基于MOOC资源的SPOC教学模式设计与实践——以非化学专业“有机化学”课程为例

陈忠平,宋常春,张 婷,张雪梅,李子荣

自2012年美国的Coursera、Udacity、edX三大MOOC平台正式上线起,MOOC(Massive Open Online Course,大规模在线开放课程)即以其大规模、开放性、学习费用低、学习时间自由等特点成为一种新型智慧教育模式而席卷全球[1-2]。2013年9月,北京大学卞江老师的“大学化学”课程在Coursera平台正式上线,标志着我国大学MOOC课程建设正式拉开序幕。截至2018年11月,在中国大学MOOC、学堂在线、好大学在线等多个平台上线的MOOC课程已达5000多门,课程类型也从通识类、文史类拓展到理、工、农、医等各类课程[3]。

“有机化学”是安徽科技学院农学、动物、生物、食品和资源等20多个本科专业的基础课程,在夯实学科基础、实现人才培养目标方面发挥着重要作用。在长期的教学过程中,课程组紧跟时代步伐,不断进行教学研究和改革。2003年“有机化学”被遴选为校级重点建设课程,2007年获批校级精品课程,2014年获批校级精品资源共享课程,2018年获批安徽省大规模在线开放课程(MOOC)示范项目。历经这几次重要的教学改革和建设,课程组积累了大量的教学资源,截至目前,创建了MOOC学习平台,录制了完整的教学视频,多媒体电子课件、习题、测试以及试卷库等都已建立完备,并购置了相应的分子模型,尝试了面向社会的MOOC教学。但是主要授课对象仍然是在校全日制学生,纯MOOC教学存在明显的不足[4],如合格率极低、没有面对面的师生互动、评价问题难以客观、诚信问题不能保证、考核题型和考核方式过于单一等,并不适合在学校全面实行纯MOOC教学,而高校、企业和政府投入极大人力、物力创建的MOOC平台和构建的优质丰富的MOOC资源不加以充分利用让其发挥应有的功能也将是一种极大的浪费。鉴于以上原因,课程组在非化学专业“有机化学”课程的教学中依托已有的MOOC资源进行了SPOC教学模式的探索和实践。

1 何为SPOC?

SPOC,是Small Private Online Course的缩写,是指小规模、限制性在线课程,具有小众化、限制性、集约化的特点[4-5]。SPOC概念最早是由美国加州大学伯克利分校阿曼多·福克斯(Armando Fox)在2013年提出和使用的,在国内是由清华大学的康叶钦在2014年提出[6],是一种将MOOC资源用于小规模、特定人群的教学解决方案,其基本形式是,在传统校园课堂采用MOOC资源辅助课堂教学。通常是由授课教师挑选一门MOOC,让学生先自行在线学习,然后在课堂上进行面对面的讨论、答疑、测验等,最后的考核环节主要是线下进行。因此,SPOC是一种线上线下相结合的教学模式,这种模式既克服了纯MOOC对学生约束力较低、成绩评定难以客观等缺点,又充分利用了MOOC优质丰富的资源,非常适合在校学生,所以,也有人将SPOC称为MOOC Classroom。

2 “有机化学”SPOC教学模式设计

2.1 “有机化学”教学现状

非化学专业“有机化学”课程涉及到的专业面广,学生人数多(每年约有1300人),统一安排在大一第二学期开设,48学时3学分,专职授课老师12人,主要还是在多媒体教室大班授课(90～120人),考核以期末考试的成绩为主要依据,因此,内容多,学时少,教学模式和考核方式单一,教师工作量大,不能客观评价所有学生是“教”这个层面存在的主要问题。从学生的“学”层面来看,大一第二学期,各个专业除了思政类、自然类通识课外,部分学科基础课、专业基础课等都开设在这个学期,所以学生的学业压力也较大,同时这个阶段学生的自律性、自主学习的能力尚未成熟,上课睡觉、玩手机、课前不预习、课后不复习、不及时完成作业、不以学习为主而热衷于社会性事务等导致挂科率高等现象非常普遍。因此,本课程的教学改革势在必行,而目前先进的科学技术手段和积累的教学资源也给教学改革提供了切实可行的保障。

2.2 “有机化学”SPOC教学模式设计的总体思路

秉持“学生中心、产出导向、持续改进”的理念,将先进的科学技术手段与科学的教育教学理念结合,充分利用已有教学资源,通过改革教学模式和评价体系,实现以学生为中心,最大程度激发学生自主学习的积极性,培养学生应用扎实的专业基础知识解决实际问题的能力,促进学生创新创业能力的培养,并根据学习效果,及时调整教学方法,完善改革方案,发挥“有机化学”课程在实现人才培养目标上的应有作用。

