基于SPOC的“數理邏輯”在線課程教學改革探究

劉麗珍+尚媛園+宋巍+王函石+王萬森+周修莊

摘要：以在線課程建設為切入點，探討數理邏輯SPOC課程的建設及教學改革思路，強調教學任務中的師生互動和個性化教學模式，側重于以學生學習成效為導向，以學習評價為中心的教學范式轉變，進一步依托在線課程建設進行混合式教學模式改革，提升本科課程教學質量。

關鍵詞：SPOC；在線課程；數理邏輯；教學改革

0引言

隨著網絡和智能技術發展，基于課程與教學論的在線課程如雨后春筍般涌現出來，尤其是MOOC和SPOC等新興在線課程在美國頂尖大學的帶動下迅速在全球升溫，吸引多所國際著名大學投身其中。然而，許多在線課程的教學理念依然是傳統的教學模式，并沒有做徹底的改變，僅是用新式的教學平臺承載基于認知主義的教學資源，并沒有體現行為主義和建構主義的教學改革。在線課程能否成為高校提高教育質量和提升國際競爭力的一個重要途徑？側重于“廣”而“大”還是“精”而“小”？這些問題在國內外展開了熱烈的爭論。

1SPOC在線課程的特點及優勢

人類社會正在轉型成為終身教育和學習型社會，因此各高校及教學機構紛紛推出SPOC和MOOC等網絡在線課程，同時結合“混合學習”（blended learning）、“翻轉課堂”（inverted classroom）、“泛在學習”（ubiquitous learning）、“移動學習”（Mobile Learning）等相關理念進行教學模式的改革，一方面讓學生學習到專業領域的知識，另一方面培養學生自主學習和終生學習的能力。以互聯網信息平臺為載體的網絡在線課程是對課程教學內容及其教學活動實施過程的體現，同時也是一種具有交互性、共享性、開放性、協作性和自主性等基本特征的信息時代條件下的教學形式，包括按一定的教學目標、教學策略組織起來的教學內容和網絡教學支撐環境。其中，由加州大學伯克利分校的阿曼德·福克斯教授最早提出和使用的SPOC（small private online course）小規模限制性在線課程具有廣闊的前景。SPOC主要針對高校在校學生實施課程教育，與MOOC中的Massive和Open相比，對學生規模有一定的人數限定，而且對學生的準入也有限制條件，達到要求才能被納入SPOC課程。此外，除了在線視頻、習題、測試等，還可以有更加靈活的線上或線下課堂、答疑互動等輔助手段。因此，SPOC所具有的Small和Private特性恰恰有利于在線課程的教學質量，并可以結合因材施教、因人施教等教學模式，針對不同的學生制定個性化的教學策略，提高課程學習效率和人才培養質量。綜上所述，相比于MOOC課程在教學方式缺乏多樣性等不足，SPOC課程具有更多的優勢，詳情見表1。

從表1可以看出，SPOC在課程教學模式上具有更高的靈活性。同時，由于SPOC限制學生規模，有利于教師全程介入學生的學習過程，保持師生良好互動，清楚地了解學生的學習狀況并給出個性化指導。顯然，針對性越強的教育其效果會更好，而且具有良好的可持續性。此外，SPOC通過周期或非周期的線下交流，要求學生有一致的學習進度，有利于在課程討論區中形成相對集中的討論熱點；但SPOC同時也要求教師投入更多的精力，學生在選擇SPOC之后必須按照教師的規定來觀看課程，這意味著學生也需要支付更多的學習時間和精力。

2數理邏輯的教學特點以及SPOC課程建設

2.1數理邏輯SPOC在線課程建設背景

數理邏輯作為計算機科學和人工智能領域的重要理論基礎課程，有利于培養和提高學生的抽象思維和邏輯推理能力。數理邏輯課程一直以來都存在著“課時少，內容多”的問題，怎樣才能在保證一定學時的情況下盡可能滿足學科和專業的需求？如何利用現代教育信息技術和網絡技術對數理邏輯的教學工作起到推動和提高作用？同時既能培養學生具有扎實的理論基礎，又能造就具有創新實踐能力的實用人才，一直都是相關教學工作者探討的關鍵問題。

