MOOC混合教學模式及其在數字邏輯電路課程中的應用

朱正東，田靖軒，張小雨

（西安交通大學 電子與信息工程學院，陜西 西安 710049）

0 引 言

隨著IT技術的發展，現代學生已不滿足于傳統的教學模式。在20世紀80—90年代，以廣播電視大學為代表的傳統遠程教育模式在進行大量試點過程中出現了許多問題。傳統課堂教學模式也已經不能適應現代課程的要求，因此，改革教學模式成了當務之急。近年來，隨著MOOC的出現，才有了新的轉機[1]。

1 傳統遠程教學與課堂教學中存在的主要不足

傳統遠程教學多年實踐中出現的主要問題[2]：①以面授形式為主，遠程開放教學活動有限，主要是教師缺乏使用設備的技術，很少有人開發與制作多媒體教學資源，使學生失去許多學習材料資源；②教師教學服務意識不強，服務機制不夠完善，錯誤地認為“自主學習”就是讓學生自學，不重視建立健全的支持服務系統，更談不上完善服務機制；③缺乏遠程教育的標準，很難保證遠程開放教育保質保量進行。

傳統的課堂教學也存在許多不足[3]：①課堂以教師為中心，學生成為被動的“填鴨”對象，不能按自己的意愿和狀況支配自己的學習時間，扼殺了主動精神；課堂教學中教師疲憊不堪，學生卻無動于衷，師生角色錯位導致教學效率低下。②學校過分強調最后的成績，不重視學習過程，只是強調知識的重要性和知識的記憶，而不強調對所學知識的理解，不探索知識以外更多的新東西；學生只會照搬照抄，沒有創新意識。

總之，教師必須積極開發與制作多媒體資源，積極開展遠程教學活動，加強服務意識，完善服務機制，同時加強重視學習的過程，強調對所學知識的理解，培養學生的創新意識，最后必須積極參與遠程開放教育標準的制訂與完善工作并開展教學模式的研究工作。

2 現代開放教學模式的優勢和不足

近年來，隨著大規模在線開放課程（MOOC）教學模式的發展，教師開始重新構想高等教育[4]。MOOC教學模式中，教師既進行課堂教學，又擔任MOOC課程的輔導；學生利用視頻進行線上學習，在線下自學與進行課堂學習。這種開放教學模式是隨著計算機網絡技術發展而產生的一種新型教學方式。

現代開放教學模式的主要優勢：①MOOC教學能將教師從繁重的授課工作中解放出來，將更多的時間用于教學模式的創新、教學內容的更新、教學支持的服務和管理，使得師生之間有更多的互動，更好地提升教學效果；②MOOC的整個學習過程中強調學生的自主學習和個性化學習，學生按照自己的身體與心理狀況以及意愿，自由地、自覺地、高效地、有針對性和創造性地完成學習任務，能充分發揮學生的主動精神和創造潛能，成為學習的真正主人；③MOOC教學提供階段性的單元測試等功能，提供對學生學習過程的跟蹤，學生學習成績決定于平時對課程內容的理解與掌握以及期終考試成績的綜合。

現代開放教學模式除了具有很多優點以外，它的不足之處在于：①由于選擇同一門課程的學生可能很多，輔導將成為主要的挑戰；②課程完成的難題是實踐部分，需要開發實踐案例，讓學生通過實踐掌握所需的各項技能。

綜上所述，教師在學前要開發多媒體學習資源，在學中要加強與學生的互動，在學后要提供實踐實例。學生要利用各種學習資源、服務系統自覺地認真學習，充分發揮主動精神和創造潛能，加強對知識的理解，拓寬課程知識的內容，有意識地將其所學知識應用于實踐實例，完成階段性目標和課程整體目標。

3 1+1 MOOC混合教學模式

教學模式包括較為穩定的教學活動結構框架和程序。結構框架宏觀上把握教學活動整體以及各要素之間的關系和功能；活動程序則規定模式的有序性和可操作性[4]。兩種經典的教學模式，一種是“傳遞—接受式”，另一種是“自學—輔導式”。

3.1 教學模式典范

“傳遞—接受”教學模式源于國外的四段教學法，經改造傳入我國并廣為流傳，很多教師在教學中使用這種教學方法。該模式為了讓學生掌握知識，充分挖掘人的記憶能力和推理能力，培養學生的基本技能，實現傳授系統知識這一目標，讓學生快速有效地掌握更多的信息量。該模式強調教師的主導作用，注重教師的權威性，認為教學過程是教師到學生的一種知識的單向傳遞。這種模式的理論基礎是行為心理學，認為只要通過聯系—反饋—強化這樣反復的循環過程就可以塑造有效的行為目標。