2.2.1 确定教学内容和教学模式

根据实际情况,授课选用教材为南京农业大学杨红、章维华老师主编,中国农业出版社于2018年9月出版的《有机化学》(第四版)。该教材共分十六章内容,因学时所限,在课堂只讲授11章内容,另5章内容不作要求,学生在课外选择时间自学,但这5章的教学视频、电子教案、习题等教学资源仍然放在网络教学平台供同学们使用。具体安排如下。

表1 教学内容和教学模式

2.2.2 构建新的课程评价体系

课程评价体系是检验教学质量的重要指标[7],一个科学合理、公平公正的评价体系不仅能反映出真实的教学质量,更能反映出学生在整个学习过程中的态度、情感、所取得的成绩等,在学生获得课程成绩的同时,更多一份对其付出努力的认可感、成就感,有助于学生树立正确的学习价值观和自信心。从这一点上来说,过程性评价比终结性评价更适合混合式授课模式,高峻,尹爱萍,黄玲[8-10]等认为“全过程考核”是与混合授课模式匹配的最佳课程评价方式。

终结性评价(summative assessment),即以期中考核、期末考核等书面考核形式为主,平时成绩所占比例极为有限,这种考核方式容易造成学生平时学习散漫、考前“临时抱佛脚”,甚至考试中作弊等风气,因此,这种评价体系有非常明显的局限性,不能客观评价学习者,难以达到素质教育的目标。

形成性评价(formative assessment),也称过程性评价,是美国教育学家斯克里芬于1967年提出的一种评价理念,主要是指在教学活动过程中动态监测学习群体的进步成效,通过评价反馈机制及时对教学的各个环节进行调整,以保证从整体上提高教学质量[11]。

综合以上两种评价方式,“有机化学”课程在SPOC教学模式改革中构建了新的评价体系,将贯穿教学全过程的形成性评价和期中、期末终结性评价相结合,各部分设置成一定比例的权重,既充分考虑到学生平时学习过程的态度、情感,也注重最终的学习效果。

3 “有机化学”SPOC教学模式的组织实施

3.1 MOOC教学资源建设

SPOC教学模式依托于MOOC资源,因此,完善的MOOC资源建设是开展SPOC教学的前提,教学团队在泛雅网络教学平台和安徽省网络课程学习中心(e会学)都创建了“有机化学”MOOC学习平台,并通过调研中国大学MOOC、安徽省网络课程学习中心(e会学)等公开网络教学平台上的相关课程,将与非化学专业“有机化学”较适合的MOOC资源进行比较筛选,最终选定泛雅网络MOOC教学平台为SPOC教学平台,引进中国大学MOOC平台上华中农业大学(江洪、曹敏慧)的MOOC作为参考资源,并在实际教学过程中,及时更新、补充、完善教学资源。

3.2 “有机化学”SPOC教学内容的组织实施

3.2.1 线下教学

第一章到第五章,仍然采用线下课堂讲授模式,主要是考虑学生初学这门课程,对这门课程的认识有限。第一章主要介绍学习有机化学需要用到的基础知识,如价键理论、杂化轨道理论、有机化合物的酸碱理论、有机化学的反应类型等,这些知识是学习有机化学的基础,如同盖房子的地基,后面的有机化学内容都是建立在这些基础之上。第二章到第四章,是系统介绍最简单的烃类有机化合物。通过这几章的学习,同学们将会切实感受到认识一类新的有机化合物,首先是给它一个业内认可的名字,然后抓住结构决定性质、性质反映结构这条主线,充分掌握结构特点和具体性质,了解其在生活和生产中的应用,并能实现其在实验室的制备等。在讲解这些内容时,会将一些理论知识穿插其中,用以分析、解释一些规律性的现象。第五章是系统介绍有机化合物的立体结构问题,这一章是对有机化合物结构问题更高的要求,也是后面高阶性和挑战度知识的铺垫。

通过前五章知识的储备,同学们就可以自己去学习后面的相关内容,因此,这一部分还是以传统的线下老师讲授为主。讲授之前,通过网络教学平台将内容推送给学生,并通过预习思考题引导他们自行给出答案,从而使学生养成自主学习的意识和习惯。

