工科課程在線教學的探索與實踐

米紅林，楊曉東，何 斌

（1.上海應用技術(shù)大學 機械工程學院，上海 201418；2.喀什大學 土木工程學院，新疆 喀什 844000）

0 引言

課程是高校人才培養(yǎng)模式的支撐點，課程的質(zhì)量直接影響人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)及實現(xiàn)程度和效率[1].教育部[2017]2 號文件《2017 年教育信息化工作要點》[2]指出：“深入推進信息技術(shù)與教育教學深度融合.”“不斷加強高等教育優(yōu)質(zhì)資源建設(shè)與應用.”“組織開展本科高校信息技術(shù)與教育教學深度融合的課程體系重構(gòu)研究和實踐探索，推動核心課程群建設(shè)與應用，助推教學改革.”這就要求我們在教育教學中，要充分發(fā)揮教育信息化在教育現(xiàn)代化中的支撐和帶動作用.近年來高校慕課建設(shè)取得了巨大成就，各種在線開放課程已陸續(xù)推出并上線使用[3].在線教學論壇及有關(guān)的MOOC（Massive Open Online Course，即大規(guī)模開放在線課程的簡稱）會議中，各高校積極分享了在線教育實踐經(jīng)驗和成功做法.為更好的利用網(wǎng)絡(luò)學習、社交軟件、大數(shù)據(jù)分析、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等眾多信息創(chuàng)新技術(shù)，許多專家學者和一線教師也針對混合式教學、在線教學、SPOC （Small Private Online Course，即小規(guī)模在線課程的簡稱）開展了一系列的實踐探索和教育教學研究工作[4-9].筆者2019 年在喀什大學土木工程學院先后兩個學期在“中華復興與土木工程”課程教學中實施混合式教學，該課程教學時數(shù)為32 課時，其中在線直播20 課時，共10 次課，直播課堂在上海大學由上海大學教師授課；線下教學12 課時，共6 次課，線下教學由本人在喀什大學授課.在上述混合式教學經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，筆者又于2020年春季學期開展了“材料力學”、“有限元法（英）”兩門課程的線上教學.通過三個學期四門次的混合式教學和線上教學，可以看到在線授課與線下教學的一定差異.在線教學中，教師由以往課堂上面對學生轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)上面對PPT 課件，由以往教師與學生之間面對面的互動轉(zhuǎn)變?yōu)榻處熗ㄟ^書寫板書或PPT 課件與學生互動，所以教學中教師不僅要對課程內(nèi)容熟悉，還要對關(guān)鍵的知識點增加課堂練習，以問題為手段，引導學生不斷思考，提高與學生的互動頻率，鍛煉學生的思維.與此同時，掌握現(xiàn)代教育裝備及信息技術(shù)對教師也同樣是一個挑戰(zhàn)，只有具備對軟件、硬件靈活應用，才能較為順暢的完成網(wǎng)上在線教學活動.另外，授課平臺和作業(yè)提交軟件的選用要有利于教師和學生操作，以提高教師教學工作和學生學習的效率.本文主要以筆者實施在線課程教學過程進行闡述和分析，為進一步在教學改革和課程建設(shè)中使用在線課程和混合式教學提供參考和依據(jù)，也為跨地區(qū)、跨地域的教學工作尤其喀什大學土木工程學院與新疆交通職業(yè)學院共同開展的“4+0”本科與高職院校聯(lián)合辦學模式的進一步深化提供參考和借鑒.

1 線上教學主要硬件及平臺選用

在進行直播授課時，要提前準備好筆記本電腦或臺式電腦、手機等硬件設(shè)施并確保網(wǎng)絡(luò)暢通.電腦用于制作PPT、錄屏使用，手機用于授課過程中通過微信、QQ 群使教師與學生及時交流和發(fā)布通知.筆者使用惠普的Ultrobook用于直播課程，主要原因其上配帶磁性筆，便于板書.學生提交的作業(yè)為圖片格式，由于手機屏幕較小，筆者選用iPad 平板電腦批改作業(yè)，利用大屏幕的優(yōu)點，使批改作業(yè)變得順暢、高效.

“中華復興與土木工程”公選課采用斗魚直播網(wǎng)進行實時傳輸，師生互動采用彈幕進行.“材料力學”、“有限元法（英）”課程選用雨課堂作為直播平臺，使用該平臺創(chuàng)建班級后生成班級的二維碼，教師將此二維碼截屏發(fā)送授課的班級群，學生通過掃面二維碼進入班級.每次直播開始，教師端會形成一個課堂二維碼，將二維碼發(fā)送學生，學生即可進入課堂.

