疫情期間計算機課程在線教學(xué)組織實施探索與實踐

馬駿 張東生 王冬 李涵

摘? 要： 針對疫情特殊時期“停課不停教”具體情況，分析了利用線上優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，選定實用可靠的在線教學(xué)平臺，落實實驗實踐課在線教學(xué)的方法。提出根據(jù)線上線下、課前課中課后的“兩度空間三個時段”，對教學(xué)內(nèi)容、知識結(jié)構(gòu)和教學(xué)方法等進(jìn)行重構(gòu)和設(shè)計的方法。文章介紹了利用在線教學(xué)收集教學(xué)數(shù)據(jù)，進(jìn)而構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能教學(xué)機制及其效果保障與評估機制的探索與實踐。

關(guān)鍵詞： 在線教學(xué); 教學(xué)模式; 實踐教學(xué); 教學(xué)研究

中圖分類號：G434? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2021）03-57-03

Exploration and practice of online teaching organization and implementation

of computer courses during the epidemic

Ma Jun， Zhang Dongsheng， Wang Dong， Li Han

（Software college， Henan University， Kaifeng， Henan 475004， China）

Abstract： In response to the specific situation of "suspending classes but not suspending teaching" during the special period of the epidemic， the method that by using online high-quality teaching resources， selecting practical and reliable online teaching platforms to put the online experimental and practical course teaching into effect is analyzed. A method for reconstructing and designing the teaching content， knowledge structure and teaching methods according to the "two spaces and three periods"， i.e. online and offline， and before， during and after class， is proposed. This paper introduces the exploration and practice of using online teaching to collect teaching data， and then constructing a data-driven intelligent teaching mechanism and its effect guarantee and evaluation mechanism.

Key words： online teaching; teaching mode; practical teaching; teaching research

0 引言

不期而至的特大疫情打亂了既定的教學(xué)組織、教學(xué)模式和教學(xué)實施方式。為落實“停課不停學(xué)，停課不停教，停課不停育”的總要求，各學(xué)校及基層教學(xué)組織制定了一系列在線教學(xué)措施與舉措，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的深度融合促進(jìn)了教育系統(tǒng)各要素的重組[1]，其中不乏值得學(xué)習(xí)和借鑒的寶貴經(jīng)驗。我院2020下學(xué)期面向全校開設(shè)四門課程，均包括實驗實踐教學(xué)，全部以在線教學(xué)方式進(jìn)行，其中“大學(xué)計算機”為必修課，“智能數(shù)據(jù)分析與建?！?、“數(shù)據(jù)庫應(yīng)用”和“UI與網(wǎng)頁設(shè)計”等三門為選修通識課?，F(xiàn)將這些課程在線教學(xué)的組織與實施辦法作一簡要報告，以就教于廣大同行。

1 精心謀劃：師生動員、組織與培訓(xùn)

在學(xué)校的統(tǒng)一部署和安排下，課程教學(xué)承擔(dān)學(xué)院專門制定了《公共計算機課程在線教學(xué)實施辦法》，具體規(guī)定了各課程在線教學(xué)的要求，具體方案如下。

⑴ 利用交互工具，監(jiān)控督導(dǎo)在線教學(xué)過程。按照上學(xué)期排定課表的教學(xué)班，由任課教師建立微信、QQ或釘釘?shù)冉虒W(xué)群，相關(guān)主管領(lǐng)導(dǎo)、督導(dǎo)組成員、基層教學(xué)組織負(fù)責(zé)人、輔導(dǎo)員等加入教學(xué)群中，及時了解、掌控各教學(xué)班課前、課中、課后等教學(xué)環(huán)節(jié)運行情況，監(jiān)控在線課堂教學(xué)和在線實踐教學(xué)情況。

