后MOOC時代SPOC物理化學實驗混合教學模式探索與實踐

孫寶珍 華彪

摘? 要：SPOC（Small Private Online Course）是后MOOC時代一種典型的課程教學模式，具有局限性、集約化和小眾化的特點，其目標是最大限度地實現MOOC與傳統課堂教學的深度融合。該文積極探索并構建基于SPOC的物理化學實驗“線上+線下”混合教學新模式，以期為SPOC在高校的應用和物理化學實驗教學改革提供參考。實踐結果表明，混合教學新模式能夠更好地培養學生的自主學習能力、團隊合作意識和科研創新能力，優化實驗教學。

關鍵詞：SPOC；物理化學實驗；線上；線下；混合教學

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）15-0120-04

Abstract： SPOC（Small Private Online Course） is a typical curriculum teaching mode in the post-MOOC era. It is characterized by its anti-popularization， restriction， and intensification， aiming to maximize the deep integration between MOOC and traditional classroom teaching. This paper actively explores and establishes a hybrid teaching mode for Physical Chemistry Experiment based on SPOC， online， and offline classroom. It is hoped to provide a reference for the application of SPOC in universities and for the reform of Physical Chemistry Experiment teaching. Practices show that the hybrid teaching mode improves students' abilities in self-learning， teamwork， and scientific research innovation. It can also help optimizing the experimental teaching.

Keywords： SPOC; Physical Chemistry Experiment; online classroom; offline classroom; hybrid teaching mode

隨著智能信息技術的不斷發展，相關技術在一定程度上推動了高校教學方法的進一步改革。在線教育逐漸成為一種前沿方式，使傳統課堂教學更具前瞻性和創新性，在某些方面與傳統教學方法相比具有明顯優勢。因此，為了努力引導全民教育和素質教育，應使原有的教育模式向線上線下融合的方向發展[1]。物理化學實驗是許多師范院校、理工科院校和高職院校設置的專業基礎實驗，涵蓋化學、應用化學、化學工程、材料科學、生命科學和食品科學等專業。物理化學實驗與物理化學理論課程的結合，是物理化學理論課程中必不可少的實踐、應用和擴展聯系。通過實驗操作，學生不僅可以鞏固物理化學的基本理論知識，而且還可以接受科學實驗研究方法的培訓，從而培養出嚴謹的科學思維和科學風格，并為將來的工作或進一步的學習做準備[2]。因此，物理化學實驗課在培養化學及其他相關專業人才方面發揮著非常重要的作用。面對新的教學模式，物理化學實驗課程需要在傳統面對面教學的基礎上進行整體布局，充分利用現有的技術手段和方法，探索適應網絡教學的新方案[3]。

傳統線下物理化學實驗課程的基本教學模式一般分為經典的四步走：學生首先自己通過觀看課本，進行預習，了解實驗的基本原理、實驗目標以及撰寫預習報告；教師檢查實驗預習報告，而后講解實驗的原理并從頭到尾演示一遍實驗過程；學生相互之間多人組隊，記錄實驗數據并完成實驗；最后撰寫個人的實驗報告，老師再對實驗報告的完成情況進行打分。

很顯然，傳統的線下物理化學實驗課程的教學模式會帶來幾個普遍的問題：首先，每次實驗的課前預習報告，學生基本都是千篇一律地抄寫課本上的實驗原理，根本沒有看到預習的效果，使得預習反而成為了學生們的“累贅”；其次，傳統的線下課堂教學模式采用的是老師單方面講課的方式，學生并沒有成為課堂的主人，這極大地打擊了學生的學習興趣；最后，每次實驗課堂上學生都是按照老師的實驗演示，機械地操作一遍實驗，這一過程中，學生沒有帶著自己創新的想法去進行，這嚴重阻礙了對學生學習自主性的培養。

由此可見，傳統、單一的線下教學模式不僅課堂效率低下，而且對學生們的培養沒有達到應有的目標。為了改變這一現狀，本物理化學實驗教學團隊基于目前較為流行的SPOC平臺，探索并實踐了“線上+線下”這一混合教學新模式。

