疫情防控期間高等院校線上教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施研究

劉震磊 段成瑞 楊靖宇 劉連平 宮雪 齊紀(jì)

10.3969/j.issn.1671-489X.2022.04.120

摘 要 疫情防控期間，“航空工程軟件技術(shù)（1）”課程依托雨課堂在線教學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)授課學(xué)生的全覆蓋，全方位落實(shí)“停課不停教、停課不停學(xué)”的重要指示精神。疫情防控期間的線上教學(xué)與實(shí)踐積累了大量教育教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、數(shù)據(jù)與成果。針對(duì)線上教學(xué)開展有針對(duì)性的教學(xué)設(shè)計(jì)研究，并依托本課程的教學(xué)實(shí)踐，真實(shí)、客觀、有效地分析在線教學(xué)實(shí)踐、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)過程，為在線教學(xué)成為新一輪教育教學(xué)新常態(tài)的變化進(jìn)行充分研究與分析。

關(guān)鍵詞 線上教學(xué)；雨課堂；教學(xué)目標(biāo)；教學(xué)設(shè)計(jì)；航空

工程軟件技術(shù)；教學(xué)資源；OBE理念；智慧教學(xué)平臺(tái)

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2022）04-0120-05

0 引言

2020年2月，教育部印發(fā)《關(guān)于在疫情防控期間做好普通高等學(xué)校在線教學(xué)組織與管理工作的指導(dǎo)意見》（教高廳〔2020〕2號(hào)），要求高等院校充分使用和依托各類在線課程平臺(tái)，積極開展線上課程教學(xué)，保障教育教學(xué)質(zhì)量[1]。根據(jù)指導(dǎo)意見，2019—2020學(xué)年春季學(xué)期，“航空工程軟件技術(shù)

（1）”課程團(tuán)隊(duì)基于雨課堂平臺(tái)，從線上教學(xué)目標(biāo)與設(shè)計(jì)、線上教學(xué)資源與形態(tài)、線上教學(xué)組織與實(shí)施、學(xué)習(xí)成效與結(jié)果評(píng)定四個(gè)方面開展線上授課和線上學(xué)習(xí)的在線教學(xué)研究，對(duì)線上教學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘，依托課程的教學(xué)實(shí)踐對(duì)線上教學(xué)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)施與驗(yàn)證，保障疫情防控期間的教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)質(zhì)量。

1 教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)設(shè)計(jì)要基于成果導(dǎo)向（Outcome-

Based Education，OBE）理念的教育方案[2-5]，需要按照OBE理念教學(xué)模式組織線上教學(xué)設(shè)計(jì)和線上教學(xué)實(shí)施的全過程。在基于OBE理念的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)中，教師需要針對(duì)學(xué)生目標(biāo)導(dǎo)向、教學(xué)成果導(dǎo)向和畢業(yè)要求，有針對(duì)性地進(jìn)行課程教學(xué)目標(biāo)設(shè)定，并采用與之相適應(yīng)的在線教學(xué)方法，進(jìn)行教學(xué)方案的設(shè)計(jì)和實(shí)施[6-9]。在教學(xué)過程中要重視以學(xué)生為中心，注重教學(xué)的目標(biāo)性、科學(xué)性和有效性。設(shè)計(jì)明確的方法獲得學(xué)生課前、課中、課后各教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)，依托智慧教學(xué)平臺(tái)的大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析功能，及時(shí)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的修正和迭代?！昂娇展こ誊浖夹g(shù)（1）”課程的教學(xué)目標(biāo)與OBE理念的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示，設(shè)定一級(jí)指標(biāo)點(diǎn)三個(gè)、二級(jí)指標(biāo)點(diǎn)五個(gè)，并設(shè)定指標(biāo)點(diǎn)的具體內(nèi)容和指標(biāo)點(diǎn)等級(jí)。

2 教學(xué)資源與形態(tài)