⑵ 成立網(wǎng)上虛擬教學(xué)組織，助推教學(xué)組織建設(shè)。通過網(wǎng)上虛擬教研室和課程組，學(xué)院各基層教學(xué)組織積極在線教學(xué)研討和教學(xué)技術(shù)分享，解決各種在線教學(xué)難題;課程負(fù)責(zé)人根據(jù)課程特點和教學(xué)班情況，召集同頭課老師研討具體模式與方法，做到“一課一策，一班一法，分別實施，總體達(dá)標(biāo)”。

⑶ 建立信息反饋機制，及時處理突發(fā)事件。建立了教師教學(xué)情況“日報告”制度，要求教師課后及時填報教務(wù)處信息反饋系統(tǒng)，各系主任收集信息報院教務(wù)辦匯總備案并提交本科教學(xué)工作領(lǐng)導(dǎo)組，督導(dǎo)組收集到的信息，及時反饋任課教師，確保信息反饋閉環(huán)運行。

⑷ 組織在線教學(xué)（網(wǎng)絡(luò)）培訓(xùn)，提升任課教師在線教學(xué)的素養(yǎng)和技能。任課教師應(yīng)熟練掌握平臺操作方法和常用技巧，認(rèn)真進(jìn)行課前試講、演練，進(jìn)行教學(xué)平臺的實際操作測試，確保在線教學(xué)順利開展和正常進(jìn)行。

2 精準(zhǔn)施策：線上資源+交互工具+直播平臺

選擇適當(dāng)?shù)木€上教學(xué)資源和教學(xué)平臺是做好線上教學(xué)的關(guān)鍵，合適的選擇將可以達(dá)到事半功倍的效果[2]。我們擬定的基本教學(xué)模式為“線上資源+交互工具+直播平臺”模式，主要包括3個方面：充分利用線上優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源;選定實用可靠的在線教學(xué)平臺;落實實驗實踐課在線教學(xué)。

2.1 線上優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源有機融入在線課堂教學(xué)

每一門課程都選擇一門或若干門在線優(yōu)質(zhì)資源，作為我們在線教學(xué)的輔助教學(xué)資源。例如，“大學(xué)計算機”課程選擇了“愛課程”網(wǎng)國家精品在線課程的MOOC資源（主要包括哈爾濱工業(yè)大學(xué)戰(zhàn)德臣老師、北京理工大學(xué)李鳳霞老師的相關(guān)課程）;“智能數(shù)據(jù)分析與建?！闭n程，向?qū)W生推薦了嵩天等老師的MOOC課程;同時充分利用教材中相關(guān)知識點二維碼鏈接的短視頻進(jìn)行加強學(xué)習(xí)。這些線上資源被有機地融入我們的在線課堂教學(xué)中，與我們的教學(xué)進(jìn)度和知識結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合，并納入課程階段性測驗和期末考試。

2.2 “雨課堂+釘釘”的教學(xué)設(shè)計與應(yīng)用

在對比了多種直播教學(xué)工具的主要功能[3]后，我們選用“釘釘+雨課堂”兩種平臺相結(jié)合的方案進(jìn)行教學(xué)設(shè)計和應(yīng)用。這一方案具有直播教學(xué)的平順可靠性、課堂互動的多樣性和便利性、發(fā)收作業(yè)的實用性等特點。具體使用方式如下。

⑴ 雨課堂為基本的課堂交互和輔助教學(xué)平臺。該平臺以PPT為基本教學(xué)手段[4]，其中加入彈幕、隨機點名提問、多種形式隨堂測驗等課堂互動形式，授課教師易學(xué)易用，而且有一部分教師疫情前已經(jīng)使用;雨課堂平臺還主動與學(xué)校教務(wù)系統(tǒng)相結(jié)合，將教務(wù)系統(tǒng)課表中的課程與教學(xué)班直接導(dǎo)入到雨課堂教學(xué)組織中，授課教師上課時登錄雨課堂，選擇課程后，直接就可以選擇系統(tǒng)中業(yè)已存在的教學(xué)班進(jìn)入課堂，使用非常方便。

