SPOC在本科應用型軟件人才培養中的探索與實踐

閔建+沈奇+徐秀云

摘 要：Web教學技術的成熟及線上教學資源的日益豐富，給高校教育帶來契機的同時也提出了挑戰。根據教學目標和對象不同，如何利用優質教學資源制定有針對性的教學策略是高校人才培養面臨的挑戰。結合軟件人才素質需求，以培養應用型軟件人才為目標，就如何充分調動學生的學習主動性并發揮教師引導作用，闡述了基于SPOC混合式教學模式的實踐與探索。

關鍵詞：SPOC；混合式教學；MOOC；JiTT；任務驅動式學習

DOIDOI：10.11907/rjdk.171216

中圖分類號：G434

文獻標識碼：A 文章編號：1672-7800（2017）007-0216-04

0 引言

根據我國高等教育和社會需求現狀，在國家“十三五”規劃中關于高校人才培養方面，要求優化學科專業布局和人才培養機制，鼓勵具備條件的普通本科高校向應用型轉變[1]。當前社會急需能將專業知識和能力應用于社會實踐的人才。

通過對軟件行業的調研分析，發現絕大部分軟件企業認為應用型軟件人才應具備：①專業背景；②代碼設計能力；③測試能力；④團隊合作能力；⑤利用系統和工程規范思考問題的能力；⑤標準化思維等。針對社會發展和企業對軟件人才的需求，不斷優化提升高校培養相關人才的效率和質量是十分必要的。各種新技術如Web技術、移動互聯網技術、虛擬現實/增強現實技術在教育中的逐步應用，也產生了一些如“JiTT模式”、“翻轉課堂”等新的教學模式，這些模式在高校人才培養過程中起到了積極作用。同時，這些模式在實際應用過程中因培養內容、培養對象、培養過程的差異，需要結合具體情況進行優化調整。本文針對應用型軟件人才培養的需求和問題，進行了基于SPOC混合式教學模式的實踐與探索。

1 各種教學模式在軟件人才培養中的應用

筆者從大量相關文獻及實際教學工作中總結出傳統高校本科層次軟件人才培養普遍存在的一些問題，主要體現在：①教學資源匱乏、教學成本高。有軟件工程經驗或軟件科研經驗的教師并不多，教學時間有限，教學平臺和軟硬件支持稀缺等；②教學方式囿于傳統教學。傳統本科教學大多仍是以教為主、學為輔，教學效果離“教為不教，學為會學”等理念相差甚遠。

本科高校學生本身具備較強的思維能力和自主學習能力，如何設計一個教學模式能有效引導并充分挖掘相關能力是提升教學效率和效果的關鍵。針對此問題，以下將針對目前運用于軟件人才培養的幾種教學模式進行深入探討。

JiTT模式（Just-in-Time Teaching，“適時教學”或“及時教學”，簡稱“JiTT”）是20世紀末在美國高校本科教學中出現的一種新型的教與學策略，具體如圖1所示。

在該模式下，教師首先在網絡上發布預習內容，學生根據課外預習情況給出反饋，教師在課堂上根據學生反饋及時調整授課內容、方法和進度，進行有針對性的、適合學習者特點的教學；隨后可采用“翻轉課堂”等各種形式，充分調動學生學習的主動性、積極性甚至創造性[2]；最后可以開展難題探究，促進學習者對知識的深入自主探索。JiTT學習模式將教學主體由課內調整到課外，充分調動學習者的學習積極性。但對于實踐性較強的軟件設計或代碼編寫，一些靜態的“文檔+圖片”資料相對枯燥、可模仿性不強，學生自主學習的體驗不是很好。

MOOC（Massive Open Online Courses，大規模開放在線課程，簡稱“MOOC”）促進了世界范圍內知識內容的分享，為不同學科的教和學創造了大量機會。國內各個高校紛紛加入MOOC課程建設行列，創建“精品在線課程”[3]。

MOOC在實施過程中也逐步得到反饋并優化，其特點有：①風格多樣的微視頻（3～15min），視頻中會穿插嵌入課件、字幕、演示等，學習者可以反復觀看、及時反饋，符合信息加工理論；②大量練習，線上批改，同伴互評；③網上論壇，答疑互助。

MOOC的特點是“大規?！?、“在線”和“開放”，有利于精品課程資源的共享，但是在國內的應用過程中由于存在模式單一、學習完成率低、學習素養整體水平不高、缺少個性化服務支持、學分認證制度限制等問題[4]，目前仍無法完全取代教師“言傳身教”的課堂教育。

結合MOOC豐富的開放在線課程資源，充分發揮課堂教學師生實時互動和教師引導等優點，也有將MOOC與課堂教學相結合的“混合式教學”方式[5]，實施框架如圖2所示。該模式以“MOOC視頻+自制視頻”的模式，允許將MOOC視頻進行二次開發，為MOOC適應本土化、個性化的教學提供了一種思路。

