基于MOOC平臺的個性化教學模式研究

甘曉雯 唐成晨 錢懿華 晏世雷 須 萍

(蘇州大學物理科學與技術學院，江蘇 蘇州 215006)

為適應時代發展,高等教育大眾化,高校不斷擴招．傳統的班級授課制不再適用,個性化教學是我國高等教育進入大眾化時代的必然要求.[1]

在課程教學過程的優化、高校教學發展的需求網絡技術發展的推動下,催生了MOOC.[2]這種新型的教育方式有鮮明的個性化教學特征,平臺向學習者提供課程視頻、閱讀資料、習題和討論區等海量的學習資源,讓學習者可不受時空限制進行學習.

而MOOC的個性化實現情況很大程度上決定了MOOC學習質量的好壞.[3]國外研究多為MOOC輔助軟件的設計,像MylearningMentor就是一款幫助學習者定制學習計劃的個性化手機軟件.對于MOOC學習質量的研究主要集中于評估原則和零散的具體措施.國內對于MOOC學習質量以及如何提高MOOC學習質量的研究較少,普遍探究MOOC對高等教育的影響.[4]此外,國內MOOC建設沿用傳統的課堂模式——“視頻+測試”,鮮有支持學習者的自主個性化學習.多數高校的MOOC課程還是按照順序有序地組織起來的,其本質只是將課本資源搬到了網上.

本文以蘇州大學開設的《普通物理學》(上)課程為例,比較MOOC與傳統課堂模式下的學習質量,分析MOOC具有的個性化教學優勢是否得到凸顯,并提出具體的改進措施.

1 MOOC平臺個性化教學現狀分析

《普通物理學》是大學本科理工科學生的基礎課程.學習者來自不同的專業,通過學習《普通物理學》,形成物理觀念、培養科學思維、科學態度與責任等.《普通物理學》也為接下來學生學習專業課打下基礎.因此,《普通物理學》課程的教學質量深刻地影響著后續的學習.另外,各學院對于學生學習《普通物理學》的要求存在差異,實行個性化教學可以促進學生的潛能開發,實現自我發展.

如表1所示,MOOC具有學習方便、突破時空限制、多次重復學習、喚起和保持學習者學習興趣等優勢是傳統課堂無法比擬的.考慮到學校的師資力量、學生數量等因素,在傳統課堂中實施個性化教學比較困難.而基于MOOC實施個性化教學就比較容易.

表1 傳統課堂與MOOC的比較

1.1 現行MOOC教學模式

蘇州大學《普通物理學》MOOC課程,涉及力、熱、光、電等物理學基礎知識,是理工科專業學生的一門重要的基礎課程.授課目標是以學生為本,教授學生物理知識、培養物理能力與科學素養,為后繼課程學習與創新人才培養提供堅實基礎.《普通物理學》MOOC共110講,《普通物理學(上)》主要由力學、電磁學兩大部分組成.具體模式如下圖1所示.

圖1 現行MOOC教學模式流程圖

(1) 首先,學生按學校要求在規定時間內完成注冊,進入到《普通物理學(上》)校內SPOC班級中,為之后的學習做好準備.

(2) 教師在MOOC平臺上每周定時釋放視頻單元,學生依據個人情況,自主安排時間,觀看視頻并完成相應習題.習題是依據本課件內容設置,學生可以及時鞏固,評估自己的學習效果.

(3) 觀看完視頻后,學生需在規定時間內完成作業并上傳,教師或助教批改后學生可查閱作業成績.

(4) 每一單元學習完畢,必須完成線上的每單元測驗題,測驗題為選擇題,由平臺從題庫中隨機給出,平臺自動評判,計入平時成績.

(5) 論壇持續開放,學生需積極參與討論回答問題,方便學生交流、自我提升.另外,還開設三到四次線下面授課,教師進行答疑輔導.

(6) 由于線上考核制度還不夠完善,學生還需完成三次線下考試.

學生只需在規定時間內完成即可,可反復觀看視頻,查閱資料,確保理解后再進行下一步學習.單元測試、討論區、線下面授的設置,有利于學生發現自身問題并及時解決,提高學習效果,促進自我完善.這些措施改變了傳統課堂教師只呈現一遍教學內容的劣勢.

1.2 數據分析

以2017至2018學年蘇州大學《普通物理學(上)》課程為例,傳統課堂環境下的學習者有1960名,MOOC環境下的學習者有439名,兩類學習者都是非物理專業的在校學生,來自不同學院.兩者除學習方式不同外,學習內容、作業難度及題量均無明顯差異.據此,兩類學習者在本質上并無太大區別,都屬于大樣本,具有統計分析的意義,使用SPSS24軟件進行統計分析.各院人數分布及平均分如表2所示.