“自學—輔導”教學模式是在教師的指導下自己獨立進行學習的模式，這種教學模式能夠培養學生的獨立思考能力，也有很多教師運用在教學實踐中。這種模式的理論基礎是人本主義，注意發揮學生的主體性，以培養學生的學習能力為目標。這種教學模式是先讓學生獨立學習，然后教師根據學生的具體情況進行指導。它承認學生在學習過程中試錯的價值，培養學生獨立思考和學會學習的能力。

3.2 1+1 MOOC混合教學模式要素

1+1混合教學模式基于“傳遞—接受”與“自學—輔導”這兩種經典的教學模式，并結合MOOC的特點和現代技術，其中的 “1+1”表示“學生+教師”“線上+線下”，教學分為11個階段。

這種混合教學模式是一種“先線上后線下”的教學方式。所謂“先線上后線下”的方式是指先在網上通過MOOC預習課程的內容，主要是熟悉相關內容組織結構，基本掌握最基礎性的知識，如概念、定義、定理等，了解本部分內容的重點和難點；然后通過與授課教師的見面課討論相關的知識點，解決在線學習遺留的重點和難點問題。這種方式下，視頻內容可以按課堂內容的次序設置，相關內容講解可以相對簡單，但學生開始并不太適應這種需要改變習慣的學習方式。這種方式類似于讓學生先預習再帶問題上課的事半功倍的方式，但學生的惰性和習慣都使得學生不喜歡。該混合教學模式的幾個要素如下。

（1）理論基礎：基于以自學為主，互動、輔導、講授為輔的原則，理論基礎是以“人本主義”為主，以“行為心理學”為輔。

（2）基本程序：激發—自學—測評—討論—啟發—講授—練習—檢查—復習—終考—評定。激發即通過一些實際的應用激發學生的學習動機；自學就是自主學習；測評是指單元學習完成后做單元測試題，只有達到一定的要求才可繼續之后的內容；討論是進行小組討論；啟發是指教師根據教學內容中的難點和重點對學生進行提問；講授是指教師重點講授難點和重點；練習指學生做習題和實驗；檢查是單元測評；復習是為了掌握和鞏固之前所學的知識，可以間隔性地復習；最后進行綜合考試和評定。

另外，現代教學理論認為教學中應該加強學生的主體作用。如果學生的活動強度愈強，則愈趨向于創造型教學模式；反之教師的活動愈強，則愈趨向于傳統教學模式。因此，要建立新的MOOC混合教學模式的教學原則。

（3）教學原則：加強學生的主體地位，以學生線上自學為主，師生互動，線下課堂以講解重點和難點為輔。不管是線上還是線下，教師要根據學生知識結構的認知水平對教學內容進行加工整理，力求使得傳授的知識與學生原有的認知結構相聯系，充分發揮教師的引導作用而不是主導作用；在傳授知識時要具有很高的語言表達能力，同時能夠憑借豐富的經驗覺察學生在掌握知識時經常遇到的問題。

（4）輔助系統：MOOC學習平臺（課程簡介、教學計劃、視頻、階段性測試等）、課本、黑板、粉筆、多媒體投影、QQ、微信、郵件、移動電話等。

由此模式帶來的教學效果優點是能夠培養學生分析和解決問題的能力，有利于教師因材施教，有利于發揮學生的自主性和創造性，培養學生相互合作的精神，使學生能在短時間內接受大量的信息，培養紀律性以及抽象思維能力；缺點是學生如果對自學內容不感興趣，可能會在學習的過程中一無所獲，這需要教師非常敏銳地觀察學生的學習情況，必要時啟發學生并調動學生的學習熱情，針對不同學生進行講解和教學，因此很難在大班教學中開展。

另外，在實施過程中建議教師不可在任何教學內容上都運用這種模式，非常不利于學生的全面發展，最好選擇難度適中、學生比較感興趣的內容進行自學，教師要有很高的組織能力和業務水平，要少講解而多啟發。

4 1+1混合教學模式在數字邏輯電路課程中的應用

在進行混合教學之前，教師必須組織創建MOOC。數字邏輯電路MOOC創建的具體內容包括課程簡介、教學大綱、教學周歷、實驗大綱和教學中用到的參考文獻，其中教學大綱和實驗大綱應包括課程名稱、性質、目的、任務、內容、學時、類型、教學模式、適用專業、先修課程、開課學期、開課學院、基本要求、考核方式與考評辦法等。教學周歷主要指每一周上課的內容，同時包括本學期的教學進度計劃表，可以把周歷當作教學進度計劃表的模板；另外，還應準備電子教案，即電子書和教學視頻以及課堂教學與視頻中的教學課件；還包括單元測試題、模擬考題、實驗課件、授課教學團隊所有教師的介紹等。所使用的MOOC平臺必須具有上傳作業和教師批改的功能，同時必須具有討論問題的論壇、答疑的功能等。在MOOC建立完成后，學生方可選課。