一? 基于SPOC的混合教學模式

MOOC（Massive Open Online Course）即我們常說的“慕課”，其譯文全稱是“大規模開放的在線課程”。慕課模式，自2011年以來便流行于國際教育領域，目前我國各個網絡平臺上有大量的種類繁多的在線網絡慕課課程。但其有著許多的缺點：如需要高額的運營成本、不考慮受眾群體的單一的教學模式、固定的學習方式以及極高的中途退課率等。不同于MOOC的教學模式，SPOC（Small Private Online Course，小規模私有的在線課程）的受眾人群相對少了很多，一般僅有幾十人左右，這些人均是課程發布者所限制的，因此其不需要高昂的維護成本；同時由于其可以設置一定的學習目標以及完成條件，可以在一定程度上解決MOOC所面臨的問題，可以說SPOC這一教學新模式對MOOC的劣勢與不足方面作了有益探索，最大程度地實現了慕課與傳統課堂教學的深度融合，而不僅僅只限于傳統的線下課程或者單一的線上課程[4]。

大量的實踐表明，單一的線上或線下教學都不是最好的教學模式。將線上與線下教學進行有機結合，可以在一定程度上取長補短，使得兩者相得益彰，呈現出“1+1>2”的效果，最終達到提高教學效果以及課堂教學質量這一根本性的目的[5]。在這一方面，SPOC具有靈活的教學模式，教師既是課程資源的整合者和發布者，又是課堂的指導者和推動者，這既保證了線上教學質量，又能進一步提高線下教學的效果。其次就是較高的課程效率，SPOC能夠通過限定學生規模，制定線上簽到、學習打卡，從而避免以往線上教學的高輟課率和低完成率現象。最后，基于SPOC平臺的“線上+線下”教學模式，課前學生可以看教學提前準備好的視頻預習，帶著問題前往課堂學習，這有助于提高學生的學習興趣；課中老師不需要從頭到尾講解并演示實驗，而是只需要針對學生們預習時提出的幾個突出的問題進行講解并討論，激發學生們的學習積極性；課后讓學生們自主在平臺上完成課后作業，過程中有問題可以通過SPOC平臺反復觀看視頻學習或與老師討論，進一步提高學生們的主觀能動性。此外，老師可以通過SPOC平臺了解學生課前預習以及課后作業完成情況，并結合課堂表現，多方位多角度地考查學生的學習成果并評分，以此充分提高學生的學習效率[6]?；诖?，將SPOC教學模式應用到物理化學實驗課程教學中，不僅可以提高學生對知識的掌握情況，充分發揮學生的主觀能動性，同時還可以凸顯出“以學生為主體”的教學思想，讓學生真正成為課堂的主人。此外，通過讓同學自行觀看慕課學習，還可以使得學生慢慢形成自學的學習習慣。當然在這一過程中，從始至終教師都需要以“引導者”的身份，引領著學生們學習[7]。

二? 基于SPOC的混合教學模式探索與實踐

物理化學實驗教學的目的是培養學生獨立學習、獨立思考和創新的能力。因此，在基于SPOC的混合教學新模式中，各環節的構建應以充分發揮學生的主動性為基本原則，同時采用有效的情境合作模式，進而促進學生對實驗意義的構建[8]。具體實施方案可分為課前、課中和課后三個階段，具體詳情如圖1所示。

（一）? 學生課前學習

學生課前自主學習是實施混合教學模式極為重要的一環，課前預習效果對學生的課堂理解以及物理化學實驗的操作均有著重要影響。因此，每次實驗，本教學團隊都會記錄下實驗所用儀器的原理和使用方法，以及數據讀取方法、實驗步驟和數據處理方法，并上傳至SPOC網絡平臺。學生只需在課前登錄SPOC網絡平臺，便可自主學習，同時該教學視頻還能反復觀看。在這一過程中，為了提升學生們的學習效果，完成布置的學習任務，我們對SPOC平臺作了一系列的限制。首先每個學生在學習之處均需要完成簽到，否則視為“未預習”，作扣分處理；其次，視頻在看第一遍的時候，視頻進度條不可以進行拖拽，視頻窗口不能縮小，同時在視頻播放過程中隨機插入問題，這樣能夠提高學生的注意力，達到預想的預習效果；最后完成相應實驗的預習報告等待老師查閱，帶著問題進入課堂，這有利于課堂教學活動的順利實施。由上可見，SPOC課程的視頻可以達到預習的目的，使得學生對實驗有著較為充足的了解，開拓學生的思維，為提高學生的創新思維打下堅實的基礎。

