異步SPOC和雨課堂的數字電子技術課程混合式教學模式研究與實踐

張烈平　梁勇　張聲嵐　吳東

摘? 要：結合傳統數字電子技術課程教學現狀，對該課程開展混合式教學的必要性進行了分析。基于MOOC平臺和雨課堂的優勢，設計了異步SPOC和雨課堂的數字電子技術課程混合式教學應用模式，實現了“課前-課中-課后”學習的有效銜接。給出了異步SPOC的教學資源建設內容和教學應用方法，以及基于雨課堂的翻轉課堂教學應用模式和具體設計案例。在自動化專業數字電子技術課程教學中的實踐應用表明，異步SPOC和雨課堂的混合式教學模式有助于提高學生學習的主動性、積極性，提高了課程教學質量。

關鍵詞：異步SPOC;雨課堂;數字電子技術課程;翻轉課堂;混合式教學

中圖分類號：G642? ?? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2021）16-0092-04

Abstract： Combined with the present situation of traditional digital electronic technology course teaching， the necessity of hybrid teaching in this course is analyzed. Based on the advantages of MOOC platform and rain classroom， the teaching application mode of digital electronic technology course is designed based on synchronous SPOC and rain classroom in this paper， and the effective interfacing of "before-during-after class" learning is realized. Construction content of teaching resource and teaching application method of asynchronous SPOC are presented， as well as the teaching application mode and concrete design case of the flipped classroom based on rainclassroom. The practical application in the digital electronic technology course teaching of automation specialty shows that the hybrid teaching mode based on asynchronous SPOC and rain classroom is helpful to improve the students' initiative and enthusiasm， and improve the teaching quality of the course.

Keywords： asynchronous SPOC; rain classroom; digital electronic technology course; flipped classroom; hybrid teaching

數字電子技術課程是自動化類專業的重要專業基礎課程，在整個人才培養過程中起到承上啟下的作用，它既有自身的理論體系，又有很強的實踐性，具有發展快、理論抽象、實踐性強等特點[1]。我校數字電子技術課程教學過程中還是采用傳統的“填鴨式”“滿堂灌”的教學方法，學生被動接受理論知識，教學效果有待提高。同時，由于兩校區辦學和大班制上課的原因，導致師生互動受到時間和空間的客觀限制。另外，課程最終成績中平時成績所占的比重較小，課程過程性評價指標較為簡單，不利于調動學生平時學習的積極性。因此，基于數字電子技術課程在支撐自動化專業人才培養目標達成方面的重要作用以及我校該課程教學現狀，我們需要對該課程進行教學改革，以進一步解決師生課堂互動、學生學習主動性、課程考核評價體系和課程持續改進等教學過程中存在的問題。

異步SPOC（小規模限制性的在線課程）是在復制現有MOOC（慕課）課程資源的基礎上，教師根據教學實際需求對課程內容進行刪減或新增，并以此進行線上教學活動的一種教學模式，具有教師工作量較小及能利用優秀教學資源進行線上教學的優點[2]。利用SPOC平臺和實體課堂相結合進行的混合式教學，既可以彌補傳統課堂的不足，又可以融合MOOC的優勢，能夠有效提高課程教學效果[3]。雨課堂是一種基于“微信+PowerPoint”進行授課和師生互動實現翻轉課堂的優秀教學工具，可以在課前預習、課堂教學、課后復習各環節建立師生溝通通道，實現學生通過智能手機隨時隨地在線學習、查看課件、課堂互動等教學活動[4]。

根據異步SPOC和雨課堂的特點和應用情況，基于提高數字電子技術課程教學質量，確保達成專業人才培養目標，我們利用MOOC資源建設了自有數字電子技術課程異步SPOC，并結合雨課堂實施了該課程的混合式教學改革。

一、數字電子技術課程開展混合式教學的必要性

（一）有利于解決大班上課師生互動較差的問題

我校數字電子技術課程一般是3個班一起教學，總共有120-130人選課，屬于典型的大班教學。由于學生人數眾多，學生點名、課堂互動等教學環節都需要花費較多寶貴的課堂時間，影響課堂教學效果。借助雨課堂智慧教學工具，可以實現整個課堂教學環節的優化，實現課堂掃碼簽到、隨機點名、PPT同步到學生手機、接收學生反饋、彈幕互動、學生客觀題目互動等互動功能[5]。這種手機互動課堂把手機變成教師教學和學生學習的工具，有利于解決傳統大班上課課堂師生難以互動的難題，調動學生的積極性，激發課堂活力，提升學生的學習效果。

