微積分教學中運用SPOC&MOOC的時效性探討

張曉威 林錳 隋然 馬明華

摘要：近年來，在線開放課程（MOOC）發展迅速，對高等院校中傳統的教學模式影響巨大。在教學過程中，采用混合式教學（SPOC）方式，實現MOOC和傳統校園課堂教學的有機結合，有效地彌補MOOC的短板，是一個值得研究的教學課題。本文探討在微積分課堂教學中，融入MOOC和翻轉式教學方式的混合式教學模式（SPOC），提高微積分課程的教學質量，獲得了較好的效果及較高的時效性。

關鍵詞：微積分；課堂教學；教學改革；MOOC；混合教學模式

一、引言

網絡和信息技術的大數據時代，使我國高等教育也迎來了新的挑戰與活力。SPOC&MOOC;不僅滿足了時代需要的同時，也滿足了新時代大學生們對知識多角度、多元化的需求。它廣博多樣的學習資源和靈活方便的授課方式，對獵奇和渴求知識的大學生來說，有著很強的吸引力。然而，對知識的學習激發學生的興趣容易，想要學生們長久堅持并完成最后課程的學習并不容易。所以，作為教師如何引導學生將MOOC資源合理有效利用，監督學生完成整個慕課的學習是至關重要的。微積分是所有工科院校數學類公共基礎課，具有其他課程無法比擬的覆蓋面和影響力，特別是由于它與工科其它學科的緊密聯系、相互滲透，已成為高等基礎教育中的重中之重。傳統的教學方式多以灌輸式為主，教師是課堂教學的主體，學生只是被動接受數學理論知識，師生和生生互動交流都受到時間和空間上的客觀限制，這樣既容易讓學生在學習過程中產生抵觸情緒，又會使學生缺乏學習興趣以及探究意識，對培養創新型復合人才有很大的局限性。因此，我們對傳統的教學模式融入現代化手段加以適當的潤色，提高微積分課程的教學質量，建設了一整套MOOC 課程資源，利用智慧樹網絡平臺，在微積分教學中實施基于SPOC 的混合式教學，獲得了較好的效果。

二、微積分MOOC建設實施的思路與設計

微積分中MOOC內容為：1.知識匯總。微積分（上，下）各30課時，共計60課時；2.典型習題講解共計100課時；3.微積分典型案例錦集30課時。微積分MOOC共計190課時，分成九個板塊：1.極限與連續；2.一元函數微分學；3.一元函數積分學；4.一元微積分應用；5.多元函數微分學；6.多元函數積分學；7.級數；8.微分方程；9.多元微積分應用。

該MOOC視頻以哈爾濱工程大學出版社出版的《微積分教程》為依托，每個知識點都配套習題、章節測驗和期末測題。錄制團隊的所有教師都是微積分教學團隊的教學名師及優秀教師。同時，在微積分慕課建設過程中，還注重視頻內容和課堂教學的同步階梯化及簡單精致化；在線習題、在線測試配備也注重基礎和拔高相結合；同時，在線習題、在線測試與課后作業分層次互補，以滿足多層次學習需求。

三、微積分教學融入SPOC 混合教學模式的具體實施

1.微積分教學的混合式教學模式

在傳統課程教學中，融入慕課和翻轉式進行混合式教學，根據混合式教學定位，同時兼顧處理好在線學習與課堂教學的關系，將微積分的混合式教學分為四個階段。⑴教師按原有授課模式授課；⑵在智慧樹SPOC平臺下，要求學生按課堂授課進度觀看慕課進行學習；⑶學生要根據學習有關內容，完成知識點測試題；⑷進行翻轉課堂教學。以2017年為例，全年共進行了十次翻轉課堂教學的嘗試，由于面對的是一年級本科生，學生們對微積分課程的期待和熱情很高，翻轉課堂也得到了充分利用，例如很多學生搶著提出問題，并在老師給出啟發性提示后，很多同學都踴躍地參與解答和提出不同看法。當然翻轉課堂的嘗試同時也暴露出一些問題，例如，某個120左右人數的教學大班，有相當一部分同學根本不參與互動，對教師布置的慕課學習任務和課堂要求思考問題置之不理。

2.微積分混合式教學模式的考核方式

在沒有進行本次教學改革之前，微積分的考核成績計算方法是，平時成績占10%，期末考試成績占90%。這種考核方式有很多弊端，學生也有較多的意見。在建設完成慕課和網絡平臺之后，實施多元一體化課程考核方式，引導學生從“被動相互抄作業”向“主動網上寫作業”的方式轉變，根據SPOC混合式教學流程，加重對學生網上過程性學習質量考核的評價份量，將平時作業、在線學習、在線測試案例分析等和期末考試融為一體，按一定比例計入學生的最終課程成績。將微積分考核成績的計算方式，修改為平時成績占40%，期末考試成績占60%，其中平時成績包含平時作業、在線學習慕課、在線單元測試和案例學習（各占10%）。在線慕課和案例學習、在線單元測試均由SPOC學習平臺自動完成記錄，學生可隨時查看了解，平時作業由助教進行統計。這樣不僅提高了成績考評的公平性，同時也促使學生在學完每一個知識點或每一單元時，主動學會復習及總結所學內容，也減輕教師負擔，以便有更多時間為學生解答問題。

四、SPOC&MOOC;融入微積分教學的時效性

將微積分SPOC 學習融入到微積分課程教學中，根據我校2017年的運行情況，學生基本上都能夠全部完成在線學習和測試題，且正確率在85%以上。在將微積分教學融入SPOC 教學模式之后，這種混合式教學方式也給我們帶來一定的時效性，教學效果也隨著教學模式的變化而有所提高，原因有以下幾點。

