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《工業(yè)和信息化教育雜志》2016年第11期

摘要：

隨著MOOC/SPOC在全球教育領(lǐng)域的興起，各大高校基本都進行了基于SPOC的混合式教學(xué)嘗試，取得了一定的成果。但新教學(xué)模式難以有效利用傳統(tǒng)課堂的教學(xué)資源，針對混合式教學(xué)的特殊要求開發(fā)新的教學(xué)資源類型—“電子教具”已成為了當(dāng)務(wù)之急。我校“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”教學(xué)團隊一直致力于本課程電子教具資源庫的建設(shè)，實踐表明，電子教具在降低混合式教學(xué)教學(xué)難度，提高學(xué)生興趣，增強學(xué)習(xí)效果方面，起到了顯著的作用。

關(guān)鍵詞：

計算機基礎(chǔ)教學(xué)；混合式教學(xué)；MOOC；SPOC；電子教具

0引言

MOOC在全球的迅速升溫和小SPOC的興起，為校園教學(xué)改革注入了新的活力。與MOOC不同，SPOC主要定位于校園課堂。國外的教學(xué)實踐表明，SPOC在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和自主學(xué)習(xí)能力方面有顯著作用。如何將課堂教學(xué)與在線學(xué)習(xí)相結(jié)合，實施翻轉(zhuǎn)課堂和混合教學(xué)模式[1-4]，使SPOC在大學(xué)生計算機應(yīng)用能力培養(yǎng)過程中發(fā)揮效用，面臨巨大挑戰(zhàn)。針對這一問題，我校的“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”教學(xué)團隊嘗試了多種方法和模式來提高混合式教學(xué)模式的教學(xué)效果，其中“電子教具”這一手段起到的作用非常突出，是我們下一步SPOC推廣工作的重點方向。

1“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”課程建設(shè)的發(fā)展形勢

“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”是根據(jù)教育部計算機基礎(chǔ)教學(xué)指導(dǎo)委員會“1+X”培養(yǎng)要求開設(shè)的公共基礎(chǔ)課程，是大學(xué)各專業(yè)一年級新生的第一門計算機課程，也是本科各學(xué)科專業(yè)學(xué)生必修的公共基礎(chǔ)課程。該課程學(xué)習(xí)效果的良好與否，與學(xué)生掌握計算機技術(shù)、運用計算思維解決本學(xué)科專業(yè)問題的效果好壞有著直接的關(guān)系。為了順應(yīng)時代的發(fā)展，我校的“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”教學(xué)團隊一直致力于新教學(xué)模式的推廣，積累了相當(dāng)多的經(jīng)驗。通過對現(xiàn)有精品資源課程的轉(zhuǎn)型升級，建設(shè)的“大學(xué)計算機（面向工科）”MOOC課程，已在教育部“愛課程”網(wǎng)成功上線2年多；同時該課程作為西安交通大學(xué)首批的三門課程之一，于2015年1月22日在Coursera平臺上線。2015年起，筆者所在的教學(xué)團隊針對我校工科專業(yè)的大一學(xué)生進行了“傳統(tǒng)課堂+SPOC”混合式教學(xué)的嘗試，為教學(xué)模式的現(xiàn)代化走出了堅實的一步，相關(guān)教學(xué)改革工作也獲得了國家、學(xué)校以及相關(guān)企業(yè)的項目支持。和傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，混合式教學(xué)模式有獨特的優(yōu)勢[5]。首先，視頻一直放在網(wǎng)上，學(xué)生上課沒聽懂的內(nèi)容，課后還可以通過觀看教學(xué)視頻來補救，重點難點可以反復(fù)練習(xí)，反復(fù)揣摩；其次，學(xué)生在課前觀看視頻，比原本只是看課本的預(yù)習(xí)方式要形象生動得多，預(yù)習(xí)后帶著問題去聽課堂講授，會使課堂交流更為順暢和有針對性；最后，SPOC上的作業(yè)可以設(shè)置為多次提交取最高分，學(xué)生如果對得分不滿意可以反復(fù)提交，這樣在一次次的作業(yè)提交中強化所學(xué)的知識，達到了“在學(xué)中做，并在做中學(xué)”的目的。但是，混合式教學(xué)對傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式的沖擊也是很大的。學(xué)生已經(jīng)在SPOC上看過了教學(xué)視頻，如果在課堂上只是片面地重復(fù)教學(xué)內(nèi)容肯定會使學(xué)生失去再次聽講的興趣。在混合式教學(xué)模式中，課堂教學(xué)內(nèi)容深入也好，獨辟蹊徑也好，總之必須有所變化。針對這個問題，目前最流行的解決方案就是“翻轉(zhuǎn)課堂”，課堂上全是討論答疑，不涉及新內(nèi)容了。但受學(xué)生積極性、自覺性等現(xiàn)狀所限，“完全翻轉(zhuǎn)”目前只能在部分生源較好的優(yōu)秀班級做實驗，全面推廣并不現(xiàn)實，所以，想辦法在傳統(tǒng)課堂上想些新點子，開拓新的教學(xué)資源來豐富教學(xué)內(nèi)容，就是當(dāng)前混合式教學(xué)發(fā)展的必由之路了。教學(xué)資源是教師教學(xué)方法、教學(xué)思維的凝結(jié)，可以在有經(jīng)驗的教師的干預(yù)下對學(xué)生的學(xué)習(xí)起到良好的引導(dǎo)作用。教學(xué)資源匯聚教師智慧，一個教師制作的資源，可以方便地在其他教師的課堂上使用，國家建立“精品資源共享課”機制的目的也在于優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共享與傳播。但對于MOOC/SPOC教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等脫離了常規(guī)課堂的新式教學(xué)方法，教師由一個組織者演化為一個旁觀者，學(xué)生的角色也發(fā)生了轉(zhuǎn)換，完全自己主導(dǎo)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)進度由自己負責(zé)，僅僅使用傳統(tǒng)教學(xué)資源很容易出現(xiàn)一些以往教學(xué)活動中少見的問題，主要包括以下3點。