3.2.2 线上线下混合式教学

在学生掌握了一定的有机化学基础知识,知道研究每一类有机化合物的基本步骤和基本内容之后,从第六章到第十一章,采用SPOC线上线下混合式教学模式,将学习的主动性交到学生手里。

线上线下混合式教学过程设计如图1所示。

图1

在这一部分中,三分之二的时间用作学生线上自学。将每一章的内容分为若干个知识点拍成视频,每个视频时间在15分钟之内,学生通过线上视频学习,学习之后通过回答问题、完成习题等检验学习效果。三分之一的时间用作线下课堂讲授,课堂讲授方式灵活多样,可以是翻转课堂,由学生主讲,老师补充,也可以是通过问答、抢答、习题等方式检验同学们的学习效果,再根据结果老师进行答疑和总结。对于课后的复习和练习,通过SPOC平台完成,不再占用计划内学时。

3.3 课程评价体系的实施

构建的“有机化学”SPOC教学模式课程评价体系是将形成性评价(即过程性评价)和终结性评价相结合,既注重学生学习的过程性,也注重学习的终结性效果。多项研究结果表明,形成性评价通过导向作用、诊断作用、反馈机制、激励机制和改进机制等能够有效促进学生的学习[12]。具体实施过程如下。

课程开始,授课老师就将该课程的学习目标、教学模式、教学要求和考核方式告知学生,并在每一章节结束时再次强调每一章节要达到的目标,让学生对学习目标有清晰的认识。该课程通过泛雅网络教学平台推送课前预习资料(包括教学视频、问题、习题等)、课堂讨论主题、随堂练习、作业、章节测试等,通过教师端口可以及时得到学生学习数据,教师不定期将网络平台数据提供给学生,让学生了解自己在集体中所处的位置,表扬优秀,督促落后,激励学生进行自我约束,挖掘潜能,调动学生主动学习、向好发展的积极性。同时,教师也可以根据学生的学习数据,及时调整教学内容的难度、随堂练习的数量及课后作业的多少等,及时解决教学中出现的各种问题。

课程评价体系的各项指标和权重见表2。

表2 课程评价体系

五章自学部分的内容在期中考核和期末考核中虽然不体现,但其教学视频、问题、习题及作业都需要学生在教学平台体现出来,即表2中的教学视频、问题、习题和作业总量中包含自学部分的相关内容。

4 “有机化学”SPOC教学模式的实施效果

2018年“有机化学”课程获批安徽省大规模在线开放课程(MOOC)示范项目,2019年开始正式建设,网络教学平台边建设边使用。该门课程安排在大一的第二学期,即每年春季授课,而2020年春季突如其来的新冠疫情迫使该门课程必须进行线上教学,这也成为加快建设和完善网络教学资源的契机。经过2019—2020学年第二学期线上教学探索和尝试,总结线上教学经验,结合传统课堂讲授,在2020—2021学年的第二学期和2021—2022学年的第二学期分别进行了线上线下混合式教学。

初次进行这种模式的教学,学生很不适应,很多学生不能完成课前线上自主学习的内容,导致课堂教学活动很难开展。但是经过一个阶段的强行实施,学生发现这种学习方式虽然辛苦,但是各方面的能力都能得到锻炼,他们学会了制作精美的PPT,学会了如何分析问题、如何寻求解决途径,学会了团队合作,学会了与人沟通,学会了表达自己,学会了归纳总结知识点等等,后期的教学就顺畅很多。第一次期中考试,同样的试卷,实行SPOC教学模式的班级比普通班级平均分高出8分以上,故而在后面的考试中,实行SPOC教学模式的班级使用单独试卷,其题量和难度都远高于普通班级。

这种教学模式极大地增加了课堂师生互动和生生互动,学生成为课堂的主体,打破了传统教学过程中“满堂灌”及课堂沉闷的局面,从以“教”为主变为以“学”为主,在培养学生课外自主学习的习惯和能力的同时,更加锻炼了学生解决问题中的思辨能力和创新精神。

5 结语

运用先进的科学技术手段,依托于MOOC平台,设计和实施了基于MOOC资源的“有机化学”SPOC教学模式改革,实现了线上线下混合式教学,并通过将形成性考核和终结性考核相结合构建了更加科学合理、公平公正的课程评价体系,一方面使丰富的MOOC资源得到充分利用,另一方面教学质量可以得到更全面、客观和系统的反映,同时也培养了学生自主学习、思辨能力和创新精神,发挥了基础课程在人才培养目标中应有的作用。