1.SPOC 學習融入到微積分課程教學中能夠有效挖掘學生的自主學習能力

微積分教學中融入SPOC 學習，授課教師改變了以往 “單純授課”的低參與度教學模式，通過網絡平臺觀看學習和在線答疑等手段將學生的主觀能動性充分發揮出來，并采取逐步引導的方式，通過啟發式教學方式，對學生的自主學習能力進行漸進式的鍛煉，進而將學生在學習微積分過程中的主觀能動性充分挖掘出來。通過與教師的互動，將原本學生認為枯燥無味的微積分教學變得更加生動化、趣味化、形象化，使得學生的學習意識和好奇心增強，自主學習能力大幅度提高。通過一年的教學實踐，很多學生已養成自覺通過平臺上的在線教學公告獲取作業、考試等教學信息，自覺通過在線資源獲取學習資料的習慣，自覺主動觀看網上視頻并完成自測題。可見，SPOC 學習融入到微積分課程教學的這種混合式教學不僅可以有效激發學生的學習興趣，同時還能養成良好的自主學習習慣，可謂一舉多得。

2.SPOC 學習融入到微積分課程教學中可以提升教學信息的密度與容量

相對而言，微積分課程的教學內容過于抽象和龐雜，對剛剛入學的學生來說，學習的難度較大。同時由于微積分課程采用的是大課堂的教學模式，任課教師無法兼顧到每一名學生，這也直接影響了微積分的教學效率和教學效果，而融入在線SPOC 學習和翻轉課堂的教學模式之后，可以將原本復雜的微積分知識在MOOC的知識匯總中變得簡單化、清晰化，可以幫助學生更好地對知識點進行理解和歸納總結，同時SPOC在線學習并不局限于課堂教學，任何時候學生都可以使用手機對知識點進行復習和鞏固，提升了微積分教學的密度與容量。

3.學生問題意識增強，交流互動次數有所提高

通過SPOC 學習融入到微積分課程教學中，學生們或利用SPOC平臺、或利用班級QQ平臺、或在階段性翻轉課堂中提出疑問、發表觀點、闡述對問題的拓展理解等，主動參與討論與交流，教師和學生、學生與學生、以及不同教學班之間互動交流活躍，學生問題意識增強。經過統計，在過濾掉價值不高和沒有參考價值的發言內容后，學生通過答疑平臺提問約2300余條，教學團隊通過搜集整理、篩選與完善，將一些相關問題歸納總結形成微積分常見問題資源庫，供教教師和學生查閱參考。

4.SPOC 學習融入到微積分課程教學中的問卷調查和訪談

為分析SPOC和翻轉課堂融入到微積分課程教學中的混合式學習的教學效果，我們對3個教學大班的學生進行了問卷調查和訪談。發放調查問卷325份，回收有效調查問卷296份，有效率91%。⑴與傳統單一的教學模式相比，學生更喜歡學微積分混合式學習的教學模式。75%的學生回答喜歡看慕課和翻轉課堂模式；25%的學生回答“不喜歡”慕課和翻轉課堂，他們不能約束自己看慕課視頻，不喜歡在線學習，習慣傳統的課堂授課方式。⑵與傳統單一的教學模式相比，學生討論參與度有了很大的提高。92%的學生參與并能夠自主學習，還有8%的學生幾乎不想自主學習，不喜歡參與討論。在92%參與并能夠自主學習的學生中，62%的學生認真學習并且能夠提出自己的見解，但分析發現，有30%的學生雖然看了MOOC，但沒有真正學進去；57%的學生喜歡翻轉課堂上師生一起不拘形式地激烈討論，大膽提出自己的想法和展示自己。但35%的學生中立，有欲望參與討論，心里很想發言但膽子小，不愿意參與討論。⑶有78%的學生認為MOOC與翻轉課堂最大的優點是能激發學生學習的興趣和拓展能力，其中的67%的學生認為學到了有價值的知識，對微積分這門課更感興趣，24%的學生很高興能得到老師鼓勵，喜歡相互交流，25%的學生認為課堂氣氛活躍，通過發表不同的觀點或質疑其它學生的觀點，拓展了思維視野。⑷82%的學生認為MOOC和翻轉課堂這種混合形式非常好，MOOC中短小精干的小視頻將課堂上教師所講的知識相對獨立化，學生可以通過網絡平臺隨時隨地反復靈活學習。學生認為慕課的討論與在線測試具有靈活性，能及時檢測所學知識正確性。

5.提高了學生的學習成績

與傳統單一的教學模式相比，混合式教學模式的考核使得學生最終成績有大幅度的提高。在學生過程中，學生可以分階段分知識點掌握微積分中的概念、性質、定理和解題技巧，通過網上測試與階段學習所取得的成績，并綜合形成最終成績。對比分析表明，參與SPOC及MOOC學習的教學班級，其整體平均成績及及格率，都高于比不參與SPOC及MOOC學習的教學班級。

五、總結

雖然SPOC&MOOC;和翻轉課堂作為教學的補充，不能完全替代傳統的課堂教學，但可以用來強化教師的指導作用，激發學生的自主學習能力和參與度，增強學生們學習的興趣。將SPOC&MOOC;以及翻轉課堂融入微積分教學中，與傳統教學模式相比，改變了微積分課程教學中教師唱主角的教學方式，讓學生走出來成為教學的主角，增加了課堂活躍度，激發學生的學習興趣，提升了重積分的課堂教學效果。

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作者簡介：張曉威（1965年11月），男，漢族，黑龍江省望奎縣人，哈爾濱工程大學理學院教授，主要從事應用數學的研究工作以及大學數學的教學工作。