按照分數高低將學習者分為四組,作頻率分布直方圖.如圖2所示,MOOC模式與傳統教學模式下均分差異不大,但MOOC模式下高分率與低分率均較高.如表2所示,是對MOOC與傳統教學模式成績進行總分的t檢驗分析,顯示與直方圖顯示的信息一致,即均分無顯著差異,而方差有著顯著差異.這表明,MOOC模式下,成績分布的離散程度更大,體現了高分率高,低分率也高的特點.

表2 人數分布表

圖2 分數分布圖

表3 兩個獨立樣本t檢驗

1.3 原因分析

基于以上數據,進一步分析造成兩類學習者成績存在這些差異的原因.

(1) 由于兩種學習方式下的學習內容,配套的作業以及測驗難度幾乎相同,分數段比較集中也比較相近.即兩者的平均值很接近.

(2) MOOC下的學習者突破了時空的限制.碎片化的學習方式符合信息時代下學生的學習特點.兼顧了學生的個體差異,學習者可以根據自身需要,有選擇,有針對性的選擇資源進行學習,激發了學習興趣,故而高分率較高.

(3) 低分率高則暴露了MOOC學習模式對學習者學習自主性要求高的特點,不適合自制力較差的學生.

綜上,MOOC教育與傳統課堂相比已帶來了很多積極的變化.然而,需要注意的是MOOC教育還僅是把課堂內容以另一種形式轉移到了線上,在此過程中沒有關注到學生是否能夠接受以及這些知識是否適合不同專業的學生,沒有發揮MOOC平臺在個性化教學上的巨大優勢.如何根據學習者的差異性去建設MOOC平臺是進一步提高MOOC教學質量的突破口.

2 MOOC平臺個性化教學建議——分層教學法

2.1 理論依據

2.1.1 分層教學法是實現個性化教學的重要途徑之一

早在春秋時期,孔子就提出了“因材施教”的教育思想.根據學生實際情況和差異,有的放矢地進行差別化教學,使每個學生能揚長避短,獲得最佳發展.[5]瑞士心理學家皮亞杰提出“建構主義”,根據學生已有的知識經驗進行教學.不同的學生有不同的基礎,應當采用不同的教學內容和教學方法來滿足這些學生的需要.巴班斯基提出“分組教學”,布盧姆提出“掌握學習策略”, 都強調在集體教學中,所制定的教學目標應從學生實際出發,分別確定不同層次的要求、教學內容、輔導和檢測等,實現個體“ 最近發展區”最充分的發展.[6]以個體個性化發展,促進全體學生發展.

2.1.2 傳統課堂的先例

目前國內高校物理課程分層教學的模式大致有3種:班內分層、單一分層和交疊分層.其中,前兩種方式是根據學生已有的物理基礎進行分層,對應學習同一教學內容的難度層次,區別只在于分層對象前者是一個班內的學生,后者是整個年級.應用較廣的交疊分層,除了對學生分層外,對應學習的教學內容上也存在較大區別.但交疊分層法,在應用于傳統課堂時,在教學管理、學生心理影響和教師工作量增加3方面都出現了問題.[7]

而MOOC能解決傳統課堂進行分層教學時所存在的問題.首先,教師可以通過MOOC平臺的數字化管理系統處理大批數據解決分層教學在學生管理上帶來的不便.第二,線上學習可減弱傳統課堂將學生分層給學生所帶來的心理影響.第三,MOOC的教學內容可以向成千上萬的學生開放,教師可通過集體備課來做教學準備,既提高教學質量又減輕工作負擔.

2.2 具體措施

2.2.1 區分在校學生與社會學習者——“MOOC+SPOC”

MOOC受益者眾多,不僅包括高校學生,還包括社會學習者.兩者是有差異的.由于要兼顧社會學習者,MOOC并不完全適合在校學生的教學活動,由此提出了一種更廣泛應用于在校學生的在線課程——SPOC(Small Private Online Course).[8]蘇州大學《普通物理學》MOOC已使用了這種方式,在校學生除了完成SPOC平臺上的學習外,還需參加線上課堂討論,完成線下測驗,以確保教學質量.

同時, SPOC的管理者可以根據本組學生的特點及學校的要求,從MOOC平臺中選取資源組成更適合本組學生學習的視頻資源,根據實際需要設置作業的量及難度、測試方式及頻率.相比MOOC課程,SPOC的管理者更多的精力來更新和維護本組課程,并準確了解本組學生在討論區的交流,更有針對性的答疑輔導.

2.2.2 知識模塊分層

(1) 優化課程內容體系,培養核心素養.

《普通物理學》課程體系通常分為力、熱、電、光、近代物理等不同模塊教學.在提倡大概念和核心素養的今天,這樣的模塊劃分雖有利于線性學習,但會導致學科內部邊界壁壘越發堅固.既不利于學生綜合運用,也不利于更深層學習,導致學習浮于表面.

