SPOC教學平臺的研究與設計

王 敏，廖黎莉

(蘇州市職業大學 計算機工程學院，江蘇 蘇州 215104)

0 引言

《教育信息化十年發展規劃(2011—2020年)》明確指出，進一步加強基礎設施和信息資源建設，重點推進信息技術與高等教育的深度融合，促進教育內容、教學手段和方法現代化[1]。大規模開放在線課程(Massive Open Online Course，MOOC)給高等教育帶來了顛覆性的改變，對我國高等教育的發展與變革產生了深遠的影響。雖然MOOC具有傳統教學無法比擬的優勢，但是仍然不能抹殺面授課程的獨特價值，傳統課堂教學仍然具有不可取代性。2013年美國加州大學伯克利分校的教授阿曼多·福克斯(Armando Fox)提出小規模私有在線課程(Small Private Online Course，SPOC)概念并指出，“它的基本形式是，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[2]。換言之，SPOC即為MOOC與傳統教學的深度融合。雖然現有的MOOC平臺已經十分成熟，但是直接利用MOOC平臺供SPOC教學使用還有所欠缺，其本質上是不同的：MOOC注重知識的傳播和復制，SPOC注重知識的建構與生成。因此，需要將MOOC平臺本土化，定制成一種適合傳統校園課堂、有利于線上線下混合教學的SPOC教學綜合平臺。

1 SPOC教學平臺需求分析

MOOC發展過程中主要在以下方面受到批評和質疑：一是高輟學率和低完成率；二是同伴互評，能“教”不能“育”；三是教學模式單一，沒有分層的教學目標分析；四是學習效果與教學質量如何保證；五是學歷的認證[3]。SPOC是對MOOC的繼承、完善與超越，SPOC教學平臺需要基于線上線下混合教學的環境，設計有針對性的功能，最大限度地發揮SPOC的優勢。

根據教學過程的不同階段，可將教學活動分為在線自主學習、課程實驗和質量監控與評價3個階段。對于在線自主學習階段，學生能夠查看相關課程資源以便于課前的知識預習準備和課后的查漏補缺，能夠進行相關的練習和模擬考試以供學生自查知識的掌握情況；教師能夠根據課程進度發布課程資源，布置學習任務，能夠查看課程練習情況了解學生知識掌握情況，以便于課堂上有針對性的答疑解惑。由于實踐教學是培養生產、服務和管理一線應用型高技能人才的重要途徑，為保障教學質量，在課程實驗階段，針對實踐動手環節，需要可以進行實驗課、綜合實訓課、畢業設計等主要教學場景的課堂教學。在課堂教學中，教師和學生之間能夠有面對面的交流，這種交流效果是在線課程學習中的交互短時間內無法達到的，尤其是實驗要求較高的課程。在質量監控與評價階段，需要能夠提供全方位的數據分析，使學生了解自身知識的掌握情況以便于個人進行學習改進；使老師了解班級學生的整體學習情況以便于進一步提高教學質量，形成學習過程的“閉環系統”[4]。

2 SPOC教學平臺的設計

SPOC教學平臺不僅具有基本的教學功能，而且也具有一定的教學管理功能，從系統設計的角度出發，整個平臺的系統功能應包含用戶管理、課程管理、教學資源管理、作業管理、互動交流、數據統計以及教學輔助等。其中，教學輔助包含虛擬仿真環境、自動組卷、自動批改等功能。具體功能模塊如圖1所示。

圖1 SPOC教學平臺功能模塊

用戶管理實現對用戶的增加、刪除、查找、編輯等功能。本平臺用戶角色分為系統管理員、教師、學生和助教。系統管理員負責管理控制整個平臺，負責對教師、學生、助教等角色進行授權以及平臺課程體系的建設與規劃；教師負責課程方案和內容建設、開展在線教學，并可以授權助教以及批準學生入學；助教負責協助教師進行在線教學，如批改作業、在線答疑等[5]。

課程管理主要是通過課程體系的建設與規劃，實現對課程的增加、刪除、查找、編輯等功能。課程與教師的對應、課程與學生的對應、以及教師與學生的對應均由課程管理模塊實現。

教學資源管理實現對課程相關資源，如PPT、PDF文件、視頻、試題等的增加、刪除、查找、編輯等功能。教學資源分為理論用教育資源和實驗用實踐資源。其中，實踐資源根據實驗、綜合實訓和畢業設計的不同要求進行切分。教學資源是整個教學平臺的核心，教學資源庫中課程資源數量的多少決定了教學平臺的使用效率。

作業管理實現對學生提交作業的增加、刪除、查找、編輯等功能。作業是學生對課程掌握情況的真實反映，是教學評價的重要內容。作業包括學生在線自主學習后的測驗、實踐動手的課堂作業以及課程考試試卷，實現對課程的過程化考核。

互動交流實現學生與學生、學生與助教、學生與老師之間實時和異步的溝通。學生之間的溝通能很好地減少學生學習孤獨感，有助于相互啟發、加深對知識的理解。學生與助教、教師之間的交流使他們在學習中增強了參與性，學習價值的認同感得到提高，增強了自信心，進而轉變學習態度[6]。

數據統計實現抓取教學中的各類數據，提供不同維度的“教與學”分析數據，能夠對每個學生、每個班級或是每個專業的學生進行學習狀況分析。學生根據統計結果查漏補缺，優化自身的能力結構；教師根據統計結果，輔導到每一位學生并與每一個學生互動，從而達到個性化的學習目的。

