境工程专业课程的教学实践，运行SPOC双模式教学方式，开发适合的课程大纲、双模式运行评价体系及考核体系，确保双模式教学方式的平稳运行。教师团队根据课程大纲中设定的教学目标进行线上学习资源的开发与设计，突出环境工程应用型人才培养的教学重点和难点，建立线上线下双向学生讨论群，保证课前-课中-课后全方位融入式教学，使学生的学习不受时间和空间的限制，并能够培养学生良好的团队精神。另外，在线上学习的基础上，教师进行知识梳理回顾，线下通过“翻转课堂”将学生推送到学习的主体地位，以团队形式进行项目成果展示，提升学生的学习效果，促进学生合作意识。

为确保SPOC双模式的良好运行，建立全面的综合评价及考核体系至关重要，包括SPOC线上学习评价体系、线下评价体系及综合考核体系，试推行的成绩评价考核体系分配情况如表1所示。线上评价从学生对学习资源的利用、习题测试情况、课前知识学习等方面开展，线下评价则主要通过“翻转课堂”展示、团队合作效果、知识学习反馈等方面进行，综合考核体系是将线上学习成绩(包括网上作业成绩、在线学习情况、线上测试等)与线下学习成绩(包括考勤考纪、团队展示情况、期末综合测试成绩等)按比例进行综合考量，立体式评价考核体系的构建客观的核验了学生的学习情况，从而促进了SPOC双模式教学方式的推行。

表1 成绩评价考核体系分配情况表

2.4 教学效果评价

辽宁科技学院的环境工程专业根据学生培养方案及课程整体设置的特点，有选择地进行了教学模式的改革试点，由传统的填鸭式教学向基于SPOC的“线上+线下”立体式教学模式调整。结合实际的环境工程教学实践情况，通过调查问卷及深入访谈的方式对SPOC双模式教学方式的实施效果进行综合评价。分别对环境BG19级的两个教学试验班中的“物理性污染控制工程”和“环境工程专业外语”两门课程进行基于SPOC的“线上+线下”双模式教学试点，调研并客观评价两门课程的总体教学效果，共有132名学生自愿接受了问卷调查，线上发布调查问卷132份，收回132份，均为有效问卷。调查问卷中部分问题汇总如表2所示，相关数据在图2给出，图2中I代表“物理性污染控制工程”调查数据，II代表“环境工程专业外语”调查数据。从图2的分析数据中可以看出，有90%以上的学生认为线上线下SPOC双模式教学对环境工程理论课专业知识的学习和实践能力的提升帮助较大，可以让学生通过老师布置的任务及引导自觉主动地进行课程的学习，相比传统的“填鸭式”教学而言，这种教学模式更易让学生接受，也更能促进学生自主学习，带着任务有目的地去主动发现问题、分析问题、深入剖析解决问题。另外，通过一对一师生深入交流，也进一步了解了学生普遍认为在课前、课中和课后的线上学习时间不宜过长，以8分～10分钟最佳，时间过长易使学生学习的注意力转移，内容过多可能会导致学生对知识学习的负面情绪增长，时间过短则对知识点介绍不够完整，不能保证学生对专业内容的充分掌握。再有，对于课前的SPOC模式下进行自主学习和课上以团队形式开展“翻转课堂”的形式有大约89%的学生接受，并且也有98.5%的学生认为SPOC双模式教学过程中提供的相关资料对课程学习、预习及复习、知识拓展等有较大的帮助，但应提供更多更专业的环境工程学习资源，以期能够更好地了解专业知识，拓宽专业视野，提高学习兴趣。

表2 学生对线上线下双模式教学反馈的调查问卷部分问题汇总

图2 “物理性污染控制工程”(I)和“专业外语”(II)教学效果评价调查问卷数据汇总

3 结语

在环境工程应用型人才培养过程中，推行基于SPOC的线上线下双模式教学方式收到了较好的教学效果，这种新兴的教学模式的运用在很大程度上提高了学生专业知识学习的主动性，拓宽了学生学习的专业视野，提高了学生的实训实践能力，得到了大部分学生的认可。随着高校在线课程的建设和开放，传统课堂已无法满足学生学习的需要，新的SPOC教学模式的推广势必为应用型高校人才培养注入新的活力。但是，在这个过程中必须要注意将学生的学习状态与教学模式推行相匹配，关注学生在学习过程中的状态，随时解决各种问题和存在的不足，在教学实践中完善SPOC双模式教学的每一个环节，为地方高校环境工程应用型人才培养提供可借鉴的方法和经验。