在線教學(xué)改變了傳統(tǒng)教學(xué)的形態(tài)[10-14]，教學(xué)資源也隨著教學(xué)形態(tài)的轉(zhuǎn)變從教科書、教學(xué)筆記、教學(xué)板書、課堂授課、教學(xué)用具、考試試卷，向電子書、音視頻課件、電子教案、在線教學(xué)、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、在線測(cè)試進(jìn)行全面轉(zhuǎn)變。教師必須依照教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定，遵循在線教學(xué)的規(guī)律，基于在線教學(xué)平臺(tái)功能，重新對(duì)教育教學(xué)資源與內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)、評(píng)估、數(shù)字化和資源整合，如圖1所示?！昂娇展こ誊浖夹g(shù)（1）”課程教學(xué)依托雨課堂教學(xué)平臺(tái)對(duì)線上教學(xué)資源進(jìn)行整合。任課教師團(tuán)隊(duì)對(duì)本課程的線上+線下教學(xué)資源進(jìn)行充分評(píng)估，依照表1所示教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定，對(duì)線上教學(xué)資源進(jìn)行五個(gè)維度的設(shè)計(jì)，如圖2所示，并基于智慧教學(xué)平臺(tái)功能進(jìn)行開發(fā)應(yīng)用和資源整合。

2.1 基于雨課堂的直播（視頻）教學(xué)資源與形態(tài)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)帶寬、響應(yīng)速度、信號(hào)延遲已經(jīng)不再成為線上教學(xué)的瓶頸。線上教學(xué)實(shí)踐中，直播的教學(xué)效果要明顯優(yōu)于錄播。在線直播教學(xué)突破空間限制，實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生的實(shí)時(shí)互動(dòng)。

2.2 基于雨課堂的電子教案（PPT）教學(xué)資源與形態(tài)

電子教案在雨課堂平臺(tái)中可以進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和自測(cè)、課上學(xué)習(xí)“不懂”按鍵的標(biāo)記和反饋、課后幫助學(xué)生鞏固和復(fù)習(xí)三種形態(tài)整合，并結(jié)合云計(jì)算、云存儲(chǔ)、云服務(wù)技術(shù)完成電子教案的發(fā)布、統(tǒng)計(jì)和反饋，幫助教師及時(shí)有效地把握學(xué)生課前—課中—課后全部教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)狀況。

2.3 基于雨課堂的試題（反饋）教學(xué)資源與形態(tài)

在課程直播過程中，教師依據(jù)教學(xué)設(shè)計(jì)，通過云端同步將在線實(shí)時(shí)測(cè)試推送給學(xué)生，讓學(xué)生通過手機(jī)或電腦端實(shí)時(shí)完成測(cè)試。教師可以在教學(xué)過程中隨時(shí)掌握教學(xué)情況，完成學(xué)生到教師的教學(xué)反饋。同時(shí)，在線測(cè)試會(huì)給學(xué)生帶來適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)壓力，使學(xué)生保持在線學(xué)習(xí)的注意力，提高學(xué)習(xí)效率。

2.4 基于CATIA的三維數(shù)模（數(shù)字）教學(xué)資源與形態(tài)

教學(xué)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)當(dāng)注重軟件程序、3D數(shù)模、虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)字仿真等數(shù)字資源的開發(fā)和整合。本課程在線資源建設(shè)中，依托CATIA平臺(tái)，開發(fā)面向在線教學(xué)的數(shù)學(xué)模型和案例，供學(xué)生線上+線下進(jìn)行練習(xí)和使用。

2.5 中國大學(xué)慕課（課程）教學(xué)資源與形態(tài)

隨著中國大學(xué)慕課和線上金課日趨完善，對(duì)中國教育的影響也愈加顯現(xiàn)。但不同院校和專業(yè)基于OBE理念的教學(xué)目標(biāo)設(shè)定不同，因而引發(fā)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方案、教學(xué)設(shè)計(jì)的不同導(dǎo)向。所以，其他院校的線上課程資源可以依照本校教學(xué)目標(biāo)作為教學(xué)資源的有益補(bǔ)充?！昂娇展こ誊浖夹g(shù)（1）”課程選用中國大學(xué)慕課國家級(jí)精品課三維機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)資源作為本課程的補(bǔ)充和拓展。