（二）有利于解決學生學習主動性較差的問題

傳統數字電子技術課程教學還是沿用“填鴨式”“滿堂灌”的教學方法，注重教師的授課，缺乏對學生的引導，忽視了學生的主體性，學生覺得枯燥無味，影響了部分學生的學習主動性[6]。通過實施混合式教學，可以進行問題導向式翻轉課堂教學，調動學生學習的主動性和積極性。針對教學內容，首先，提前拋出問題，讓學生多渠道、多方位地利用網絡查找相關教學資源;其次，給學生預留課外時間觀看視頻、書籍，查閱資料，進行翻轉課堂討論的準備;最后，課內在教師的主導和引導下，進行問題導向式教學，深化內容理解和問題剖析，進行翻轉課堂教學，從而有效提高學生學習的主動性。

（三）有利于解決課程考核體系局限性的問題

傳統數字電子技術課程的最終成績一般是由平時成績、期末考試成績和實驗成績三部分成績組成，其中平時成績一般又是由平時作業成績和平時課堂點名組成，其中期末考試成績占課程最終成績的60%以上。這種課程考核體系平時成績所占的比重較小，并且通過最后一次考試成績來判斷學生的學習效果和掌握情況，顯然是片面的，容易導致學生把學習重點放在期末的突擊上，有較大的局限性。基于異步SPOC和雨課堂的混合式教學可以綜合課前預習、線上SPOC測試成績、期末考試、實驗成績、課堂測試表現、課后作業成績、課堂考勤等多方面情況來評判學生的學習情況，而不是一考定終身，有助于學生重視平時對知識的探究和深入學習，較為科學合理。

（四）有利于解決課程教學持續改進的問題

由于我校兩校區辦學，導致師生交流不暢的問題時常出現。教師可以根據雨課堂中課堂數據分析學生學情，分層次推送相應的課后作業，課后學生也可根據授課情況對有疑問的地方在線咨詢和探討，方便與學生及時交流，讓教與學更明了，師生溝通更及時。同時，通過異步SPOC進行學生自學和在線測試，也可以提取學生的學習行為、測評等大數據進行學情分析，將形成性評價貫穿整個教學過程，使教與學有的放矢。因此，借助異步SPOC和雨課堂的交互功能，在實現有效師生互動的同時發揮同伴教學優勢，可以促使知識實時重組與延伸，方便教師針對課程教學實現持續改進，提高課程教學質量。

二、異步SPOC和雨課堂的數字電子技術課程混合式教學應用模式

（一）數字電子技術課程混合式教學應用模式總體

設計

針對傳統數字電子技術課程教學過程中存在的不足，作者借助哈爾濱工業大學齊明老師教學團隊的數字電子技術課程的MOOC和雨課堂智慧教學工具，實施了數字電子技術課程的混合式教學。一方面，通過整合MOOC教學資源，建設自有的異步SPOC教學平臺。另一方面，通過優化課程教學內容，采用雨課堂智慧教學工具實施翻轉課堂。采用“異步SPOC+雨課堂”構建的數字電子技術課程混合式教學應用模式如圖1所示。

在圖1所示的混合式教學模式中，通過課前-課中-課后三個環節來加深學生對知識的記憶和掌握，有效提高學生學習的主動性，實現以學生為中心的教學目標。課前和課后環節在異步SPOC平臺進行，而課中環節則通過雨課堂實施翻轉課堂來實現。課前，教師通過異步SPOC平臺發布教學通知、授課PPT、教學視頻等教學資源，學生則通過該平臺進行課程知識預習。課中，教師利用雨課堂進行線下傳統課程教學或通過課堂小測驗、彈屏、交互式討論等形式進行翻轉課堂教學。課后，學生在SPOC平臺完成教師布置的章節測驗，進行學習交流或留言，教師則可以通過SPOC平臺收集學生觀看視頻、完成章節測試等的情況。教師通過對SPOC平臺學生學習、測試情況以及雨課堂學生現場學習情況進行關聯學情分析，有針對性地實現教學過程的持續改進。

（二）數字電子技術課程的異步SPOC教學應用模式設計

如前所述，異步SPOC平臺主要在課前和課后環節采用。在課前主要用于教學導學，課前導學主要就是教學資源建設，為學生預習提供良好的學習資源保障。課后主要是為學生進行知識鞏固提升以及為教師獲取學生學習數據提供支撐。