開始1+1混合教學。教學過程包括激發—自學—測評—討論—啟發—講授—練習—檢查—復習—終考—評定11個教學階段。當然，混合教學過程將保持原有的完整內容和總體過程。首先是詳細講解數字電路的基礎知識，其次講解組合邏輯電路的分析與設計，第三講述時序邏輯電路的分析與設計，第四介紹可編程邏輯器件和硬件描述語言（VHDL），最后簡單介紹數字系統設計的一般方法并簡單講解簡易計算機的設計。在教學過程中，應以點帶面進行，即以知識點為教學重點，以教材每章的內容為面；整個混合教學過程包括課程視頻學時32小時，見面課學時24小時，共計56學時。

以數字邏輯電路教學內容中數制與編碼這一小節的教學為例說明教學過程的各個階段。

（1）激發：教師給出問題“學習數制與編碼有什么用，為什么學”。

（2）自學：學生熟悉MOOC平臺并在該平臺上觀看知識點“數制”和“編碼”的視頻。

（3）測評：觀看完知識點后，在平臺上做知識點的階段性測試，直到通過，不能通過就重看視頻。

（4）討論：與小組成員討論所自學的內容，尤其是測評中出錯的問題或習題。

（5）啟發：有關本階段學習中的難點，如數制轉換時小數點確定、編碼運算后計算結果的調整，或數制轉換方法的總結、提升等重點內容，給予學生提示。

（6）講授：教師講解難點和重點。

（7）練習：學生做書上課后練習以及教師布置的作業。

（8）檢查：教師批改作業，檢查作業情況。

（9）復習：教師幫助學生溫習功課，尤其是難點和重點的解決方法，讓學生深刻領會。

（10）終考：學生全面復習準備終考，教師組織期終考試、出題等，學生進行考試。

（11）評定：教師給出綜合成績，上報教務。

在實踐中，為了克服學生自身惰性，可將選修學生分為若干小組，任用有組織能力的學生擔任組長，由組長組織大家集體線上學習MOOC、線下集體討論；學生在線通過電子書學習每個知識點所需要的基礎知識，在線觀看相關知識點的教學視頻，在線回答該知識點的相關問題，完成相關習題，通過教材認真、系統地學習相關內容，完成課后作業以及在線答疑。教師與學生的見面課，討論重點問題和疑難問題，教師通過MOOC輔導平臺、QQ群、微信、Email等多種方式，積極與選修學生互動，答疑解惑，保持學生的學習熱情；結合自身的項目經驗，為相關課程提供多個實踐案例供學生研討。從督促學生學習的角度考慮，提倡分散考試，因為分散考試比集中考試更有效，能讓學生每學一個階段都有一次階段性成果的檢驗；不僅要加強考試的管理，還需要適當加大考試的頻度，成績占比設置為在線學習單元測試30%，課堂討論30%，期末考核40%。

將這種混合教學模式應用于數字邏輯電路課程教學中，雖然曾一度受到質疑，但是在實際課程應用中，大部分學生慢慢接受了這種方式，其學習熱情相較以前也有了很大提高。這種混合教學模式也被給予了很好的評價，學科評價從以前的87提升到93，得到絕大多數同事與學生的肯定和支持。由此可見，1+1MOOC混合教學模式可行，并有較好的實用性[5]。

5 結 語

MOOC體現了課程呈現方式的變革，促進了教師教學理念的改變和教學技能的提升。通過這種方式,大學課堂更加注重師生之間的互動和問題的解決，而不再僅僅是知識的傳授。MOOC需要從教與學兩個方面促進發展，最終完成課程體系的改革，實現課程教學程序的再生[6]。通過教學模式的理論研究，人們可以從整體上探討教學過程中各因素的各種表現形態及其之間的相互作用，也可以動態地把握教學過程的本質和規律，同時加強教學設計、研究教學過程的優化組合。然而，這種教學模式在教學實踐中也出現了一個新的也是難于解決的問題，那就是大部分學生已經習慣了原有的“被動灌輸式”課堂教學卻并不習慣于新的自主學習方式，學生缺乏學習的自覺性。解決該問題的方法是進一步地讓這些學生明白這種新的學習模式是他們以后包括工作之后獲取知識的主要途徑和方法，也是時代發展的產物和必然趨勢，不管愿意不愿意都應該自覺地適應。