當前SPOC課程的蓬勃興起無疑非常有利于高等學校實現其提高教學質量的目標，因為SPOC在線教育可以將在線學習從復制課堂課程的教學模式中脫離出來，并且創造出更為靈活和有效的學習方式。顯然，此類教學模式非常適合像數理邏輯這樣的專業基礎課程的教學，因為專業基礎課程對學生的要求更高，需要教師投入更多的精力實施個性化指導，從而打好堅實的理論基礎，尤其是SPOC中，教師的作用被重新定義了，教學模式也有了突破和創新，能夠使得教師更多地回歸小型在線課堂，“精”而“專”地引導學生從事學習活動。SPOC課程的教師雖然線下不是講座視頻中的主角，也不必準備每節課程講座，但是需要根據學生需求整合各種線上和實體資源，而且在課堂上要對學生進行引導，此外還需要組織學生分組研討，隨時為他們提供個性化指導，共同解決遇到的難題，因此對教師提出了更高的要求。顯然，SPOC創新了課堂教學模式，激發了教師的教學熱情和課堂活力，更重要的是為學生提供了良好的學習平臺。

2.2結合人才培養，強化基礎，突出關聯，面向應用

當前，邏輯表示及推理在計算機科學、知識工程及人工智能中的作用越來越凸顯，以數學為工具進行相關領域研究的方法，用數學語言表達事物的狀態、關系和過程的應用，以及經推導形成解釋和判斷的研究越來越普遍。因此，數理邏輯SPOC課程建設時需要將數理邏輯的內容進行合理的細化、深化和強化，以適應相關領域的研究應用需求，進一步培養學生抽象思維和嚴密邏輯推理的能力，強化素質提升和創新能力的訓練。數理邏輯SPOC課程在教學內容上還需要增加數理邏輯在相關領域的應用實例及算法分析應用，使學生了解數理邏輯在計算機和人工智能等領域的相關應用，有利于培養學生運用知識及創新應用能力。

此外，數理邏輯SPOC課程在建設中還要注重教學內容的基礎性和前沿性，正確處理教學內容不斷更新與教學過程相對穩定的同時，精選核心內容，重組知識單元，強化基礎概念，突出知識點的關聯，對課程體系和知識結構作整體優化，與信息技術的最新發展相結合，注重教學與前沿相結合的成效，培養學生理論聯系實際的能力。

3數理邏輯SPOC課程教學方法的改革

3.1側重個性化的學習體驗，提升學習效率

SPOC課程的建設促使教師有興趣嘗試更加靈活和富有挑戰性的教學改革方法，而不是按部就班的課程講座。我們在數理邏輯SPOC課程建設中加入自動評價功能，使得教師從創建和按部就班的講座視頻內容中脫離出來，以便有更多的時間與學生一起深入研究、攻克更加有價值的教學難題，引導學生解決遇到的其他相關問題，如圖1所示。

這種教學模式下，教師可以很方便地將平臺的課程資料整合進實體課堂，因此也是建構主義對課程知識和學習的貢獻，更加強調學生完整和深入的學習體驗，有利于提高課程的學習效率。具體建設思路如下：

（1）以學生為主體，采用問題驅動的啟發式教學策略，學生帶著問題去學習，不僅明確基本理論的意義和作用，也增強了學習的興趣和動力，逐步培養學生分析問題和解決問題的能力。

（2）運用信息技術、網絡及多媒體技術，將數理邏輯課堂教學結合SPOC在線課程建設，延伸課堂教學的效果，豐富課程教學的內容，并通過教學輔助、課外答疑等互動的教學方式，開展多維度的立體化教學，培養學生的自學能力，拓展學生的知識面，有利于學生的知識、能力、素質的協調發展。

（3）以能力培養為核心，重視教學設計，克服在數理邏輯SPOC課程教學中容易出現的散亂等缺點，形成“抓重點和關聯、有取舍和節奏、講方法和思想、重啟發和互動”的教學方法。

數理邏輯SPOC課程建設通過限定課程的準入條件和學生規模可以為選定的學生定制個性化課程學習指導，為他們提供有區別的、力度更大的專業支持，增進學生對課程的完整體驗，從而避免MOOC的高輟課率和低完成率情況。SPOC課程視頻相比傳統課堂所指定的閱讀材料更能吸引學生認真準備，激發其參與度，增添良好的學習體驗。由于SPOC課程改革了復制課堂教學的模式，產生了更為有效的學習效果，有利于獲得高質量的課程材料，并通過自動線下評價迅速反饋給學生，最大限度地使優質教學資源發揮效力。