2 使用“雨課堂”平臺為例的課前準備

課前通過“手機課件”功能上傳課件，上傳成功后，在手機端可以選擇發(fā)布課件的班級、發(fā)布時間，可以選擇即刻發(fā)布或設(shè)定某一天發(fā)布.課件發(fā)布后，手機會提示“已發(fā)布成功”，此時學生端會收到預習的PPT 課件.通過“雨課堂”教師的一端，教師可以查看學生瀏覽人數(shù)、瀏覽課件的頁數(shù)等信息.為提高互動效果和學生注意力，備課時在PPT 課件中制作了“單選題”和“填空題”，將課堂重要知識點做成上述題目后，課堂中適時引入問題，并將回答時間設(shè)置成倒計時樣式，便于學生思考和回答.

提前錄屏.為了防止因網(wǎng)絡(luò)擁堵等因素干擾無法進行直播時，提前錄屏PPT 課件十分必要.錄屏軟件較多，有EV 錄屏軟件、迅捷錄屏軟件、Camtasia studio 錄屏軟件以及PowerPoint本身自帶的錄屏功能.經(jīng)過比較和試驗，筆者采用WPS 中PPT 錄屏功能和EV 錄屏軟件進行了錄屏，前者錄好以后生成WebM 格式的視頻文件，后者生成MP4 格式的視頻文件.

3 直播課堂授課及期末考試

直播課程采用“PPT 課件+板書”模式.直播時開啟騰訊會議，通過“共享屏幕”進行授課，缺點是無法使用板書.針對上述問題，作者采用在“雨課堂平臺”中打開PPT 課件，開啟授課模式，通過騰訊會議共享屏幕，達到兩者結(jié)合.授課中靈活應用板書和PPT 交替，減少由于跨空間造成的缺乏面對面交流的不利因素，使學生盡可能達到教室上課的效果.

根據(jù)課程性質(zhì)選擇課程期末考試平臺.針對“有限元法（英）”課程授課人數(shù)較少（27 人）、考試中客觀題目較多的特點，采用將試卷存為PDF 版本，在考試規(guī)定時間發(fā)布在班級通知群里，學生只寫題目的解答，考試結(jié)束后拍照上傳至指定的微信小程序中，由任課教師下載并電子批閱.針對“材料力學”課程授課人數(shù)較多的狀況，選用“學習通”作為考試平臺，優(yōu)點是客觀題目可以自動批好，教師只需要進行主觀題目批閱.針對不同課程性質(zhì)，考核方式不同，“中華復興與土木工程”公選課采取了平時成績及課程結(jié)束后的小論文形式.“材料力學”課程采用了過程化考核，由作業(yè)占10%、平時測驗占20%、項目考核占20%和期末成績占50%組成，這樣設(shè)置的過程考核使學生更加重視平時過程學習，達到了全過程的學習效果和狀態(tài).

4 混合式教學和在線教學的教學效果評價反饋

為了解學生對混合式教學和在線教學的反饋意見，分別收集了學生上課體會和問卷.在混合式教學中，通過在線直播授課，學生能夠與東部發(fā)達地區(qū)學生共享一堂課，促進了東西部教育資源均衡共享.學生反映，這樣的形式非常好，直播中上海大學教授的課堂信息量大，內(nèi)容豐富，希望這樣的課程再多一些.在線授課通過給學生提問題，學生進行單選和多選，使任課教師在課程結(jié)束后，及時了解授課在學生心目中的印象及對教師的建議，進一步總結(jié)經(jīng)驗，調(diào)整授課形式，為后續(xù)開課做好準備.通過一學期的在線學習后，對學生“在線學習后，你的學習態(tài)度有沒有發(fā)生變化？”“你了解在線學習的含義嗎?”“你對網(wǎng)絡(luò)學習這種方式是否感興趣?”“你認為在線學習會改變學生的學習方式嗎?”“你認為在線學習會提高你的學習成績嗎?”“在學習的過程中，比較喜歡哪一類的資源？”“在學習的過程中，更多的精力用在哪些方面？”“與傳統(tǒng)教學相比，在線學習對你最大的挑戰(zhàn)是什么？”“你對任課教師有何建議？”等問題進行了調(diào)查.上述問題發(fā)送問卷時學生期末成績也已確定，學生對在線課程已經(jīng)有了初步認識，調(diào)查結(jié)果表明學生對在線授課持肯定態(tài)度，尤其認為在線學習中使自己的學習態(tài)度有所轉(zhuǎn)變，比以往更積極了，這與平時學生表現(xiàn)相符合.在線教學時，為及時了解學生學習效果，每兩周安排一次小測驗，加之平時大量作業(yè)練習，學生在線學習不僅能完成規(guī)定課時數(shù)，課后還能利用大量時間進行內(nèi)容復習、做作業(yè)及進行測驗的準備.從學生作業(yè)、測驗來看，學生也都能認真及時的完成作業(yè)和測驗.在對授課教師意見問題中，學生提出的更多要求是希望教師能與同學多互動，提高課堂的氛圍，并多舉一些工程中的案例，便于同學理解和學習.從學生給教師提的建議中可以看出學生提的建議非常中肯，這也就要求教師在備課的同時，要多設(shè)定一些能夠與學生互動的知識點，同時在日常生活、企業(yè)調(diào)研和科研活動中多積累與課程相關(guān)的內(nèi)容，對每學期課件進行局部改進，不斷補充課件，豐富授課內(nèi)容并與時俱進.

