工科類專業(yè)課程在線教學(xué)思考

周拯

摘要：在線教學(xué)作為信息化教學(xué)的重要分支，相對與傳統(tǒng)教學(xué)方式更有利于建立以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)模式，且利于整合互聯(lián)網(wǎng)資源及各種信息化手段豐富學(xué)習(xí)體驗(yàn)。對于偏向?qū)嶋H應(yīng)用且概念理論晦澀的工科類專業(yè)課程教學(xué)來說，在線教學(xué)能夠豐富課程內(nèi)容，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，并強(qiáng)化對知識的理解和掌握。本文就工科類專業(yè)課程在線教學(xué)的教學(xué)方式及優(yōu)化策略提出了一些思考及想法，為涉及工程類課程在線教學(xué)的高校教師提供參考。

關(guān)鍵詞：工科類課程;在線教學(xué);信息化教學(xué);互聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號：G648? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B? ? 文章編號：1672-1578（2020）10-0003-02

1.引言

為共同應(yīng)對新型冠狀病毒肺炎疫情，全國各地多所高校響應(yīng)國家要求，做出了推遲開學(xué)，鼓勵學(xué)生居家在線學(xué)習(xí)的決定。隨著“停課不停學(xué)“的倡導(dǎo)，我校許多教師同仁開始積極探索有效的線上教學(xué)方式，結(jié)合已有的線上課程資源和信息化教學(xué)技術(shù)，通過在線教學(xué)開展授課。近幾年，我國絕大多數(shù)高校均已嘗試包括在線教學(xué)在內(nèi)的諸多方式的信息化教學(xué)手段，但并未能充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，真正做到全面的線上教學(xué)。誠然，在常規(guī)情況下，線下教學(xué)能夠有效提升教師與學(xué)生的互動及交流，因而理論上在很長一段時間內(nèi)都應(yīng)是不可或缺的教學(xué)環(huán)節(jié)。然而，在某些特殊情況下迫于現(xiàn)狀無法實(shí)現(xiàn)面對面的線下教學(xué)時，線上的教學(xué)則變得尤為重要。此次新型冠狀病毒肺炎疫情的爆發(fā)帶來了特殊的挑戰(zhàn)，促使各位教職工在猝不及防的情況下不得已必須實(shí)施在線教學(xué)。盡管某些老師備有部分慕課資源以及信息化教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，然而是否能整合現(xiàn)有資源實(shí)現(xiàn)從線下或線下線上結(jié)合到全面線上教學(xué)的轉(zhuǎn)變是目前最嚴(yán)峻的考驗(yàn)，如何解決與優(yōu)化在線教學(xué)的諸多問題已迫在眉睫！大學(xué)學(xué)科眾多各有不同，現(xiàn)就工科類專業(yè)課程的線上教學(xué)提供一些簡單的思路供參考討論。

2.工科類課程的信息化教學(xué)與在線教學(xué)

隨著互聯(lián)網(wǎng)+時代的到來及信息技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)教學(xué)正不停受到來自信息化教學(xué)及在線教學(xué)的沖擊與挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)教學(xué)模式以教師主動講授和學(xué)生被動接受為主要特征。教師通過語言的表述配合相應(yīng)行為將知識系統(tǒng)地講授，益于師生之間的面對面交流，及時根據(jù)學(xué)生的理解狀態(tài)和反饋來調(diào)整授課的內(nèi)容與進(jìn)度。傳統(tǒng)教學(xué)存在一定的局限性已毋庸置疑[1]。對于工科類學(xué)科來說，傳統(tǒng)課堂教學(xué)的問題尤為突出。工科類專業(yè)課程抽象概念、專業(yè)術(shù)語眾多，需要極強(qiáng)的抽象思維能力，否則會變的空洞乏味而難以理解[2]。無論是紙質(zhì)課本或是黑板作為二維平面對于三維空間的物理化學(xué)理念的展示本質(zhì)上是相對薄弱的，因而線下課堂往往教學(xué)效果一般。學(xué)生的主體地位被忽視，學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性不斷被抑制。不同學(xué)生對知識的接受度的個體差異性也未能得到較好的解決。因此，亟需根據(jù)新時代特點(diǎn)優(yōu)化工科類課程的教學(xué)方式。