（二）? 教師課中引導

課堂教學活動是混合教學模式的核心。通過學生課前自學，學生對實驗項目的目的、原理和過程有了清晰的認識，并已經能夠做到。在學生開始之前，老師只需要講解簡單的原理，進行實驗操作演示，讓學生了解整個實驗。同時，在這個過程中，我們有針對性地向學生提出一些有關于實驗中的問題，進一步檢查學生們課前自主學習的情況。很顯然，與傳統教學模式相比，混合式教學模式由于學生們課前較好的預習效果，使得老師完全不需要從頭到尾仔仔細細地講解實驗原理以及操作流程，這極大地縮短了教師在課堂上講解的時間，從而增加了學生動手操作的時間，這既提高了學生學習的積極性，又培養了學生的實驗操作技能，潛移默化地提高了學生的動手能力以及團隊協作能力。在各小組實驗操作過程中，教師進行巡視指導，糾正學生在實驗中的錯誤操作，對學生不懂或不理解的實驗數據、現象進行解釋。值得一提，以防止學生為了獲得“標準”的實驗結果而篡改或抄襲他人的實驗數據，教師要在每個小組的實驗數據書上進行簽名并填寫日期。在實驗課程的最后，讓學生們對實驗中碰到的普適性現象或問題進行小組討論，激發學生的思維能力，加深學生對這一物理化學實驗的認識，同時也是培養學生運用所學的理論知識解釋問題和處理問題的能力。

（三）? 學生課后考核

傳統的考核體系更多地是把重點放在實驗報告的撰寫上，從而忽略了課前預習以及課中操作的重要性，這樣不利于學生整體科學素養的提升，更加不利于學生養成一個嚴謹的科學態度[9]。而我們對學生在整個實驗過程中的綜合表現（課前預習、課堂操作、課后實驗報告等）進行綜合評分，提高評價分數的客觀性。首先是課前預習，根據學生們的簽到情況、問題解答情況及預習報告完成情況，給學生們的課前預習環節進行打分，該部分分數占總成績的30%（即滿分30分）；而后是課堂操作部分，主要是在課堂巡視過程中，觀看每個學生對實驗的熟練程度以及完成情況評分，由于本課程是以動手能力為主的課程，因此該部分占總成績的40%（即滿分40分）；最后是實驗報告的撰寫，實驗報告作為物理化學實驗的一個非常重要的組成部分，主要是對實驗數據進行科學的處理，得到所需的實驗結果和物理量，達到實驗目的，該部分分數占總成績的30%（即滿分30分）。完整的實驗報告必須包括數據處理過程、結果分析、誤差來源、經驗體會和課后思考題等內容。根據以上三個部分得分，相加最后得到一個總分，這便是這一個實驗學生的最后得分。如此考核的目的是能更綜合地評析每一位學生的表現，規范評分細則，以過程性的考核代替以往的結果性考核，讓學生重視實驗過程中的每一個環節，有利于提高每一位學生學習的積極性及主動性。

三? 基于SPOC混合教學的實踐成效、特征與反思

目前，基于SPOC的物理化學實驗課程混合教學模式已應用于2022—2023級多個專業的學生，課程改革初見成效，與此同時也發現了一些不足之處。下面將對混合教學的實踐成效、特征及反思進行闡述。

（一）? 實踐成效

首先是大幅提高了學生實驗操作技能。其中，線下實驗可以讓學生親自動手操作儀器、設備，培養實際操作技能，而線上實驗學習則提供了更詳細更精確的實驗操作，增強了學生對實驗的理解和熟悉度。相較于傳統教學時期的學生，我們驚喜地發現，在混合教學模式下的學生不論是對于實驗的知識點還是操作要點，均更加地熟悉。

然后是增強了學生的自主學習能力。傳統教學模式下的學生只能通過課前的書本預習以及課上的教師演示了解并重復實驗，缺少了對實驗的思考與理解。但是通過在線教學平臺，學生既可以自主選擇學習時間和地點，還可以根據自己的學習進度和理解程度進行學習，這種自主學習的方式激發了學生的學習興趣和主動性，增強了學生的自主學習能力。

最后是加強了師生之間的交流，提高了教學質量。在實際教學的過程中，每一個環節均有老師扮演引導者的角色，不論是線下課堂還是在線學習平臺上，學生可以隨時以留言或當面詢問的方式向老師提出問題或討論實驗現象，老師也可以隨時回答或引導學生深入思考；經過2019—2021年的教學實踐，我們發現這種互動方式可以加強師生之間的溝通和理解，提高學生對于實驗的掌握程度。另外，我們豐富了考核方案，使得考核結果更直觀更全面地反映學生的學習質量。由表1可以直觀地看到混合教學模式的考核體系更加科學更加全面。

