基于“MOOC+SPOC+任務驅動”程序設計教學模式研究

趙榆琴

摘 要： 為實現“教師引導，學生主導”的教學變革，提出構建基于“MOOC+SPOC+任務驅動”的程序設計教學模式，介紹該模式的4個階段和以C語言為實例的教學模式的實踐過程，分析實踐結果并提出改進。

關鍵詞：MOOC；SPOC；任務驅動；程序設計；C語言

1 背 景

1.1 MOOC與SPOC的比較

MOOC是大規模開放性在線課程[1]，從教育學角度看，MOOC本質是一種面向大眾免費開發的學習資源[2]，建設的初衷是為了滿足學生的個性化學習需求、共享優秀教學資源和可持續發展的學習和認證模式[3]。MOOC有很多優勢也面臨很多挑戰[3]。當前，MOOC后時代已經到來，基于MOOC 改進的SOOC、SPOC、PMOOC、Meta-MOOC、DOCC、MOOL、MOOR 等教學模式不斷涌現，其中，備受關注的是SPOC。SPOC是小規模私有的在線課程，面向特定人群、面向 “線上線下結合”的集管理、網絡媒體教學環境、網絡媒體教學工具于一身的輔助教學手段[4]。

MOOC對學員的身份、人數、基礎和學習目標都沒有限制，對學員是完全開放的，以學員“自主在線學習”為學習形式，教師能利用平臺啟發和引導學員自主學習。SPOC學員多為專業和年級相同的在校大學生，學習目標明確、相同，對學員人數限制為從10到上百。學員除了“自主在線學習”（線上）以外，教師還可以進行“課堂學習交流”（線下）。由于SPOC一般為特定課程設計，要求學生必須完成，因此，在學生完成課程后，綜合評價包括系統自動評價和線下課程評價兩部分構成。

雖然各種改進的MOOC不斷涌現，但MOOC仍然有存在的必要性，SPOC也面臨諸多的阻力，比如教師信息素養水平低、教學設計缺乏，個性化學習需求未能滿足等[3]。

1.2 “MOOC+SPOC”混合式教學

“MOOC+SPOC”混合教學模式是大學教育教學改革的推進方向。2015年1月，中國高校計算機教育MOOC聯盟“大學計算機”課程工作組成立，國內多所大學加入該工作組，相繼推出和實施針對本校學生的“MOOC+SPOC”課程教學體系，并在多方面取得了積極的效果[2]。針對我院的具體情況，以下幾個問題需要深入思考和謹慎定位：①“MOOC+SPOC”模式是否適合本院開設的所有課程？②“MOOC+SPOC”模式下，教師素養水平如何？教師的設計能力如何？③“MOOC+SPOC”模式下，對于同一門課程，針對不同基礎的學生，能否實現個性化教與學？④“MOOC+SPOC”模式下，學生的學習結果如何評價？

2 基于“MOOC+SPOC+任務驅動”的程序設計教學模式的構建

通過對上述4個關鍵問題的深入思考和定位，針對程序設計類課程內容多、學時有限、實踐性強等問題，我們提出基于“MOOC+SPOC+任務驅動”的教學模式。該模式將整個教學過程分為4個階段：課前感性認識、課中理性學習、課間技能實踐和課后評價提升，4個階段的關系如圖1所示。

每個階段都配有相應的任務，以任務驅動各個階段的遞進，各個階段的任務分布見表1。

2.1 課前感性認識的設計

課前感性認識階段要求學生利用學習資源進行自主學習，目的是讓學生對要學習的內容有一個感性認識，產生興趣，并提醒學生不要匆忙進入具體知識技能的學習和實踐。針對本院教師和學生的具體情況，在這個階段引入北京大學的MOOC課程計算概論A。學生在學習C語言之前，必須先完成該MOOC課程“感性認識”的學習部分。

另外，在正式開始學習C語言之后，教師根據學習內容進度，適時再引入MOOC課程計算概論A的“理性認識”部分，使得學生對具體知識點的學習也先有一個感性認識，本階段流程如圖2所示。

2.2 課中理性學習的設計

課中理性學習階段根據課程內容進度，由教師以章節為單位，或者以知識點為單位，提出相應的B級任務。學生除了可再次使用MOOC自主學習以外，教師提供相應的SPOC教程，并會將任務具體所用知識點在課堂上給予講解，學生在實驗課內完成和提交任務，本階段流程如圖3所示。