近年來，信息化教學(xué)利用聲音、圖像、視頻動畫等多媒體資源極大調(diào)動了新一代學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。時至今天，信息化教學(xué)技術(shù)已經(jīng)結(jié)合最新的數(shù)字模擬技術(shù)向著虛擬仿真（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）乃至混合現(xiàn)實(shí)（MR）的光明未來昂首前行。常規(guī)多媒體資源已然變成工科類專業(yè)課程傳統(tǒng)課堂不可或缺的一部分，而虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)成為各大高校的標(biāo)配。信息化教學(xué)的另一個維度則是利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件或應(yīng)用實(shí)現(xiàn)線上和線下的教學(xué)同步進(jìn)行，這種教學(xué)方式的優(yōu)勢之一是能夠?qū)W(xué)生從手機(jī)等網(wǎng)絡(luò)終端中搶奪過來，反客為主地利用學(xué)生人手必備的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備作為一種新的信息化資源，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中更高覆蓋面的充分互動，增強(qiáng)教學(xué)的趣味性，同時更加方便的對教學(xué)效果進(jìn)行自動的記錄與分析。此外，結(jié)合線上學(xué)習(xí)和課堂討論的翻轉(zhuǎn)課堂更是極大調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，可以說是信息化手段的最優(yōu)嘗試[3]。

信息化教學(xué)強(qiáng)調(diào)數(shù)字化信息化技術(shù)在教學(xué)環(huán)節(jié)的充分融入以提高教學(xué)質(zhì)量。雖然廣義的信息化教學(xué)能夠涵蓋網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)方式，然而目前信息化教學(xué)大多數(shù)狀態(tài)依然是在面對面的線下課堂中結(jié)合信息化的手段開展教學(xué)活動并對教學(xué)效果進(jìn)行評價與優(yōu)化。線上教學(xué)，顧名思義是依托互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)路平臺開展的一種線上的遠(yuǎn)程的采用流媒體技術(shù)進(jìn)行的在線教學(xué)方式，從教學(xué)活動開展到教學(xué)效果評價的各個環(huán)節(jié)均在線完成。線上教學(xué)首先應(yīng)該是基于網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)方式，由于徹底舍棄了傳統(tǒng)教學(xué)乃至常規(guī)信息化教學(xué)必不可少的極便于溝通的課堂環(huán)境，因而必須轉(zhuǎn)而選擇其它的方式實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生的無障礙交流，這是在線教學(xué)首先應(yīng)該解決的問題[4]。毫無疑問，強(qiáng)化線上教學(xué)的效果也離不開信息化教學(xué)技術(shù)，能夠用于傳統(tǒng)課堂的信息化教學(xué)手段乃至翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式都可以基于相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用以另一種全新的方式實(shí)現(xiàn)，而這種最優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)方式則是最為關(guān)鍵之所在。

3.工科類專業(yè)課程的在線教學(xué)方式及優(yōu)化

3.1 工科類專業(yè)課程線上教學(xué)方式的選擇。

在線教學(xué)作為互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中的產(chǎn)物之一，本身也是信息化教學(xué)不可或缺的方式。目前主要的線上教學(xué)方式按照流媒體傳播的方式可分為錄播及直播兩種。前者以教師為主體利用多媒體資源進(jìn)行講解并利用不同軟件或應(yīng)用平臺進(jìn)行網(wǎng)課的錄制與上傳，學(xué)生能夠以不同的教學(xué)單位對相關(guān)資源尤其是教師錄制的內(nèi)容進(jìn)行在線的學(xué)習(xí)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行在線的交流互動。而直播的方式則可以理解為教師將講臺搬到云上，結(jié)合包括課程PPT、多媒體資源乃至虛擬仿真等資源對相關(guān)知識進(jìn)行實(shí)時的在線的講解，而課堂中的各種形式的互動交流也可以同時開展。目前包括雨課堂、超星學(xué)習(xí)通、智慧樹等在內(nèi)的大多數(shù)在線教學(xué)平臺均同時具備錄播及在線直播的功能，然而無論哪種平臺對于直播方式的支持都相當(dāng)有限。在線直播的效果一般，主要原因一方面在于網(wǎng)絡(luò)流量及網(wǎng)速限制，另一方面在于這些教學(xué)平臺自身服務(wù)器資源的限制。因此，利用上述專業(yè)教學(xué)平臺事實(shí)上難以真正實(shí)現(xiàn)在線直播的教學(xué)方式。然而，這些專業(yè)平臺的優(yōu)勢是（1）整合有多種基礎(chǔ)理論課程的慕課資源包，能夠快速建立在線教學(xué)課程資源;（2）具有個性化設(shè)計的在線簽到、互動及課程管理動作，有利于在線教學(xué)環(huán)節(jié)的掌控;（3）具備完善的教學(xué)過程及結(jié)果記錄與評價體系，方便教師及學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行及時的分析與評估改進(jìn)。此外，諸如云會議、騰訊課堂以及釘釘課堂等在線軟件或應(yīng)用則基于其自身強(qiáng)大的服務(wù)器資源，對于在線直播教學(xué)的支持更好，然而對于教學(xué)過程的管理及評價則相對欠缺。因此必須配合專業(yè)教學(xué)軟件進(jìn)行課程評估和改進(jìn)。