同時,學習者不僅有差異,還有兩個明顯的共性:一是都通過了高中物理的學習,已經有了一定的物理學基礎;二是學習者通過物理思維、科學探究精神的培養來促進個人的專業發展.基于這兩個共同點,課程設置應圍繞所有人都能夠、且應該掌握的物理學科中的大概念展開.

“從認知發展的角度闡述大概念,克拉克基于布魯納等人的研究,在定義觀念時提到,觀念是理解和聯結小觀念的大概念,并將觀念與大概念等同起來,認為它們提供了構建自己理解的認知框架或結構……大概念為學生提供了一個組織信息的藍圖,減少了必須記住的內容數量,強化了學生的遷移能力.”[9]大概念強調“聯系”,既包括學科間的聯系,又包括學科內部的聯系.知識不再孤立,而是作為整體中的一部分,和其他知識相互關聯.

《普通物理學》的學習者是非物理專業的學生,對于課程中的許多知識點,很多人在未來的學習生活中很少會使用到,隨著時間而逐漸遺忘.而大概念可以幫助學生,在遺忘具體知識點后依舊保留物理核心素養.此外,保留的物理核心素養,具有極強的可遷移性,學習者在專業學習上都會有意無意的使用這些素養,促進自身發展.通過增強不同物理知識模塊間的聯系,幫助學生建立物理學科的大概念,體悟物理學課程內容的完整性和系統性.

對于某個確定的模塊,應在模塊內部建立大概念聯結.圖3給出《普通物理學》(上)中電磁學部分邏輯思維導圖.其中虛線框外“求解方程組”部分屬于電動力學知識模塊,可作為選修內容,滿足較高層次學生的需求.

圖3 電磁學邏輯思維導圖

大概念極強的遷移性,也可加強學科間的聯系.相近學科、跨學科的課程開發,以一個學科專業知識為基礎,學科之間的內在聯系為紐帶,才能開發出更符合社會發展、學生需求的課程內容.在具體操作上,傳統課堂教師在備課時難以根據學生專業,使教學內容與學習者的專業知識相適應,但MOOC卻可實現.例如,對于不同專業選用的教學案例不同,既可解決情景固化困境,又可幫助學生專業發展.在物理學習的過程中解決專業問題,一舉兩得.

(2) 集體備課,模塊難度分層

由于教學資源的可重復利用性,教師可集體備課提高教學質量.對某一個知識點,難度分為ABC 3個層次來滿足不同學生的需求.如圖4所示.力學部分繼續深入時學生需要學習流體力學.偏人文、社科類別的學生的知識基礎較弱,且對流體運動相關知識需求度不高,這部分學生在此章節的教學目標只需完成層次A,達到“普及”教學目標即可.作為機械、環境、石油、化工、土木等工程類專業的主要基礎課,流體力學是連接基礎課與專業課之間的重要橋廊和紐帶.[10]對這些專業的學生僅達到知道理解,會運用公式的層次是不夠的,可選擇難度更高的B層次.在完成較高要求的B層次后,這些專業中能力較強的學生可繼續學習層次C.在層次C里物理教師需與各專業教師協同合作,完成對物理知識與具體學科結合的教學設計,使學生實現進階式學習.

學習者層次進階時,平臺可通過小測驗的形式,評估學生本層的學習效果,如果學習者的學習基礎被認可,則開放下一難度的學習,以此保證學習的效果.

圖4 流體力學分層教學

2.2.3 完善學分制,自定培養計劃

MOOC中的課程資源是海量的,課程資源的不同組合和配置就表現為不同的學習內容.面對大量的信息,在進行選擇前應解決兩個問題.

首先,選擇什么內容.這些內容與學習者的專業有無關聯,學習者是否感興趣.其次,選擇多大的難度.個人專業的需求以及個人認知能力都是需要考慮的因素.在課程設置上采取學分制,有利于促進全面發展,專業發展.這兩個發展分別對應學習者學習《普通物理學》最重要的兩個目的:培養物理思維科學素養和獲得專業所需物理知識.為滿足這兩目的,可對不同的知識模塊、同一知識模塊的不同難度均設立不同的學分.先由院校選擇學生需要學習的不同模塊,其次對模塊內部的難度進行選擇,在此基礎上確定必修學分,來保障全面發展,再根據學生個人計劃或興趣愛好,選擇其他選修學分,促進個人發展.

3 結論

MOOC的低門檻注冊形式、開放資源、無時間限制的碎片化學習等優勢決定了MOOC要穩定健康地發展,就必須以不斷滿足學生者的需求,兼顧個性化教學為抓手.通過優化知識模塊和內容分層,更好地滿足學生的需求,以此激發學生的學習興趣和主體性.學習者根據自身發展需求,對課程資源進行個性化篩選,自定培養計劃,來實現自身的全面發展.由此提高課程的實施質量,希望此文也能給其他高校慕課課程的實施提供一定的參考.