虛擬仿真環境預配實驗環境與軟件，免除安裝各類前置軟件的煩瑣工作。自動組卷實現從試題庫中自動抽取適量習題組合成一套完整的試卷，方便教師對學生的考核。自動批改實現機器自動閱卷，減少教師大量重復批改工作，從而有更多時間專注于有更高價值的教學互動。

2.1 在線自主學習

在線自主學習階段，學生能夠在線觀看教學資源，包括教學課件、電子教材、教學視頻、相關網絡資源等；學生能夠提交作業和在線考試，并能即時得到成績；學生能夠相互交流，相互啟發；學生能夠相互評價。

助教能夠和學生相互交流，協助教師進行答疑；助教能夠審核學生作業，并對自動批改中的問題進行更正；助教能夠對學生進行評價。

教師能夠布置學生在線學習的任務，發布在線學習的相關教學資源；教師能夠查看學生的交流信息，了解學生普遍存在的問題；教師能夠查看學生的成績分布，了解學生對課程的掌握情況；教師能夠審核學生作業和考試內容，并對自動批改和助教審核中的問題進行更正；教師能夠對學生進行評價。

系統管理員能夠對學生交流中的不良信息進行刪除，以確保班級良好的學習氛圍。

2.2 課程實驗

阿曼多·福克斯(Armando Fox)認為，“那些看起來不能做成MOOC的學習行為，如討論式學習、開放式項目設計等，我們就應該在MOOC中直接省略它們，并將它們繼續沿用在課堂教學中。”課堂教學具有良好的直觀效果，教師容易把握學生的學習進度，學生之間能夠密切協作和相互幫助，教師和學生之間能夠有面對面的交流，這種交流效果是在線課程學習中的交互短時間內無法達到的，尤其是實驗要求較高的課程。另外，教育的目的不僅是知識的傳授，更是人才的培育。在課堂教學中學生還能通過教師的言傳身教和人格魅力學習如何做人做事。因此，對于課程實驗，SPOC教學平臺可以進行實驗課、綜合實訓課、畢業設計等主要教學場景的課堂教學。

在課程實驗階段，SPOC教學平臺使用的交互如圖2所示。

圖2 SPOC教學平臺使用交互

在課程實驗階段，學生能夠按照教師布置的任務流程進入虛擬仿真環境進行實驗操作環節；在練習過程中學生能夠觀察全班學生的實時進度以及自己的排名；為方便查看實驗步驟說明，學生可以通過手機掃描二維碼，同步查看，避免屏幕的頻繁切換；學生能夠提交作業并能即時得到成績反饋；學生能夠相互交流；學生能夠相互評價。

助教能夠審核學生作業，并對自動批改中的問題進行更正；助教能夠對學生進行評價。

教師能夠布置實驗任務，安排實驗流程，設定任務截止時間與批改時間，設置實驗答案的權限，授權助教；教師能夠實時查看班級實驗的總進度和完成率；教師能夠查看學生的個人成績以及班級平均成績；教師能夠審核學生作業，對自動批改和助教審核中的問題進行更正；教師能夠對學生進行評價；教師能夠查看歷史實驗課堂情況，清晰了解之前實驗課程的課程進度、當堂完成率與總完成率、班級合格率與班級平均分。

2.3 質量監控與評價

質量監控與評價是SPOC混合學習過程中的重要環節，是對“教與學”行為全過程進行管理、追溯、質量監控與評價分析。對學生課程的學習評價來自于該課程教師評價、助教評價、機器評價與同伴評價的綜合匯總，如圖3所示。其中，作業和考試情況是學習評價的重要依據。

圖3 課程學習評價的依據

以《JAVA程序設計》課程為例說明具體的課程評價方式，如表1所示。

表1 學習評價方式

在上述課程評價方式中，涉及在教學活動過程中產生的各種數據，通過在線數據和課堂線下數據綜合評價出學生的學習情況，能夠對學生進行相對客觀的評價和對教學進行相對客觀的反饋。教師的整個教學過程和學習者的學習過程更加精準化和智能化，教育評價更加多元化。更真實地反映出“學生的學”和“教師的教”，不再過度依靠經驗，讓數據成為教育決策的依據。

在質量監控與評價中，學生能夠查詢課程每次作業與考試的成績，查看整個課程知識點掌握的情況分析以及課程所包含技能掌握情況的技能圖譜，從而找出其“短板”或是“強項”，查漏補缺，優化自身的能力結構；學生能夠從個人的能力曲線明確自身未來的發展方向。

教師能夠查看每個學生、每個班級的分析數據和圖表，根據分析結果了解學生課程的掌握情況，輔導到每一位學生并與每一個學生互動，從而達到個性化的學習目的；通過不同維度的分析數據和圖表，幫助教師了解教學中的問題，從而提高教師的專業素質。

3 結語

SPOC教學平臺可以把虛擬實驗環境、教學進度與教學內容高度集成，在不增加教師教學負擔的情況下，大幅度提升教學的質量。SPOC教學平臺的應用和推廣，拓展了學習的時間與空間，使線下課堂變得更加動態、靈活，促進了個性化的學習和過程化考核，不僅創新人才培養模式、豐富了學習的內涵，而且能夠促進學生學習主動化、教學內容個性化、教學質量可量化、企業環境虛擬化、實踐操作真實化。