基于SPOC 的线上线下混合式教学模式研究——以食品理化检验实验为例

姚金凤，薛 明

（1.首都医科大学燕京医学院，北京 101300；2.首都医科大学基础医学院，北京 100069）

线上线下混合式教学是将传统课堂与在线教育有机结合起来，以异步形式展开教学，达到优势互补的一种教学模式[1-4]。《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》[5]指出，要基于慕课、专属在线课程（SPOC）或其他在线课程，运用适当的数字化教学工具，结合本校实际对校内课程进行改造，因此可将学生线上自主学习与线下面授有机结合。目前线上线下混合式教学已成为教育全球化的契机和教学改革的趋势[6-7]。

小规模限制性在线课程（small private online course，SPOC）是由慕课（massive open online course，MOOC）演化而来的一种在线课程[8]，也有学者将其译为“专属性课程”[1]。SPOC 的概念是由加州大学伯克利分校的MOOC 负责人Amando Fox 于2013年提出的。SPOC 的应用多与面授相结合，其基本流程为课前教师精选和制作教学视频、图片等教学资料，并上传至在线平台，组织学生提前预习，从而了解学生的知识点掌握情况；课中针对疑难问题进行分组讨论；课后完成作业。教师可根据学生学习情况，调控课程进度及教学节奏[9]。

食品理化检验实验是首都医科大学卫生检验与检疫（卫检）专业的一门专业实验课，鉴于该专业的小班教学现状，提出了以SPOC 为基础、以云班课为平台的线上线下混合式教学理念，从教学内容和各个教学环节上实现了线上与线下教学的多层次融合，为相关学科实验教学改革提供参考。

1 食品理化检验实验教学面临的问题

卫检专业是首都医科大学近几年开设的专业，食品理化检验实验课教学面临以下几个主要问题：（1）开展实验课的基础条件有限，实验项目、仪器设备、教学方法等都在完善，但这种现状也给教学改革提供了契机。（2）该课程的实践性较强[10]，实验用到的很多大型仪器如高效液相色谱仪、气相色谱仪和多种仪器联用分析等，需要反复操练才能熟练掌握。因此让学生提前学习仪器使用方法、熟悉实验流程尤为重要。（3）卫检专业每年的招生数量为30～40 人，实行小班教学，因此比较适合开展基于SPOC 的线上线下混合式教学。

2 SPOC 资源建设思路与内容

结合学科发展和岗位需求，修订教学大纲，整合现有的线上线下教学资源，并在此基础上增设创新实验项目，创新微课形式，设计特殊实验项目的示范教学方案，如食品中化学性毒物的快速检验，并构建线上线下混合式教学评价体系。基本框架见图1。

图1 SPOC 资源建设思路与内容Figure 1 Constructing concept and content on SPOC resource

3 SPOC 资源建设的特色

3.1 增设创新实验项目

目前教学大纲涉及的实验项目包括基础训练实验、综合训练实验和设计性实验3 部分。近年来卫检专业对学生解决实际问题能力的要求越来越高，因此结合学科发展和岗位需求，增设了创新实验项目。

（1）设计与实习基地合作的实验项目，以及时了解行业前沿。卫检专业实习基地为北京市（区县）疾病控制中心、中国检验检疫科学研究院、中国海关科学技术研究中心及北京市药品检验研究院等，实习基地的在研课题一般来源于检验工作中的实际问题，在充分调研课题研究方向后，选出适合本科生层次的课题，并作为设计性实验的一部分，由学生自主设计解决。这样学生既能了解行业发展信息，又能提升实验设计及操作能力。如国家标准关于婴幼儿配方奶粉中维生素A 的含量测定方法比较烦琐，前处理会造成成分损失，针对这一问题，让学生设计皂化、萃取等前处理过程及研究快速检测维生素A 的方法。

（2）设计使用快速检验（快检）设备的实验项目，以适应现场检测的需求。原教学大纲中的快检实验一般是基于化学反应现象快速判断食品中的有毒有害物质或农药、兽药残留，随着各种快检设备的更新换代，越来越多的现场检测是利用快检设备完成的。因此在设计这部分实验项目时，要根据快检设备和技术的进步更新实验内容。如本学年增设的利用水分快速测定仪测定食品中的水分、利用食品安全仪快速测定食品中的农药残留和重金属、利用真菌毒素快检设备测定食品中的真菌毒素等实验项目，都较好地契合了当前实际工作中现场快速检测的需求。但教师应意识到，快检实验是在基础实验基础上开设的，因此在授课过程中，要注重引导学生探究快检设备检测原理，将理论知识应用于实际操作。

3.2 设计特殊实验项目的示范教学方案

在食品理化检验实验中，有些被检成分含量极其微少，导致学生不了解真正的阳性实验结果。如食品中化学毒物敌百虫和敌敌畏的快速检验，因为市场采购的待检食品一般不含此类农药，因此实验结果往往都是阴性，且此类农药又属于管制品，教师也不宜在课堂上直接演示，导致学生看不到阳性实验结果，更无从判断食品中是否含有此类农药。针对这种情况，教师可提前录制阳性实验结果作为示范。类似的实验还有用普鲁士蓝法快速检验干杏仁中的氰化物时不易呈现阳性实验结果，用滴定法测定食用油酸价时不易判断滴定终点等，教师可提前录制实验视频或拍摄图片，以供实验教学时展示。