⑵ 釘釘作為主要的直播教學(xué)平臺。在釘釘直播中登錄雨課堂，展開雨課堂課件開始教學(xué)。同時，釘釘直播過程中還可以打開適時消息框互動，教師可以及時了解和解決學(xué)生聽課中遇到的問題。

這兩個平臺的結(jié)合使用，既發(fā)揮了雨課堂優(yōu)秀的教學(xué)功能，又可以保證直播教學(xué)的順暢進(jìn)行。另外，選用騰訊會議作為備選直播教學(xué)平臺。

2.3 落實實驗實踐課在線教學(xué)

我校課程實驗包括兩大部分，一是與教材知識體系相銜接的虛擬實驗。該部分實驗使用北理科慧公司的“虛擬工場”在線虛擬仿真實驗系統(tǒng)，采用虛擬實驗方法，利用其抽象問題具體化、復(fù)雜問題直觀化[5]等特點進(jìn)行在線實驗教學(xué)。正式開學(xué)前，任課教師已經(jīng)把課程學(xué)習(xí)的學(xué)生數(shù)據(jù)導(dǎo)入到該在線實驗系統(tǒng)中，選定需要做的實驗及順序，在課堂教學(xué)中同步布置，學(xué)生課下線上完成實驗，并提交實驗報告。二是以作業(yè)形式提交的課程補充實驗。包括文檔編輯、數(shù)據(jù)計算與分析、程序設(shè)計、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用以及視覺設(shè)計等，通過釘釘作業(yè)系統(tǒng)布置實驗作業(yè)，學(xué)生課下完成后，通過該作業(yè)系統(tǒng)提交，教師在線批改。

在本階段教學(xué)實踐中，教學(xué)團(tuán)隊通過對實驗教學(xué)項目的精心遴選和實驗教學(xué)內(nèi)容的適當(dāng)剪裁，較好地實現(xiàn)了與外部優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的平穩(wěn)對接，圓滿完成了各課程實驗教學(xué)任務(wù)。

3 創(chuàng)新設(shè)計：課前課中課后相互呼應(yīng)聯(lián)動發(fā)力

在線教學(xué)開始之前的培訓(xùn)中，我們就特別強調(diào)：在線教學(xué)≠直播教學(xué)，不能把傳統(tǒng)課堂教學(xué)的內(nèi)容和方法簡單移植到在線課堂上，必須針對在線教學(xué)的特點，從“線上線下”、“課前課中課后”等兩度空間、三個時段，對教學(xué)內(nèi)容、知識結(jié)構(gòu)和教學(xué)方法等進(jìn)行徹底的重構(gòu)創(chuàng)新性設(shè)計。

例如，“指令及其執(zhí)行原理”章節(jié)內(nèi)容是課程重點和難點，如果照本宣科講解是很難取得良好效果的，設(shè)計的教學(xué)過程如下。

⑴ 課前 我們在提前2天發(fā)布的“課前學(xué)習(xí)”課件中，先播放一段10秒的燈光秀短視頻，用絢麗的彩燈場景吸引學(xué)生，然后在課件中引導(dǎo)學(xué)生提取出構(gòu)成燈景的組成元素：燈帶;再從燈帶中提取出LED燈珠。通過控制燈珠的點亮/熄滅使得燈帶閃爍，進(jìn)而形成整個燈光秀五顏六色的絢麗場景。參見圖1?！罢n前學(xué)習(xí)”課件中同時指出需要預(yù)習(xí)教材的“算法”與“指令”部分，重點標(biāo)出上課時將要隨堂測驗的內(nèi)容，如：解題算法中包含了哪幾種最基本的運算“動作”（如讀數(shù)、加法、寫數(shù)等），分別被編碼為什么樣的0 1串等問題。