工科類專業(yè)課程中較多抽象的概念、專業(yè)術(shù)語、設(shè)備及工藝流程等往往是線下教學(xué)的痛點(diǎn)，造成工科類專業(yè)課程教學(xué)的枯燥與乏味，學(xué)生覺得知識點(diǎn)晦澀難懂毫無趣味可言[2]。結(jié)合工科類專業(yè)課程的教學(xué)特點(diǎn)，線上教學(xué)實(shí)際上提供了一種更新工科課程教學(xué)模式的可能。雖然線上教學(xué)直播的方式看起來更加容易接受且能夠進(jìn)行近似線下的實(shí)時互動，然而筆者認(rèn)為工科類課程反而更適宜采用微課式錄播加上在線答疑交流的模式。首先，工科類專業(yè)課程通常需要結(jié)合大量的視頻動畫乃至虛擬平臺等資源以更直觀的展示相關(guān)概念、原理、設(shè)備及工藝流程。這些資源可以上傳至網(wǎng)絡(luò)平臺直接供學(xué)生進(jìn)行觀看學(xué)習(xí)，但同時要配合教師錄制的長度控制在15分鐘左右的微課將這些資源及概念有效整合。學(xué)生在線上可以結(jié)合多媒體信息化資源對本來枯燥的知識點(diǎn)進(jìn)行分門別類的學(xué)習(xí)。之后教師再進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑诰€答疑與討論。在這種模式下，教師線上備課需要完善課程錄播及相關(guān)教學(xué)資源的上傳，這些資源并非毫無區(qū)分的上傳至云端，而是需要進(jìn)行有邏輯關(guān)系的排列分類建立目錄以方便學(xué)生的學(xué)習(xí)。此外錄播微課還必須能夠?qū)⑦@些資源有效的串聯(lián)起來，最終形成一個完整的教學(xué)單元。其次，教師還必須利用平臺提供的相關(guān)功能掌控學(xué)生在線自主學(xué)習(xí)的進(jìn)程，了解學(xué)生對相關(guān)概念的掌握和理解情況。由于不可能進(jìn)行實(shí)時的互動，因此必須設(shè)計相關(guān)的選擇、判斷及簡答等內(nèi)容以評估教學(xué)效果。在此基礎(chǔ)上還要及時的利用語音視訊交流等在線互動方式對關(guān)鍵疑難點(diǎn)問題進(jìn)行補(bǔ)充和強(qiáng)化。最后，教師還需要在專業(yè)平臺對整個線上教學(xué)過程進(jìn)行記錄及分析，利用平臺大數(shù)據(jù)的分析更加直觀的掌控每一位同學(xué)的學(xué)習(xí)動態(tài)。

3.2 工科類專業(yè)課程線上教學(xué)的優(yōu)化。

針對工科類專業(yè)課程古板、晦澀、枯燥而無生趣的關(guān)鍵問題，為了調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，應(yīng)綜合教育心理學(xué)、網(wǎng)絡(luò)視覺藝術(shù)美學(xué)、教育技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺等諸多方面，增加吸引學(xué)生注意力的元素與氛圍，將上述弱勢轉(zhuǎn)化為優(yōu)勢。事實(shí)上，工科類專業(yè)課程是最能夠有效利用信息化教學(xué)資源的科目，從多媒體視頻動畫到虛擬仿真都可以整合入在線平臺極大調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。然而，在線教學(xué)嚴(yán)重依賴于相關(guān)的互聯(lián)網(wǎng)軟件及應(yīng)用平臺，而這些平臺往往沒有由高校進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計及部署。諸多在線教學(xué)平臺本質(zhì)上還是以盈利為目的，因此在前期以搶奪流量資源為首要目標(biāo)各自為政，系統(tǒng)操作不便，內(nèi)部控件也不夠完善，使不少教師與學(xué)生望而卻步。從目前開放的免費(fèi)課程資源來看，課程內(nèi)容不夠全面，缺乏系統(tǒng)性和規(guī)劃性，需要教師根據(jù)本校學(xué)生實(shí)際情況重新進(jìn)行整合。從學(xué)生和教師能有效開展在線教學(xué)的視角出發(fā)，需要更多有擔(dān)當(dāng)?shù)钠髽I(yè)提供更多類型豐富、應(yīng)用方便靈活的免費(fèi)在線教學(xué)工具，需要國家、政府和教育機(jī)構(gòu)提供更多豐富優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源。對于目前各個平臺各自獨(dú)立建設(shè)課程資源，以至于有些課程資源重復(fù)，而有些課程資源缺乏的局面，應(yīng)由教育部統(tǒng)籌規(guī)劃，有計劃地、系統(tǒng)地共建網(wǎng)絡(luò)在線課程資源，并不斷補(bǔ)充知識題庫、課外拓展等內(nèi)容，為學(xué)生提供豐富的課外學(xué)習(xí)資源，同時完善在線自動化監(jiān)督評價系統(tǒng)，及時了解學(xué)生對知識的掌握情況。對于即將開展線上教學(xué)的教師，也應(yīng)盡快學(xué)習(xí)并熟練運(yùn)用相關(guān)技術(shù)工具，完成授課計劃、教案等一系列教學(xué)準(zhǔn)備工作。