3.3 创新微课形式

在梳理线上线下教学资源时，发现很多实验项目都有相关的实验操作视频和实验现象图片，但这些资料的针对性不强，不能完整展示整个实验过程，也缺少对操作原理和过程的详细解说，这就导致教学时要不断切换PPT、视频和图片，造成教学过程的中断和片段化。为解决这一问题，教师录制和拍摄了相关实验项目的操作视频和图片，将视频图片插入PPT 制作成微课，视频、解说、图片、文字集于一体，使得教学过程更加流畅，学生也能反复观看，并将微课纳入教学资源库，以便长期保存和及时更新。

3.4 构建线上线下混合式教学评价体系

传统的实验教学多以实验报告书写情况作为依据评价实验完成情况，缺少对实验过程的监督和评价。基于SPOC 的线上线下混合式教学利用云班课平台构建了线上线下混合式教学评价体系，可根据不同的教学阶段，通过线上、线下两种评价手段，最终实现过程性评价和终末评价的结合。过程性评价将教学过程分为3 个阶段进行评价，即课前预习、课堂操作和课后作业，各阶段评价模式及指标见表1 。

表1 实验教学线上线下混合式教学评价体系Table 1 Evaluation system for online and offline mixed teaching in experimental teaching

4 基于SPOC 的线上线下混合式教学实践

基于SPOC 的线上线下混合式教学过程分为4 个阶段，即设计教学资源、课前预习、课堂教学及课后巩固。以保健食品中总黄酮的检验为例，基于SPOC 的线上线下混合式教学实施过程见表2。

表2 基于SPOC 的线上线下混合式教学流程Table 2 Online and offline mixed teaching process based on SPOC

5 教学效果评价

5.1 SPOC 资源及学习情况分析

课程结束时，共发布教学资源125 项，其中视频资源35项，课件、微课和图片资源82 项，网页链接、图文及其他资源8项。调查结果显示，93.55%的学生查阅了＞80%的教学资源，3.23%的学生查阅了60% ～80%的教学资源，3.22%的学生查阅了＜60%的教学资源；90.32%的学生查阅了＞80%的视频资源，3.23%的学生查阅了60% ～80%的视频资源，6.45%的学生查阅了＜60%的教学资源。说明学生教学资源学习情况较好，在学习过程中充分利用了线上资源，尤其是视频资源。

5.2 线上学习活动报告

在实验课线上线下混合式教学中，与线下教学同步开展了35 项线上教学活动，包括课前测试、头脑风暴、在线讨论、课后拓展等。从表3 可看出，线上教学活动参与度都在85%以上，且云班课平台统计结果显示，在课前测试和课后拓展中，学生的平均分＞80 分，说明学生利用SPOC 资源学习的积极性较高，学习效果较好。

表3 基于SPOC 的线上教学活动Table 3 Online teaching activities based on SPOC

5.3 学情分析

在教学后，统计学生线上学习获得的经验值，以所有学生中最高经验值作为基数，若某个学生的经验值超过该基数的80% 则为优秀，60%～＜80%为及格，＜60%为入门。调查结果显示，93.55%的学生达到了优秀水平；达到及格及入门水平的学生比例均为3.23%。学生线上学习获得经验值的方式为查阅资源（55.98%）、参与活动（9.60%）、作业/ 小组任务（29.34%）及出勤（5.08%），这也是线上线下混合式教学实施的主要方式。

5.4 教学效果调查分析

为了解学生对基于SPOC 的线上线下混合式教学模式的认可度，在课程结束时，针对教学各个环节设计了调查问卷，问卷主题为“与线下教学相比，你认为线上线下混合式教学能提升学习效果的环节是哪个”。调查结果显示，学生认为较为有帮助的是观看实验操作视频、观看实验技术视频、课前预习及课后巩固，调查结果见图2。

图2 学生对各教学环节的认可度Figure 2 Students' recognition on each teaching process

6 结语

传统线下教学中，学生缺乏课前学习指导资料，单纯的SPOC 教学模式缺乏教学互动和学生独立思考的过程[11]，而将SPOC 与线下教学结合的线上线下混合式教学强调在面授的基础上，增加异步线上学习环节，一定程度上弥补了传统线下教学和SPOC 教学的不足，提高了教学效果，让学生能根据自己的情况决定学习时间、空间及进度，并且加强了教学过程中师生间的沟通和交流。

SPOC 教学与传统线下教学的结合不仅给学生提供了个性化学习和深度学习的机会，也体现了教师的个性化教学方式[9]，因为在建设SPOC 资源前，教师已调研了学生学习基础和特点，在大量的线上教学资源中精选视频、微课、课件，使得SPOC 资源更加符合各个学校的实际教学情况，这也是混合式教学模式的核心理念。