2.3 課間技能實踐的設計

在課中理性學習階段結束，學生提交任務獲得評價后，課間技能實踐階段將在上一階段的基礎上進行。同樣，由教師根據課程內容進度，以章節為單位，或者以知識點為單位，提出相應的C級任務。學生可再次使用上一階段的SPOC課程自主復習，教師提供“線上”技能訓練平臺，將C級任務以比賽的形式向學生發布，要求在規定時間內完成。為此，在這個階段引入了北京大學“openjudge開放的在線程序測試平臺”，學生將在這個平臺上完成和提交任務，本階段流程如圖4所示。

2.4 課后評價提升的設計

在第二和第三階段任務完成的基礎上，進入課后評價提升階段。同樣，由教師根據課程內容進度，以章節為單位，或者以知識點為單位，提出相應的D級任務。學生可任意選擇前階段的學習資源進行自主復習，教師仍然使用北京大學“openjudge開放的在線程序測試平臺”發布D級任務，學生在本課程成績評定之前完成即可。能力強的學生可在平臺上完成和提交任務，能力弱一點的也可以通過在“線下”跟與教師進行“一對一”個性化教學之后完成，本階段流程如圖5所示。

需要說明的是，整個教學模式中的4個階段存在迭代關系，每一階段的進入要在上一階段基本完成的基礎上開始。如果學生在完成下一階段的任務出現困難時，可以重復上一階段的學習；上一階段的學習成果會作為下一階段學習的初始值。由于程序設計語言前后知識的連續性和依賴性，教師根據教學內容所設計的每一次“任務驅動”都是整個教學模式的一次“迭代”。

3 基于“MOOC+SPOC+任務驅動”的程序設計教學模式的實施

考慮到C語言是計算機專業首先學習的第一門程序設計類課程，因此，我們選擇計算機科學與技術專業的C程序設計作為“MOOC+SPOC”教學模式的實例課程。根據這門課程本身的教學內容和特點，設計并實施了多次基于“MOOC+SPOC+任務驅動”教學模式的迭代。

3.1 課前感性認識的實踐

北京大學開設的MOOC課程計算概論A中的感性認識部分提出一個問題：找出以下數列中的最大數：78，56，69，31，36……針對這個問題，教師給出A級任務：學生課前自行思考這個問題并給出答案。之后，要求學生觀看MOOC，體驗計算機解決這個問題的思路，對這道題所蘊含的“循環結構”有一個感性認識。

3.2 課中理性學習的實踐

根據“循環結構”這一知識點，教師發布B級任務：計算器的設計和實現。首先，課前要求學生觀看MOOC課程計算概論A中介紹“循環結構”具體知識的內容；其次，課堂上教師具體講解設計計算器所用到的知識點；再者，在實驗課上以SPOC形式，要求學生根據所學自主完成任務，并在實驗課當堂提交任務。教師將從教師機接收到學生的程序，也可隨機抽查某一學生的任務（程序）編輯、調試、運行的結果。由于C程序設計是雙語教學示范課程，在這個階段，采用全英文VC++6.0平臺，檢驗學生的程序正確率，教師可根據對學生的了解或學生的完成情況（如實驗報告），檢查和評價學生對“循環結構”基本知識點和技能的掌握情況。

3.3 課間技能實踐的實踐

根據“循環結構”這一知識點和第二階段的學生任務提交情況，教師發布C級任務：循環結構之比賽。教師在“openjudge開放的在線程序測試平臺”選擇一些難度高于B級任務的題目，以比賽的形式發布，要求學生在規定時間內完成，并在平臺上提交任務。

3.4 課后評價提升的實踐

根據“循環結構”這一知識點和第三階段的學生任務完成情況，教師發布D級任務：猜數游戲（1階～ 4階）。學生在完成這一階段的任務之前，可以評估自己前三階段的任務完成情況，如果前三階段完成較好，即對于能力強的同學，可直接開始完成D級任務；如果前三階段還有未完成的，即對于能力弱一點的同學，可以復習前幾階段“MOOC+SPOC+任務驅動”的資料，還可以與教師建立“一對一”的個性化教與學模式，這個模式可以在“線上”，也可以在“線下”。另外，本階段的任務設計力求解決現實問題，是分級的實際問題。如，“猜數游戲”可按照游戲的難度和人性化程度分為4階，對于能力弱一點的學生也能完成“一半”的任務，而這“一半”的任務也可以獨立作為游戲，不至于影響到學生的積極性。能力強的學生則可以完成第4階難度的游戲設計，并在“openjudge開放的在線程序測試平臺”上提交任務。能力弱的、有疑問的學生可在全英文VC++6.0上完成，由教師和學生進行“一對一”的個性化教學，教師根據具體情況與學生商定一個計劃進度，按計劃進度完成任務，學生單獨提交任務給教師。

