SPOC混合教學模式在數字邏輯實驗課程中的探討

摘 要：根據數字邏輯實驗課程的理論基礎要求高、實踐動手能力要求強、應用性廣、學時較短的課程特點，對目前主流的三種教學模式進行優缺點分析，并引入混合教學模式的概念;結合數字邏輯實驗課程的教學要求，得出在理論上SPOC教學模式將更適合該門課程的教學。

關鍵詞：數字邏輯實驗;SPOC;教學模式

引 言

2020年上半年，COVID-19新冠疫情給人們的生活帶來了巨大的影響。為了盡力控制全國疫情蔓延，教育部對各個高校提出了在學生不返校的前提下積極開展線上教學，充分利用現有各類在線課程資源，開展在線教學[1]。我校教師積極響應國家教育部要求，積極主動建設各類課程的線上教學資源，但實踐性較強的數字邏輯實驗課程在開展線上教學時由于學生在家無法完成動手實驗操作，所以采取了基于QuartusII仿真平臺的在線仿真教學平臺;通過具體實驗觀察分析邏輯部件運行的基本規律，加深對基本邏輯部件工作原理和實際工作狀態的理解，掌握常用電子儀器的使用方法和常用的邏輯電路的設計、連接和測試方法，激發學生對數字邏輯電路的興趣，建立設計電路的基本思想[2]。

1、數字邏輯實驗課程的特點

數字邏輯實驗是我院計算機科學與技術專業的一門實踐類課程，在計算機科學與技術人才培養體系中占有重要地位。學生通過數字邏輯實驗的學習可以掌握基本電子測量設備的使用方法以及掌握基本實驗操作技能，通過對不同實驗的驗證、設計、分析等過程可以很好的鞏固、提升、加深學生多課程理論內容的理解和掌握，可以為今后參與大型硬件開發項目打下堅實的理論基礎。

綜合數字邏輯實驗課程的各類特征可歸納為以下四點：第一，對學生數字邏輯理論基礎要求較高;第二、是一門實踐類課程，對學生的動手能力具有一定的要求;第三，是一門應用性較強的課程，學生在學習完課程之后可以再生活中找到各種應用場景;第四，學時較短，作為數字邏輯課程的配套實驗課程，分配的課時較短但卻涵蓋較多的知識要點、技術難點;第五，通常在實驗室內完成教學，受儀器設備限制需要進行分組教學。

2、主流教學模式的應用分析

（1）傳統教學模式是指我國各級各類學校現在普遍采用的講解-接受型的教學模式[3]。其優缺點分析如下

優點：傳統教學通常發生在教室內，教師與學生可以面對面交流，在教學過程中可以直接進行各種形式的教學互動，切在教學過程中教師處于主導地位，對教學更具引領性;教師在教學過程中對整個課堂秩序的監控、管理、組織更具有直接性;學生在學習過程中遇到較多的問題可以及時發現及時解決使教與學更具針對性;管理監督者對教學質量的監督和調查更加直接有效。

不足：教師過分處于主導地位將會在一定程度上抑制學生學習的創造性和主動性;傳統教學模式具有“重教輕學”的特點，容易致使學生對教師或教材知識的權威產生迷信[4];對任課教師的閱歷、知識水平、課程理解、責任感有著較高的要求。

（2）翻轉課堂教學模式是指上課之前學生通過網絡學習授課教師提前準備好的教學視頻以及其他材料進行學習[4]。其優缺點分析如下

優點：學習受時間地點的約束較小;可以反復觀看;教學形式新穎可以調動學生積極性，從被動學習改變到主動學習;分為小組學習講述，有利于增加學生的團隊協作能力;是學生充分接觸主題相關知識，有利于學開闊學生視野;

不足：知識更新時需要重新錄制視頻，準備材料;需要耗費教師大量的課下時間查閱資料、錄制視頻、準備材料[4];需要學生組長具備較高的能力領導組員開展學習;課程內容以及質量難以保證;對同學的參與度要求較高;學生需要觀看3-6個學習視頻才能達到知識內化階段中教師的講授速度[4]。