⑵ 課中 讓學(xué)生把預(yù)習(xí)的運算基本“動作”與燈帶的幾種閃爍模式相對比，結(jié)合上節(jié)課剛學(xué)過的數(shù)字編碼原理，為燈帶的閃爍模式用二進(jìn)制數(shù)編碼，加上一定的參數(shù)，形成特定格式的指令，按一定順序執(zhí)行的指令便構(gòu)成了控制燈帶閃爍的“機器程序”。如圖2所示。

在此基礎(chǔ)上再進(jìn)一步講授“算法→指令→機器程序”就容易多了。

⑶ 課后 結(jié)合在線虛擬仿真實驗和補充實驗作業(yè)，使用多種形式和方法強化這一重點和難點知識單元，取得理想效果。

4 智慧教學(xué)：數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能教學(xué)機制和效果保障與評估機制

與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相比，在線教學(xué)的主要不利因素是教師難以直接觀察學(xué)生聽課狀態(tài);但也有明顯的優(yōu)勢，就是有利于在線收集和分析利用一系列教學(xué)數(shù)據(jù)，從而形成數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能教學(xué)機制和效果保障與評估機制。

我們授課教師組織學(xué)生研究團(tuán)隊充分利用專業(yè)背景優(yōu)勢，結(jié)合常用教學(xué)平臺特點，設(shè)計開發(fā)了若干協(xié)作教學(xué)小程序、虛擬仿真工具、問卷調(diào)查工具、學(xué)情分析工具等實用輔助教學(xué)系統(tǒng)，如“基于騰訊會議平臺的輔助教學(xué)助手”、“Excel+VBA隨機點名提問小程序”、“微信+WPS表單問卷分析小程序”等。這些二次開發(fā)的輔助程序連同教學(xué)平臺已有的調(diào)查問卷、在線測驗、問答詞云分析、測驗數(shù)據(jù)分析等數(shù)據(jù)收集、分析功能，初步實現(xiàn)了在線教學(xué)狀態(tài)分析、學(xué)習(xí)行為分析、學(xué)生關(guān)注度分析、課堂參與度與活躍度分析、課堂練習(xí)與課后作業(yè)分析、實驗實踐效果分析等一系列教學(xué)效果保障機制，初步形成了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動和在線實時分析指導(dǎo)的智能教學(xué)機制，有力促進(jìn)了老師們在線教學(xué)側(cè)重點的把握和進(jìn)程控制，改進(jìn)與調(diào)整教學(xué)方法，進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，取得更好的教學(xué)效果。

在線教學(xué)以來，階段性測驗成績優(yōu)良率85.4%;在線學(xué)習(xí)自我評價問卷平均3.86分（5分制）。任課教師和質(zhì)量督導(dǎo)專家普遍認(rèn)為，在線教學(xué)質(zhì)量與傳統(tǒng)課堂教學(xué)實質(zhì)等效。

5 結(jié)束語

恩格斯說：“沒有哪一次巨大的歷史災(zāi)難不是以歷史的進(jìn)步為補償?shù)?。”疫情背景下在線教學(xué)的嘗試與實踐積累和儲備了課堂教學(xué)與教學(xué)管理實踐的革新力量，孕育著信息技術(shù)支持下的教育智慧。近期的在線教學(xué)實踐證明了現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展的確可以豐富傳統(tǒng)課堂教學(xué)的教學(xué)手段和傳統(tǒng)課堂教學(xué)的管理措施。我們會繼續(xù)主動發(fā)揚探索精神和創(chuàng)造精神，在繼續(xù)努力探索和研究在線教學(xué)規(guī)律及教學(xué)手段的同時，進(jìn)一步研究和實踐線上線下混合式教學(xué)方法，為恢復(fù)正常教學(xué)秩序后的教學(xué)做好準(zhǔn)備。衷心希望疫情過后，我國的教育教學(xué)工作將迎來新技術(shù)支持下的嶄新局面。

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