4 基于“MOOC+SPOC+任務驅動”的程序設計模式的教學效果

4.1 學生期末成績

以下是本校2015級計算機科學與計算機專業使用基于“MOOC+SPOC+任務驅動”的教學模式后，與2014級使用同一份“C程序設計”試卷考試的期末成績分布情況，見表2和表3。

對比兩個年級的成績分布，發現2015級的及格率大幅提高，60～69分和70～79分的學生明顯增加，但是80～89分和90～100分的學生有所下降。

4.2 成績評價

合理的評價機制有助于調動學生的學習積極性。在課程開始之前，教師已將本學期本課程的教學活動或成績評價方法告之學生，引導學生積極主動學習。在“MOOC+SPOC+任務驅動”的教學模式引導下，學生的學習積極性得到提高，教師把平時成績的計算方法進行了改進。在上述的4個階段中都有評價機制，主要包括3個方面：教師評價、實驗評價和平臺評價。教師評價的目的是引導學生的學習興趣；實驗評價是對學生完成基本技能訓練的評價，鑒于程序設計語言的實踐性較強，這是學生學習情況的基本評價；平臺評價是對學生能力的一個衡量，以某一道題的完成情況，包括排名、狀態、統計和提問。當學生的教師評價、實驗評價和平臺評價出來之后，這個學生會得到一個什么樣的期末成績，教師可以提前預測，而且期末成績也和之前的“三方評價”緊密相連。

5 基于“MOOC+SPOC+任務驅動”的程序設計教學模式的反思

探索新的教學模式是為了提高教學質量，通過對“MOOC+SPOC+任務驅動”程序設計語言教學模式的構建和實踐，發現這種模式使得大部分學生的成績有所提高。我們也發現一些需要進一步細化和改進的問題：①教師對這種模式，特別是設計和使用SPOC的駕馭能力還有待提高，要實現全部教學內容的4個階段的設計，還需要教師不斷地摸索和改進；②仍然要特別注意學生的基礎和個人能力的不同，一般情況下，學生從第二階段開始就會有不同的表現，教師應該適時觀察是否提前對一些同學展開“一對一”的個性化教學；③第三階段主要依靠平臺進行評價，但也會出現學生“線下”已完成任務，待提交到平臺出現問題的情況，這個時候也需要教師適時介入，給予靈活的處理和評價；④在下一輪的“MOOC+SPOC+任務驅動”教學模式的改進和實踐中，應該關注學生對這一模式的評價，特別是高分段學生略有減少的原因的探究；⑤在教學過程中，爭取做到“教師要閑，學生要忙”[5]，可以適當融入“翻轉課堂”的形式，但要把握好度。

參考文獻：

[1] 戴麗麗， 李群. MOOC： 撬動中國高等教育變革的支點[J]. 黑龍江高教研， 2015（3）： 23-26.

[2] 戰德臣. 大學計算機“MOOC+SPOCs+翻轉課堂”混合教學改革實施計劃[J]. 計算機教育， 2016（1）： 12-16.

[3] 羅蘭花， 任子亭， 張紅軍. MOOC趨勢分析與基于SPOC的高校教學推進策略研究[J]. 計算機教育， 2016（2）： 154-158.

[4] 蘇小紅， 趙玲玲， 葉麟， 等. 基于MOOC+SPOC的混合式教學的探索與實踐[J]. 中國大學教學， 2015（7）： 60-65.

[5] 王崢， 蘇小紅. MOOC +SPOC混合式教學研究[J]. 計算機教育， 2017（1）： 91-94.

[6] 張穎. 基于“SPOC+任務驅動”的翻轉課堂模式研究[J]. 計算機教育， 2017（1）： 131-135.

（編輯：郭田珍）