（1）傳統(tǒng)教學(xué)資源的類型單一問題。傳統(tǒng)教學(xué)資源類型一般局限于課件、教師授課視頻、教學(xué)相關(guān)文檔等，基本上都是以教師為中心組織的，是教師常規(guī)授課過程中的自然產(chǎn)物，類型相對比較單一，只是原有課堂教學(xué)過程在計算機上的簡單延伸，很多資源并不適合MOOC/SPOC的新型教學(xué)方式。

（2）傳統(tǒng)教學(xué)資源的趣味性欠缺問題。傳統(tǒng)教學(xué)資源受課堂因素制約，嚴肅有余活潑不足，在當(dāng)前大學(xué)生普遍課業(yè)繁重的大形勢下，不易迅速、持續(xù)地吸引學(xué)生的注意力，容易使學(xué)生產(chǎn)生厭倦情緒，制約學(xué)習(xí)效果。

（3）傳統(tǒng)教學(xué)資源的教師依賴性問題。傳統(tǒng)教學(xué)資源是輔助教師教學(xué)的，比較依賴教師本人的水平發(fā)揮，資源本身主要起輔助的作用，學(xué)生很難完全使用傳統(tǒng)資源進行自學(xué)（而自學(xué)是翻轉(zhuǎn)課堂的基本要求）。比如PPT課件，沒有教師講授學(xué)生只看課件效果很差。而且這些教學(xué)資源通常針對整個教學(xué)過程，目標(biāo)是完成整個教學(xué)任務(wù)，主要通過教學(xué)的內(nèi)容組織來突出重點難點，缺乏形式上和結(jié)構(gòu)上的區(qū)分和界定。針對以上問題，在新教學(xué)模式的探索期間，為方便教師在多種環(huán)境下的教學(xué)，我們開發(fā)制作了一批傳統(tǒng)課堂可用、MOOC/SPOC可用、翻轉(zhuǎn)課堂可用的電子教具，輔助教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)，收獲了教師和學(xué)生的多方面好評。電子教具的使用提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為傳統(tǒng)課堂增添了趣味性，為MOOC/SPOC課堂增強了可交互性，降低了混合式教學(xué)實踐推廣的門檻。

2電子教具的概念

“教具”一詞，在《新華字典》中的定義是“教學(xué)時用來講解說明某事某物的模型、實物、圖表和幻燈等的總稱”。作者認為，“教具”類似于計算機程序中的函數(shù)、模塊，封裝好了一個完整的概念，可以方便地重復(fù)使用，可以隨著教學(xué)進程逐步升級、改進。具體到本文中，“電子教具”則有兩方面的含義。一方面是指在教師教學(xué)過程中，為了使學(xué)生對某教學(xué)要點有更透徹的理解，向?qū)W生演示運行的，有關(guān)該要點的計算機程序、可交互式動畫、演示視頻等。如演示快速排序過程的Flash動畫、演示加密算法加解密過程的計算機程序等。另一方面是指在學(xué)習(xí)過程中，為了便于學(xué)生自我測試某一要點的學(xué)習(xí)情況，教師向?qū)W生提供的，可對學(xué)生某一要點學(xué)習(xí)效果進行測試、自動批閱或錯誤提示的計算機程序或可交互式動畫。如測試計算機組裝過程要點掌握情況的Flash動畫、檢查中國學(xué)生常見Python程序錯誤的計算機程序（因為官方編譯器給出的錯誤提示不夠明確）等。本文中的“電子教具”與通常教學(xué)中經(jīng)常提及的“教學(xué)案例”[6]的主要區(qū)別在于，教學(xué)案例一般是敘述性的，從一個固定的角度講授教學(xué)要點，承前啟后，結(jié)構(gòu)完整，一旦制作完成內(nèi)容就比較穩(wěn)定，交互性很少或沒有；而大部分電子教具不算一個完整的教學(xué)案例，只有教學(xué)要點的內(nèi)部邏輯，可以由教師或?qū)W生在教學(xué)和學(xué)習(xí)過程中動態(tài)確定該內(nèi)部邏輯的輸入輸出，有較好的交互性。教師在使用電子教具時，如果提前精心設(shè)計好電子教具的典型輸入，那么包含了確定輸入的電子教具就完全可以作為一個“教學(xué)案例”來使用。