3.2結合學習評價體系，提高教學質量

在SPOC環境中，學習評價是對學習效果和學業成就的評價，是從“學生評價”和“教學評價”中分離出來的對學生在線學習的一種評價方法，同時也是對學生的學習行為和學習結果進行把握、判斷和評定的評價體系，通常包括成績、提高、能力增長以及其他成就、表現等具體指標。因此，學習評價是本科教育服務質量管理的核心，是自主學習動力的支持，也是一種通過某種規定、提示、約束等對學習產生監控作用的外部手段，能夠激發學生的學習積極性，并促使學生堅持完成課程的學習。數理邏輯在線課程的學習評價把“因教施考”“全面考核”“過程考查”等先進理念貫徹到考核評價中，堅持認真落實為發展而評價的觀念，著眼于科學全面地評價學生的綜合成績及應用知識的能力，克服學習評價與能力脫節的現象，積極探索多樣化的學習評價體系。具體建設思路如下：

（1）知識點考查。當前知識點學習結束后，通過測驗的形式了解學生對當前內容的掌握情況。這種方式既督促學生認真學習，又加深了學生對當前知識點內容的理解和認識，同時強化對學生學習過程的考核，以便更加公平、公正地評價學生的綜合學習情況。

（2）學生自主學習能力的評價。一方面，教師針對每章內容都設計了課后自測題，便于學生了解自己的學習狀況；另一方面，要求學生在SPOC在線課程學習平臺上圍繞相關知識點內容進行學習互動和交流討論，包括問答、討論、質疑及自學自測等多個環節，側重于評價學生學習能力的提升。

（3）線下習題與實踐。數理邏輯課程的特點為“學—練—考—用”4個環節，因此，習題及應用實踐是其中的重要環節，教師針對每個章節優選出一些能體現知識應用的代表性習題和應用實例，使得學生通過習題和實踐應用環節，促進和加深對課堂內容的理解和消化，同時也有利于評價學生對所學知識的應用能力。

（4）綜合知識考核。傳統的課程教學模式在學期末都會進行期末閉卷考核，數理邏輯SPOC在線課程雖然被分成多個知識點考查、習題與實踐以及能力測試，但應該在學完全部課程后進行綜合知識考核，尤其要結合應用型人才培養的特點，有側重地形成數理邏輯SPOC在線課程的綜合知識考核，這樣的考核方式符合“厚基礎、重應用”的人才培養要求。

綜上所述，數理邏輯SPOC在線課程建設，采用課堂教學與網絡自主學習相結合的混合教學方式，充分利用傳統學習和互聯網學習相結合的優勢特點，通過“學—練—考—用”4個教學步驟，形成在線學習、交互探究、自學自測和創新應用等多維度立體化教學方法，重視教學設計，豐富教學內容，將學生畏難的課程變成感興趣的課程。

4結語

高等教育肩負著培養一大批高素質專門人才和拔尖創新人才的重要使命，提高高等教育質量，既是高等教育自身發展規律的需要，也是提高學生就業能力和創業能力的需要，更是建設創新型國家、構建和諧社會的需要。當前是我國高等教育鞏固成果、深化改革、提高質量、持續發展的關鍵時期。圍繞將新技術應用于提高教學質量、加強優質資源建設等主題，教育部倡導進一步深化本科教學改革，全面提高教學質量，鼓勵針對大學基礎課和核心課建設SPOC和MOOC在線課程，突顯了本科基礎教學在整個高等教育中的重要性。教育振興行動計劃的制定，進一步強化了我國在以教育信息技術和網絡技術為手段，深化本科教學改革和人才培養模式改革方面的決心和信心，同時也是我們建設基礎核心課程的重要基礎和指導思想。對數理邏輯SPOC在線課程的建設思路進行探討，目的是有效拓展學習空間，設計多樣化學習方式、將抽象的知識生動化，提高學習效率，促進學生自主學習能力的提升。

（編輯：郭田珍）