基于SPOC的《航海气象》课程混合式教学研究与实践

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　　摘 要：随着我国高等教育信息化的不断发展，在线教育產品越来越丰富，信息化环境下新型教学模式的探索成为新时代高校创新变革、打造“金课”、切实提高课堂教学质量的重要途径。文章依托江苏省高校精品在线开放课程——《航海气象》，构建基于SPOC 的《航海气象》课程混合式教学模式，按照“课前感知学习、课中深度学习、课后提升学习”三个教学环节，采取形成性评价与终结性评价相结合的多元评价方式，线上与线下相互交融实施翻转教学，有效地提高了课堂教学质量，同时为信息化教育背景下高职课程教学改革提供了可借鉴的实践经验。
　　 关键词：SPOC;混合式教学;航海气象
　　 中图分类号：G642.3             文献标志码：B          文章编号：1673-8454（2020）04-0056-05
　　2012年，大规模在线开放课程在全球兴起。2015年4月，《教育部关于加强高等学校在线开放课程建设应用与管理的意见》的发布，有力地推动了我国在线开放课程建设走上“高校主体、政府支持、社会参与”的积极、健康、创新、可持续的良性发展道路[1]。随着我国高等教育信息化的不断发展，在线教育产品越来越丰富，信息化环境下新型教学模式的探索成为了新时代高校创新变革、打造“金课”、切实提高课程质量的重要途径。
　　 文章以江苏省高校精品在线开放课程——《航海气象》课程建设为契机，构建基于SPOC 的《航海气象》课程混合式教学模式并进行实践探索，有效地提高了课堂教学质量，同时为信息化教育背景下高职课程教学改革提供了可借鉴的实践经验。
　　 一、核心概念的界定
　　 1. SPOC
　　 主要是指小规模、限制性的在线课程。这个概念最早是由美国加州大学伯克利分校的阿曼德·福克斯教授提出和使用的[2]。Small和Private是相对于MOOC（Massive Open Online Course）中的Massive和Open而言的，Small是指小规模，学生人数一般为几十到几百人;Private是指私有、非公开，即设置课程准入条件，只有满足条件的学生才能被纳入课程。相对于MOOC没有师生互动、高注册率、低成功率等问题，SPOC通过设置准入条件和限定学生规模，能够为学生量身定制课程，提供更大的专业支持，使学生深度体验完整的、个性化的学习过程，提高学生参与度，促进师生互动，从而有利于增强学习动机，提高课程完成率[3]。
　　 2.混合式教学
　　 主要是把在线教学和传统教学的优势结合起来的一种“线上+线下”的新型教学模式。其内涵是针对不同的学习需求通过系统的教学设计将在线学习和传统课堂教学过程中各个环节进行深度融合，以实现有效教学[4][5]。
　　 3.航海气象
　　 该课程是航海技术专业的一门专业核心课程，是江苏省高校在线开放课程。主要培养学生掌握与航海活动有关和必备的气象学、海洋学基础知识，船舶水文气象要素测报的基本技能和航线天气分析能力，为确定航线和制定航海计划提供重要依据，对保障海上安全航行具有重要作用。
　　 基于SPOC的《航海气象》混合式教学研究与实践，即基于SPOC的教育理念，在深入研究“线上学习”与“线下传统课堂”各自的优势、课程的教学目标、航海技术专业学生特点的基础之上，构建基于“线上+线下”混合式教学模式，并进行实践探索，以期达到激发学生的创新思维和学习兴趣，培养学生的自主学习能力，有效提高人才培养质量的目的。
　　 二、《航海气象》在线课程建设
　　 混合式教学的基本条件是在线课程的建设。在线课程建设的质量很大程度上决定了混合式教学的质量。在线课程建设主要包括课程资源的设计与开发以及在线课程平台的建设。
　　 1.《航海气象》课程资源的设计与开发
　　 课程资源的设计与开发是在线课程建设的一个重要环节，是衡量课程建设质量高低的重要指标，也是影响课程教学质量的一个重要因素。按照教学资源的使用功能划分，我们将教学资源分为三类：导向性资源、知识性资源和练习性资源。