3電子教具在混合式教學(xué)課堂上的作用

在MOOC和SPOC在校園逐步推廣的過程中，筆者作為我校混合式教學(xué)實踐者中的一員，對教學(xué)過程中電子教具使用的必要性有相當(dāng)深入的體會。和傳統(tǒng)教學(xué)方式的面面俱到不同，混合式教學(xué)要求學(xué)生通過視頻自學(xué)大部分教學(xué)內(nèi)容，而教師要在有限的課堂授課時間內(nèi)主要針對重點、難點、熱點進行深入講解。學(xué)生必須好、快、準(zhǔn)地理解這些教學(xué)關(guān)鍵點，電子教具在其中可以起到催化劑的作用，優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下5個方面。

（1）有趣。傳統(tǒng)教學(xué)模式局限于課堂，有教師進行課堂紀(jì)律的管理和約束，當(dāng)學(xué)生注意力渙散、不注意聽講時可以及時糾正，但處于翻轉(zhuǎn)課堂等混合式教學(xué)模式時，學(xué)生何時學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)多長時間都由學(xué)生自己決定。學(xué)生很容易受外界干擾中斷學(xué)習(xí)，所以有必要引入更為有趣的電子教具增強學(xué)生的學(xué)習(xí)粘性；本課程使用的電子教具多為教師開發(fā)或改進的計算機程序，形式多樣可交互，趣味性強，可以有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（2）多媒體化和可視化。多媒體技術(shù)為人機之間的信息交流提供了全新的手段，文字、音頻、視頻等不同的媒體方式，以及計算機程序或動畫等先進的數(shù)據(jù)表達方式能夠以更高的維度描繪書本上的枯燥知識，實現(xiàn)知識的多媒體化和可視化，易于被學(xué)生理解。

（3）師生之間互動性好。在混合式教學(xué)模式中，動輒有超過一半的教學(xué)時間完全由學(xué)生自己掌控，和教師的直接互動大為減少。而交互性強是電子教具的一大優(yōu)點，教師完全可以把自己的思路融入電子教具和學(xué)生的互動反饋邏輯之中，使電子教具成為教師的不知疲倦的人，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)參與感。

（4）可二次開發(fā)。和通常制作好就相對固化的教學(xué)視頻、教材等不同，電子教具修改容易，便于二次開發(fā)，可隨時將教學(xué)實踐結(jié)果反饋回電子教具的設(shè)計過程中，經(jīng)過多次迭代，達到傳統(tǒng)教學(xué)資源很難達到的優(yōu)化效果。

（5）重點、難點和熱點突出。在混合式教學(xué)模式中，學(xué)生觀看教學(xué)視頻的主動性不足，容易陷入“為看而看”的局面，一個個教學(xué)視頻對于未能透徹理解的學(xué)生來說并無輕重之分，學(xué)生對課程的重點、難點和熱點等關(guān)鍵點的感受明顯弱于傳統(tǒng)教學(xué)模式。而電子教具并不需要針對每個章節(jié)、每個知識點都進行制作，只需瞄準(zhǔn)教學(xué)最關(guān)心的關(guān)鍵點，學(xué)生通過與電子教具的互動，可以較為容易地獲知教學(xué)目標(biāo)，加深學(xué)生的學(xué)習(xí)層次感。“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”課程目前已有和未來計劃開發(fā)的電子教具主要包含計算機程序、Flash和演示視頻3種類型，具體描述參見表1。演示視頻是電子教具中的一個特殊類別，教學(xué)目標(biāo)很多情況下不是重點、難點，而是“熱點”，目的是加深學(xué)生對計算機科研熱點的了解、拓展視野，典型的例子參見圖1至圖3。該類電子教具數(shù)量較少，但是有著很好的教學(xué)效果，極大地提升了學(xué)生對計算機學(xué)科的興趣。這些演示視頻往往不是來自國內(nèi)外的教育科研機構(gòu)，而是網(wǎng)絡(luò)上的優(yōu)秀視頻制作者不經(jīng)意的作品。“生活中從不缺少美，而是缺少發(fā)現(xiàn)美的眼睛”，教師很難有計劃地、刻意地去尋找這些適合教學(xué)的優(yōu)秀視頻，要在教學(xué)科研工作和日常生活中處處留心，方能遺珠偶得。筆者所在的教學(xué)團隊通過對國內(nèi)外知名MOOC平臺（如“中國大學(xué)MOOC”“學(xué)堂在線”、Coursera和edX等）的調(diào)查研究表明，在MOOC教學(xué)中使用事先精心準(zhǔn)備的電子教具來輔助教學(xué)，幾乎已經(jīng)是這些平臺中受歡迎課程的共同特征。部分技術(shù)、人力和資金較為充裕的團隊建設(shè)的課程，甚至可以做到在正常課程中穿插大段精心制作的電影級原創(chuàng)演示視頻，教學(xué)效果很好，收到了學(xué)生的一致好評。