5 混合式教學和在線教學的保障措施

網(wǎng)盤（云盤）準備.為了使學生能夠提前接受預習授課內(nèi)容，課前錄制語音PPT 課件是十分必要的環(huán)節(jié).每節(jié)課錄制30 分鐘左右視頻，內(nèi)存100 兆左右，為了使全班學生能夠及時收到錄制的PPT 課件，教師需提前創(chuàng)建大容量網(wǎng)盤，將預錄課件上傳至網(wǎng)盤，并告之學生用戶名和密碼，每次課前及時在班級群里通知學生查看.

建立班級群.以往線下授課，有指定的課代表，課程通知由課代表或班長通知，任課教師很少針對課程創(chuàng)建班級群.而在線教學，任課教師開課前建立一個班級群就顯得十分必要.目前，建群較多使用微信或QQ 軟件.有了課程群，通知就顯得便捷，增加了學生與教師互動的順暢.

布置作業(yè)和學習內(nèi)容測驗.線上教學，PPT課件要有重點、有小結(jié)，要將每節(jié)課布置的作業(yè)置于PPT 課件的最后一頁.重要知識點處增加練習題目，并給予學生一定思考和完成時間.作業(yè)安排采取電子版形式，根據(jù)實際情況，學生采用word 版本或紙張書寫，拍照后以圖片形式上傳至微信的每日交作業(yè)中.為了檢驗學生學習效果，“材料力學”、“有限元法（英）”課程通過安排多次測驗，及時檢驗學生對相關(guān)知識點的掌握程度，便于教師及時調(diào)整教學方法.

6 結(jié)語

通過在“中華復興與土木工程”“材料力學”“有限元法（英）”等課程中混合式教學和在線教學的實踐，工科課程實施混合式教學和線上教學要把握好以下幾點：

（1）教師需要根據(jù)實際條件，選定直播課程的平臺，并對學生進行一定的在線直播課程平臺的使用培訓，以便學生更好的利用直播平臺功能.教師要掌握多種現(xiàn)代信息工具的使用，如雨課堂平臺的使用、與學生交流互動軟件選用、錄屏工具的選擇等，為順利完成在線授課提供保障.

（2）教師要對在線課程或直播課程做好預案.在線課程可以采用課前錄制重要知識點，將錄制好的視頻提前發(fā)給學生.這一方面是以防萬一網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障無法直播，學生可以在教師的指導下進行自主學習；另一方面，學生可以通過觀看視頻提前預習，便于學生了解新課程的重點內(nèi)容.對于直播課程，也要做好預案，以防網(wǎng)絡(luò)中斷、停電等因素造成無法直播時學生能夠使用預案完成課程內(nèi)容的學習.

（3）學生要配合教師的教學設(shè)計，要增強主動學習和對新授課方式接受的意識，同時對新的授課方式積極配合.教師要能夠利用交互軟件（如QQ 群、微信群）完成答疑，學生有能夠利用通用軟件提交作業(yè)、能夠利用教師指定的平臺（如學習通）測驗和完成期末考試的能力.

總之，通過在工科課程中實施混合式教學和在線教學的實踐探索，對喀什大學與新疆交通職業(yè)學院土木工程專業(yè)‘4+0’本科教育與高等職業(yè)教育聯(lián)合培養(yǎng)人才的試點具有一定的啟示.鑒于兩校距離較遠，在后續(xù)專業(yè)課程授課、學生畢業(yè)論文指導、專業(yè)學術(shù)講座等環(huán)節(jié)都可以借助在線教學中使用的信息化技術(shù)，增進本科院校教師參與聯(lián)合人才培養(yǎng)的頻率，提高與聯(lián)合培養(yǎng)學生的交流和互動，保障人才培養(yǎng)質(zhì)量.