（3）線上教學模式是指教師利用現代互聯網平臺及相關設備對學生進行在線教學，學生不必與講述教師同處一個地理空間內即可實現教與學的教學方式。其優缺點分析如下：

優點：教與學不受空間時間的限制，只要有互聯網和相關設備即可實現教學與學習;教學形式和手段多樣，可以充分發揮互聯網資源的優勢輔助教學;對于較難的知識點教師只需講述一遍，學生即可反復觀看學習;可通過彈幕的形式與學生充分交流。

不足：不利于教師對課堂學生學習狀況的把控;教學質量難以把控;容易出現教師在努力講，學生不努力學的情況;對互聯網以及電力等相關資源和設施設備要求較高。

3、混合教學模式探討

結合數字邏輯實驗課程的特征以及主流的三種教學模式的優缺點分析可以得出并沒有一種完全切合課程特征的教學模式，但可以結合各種教學模式的優點設計出一種混合教學模式來執行數字邏輯實驗課程的教學。

加州大學的阿德曼·福克斯教授曾提出小規模專有在線課程（Small Private Online Course，SPOC）的教學模式并在其學校進行了初步應用[6]。SPOC與MOOC課程在很大程度上相似，但SPOC相對于MOOC課程的突出特征在于SPOC更注重小班教學，其教學規模通常控制在二十人之內以便高效開展線下教學;其中的Private是更加趨向于課程定制化，會根據學生們不同的學習背景、基礎知識來對課程進行進一步的調整[5]。SPOC教學模式在具備可利用在線資源和時空拓展的特性外，還能夠根據實際情況進行課程定制，通過線上教學線下實體課堂互動教學的方式進行執教，所以SPOC教學模式具備較高的靈活性和高效性。

根據數字邏輯實驗課程的傳統教學經驗的總結：首先，數字邏輯實驗課程是數字邏輯課程的一門驗證、鞏固型的實踐類課程，以實際工程為背景，和課程理論知識為基礎，更具備輔助拓展課程的特點;其次，通常會根據實驗室的儀器設備以及上課人數對同學們進行分組，通常是20人一組;然后，該門課程具備學生實驗小組與小組之間進行實驗設計思想交流的特征，對學生掌握知識的應用性、創新性、深度理解更有利;最后，學生可以通過實際動手實踐來發現問題、解決問題，更加突出課程對學生獨立思考問題解決問題能力的培養。根據以上的傳統教學經驗的總結結合SPOC的特征以及適用教學場景，可以得出在理論上SPOC教學模式相較于其他三種教學模式將更適用于數字邏輯實驗課程的教學。

4、結語

通過數字邏輯實驗課程的課程特點，以及對三種主流教學模式以及SPOC教學模式的分析，不難看出SPOC教學模式使得教學方式以及內容更加靈活多變，教學效率更高，可以根據不同理論基礎水平以及課程背景的同學進行更精細化的教學，更加適用于數字邏輯實驗課程的教學要求。在當前COVID-19疫情影響下而被迫采取線上仿真的教學方式中暴露出了諸多問題，通過對SPOC教學模式的探索，發現其各方面特征都比較符合數字邏輯實驗課程的教學，下一步將根據這學期暴露出的不同的教與學的問題結合新的教學模式對其進行彌補修復進一步提高數字邏輯實驗課程的教學質量。

參考文獻

[1] 朱海波.新型冠狀病毒肺炎疫情防控期間在線教學的實踐與思考[J].陜西教育（高教），2020（07）：50-51.

[2] 惠國騰，劉曉東. Quartus II的數字邏輯實驗課程線上教學實踐[J].現代計算機，2020（17）.

[3] 張韻姣.慕課與傳統教學模式的比較研究[D].內蒙古師范大學，2015.

[4] 張新，張琛，許強.“翻轉課堂+”混合教學模式在軟件工程課程教學中的應用[J].大學教育，2020（08）：104-106.

[5] 吳春雷，王雷全，張俊三，崔學榮.SPOC混合教學模式在綜合實踐課程中的應用[J].實驗室研究與探索，2019，38（01）：153-157.

項目基金：中國民航飛行學院教研項目（A201833）