　　 （1）导向性资源
　　 导向性资源是指对整个课程实施起指导作用的资源，主要包括课程实施的纲领性文件和学习指南，如课程标准、授课计划、教案、职业资格考试大纲等，以便学生了解和熟悉课程在专业人才培养中的定位和课程的教学目标。
　　 （2）知识性资源
　　 知识性资源是课程教学内容的载体，对人才培养和教学目标的实现起着至关重要的作用，也是课程资源设计与开发的重点。知识性资源设计的好坏，将对学生的学习兴趣和学习活动产生直接的影响。在进行知识性资源设计时，我们应当遵循以下原则：
　　 ①“模块化”原则
　　 针对航海技术专业职业性、实践性强的特点，在构建课程教学体系时，应彻底摒弃“学科本位”的思想，不片面追求知识的系统性和完整性，而是围绕实际岗位需求，以职业能力培养为主线来设计教学模块，选取教学内容，使课程教学更加贴近岗位实际。
　　 ②“课证融通”原则
　　 根据航海职业岗位的知识、能力、素质要求，参照《1978年海员培训、发证和值班标准国际公约（马尼拉修正案）》（以下简称《STCW公约马尼拉修正案》）和交通运输部最新颁布的《海船船员培训大纲（2016版）》（以下简称《培训大纲》）所规定的船舶驾驶员的适任标准，整合、优化教学内容，合理设计实践教学环节，形成融“教、学、做”于一体并与职业资格等级考试内容相接轨的课程教学体系。
　　 ③“与时俱进”原则
　　 及时吸收航海气象领域最新研究成果，纳入教学内容，以使学生掌握最新航海气象知识和航海技术，更能胜任现代化船舶驾驶的要求。 　　 根据以上原则，将课程教学内容分为气象学基础知识、海洋学基础知识、天气图基础知识、天气系统及其天气特征、船舶气象信息的获取与应用等5个教学模块。遵循学生的知识习得规律，将每个模块按照由简单到复杂、由单一到综合的顺序排列，便于学生自主学习（见图1）。
　　在知识性资源的表现形式上，主要有微课视频、课堂教学录像、演示文稿、教材、讲义等基本资源以及案例、图片、动画、讨论等拓展性资源。微课视频是以章节中的知识点为单元，录制5-10分钟时间的教学短视频，以供学生学习重点、难点所用。本课程以“结构化课程、碎片化资源”为理念，以“短视频、亮启发、全覆盖” 为思路，将课程内容整合成83个知识点，并分别录制成视频供学生选择观看。教学录像是对课堂教学过程的实录，便于学生完整地学习课程教学内容，了解知识点之间的相互关系。演示文稿是按照每一个模块、每一个单元设计的PPT课件，主要用于课前学生预习以及课堂教学活动过程中教师的演示。教材和讲义是视频、PPT课件的辅助教学资源，可以帮助学生更全面、系统地学习课程内容。课程拓展性资源主要包含了与该课程相关的知识和案例，以供学生拓展学习所用。
　　 （3）练习性资源
　　 练习测试是在线课程必不可少的一个环节，是复习巩固所学知识、检验学习效果的重要手段，是教师了解学生对知识点掌握情况的重要途径。本课程以交通运输部颁布的《培训大纲》为依据，按照章节顺序，分船长/大副、二副/三副两个类别，分别编制了试题库，共计5000多道选择题，100多道主观题。利用课程建设平台的自动组卷功能，可实现作业、课堂测试、阶段测试、期末考试等的自动组卷，极大地方便了学生对学习效果的自主检查。
　　 2.《航海气象》在线课程平台建设
　　 随着我国大规模在线开放课程的建设，国内涌现了许多优秀的在线课程建设平台，如爱课程、超星泛雅、智慧职教、学堂在线等。本课程选用超星泛雅平台开展课程建设。该平台是以混合式教学为核心思想，集课程建设、教学互动、资源管理、教学评价等为一体的新一代网络教学平台。平台不仅拥有电脑客户端，还开发了移动客户端——“学习通”。“学习通”能提供“签到、选人、抢答、主题讨论、測验、拍摄、问卷、评分、直播、视频、分组任务”等丰富多彩的课堂教学活动，极大地活跃了课堂气氛，提高了学生的学习兴趣。利用“学习通”，学生可以利用碎片化的时间随时随地学习，有效提高了学习效率，特别是在复习迎考阶段，“学习通”的利用率明显上升，优势更加凸显。图2、3分别为《航海气象》在线开放课程主页面和一节课的自主学习内容（以模块1——气象学基础知识中“气温”和“气压”为例）。课程主页包括课程介绍、教师团队、教学方法、授课目标、课程考核、参考教材、课程评价、教学资源、课程章节等内容。点击课程章节即可进入课程学习。每一节课的学习内容包括演示文稿（PPT）、微课视频、电子教材、讲义、讨论、复习与思考、小测验等丰富的教学资源。