4結(jié)語

經(jīng)過1年多的SPOC教學(xué)實踐，電子教具在我校混合式教學(xué)中的應(yīng)用越來越廣泛，在教學(xué)改革進程中處于越來越重要的位置，具體體現(xiàn)在以下幾個方面。首先，形成以教師學(xué)生之間的交流為中心的新的教學(xué)資源組織方式。傳統(tǒng)教學(xué)資源包含課件、課堂教學(xué)視頻、教學(xué)文檔等基本類型，經(jīng)過長期的教學(xué)實踐已經(jīng)非常成熟。由于這類資源和教師本人聯(lián)系過于緊密，是以教師為中心的資源組織方式，所以并不適合新的混合式教學(xué)模式，因此應(yīng)將當(dāng)前教學(xué)資源庫的建設(shè)重點轉(zhuǎn)移到電子教具上，形成以教師學(xué)生之間的交流為中心的新的資源組織方式。其次，促進了精品資源共享課與MOOC建設(shè)結(jié)合。精品資源共享課建設(shè)和MOOC建設(shè)是我校原有精品課程的兩個共同的重點任務(wù)，這兩個任務(wù)由于面對的教學(xué)模式不同，對資源的建設(shè)原本是略有沖突的，而電子教具資源庫建設(shè)同時滿足這兩種教學(xué)模式要求，有利于更有效率地完成這兩個重點建設(shè)任務(wù)。最后，走出了一條扁平化資源建設(shè)向關(guān)鍵點資源建設(shè)的新路。傳統(tǒng)的教學(xué)資源由于要服務(wù)完整的教學(xué)過程，整個資源的建設(shè)是扁平化的，而電子教具庫的建設(shè)以重點、難點、熱點等關(guān)鍵點為依托，便于發(fā)揮教師的特長；同時對關(guān)鍵點資源的不斷錘煉也有利于對電子教具的精益求精，實施資源庫建設(shè)的“精品戰(zhàn)略”。按照課程建設(shè)與教學(xué)改革的統(tǒng)一部署，未來“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”課程電子教具資源庫建設(shè)的工作計劃主要有以下4點。

（1）補充不足的電子教具。首先要梳理“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”課程的關(guān)鍵點，主要包括課程的重點、難點和熱點（主要指近期的科研熱點），同時要注意從教師和學(xué)生的不同角度去分析這些關(guān)鍵點，設(shè)計開發(fā)出有利于教師教學(xué)或有利于學(xué)生自測的電子教具。

（2）通過教學(xué)實踐更新已有的電子教具。沒有經(jīng)過實踐檢驗的電子教具只是脫離實際的空中樓閣，必須得到傳統(tǒng)課堂教學(xué)、MOOC/SPOC或翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)環(huán)境的及時反饋，經(jīng)過一系列的修改完善，這期間可能經(jīng)歷電子教具的界面美化、二次開發(fā)甚至完全回爐重新開發(fā)的多個過程，方可確定電子教具的正式版本。

（3）開拓新的電子教具類型。目前使用的電子教具主要有計算機程序、Flash、演示視頻3種類型，未來不排除經(jīng)過調(diào)查實踐，結(jié)合計算機教學(xué)實驗中心開發(fā)團隊的實際情況，開拓出新的電子教具類型的可能性，比如3D動畫、真人實景演示等。

（4）建立起完善的電子教具資源庫管理機制。當(dāng)制作完成的電子教具積累一定數(shù)量之后，教具的分類資源庫建設(shè)就要納入日程上來，同時要結(jié)合精品資源共享課的建設(shè)要求，將電子教具和原有的傳統(tǒng)教學(xué)資源有機融合，更好地為教學(xué)服務(wù)。

參考文獻：

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作者:喬亞男 李波 謝濤 單位:西安交通大學(xué)計算機教學(xué)實驗中心