SPOC（Small Private Online Course，小規模限制性在線課程）的提出是為了將MOOC的潛能更好地發揮出來，讓MOOC資源可以應用于單一學校甚至是班級等小規模用戶群。簡而言之，它是將MOOC資源用于小規模、特定人群的教學解決方案，其基本形式是，在傳統校園課堂采用MOOC的講座視頻或在線評價等功能輔助課堂教學。SPOC的目標是實現MOOC與校園課堂教學的有機融合[6]。

SPOC在實施中比MOOC靈活和有效，可以借助已有的MOOC視頻資源進行補充、刪減或修改。SPOC既能保留課堂的功效，又能解放稀缺的教師資源，從而能投放在更有價值的教學互動環節中。

2 基于SPOC的混合式教學模式構建及實施

基于對上述教學模式的研究，下面將針對本科高校軟件類方向學生的學習風格及特點，詳細闡述筆者基于SPOC的混合式教學模式構建及實施過程。共分為3個環節，分別是“任務驅動式課前學習”、“混合式教學實施”與“知識應用實踐”，如圖3所示。此3個環節符合學生的認知規律，由知識初識、內化到運用知識解決實際問題，并通過學生對知識應用效果的情況反饋，對相關環節進行多次優化調整。

2.1 任務驅動式課前學習endprint

第一個環節是要求學生在課前完成學習資料的預習，并完成教師精心設計的學習任務，達到驅動學生自主學習的目的。該環節的實施主體是學生，學生進行微視頻、PPT和其它課程輔助文檔的自主學習，具體流程如圖4所示。

該環節需要借助Web教學平臺，屬于課前學習的范疇。教師需準備兩部分課前學習材料：①微視頻等學習材料；②用于學生練習和檢測的學習任務。

微視頻一般由教師提前錄制準備好，也可以是MOOC視頻或者基于MOOC視頻進行二次開發而成的視頻。當然，錄制高質量的視頻對授課教師的素質要求較高。此外，也需要有PPT及參考書籍或文檔等作為視頻配套材料提供給學生。

除課前提供必要的學習材料外，為了保證學生自學的目的性及有效性，制定課前學習任務是非常必要的。學習任務制定的質量直接影響學生自主學習的質量，所以要求任務既要涵蓋本章內容的教學目標，又要具有很強的啟發性和科學性，同時在設計時力求兼顧與現實生活的聯系性和趣味性，以更好地激發學生學習興趣，為下一個環節教學提供必要的知識儲備。對于軟件應用開發類課程，課前學習任務一般要求學生動手實踐，如要求完成一個涉及到特定知識的程序等。學生需在規定的時間節點將完成的任務和產出提交到Web教學平臺，教師在對其進行評價的同時，可以了解學生的學習情況，并有針對性地調整教學方案。

綜上所述，在任務驅動式課前學習環節，學生對相關知識要有一定了解（面要寬），學生在知識初步認識過程中將其與自身已構建的知識體系進行聯系、融合，對融合過程中可能出現的一些難以理解的問題進行記錄和整理，為接下來的個性化教學實施提供重要依據。

2.2 混合式教學實施

第二個環節采取課堂內外相結合的方式，是一個在教師引導下，學生對知識充分理解掌握從而激發深度思考的過程，是整個混合式教學的核心。

本環節可細分為如圖5所示的課堂內教師知識梳理、課堂外學生調研學習、翻轉課堂形式的研討交流3部分。下面對3部分分別進行介紹：

2.2.1 課堂內知識梳理

此環節實施之前，教師首先需要對任務驅動式課前學習環節中學生形成的問題文檔進行歸納加工，形成一套以知識內容為中心的講解方案。其教學方式與傳統授課相比有很大區別，具體體現在以下幾點：

（1） 內容梳理。在內容梳理過程中，要求教師側重知識的系統性，強調知識間的關聯和知識廣度，即運用全局系統性思維，讓學生明白相關知識在整個知識結構中所處的位置，并與之前存在的知識產生關聯。同時從工程應用角度引出學習知識的目的性及應用場景。

（2）問題解答。在內容梳理過程中，針對學生在任務驅動式課前學習環節所提出的問題進行提示和引導。通過提示，希望學生能自己找到解決問題或理解知識的思路。此部分也最能體現出個性化教學的特點。

（3） 難題引入。教師會根據本章的教學目標精心準備一些有啟發性的問題，并把問題拆解成子題目，同時將學生分成不同小組，安排學生每組調研一個大的題目，每位同學負責一個子題目。同時為保證學生的調研效果，在課堂內對題目及調研方法進行適當介紹。

2.2.2 學生課堂外調研學習

學生根據調研主題查閱相關資料進行調研學習，在規定的時間節點提交調研報告及調研成果總結分享PPT。由于每位同學負責其中一個子題目的學習調研，所以在匯總材料之前需要小組成員間有交流討論、相互學習的環節，從而讓每位同學能充分理解消化同組其余同學的調研成果。分組調研還有一個優點是可以發揮理解能力強的學生的帶動作用，通過制定對小組調研成果的考核方式，例如：小組總成績以子題目調研質量最弱的為準，該方式可有效推動基礎較弱或態度不積極的學生的學習主動性。