此外，為了進一步了解學生對于SPOC混合教學這一模式的看法，我們對2019—2021年上過基于SPOC混合教學的物理化學實驗課程的部分專業學生作了一個有關教學效果的問卷調查，有效問卷數為688份。調查結果顯示，99%的學生認為SPOC混合教學是非常有必要的，是有助于課程學習的；87%的學生認為這一模式更利于自主學習，隨時隨地觀看視頻并完成預習報告；92%的學生表明能及時快速地從在線平臺解決所遇到的問題。這表明學生們對SPOC混合教學模式的認可度還是很高的。

綜上所述，不論是從教師教學質量，還是學生反饋情況來看，均說明這一教學模式的可行性。

（二）? 實踐特征

具有靈活性：線上線下相結合的教學模式具有較強的適應性，可以根據實驗內容和學生需求進行靈活調整。例如，對于一些具有安全隱患、操作復雜或需要大規模實驗的內容，可以先以錄播的形式，讓學生們了解實驗中需要格外注意的點，而后再讓學生在課堂中進行操作；而對于一些要求學生實地感受和著重觀察現象的內容，則主要是以線下實驗為主，讓學生們切身去感受實驗現象。

資源共享與互動：線上線下教學相結合，可以充分利用互聯網和信息技術平臺，加強師生與學生間的互動和資源共享。教師可以通過線上平臺提供教學資源、實驗案例和指導，學生可以通過線上平臺學習和互相交流[10]。

教學內容全面化：線上線下教學相結合，能夠豐富和拓寬教學內容。傳統實驗難以展現的微觀和宏觀實驗現象，可以通過線上模擬實驗等方式呈現給學生，從而提高學生的實驗認知能力和創造力。

（三）? 實踐反思

盡管基于SPOC的混合教學模式取得了一定的成效以及師生們的認可，但是仍然存在著許多的不足以及挑戰。下面將從學生以及教師兩個方面闡述目前所面臨或者待解決的主要問題。

對于學生而言。以課前預習為例，不同于傳統教學模式，基于SPOC混合教學的物理化學實驗課程的教學以及考核方式均有所改變，學生們在線下實驗課前不僅需要預習實驗，還需要觀看在線平臺的實驗講解視頻并回答教師設置的相應問題，并完成實驗預習報告。這無疑增加了學生的學習量以及工作量，部分學生會產生抵觸的情緒。對于這一問題，我們認為后期主要應該從兩個方面進行解決。一方面是對于課程的設置還需要進一步優化，合理地配置教學上的內容，增加各環節學習的趣味性，盡量讓學生們學在其中、樂在其中；另一方面教師應該在平常的交流中引導并鼓勵學生，激發學生們對學習的積極性。另一問題是報告抄襲問題，在撰寫實驗報告過程中，部分學生不經思考直接拿其他同學的實驗報告抄襲。這一問題也可從兩方面處理。對抄襲的同學作思想工作以及該次實驗課程低分，讓完成報告的學生勿將報告借于他人抄襲。

對于教師而言。教師身為整個教學活動過程的設計者和引導者，新的教學模式也是一個極大的挑戰。例如，在線平臺上的課程錄制，既要求教師所錄制的內容無任何差錯，又要求內容要有一定的創新性和趣味性，同時還需要考慮如何更好地鍛煉學生們的思維。這意味著教師不僅需要在課堂上進行實驗指導，還需要教師花費大量的時間和精力在課前以及課后，這一轉變需要教師們適應。另外，教學模式的改變，意味著教師們需要學習新的教學手段——SPOC平臺的使用[11]。

四? 結束語

基于SPOC的混合教學新模式為傳統線下物理化學實驗教學改革提供了新的思路和方法。我們的實踐結果表明，混合式教學模式有利于提高物理化學實驗的教學效果，加深學生對每個實驗理論知識的理解程度，提高學生們的動手操作能力以及學習的積極性，營造良好的課堂氛圍。我們將繼續對SPOC在高校物理化學實驗教學中的應用進行深入研究，不斷地修正和完善。

參考文獻：

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