　　 三、《航海气象》混合式教学模式的设计与实施
　　 1.教学活动设计
　　 基于在线课程如何设计教学活动环节，是混合式教学取得成败的关键。本课程的混合式教学活动按照“课前感知学习、课中深度学习和课后提升学习”三个阶段展开，具体如图4所示。
　　 （1）课前感知学习
　　 课前感知学习阶段主要采用在线模式。教师分析教学对象，依据教学大纲，进行教学内容、教学资源、测试练习、学习指导等的设计，并将这些材料上传至在线平台，并发布预习通知，让学生自主学习。同时通过对学生网上提交的测试练习结果以及在微信群中交流讨论问题的分析，了解学生的学习难点，为接下来的课堂教学提供了参考依据;学生利用在线平台观看教学资源，熟悉教学内容，进行练习测试，交流学习心得，提炼难点问题，形成对本次课教学内容的初步认识，为课堂教学活动的开展奠定基础。
　　（2）课中深度学习
　　 课中深度学习阶段是整个教学活动的核心环节。该环节以传统的师生面对面教学活动为主，同时也结合在线教学活动。在具体实施过程中，根据不同的教学内容，结合学生的自主学习情况灵活采取不同的教学方法，如任务驱动教学法、启发引导教学法、小组讨论教学法等。下面笔者以“航线天气分析”教学为例，介绍任务驱动教学法的实施步骤。所谓任务驱动法就是教师以实际工作任务为载体，按照 “任务引入—知识储备—任务实施—检查与评估”等几个主要的教学环节实施教学，使学生在完成任务的过程中，知识和技能得到同步提高。
　　 ①任务引入
　　 教师首先引入工作任务，并对任务进行描述、分解，让学生明确课堂教学目标。在引入具体任务时，教师既要考虑学生的知识水平和课前在线学习情况，也要考虑任务所覆盖的知识面和难度。本次课的任务是：明华轮在2018年10月9日00时（世界时）的船位、航向、航速，要求学生分析该轮在预定航线上当前时刻、未来12小时以及未来24小时的天气和海况。
　　 ②知识储备
　　 确定教学任务后，其后的教学活动就是教会学生如何分析问题、解决问题、完成任务。由于学生在课前已经开展了基于在线资源的自主学习，对本次课的学习内容已初步了解，因此课堂中教师将重点放在难点问题的破解上，应用案例演示教会学生如何应用知识解决问题，避免重复讲授理论知识。本节课的重点是讲解航线天气分析方法，这也是该课的难点。航线天气分析方法，即航线天气的制作程序，分为收图、看图、绘图、预报和择线五个步骤。
　　 收图：要求学生掌握应该接收哪些图。主要接收地面分析图、地面预报图、波浪分析图、波浪预报图。
　　 看图：要求学生掌握需要看哪些内容。主要看本船目前和未来受何种天气系统影响，是否有危及航行安全的天气发生。如果存在可能危及航行安全的天气，则进入第三步绘图。
　　 绘图：要求学生掌握绘图的内容和绘制的方法。主要绘制船舶与天气系统在未来时刻的相对位置。根据绘制好的相对位置，进入第四步预报。 　　 预报：要求学生掌握预报哪些气象要素，如何预报。主要预报对船舶航行影响较大的风、浪、雾等要素。教师讲解风、浪、雾等的预报方法。
　　 择线：结合本船性能、载货等情况，选择一条尽量避开大风浪区的安全经济航线。
　　 ③任务实施
　　 学生根据教师布置的任务，结合教师的讲解和案例演示，自主或协作完成任务。本节课我们将学生分组，每组安排一位组长，协调本组开展任务实施活动。我们要求每组组员根据接收到的任务协作完成航线天气分析，选择出合适航线，并完成航线分析报告。在任务实施过程中，教师观察学生工作表现，巡回指导，解答疑问。
　　 ④检查与评价
　　 各组将航线分析报告上传至课程平台并投屏，每组派一位组员汇报航线分析结果，教师对各组完成情况分别进行点评，并对整个教学活动进行总结，提出任务实施中的关键问题和知识点，加深学生对所学内容的理解。
　　 （3）课后提升学习