2.2.3 翻轉課堂形式的研討交流

本環節采用翻轉課堂形式，具體而言就是在課堂內實施以學生講述或演示為主，師生間討論提問、教師點評總結為輔的教學形式。其目的為：①分享交流，由于不同組調研的題目不同，所以學生通過其他組學生的講演可以學到新知識；②激發思考，通過討論和提問環節激發學生的主動思考；③驅動深入學習，通過講演任務也會驅動學生對自身調研問題的深入理解；④教學反饋，教師通過學生的講演和對學生的提問可以把握學生對相應知識的掌握情況，并通過點評及總結進行輔助講解。

在翻轉課堂實施過程中，教師要充分發揮引導及協調作用，必要時可通過獎罰等管理手段保證實施的質量和有效性。通過翻轉課堂形式的教學方式，可充分調動學生學習和鉆研的積極性，同時也能鍛煉和提升學生團隊的協作、溝通表達等能力。

2.3 知識應用實踐

經過前兩個環節后，學生對相應知識已經有一定程度的掌握，第三個環節是知識的運用實踐，主要鍛煉學生對知識的應用實踐能力。

實施過程如下：

（1）教師提前在教學平臺上設計一些實踐題目，實踐內容根據條件盡可能地體現針對性和實用性，并且要與此部分知識契合度高。同時需要配以詳細的題目要求及相關知識介紹文檔，在題目要求中逐步加入編碼風格、代碼復用、接口、模塊化等要求，讓學生在實踐中循序漸進地鍛煉工程化素養。

（2）實踐題目設置為課堂內限時在線開放，要求學生定時完成。通過此環節讓學生在有壓力的情況下完成實踐題目任務，以考查學生的知識運用能力。對于靠后的課程內容，可設計一些綜合性較強并方便拆解的題目，讓學生團隊協作完成，并在實施過程中產生一些設計文檔，如需求分析、概要設計、詳細設計、測試文檔等。此環節課時通常會比較長，根據具體條件，最好設置專業教師進行管理及答疑。

（3）教師在線批改學生作業后，可以讓作業完成較好的同學交流分享實踐的思路、方法等，同時教師針對一些難題進行講解。

實踐題目設計的質量是本環節實施質量的關鍵，題目會在教學實施過程中不斷進行積累和更新迭代。endprint

3 實施案例

本章將以筆者參與的操作系統開發類課程為例，針對《Linux系統編程》中的章節內容，闡述“基于SPOC的混合式教學”的具體實施。其中，教學實施對象為軟件工程專業大三本科生，前置專業知識為《數據結構》、《程序設計》、《算法設計》，章內容為Linux線程編程及資源并發互斥訪問，課程總周期為6天。實施步驟如下：

（1）任務驅動式課前學習階段（周期2天）如表1所示。

本實施案例并未采取MOOC作為視頻資源，而是采用自制微視頻，在操作中主要是基于學生特點和教學技術儲備等因素綜合考慮。

（2）混合式教學實踐（3天）如表2所示。

（3）知識應用實踐（周期2天）如表3所示。

4 結語

在本文提出的基于SPOC的應用型軟件人才培養模式中，3個環節的設計始終貫徹提升學生實踐能力的教學目標，教師根據學生反饋進行引導，學生積極參與自主學習和思考。此教學模式培養效果比較明顯，尤其是在學生動手設計程序和查詢收集資料解決問題的能力方面。教師在相關環節中的知識、技術與教學經驗的積累，不僅可作為持續更新升級教學材料的來源，同時可在實踐過程中，不斷優化教學環節，提升教學效率及教學質量。

參考文獻：

[1]中國政府網.中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十三個五年規劃的建議[EB/OL].http：//www.gov.cn/xinwen/2015-11/03/content_5004093.htm.

[2]何克抗，劉春萱.信息技術與課程整合的教學模式研究之六——“適時教學（JiTT）”模式[J]. 現代教育技術， 2008，18（12）：9-13.

[3]MARTINFG.Will massive open online courses change how weteach[J]. Communications of the ACM，2012，55（8）：26-28.

[4]中國MOOCs建設與發展白皮書[R].教育信息化與大型開放式網絡課程（MOOCs）戰略研究”課題組，2016.

[5]曾明星， 周清平， 蔡國民，等. 基于MOOC的翻轉課堂教學模式研究[J]. 中國電化教育， 2015（4）：102-108.

[6]徐葳， 賈永政， 阿曼多.福克斯，等. 從MOOC到SPOC——基于加州大學伯克利分校和清華大學MOOC實踐的學術對話[J]. 現代遠程教育研究， 2014（4）：13-22.endprint