1. 教學資源建設。建設豐富的教學資源是開展混合式教學的前提。齊明老師團隊的數字電子技術基礎課程在線課程是國家精品在線開放課程，已經建設有較為豐富的教學資源，課程教學內容與我校所授數字電子技術課程有較高的契合度。我們在該MOOC平臺的基礎上建設我校數字電子技術課程異步SPOC平臺。根據課程教學需要，對原有MOOC平臺的教學視頻、PPT課件以及章節測試題進行了適當補充和刪減。增加了本門課程授課的PPT課件作為必學內容。精選清華大學數字電子技術課程教學團隊的教學視頻作為擴展學習視頻。該教學視頻內容比較詳細，知識點比較全面，電路邏輯符號采用與選用教材不同的美國標準邏輯符號，而且部分教學視頻采用英文形式展現，既可以作為自建異步SPOC平臺視頻的有效補充，又可以為學有余力的同學提供擴展教學視頻。此外，在傳統的教學過程中，由于教學學時有限，一般EDA技術部分內容不作為教學內容。針對這個不足，在教學過程中，每一章都設計了幾個基于Multisim的數字電路仿真范例作為教學視頻供學生自學使用。同時，結合當前學生依賴手機的特點，設計了基于安卓系統和Everycircuit的數字電路仿真案例，學生在手機上就能完成電路仿真，提高了學生學習的興趣，獲得了較好的課程學習效果。

2. 學生知識鞏固和教師獲取學習數據。依托原有MOOC平臺上的資源，在每一章授課完后都布置有單元測試。測驗題目以客觀題的形式出現，但也包括綜合分析的相關知識。測驗結果采用系統自動評判和學生互評的形式進行。異步SPOC在課后另外一個重要功能就是用于教師獲取學生學習數據，以便進行教學持續改進。為調動學生學習視頻、參與課程討論、做好章節測驗的主動性，對課程最終成績構成進行了優化調整，具體組成和比例如下：期末筆試成績占50%，課程實驗占15%，MOOC平臺作業和教師布置作業占15%，MOOC平臺及雨課堂考勤占10%，學習MOOC平臺視頻占5%，參與課程討論表現占5%。采用優化后的考核評價體系，既可以提高學生平時學習的積極性，又可以避免期末考試一考定終身的不足，實現了過程性評價和總結性評價的有效結合。

（三）數字電子技術課程的雨課堂教學應用模式設計

雨課堂智慧教學工具用于翻轉課堂教學可以使傳統課堂變為師生互動交流討論的空間，實現以學生為中心的教學轉變。在數字電子技術課程教學中融合了傳統課堂教學、翻轉課堂教學兩種教學模式。為掌握學生預習情況，設置了課堂小測試環節。這些測驗題是基本理論和概念的主觀選擇題，在一開始上課就推送這些測試題，以檢查學生預習情況。同時，根據學生在預習中標記“不懂”的知識點做重點講解。在授課過程中，開啟雨課堂實時彈幕功能，實現“課中”的實時互動，調節課堂學習氣氛，實時掌握學生學習動態，并及時修正課堂教學內容和進度，必要時還進行補充講解。下面結合作者教學實際舉例說明數字電子技術的雨課堂教學應用模式，表1是作者“組合邏輯電路設計”翻轉課堂教學設計案例。

三、結束語

1. 結合MOOC平臺優勢和本校數字電子技術課程教學實際，建設了自有異步SPOC平臺。通過精選課程教學資源，為學生進行課前預習、課后鞏固復習提供了良好的課程學習平臺，為開展課程混合式教學奠定了良好的基礎。

2. 采用雨課堂智慧教學工具，通過重構知識點和技能，重新組織教學內容，設計了部分教學章節的翻轉式教學案例，提高了學生學習積極性，教學效果，以及線下課堂的教學質量。

3. 在自動化專業數字電子技術課程中實施了基于“異步SPOC+雨課堂”的混合式教學應用，并在課程考核評價體系中融入了與異步SPOC和雨課堂的有關考核指標，實現了線上教學和線下教學有機融合，取得了較好的教學效果。

參考文獻：

[1]董瑋，李雪妍，沈亮，等.“數字電子技術”創新示范課程建設[J].教育教學論壇，2020（20）：278-279.

[2]石大建，諸葛語丹.SPOC教學方式的教學效果實證研究[J].高教論壇，2019（4）：39-42，48.

[3]曹玉東，高影，周城旭，等.基于SPOC混合模式的翻轉課堂教學設計[J].遼寧工業大學學報（社會科學版），2020，22（3）：116-118.

[4]馮磊華，李錄平，田紅，等.新工科視角下高校工程類專業課程“SPOC+雨課堂”混合式教學模式研究[J].中國現代教育裝備，2019

（21）：111-114.

[5]楊春梅，章嫻，孫孟思，等.基于雨課堂的研究生大班翻轉課堂案例研究[J].學位與研究生教育，2020（7）：45-50.

[6]郭澎，孫桂玲，任立儒，等.數字電子技術課程教學新模式的探索與實踐[J].實驗室科學，2017，20（2）：151-153，158.