　　 课堂教学活动结束以后，学生在课后可以利用课程在线学习平台上提供的教学视频、演示文稿、课件以及其他拓展性资源进行巩固学习，完成教师布置的在线作业，并利用在线平台提供的交流工具或者班级QQ群、微信群等进行师生、生生之间的交流与讨论，实现学习提升。教师在课后根据课堂教学情况，在线发布相关作业帮助学生巩固提高;时刻关注各种交流工具，及时回答学生提问，帮助学生解惑答疑;还要对学生提交的作业进行评阅，根据学生的作业情况， 对课堂教学进行反思，为下次课的教学改进积累经验。图5为《大气环流》这一节课作业的详情统计图，图中给出了每一道题的答题正确率。教师根据该图可以大致了解学生对《大气环流》这一节课内容的掌握情况，从而为下次课有针对性地进行复习和讲解提供依据。
　　 2.教学评价设计
　　 在《航海气象》课程的混合式教学中，我们采用的是形成性评价与终結性评价相结合的多元化教学评价设计。形成性评价的内容包括课堂出勤情况、互动情况、教学视频观看情况、作业完成情况、阶段测验成绩、在线课程访问数、微信群中的交流讨论情况等，主要是对学生学习过程的评价，占总成绩的60%。终结性评价的内容包括期终考试成绩和项目综合实践，各占总成绩的20%。除了实践项目的考核外，其余项目的考核成绩通过在线学习平台的大数据分析功能自动得出。这种多元化的评价方式，摒弃了“一卷定终身”的传统考核评价方式，注重过程性评价，从而能更加客观、科学、全面、真实地反映学生的学习过程及学习效果。具体如表1所示。
　　四、《航海气象》混合式教学实践应用及效果
　　 《航海气象》在线课程自2017年底建成以来，先后在本校、爱课程和超星慕课平台开放使用。就本校来说，“线上+线下”的混合式教学模式已在16个航海技术专业高职班和13个海船驾驶员培训班中进行了实践应用，学生人数达1800余人。截至目前，课程访问次数已突破178万次。
　　 基于在线课程的混合式教学模式受到学生的广泛欢迎，对于激发学生的学习积极性、改善教学效果、提升学生的学习质量起到了明显的作用。在网上的课程评价中，学生在知识量、趣味性、教师参与、课程设计等方面给出了5颗星的最高评价（见图6）。
　　在课程结束后对学生的访谈中，有学生这样说：“线上课程与线下课堂互为补充，从不同的角度对知识点进行了阐释，有助于我们更加立体地理解相关课程内容”。也有学生说：“在线课程通过课前预习、课后复习和在线自测，相当管用”。还有学生这样评价：“课上没有听懂的内容，可以在线上反复学习，直到弄懂为止，有了在线平台，资源丰富了，学习变得轻松了”……在近几年的全国海船船员适任证书的统考中，我校学生的考试通过率一直较高，《航海气象》在线课程也连续几年被学生评为最满意的课程。
　　五、结束语
　　 随着教育信息化的深入推进，混合式教学已成为高校教学改革的重要策略和发展方向。而本课程的混合式教学研究与实践仅仅是一个起点，还有很多问题值得深入研究。例如，如何进一步丰富和完善教学资源以保证教学效果，如何对学生的自主学习过程进行设计与监测以达到预习目的，如何更有效地开展课堂教学设计以更好地激发学生的学习兴趣和创新思维等等。所有这些都将是本课程今后教学改革努力的方向。
　　 参考文献：
　　 [1]教高[2015]3号.教育部关于加强高等学校在线开放课程建设应用与管理的意见[Z].
　　 [2]Armando Fox.From MOOCs to SPOCs [J].Communications of the ACM，2013（12）：38-40.
　　 [3]张凤英，葛福鸿，李春燕.基于云班课和SPOC的《计算机网络》教学设计及研究[J].中国教育信息化，2019（6）：70-72.
　　 [4]李小龙，曾兆敏.基于SPOC的高职院校混合式教学模式研究[J].中国教育信息化，2017（10）：23-28.
　　 [5]付艳芳，杨浩.基于SPOC的混合式教学模式设计与实践[J].职业技术教育，2017，38（26）：36-41.
　　 （编辑：李晓萍）
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