在線學(xué)習(xí)可以實(shí)現(xiàn)知識的模塊化與定制化，模塊化的結(jié)構(gòu)在最大程度上保證靈活性，從而讓定制變得更加容易[1]。然而過多的選擇同時會造成邏輯的散亂。因此，教師在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行教學(xué)需要梳理出每堂課中的重難點(diǎn)知識點(diǎn)，結(jié)合教學(xué)軟件（如雨課堂中的資料分享、頭腦風(fēng)暴、案例分析、意見發(fā)表等）、3D動畫視頻、拓展鏈接等技術(shù)，使其有邏輯的條分縷析的呈現(xiàn)出來，易于被同學(xué)理解與掌握，也便于未及時掌握的同學(xué)課后再次重新觀看學(xué)習(xí)。在課堂中鼓勵學(xué)生積極參與課堂討論，并通過線上文字性發(fā)言渠道表達(dá)自己的意見。尤其是需要以當(dāng)代大學(xué)生喜聞樂見的投票、彈幕、投稿等形式代替?zhèn)鹘y(tǒng)課堂上的口頭討論，體現(xiàn)在線教學(xué)信息同步傳遞給每個人的優(yōu)勢，將每一位學(xué)生徹底融入課程的學(xué)習(xí)中。對于學(xué)生而言，在線教學(xué)需要學(xué)生的高度配合，對于教學(xué)中學(xué)生不太理解的知識點(diǎn)可能被學(xué)生輕易規(guī)避，自覺性較差的學(xué)生很可能收獲無多。因此在教學(xué)過程中，還必須借助信息化教學(xué)軟件，及時通過習(xí)題等方式獲取教學(xué)效果的反饋[5]。通過課后任務(wù)，督促學(xué)生進(jìn)行個人分享和課外互動，來增加同學(xué)間的親切感和集體榮譽(yù)感。此外，還需要完善線上教學(xué)平臺的功能，全面記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，包括課前預(yù)習(xí)、課堂參與度、測試正確率、課后知識運(yùn)用與拓展等各個方面的詳細(xì)記錄。進(jìn)而通過平臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，深度挖掘分析學(xué)情，以此作為成績考核的主要依據(jù)。

最后，秉持“以本為本、四個回歸”的育人理念，以學(xué)生為主體的教學(xué)思維方式，尤其需要回到學(xué)生當(dāng)中去認(rèn)識問題發(fā)現(xiàn)不足。盡管同樣作為服務(wù)性行業(yè)，在線教學(xué)不是網(wǎng)絡(luò)平臺主播直播，一般不能直接獲取學(xué)生對教學(xué)效果的評價，學(xué)生通常也不會因?yàn)轶w驗(yàn)不佳而不再參與教學(xué)活動。因而每隔一段時間教師需要主動設(shè)計相關(guān)的調(diào)查問卷以從學(xué)生的視角評價課程的教學(xué)效果，了解學(xué)生切身的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，甚至從學(xué)生的反饋中獲得改進(jìn)教學(xué)的靈感。

4.小結(jié)

總之，在線教學(xué)雖然只是在新型冠狀病毒肺炎疫情考驗(yàn)下高校教師采取的臨時教學(xué)策略，然而在線教學(xué)模式中可能確實(shí)存在很多有益于改善工科類專業(yè)課程教學(xué)效果的方法方式。在今后的教學(xué)工作中，我們?nèi)匀豢梢詮倪@段不長不短的在線教學(xué)經(jīng)驗(yàn)中體會到各種信息化教學(xué)手段的綜合應(yīng)用，并將其中較好的模式融合回到線下教學(xué)的課堂中去，最終真正為改進(jìn)工科類專業(yè)課程的教學(xué)效果提供思路。

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