3 教學(xué)組織與實(shí)施

3.1 課前教學(xué)環(huán)節(jié)

線上教學(xué)的課前教學(xué)環(huán)節(jié)要預(yù)設(shè)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和授課對(duì)象的學(xué)情分析，進(jìn)行課前教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)。在課程教學(xué)之前，通過雨課堂公告發(fā)布課前教學(xué)任務(wù)，合理引導(dǎo)和組織學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課前準(zhǔn)備工作。課前教學(xué)環(huán)節(jié)發(fā)布的教學(xué)資源，包括預(yù)習(xí)課件、預(yù)習(xí)視頻、預(yù)習(xí)文檔等，并在預(yù)習(xí)內(nèi)容中嵌入主觀和客觀測(cè)試題目。任課教師可以實(shí)時(shí)查看預(yù)習(xí)學(xué)生數(shù)量，統(tǒng)計(jì)嵌入測(cè)試題目的答題情況，閱讀學(xué)生反饋并和學(xué)生開展課前教學(xué)互動(dòng)，采集課前學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)用于對(duì)學(xué)生學(xué)情的預(yù)測(cè)和分析，結(jié)果如圖3所示。在“航空工程軟件技術(shù)（1）”的教學(xué)過程中，教師團(tuán)隊(duì)通過教師客戶端可以實(shí)時(shí)看到學(xué)生整體預(yù)習(xí)情況統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，第一時(shí)間掌握學(xué)生課前預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)情況，根據(jù)課前預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)反饋，深化學(xué)情分析，明確教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)。

3.2 課上教學(xué)環(huán)節(jié)

3.2.1 直播教學(xué) 教學(xué)實(shí)踐證明，在課上教學(xué)環(huán)節(jié)，直播教學(xué)的效果優(yōu)于錄播教學(xué)的效果，直播教學(xué)過程如圖4所示。錄播教學(xué)效果較差的主要原因是教學(xué)過程時(shí)間線和空間線的兩線分離，兩線分離對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)力、學(xué)習(xí)專注度、學(xué)習(xí)自律、學(xué)習(xí)效果評(píng)估提出更為苛刻的要求。

“航空工程軟件技術(shù)（1）”課程在2020年“停課不停學(xué)”積極開展在線教學(xué)的要求下，針對(duì)在線教學(xué)的特點(diǎn)重新對(duì)教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行修訂，依照教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃開展本課程的多維度教學(xué)。其中，在線教學(xué)直播是在線教學(xué)環(huán)節(jié)中重要的一環(huán)，本課程開展的教學(xué)直播時(shí)間和授課時(shí)長統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如圖5所示。課程按照OBE理念組織教學(xué)，學(xué)生明確了解如何開展學(xué)習(xí)、線上教學(xué)要求、考核要求、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，有效支撐教學(xué)大綱中設(shè)定的課程教學(xué)目標(biāo)和畢業(yè)就業(yè)目標(biāo)。

3.2.2 評(píng)測(cè)預(yù)警 在課上教學(xué)環(huán)節(jié)采用線上實(shí)時(shí)評(píng)測(cè)和預(yù)警，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力，有利于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)教學(xué)效果。在課程教學(xué)過程中，教師在線上教學(xué)過程中在線實(shí)時(shí)把測(cè)驗(yàn)試題推送到學(xué)生手機(jī)端，讓學(xué)生在線實(shí)時(shí)完成并提交，可以實(shí)時(shí)看到得分及答案。教師也會(huì)實(shí)時(shí)得到統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（如學(xué)生的得分、成績分布、各題答題情況），在課后還可以通過雨課堂后臺(tái)獲取試題統(tǒng)計(jì)詳細(xì)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確把握每位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，以便課后進(jìn)行個(gè)性化指導(dǎo)。教師可以選擇將測(cè)試數(shù)據(jù)在線進(jìn)行公示，讓學(xué)生清楚意識(shí)到自己在班里的水平，進(jìn)行表揚(yáng)和預(yù)警，激發(fā)學(xué)生參加在線教學(xué)的動(dòng)力，在線實(shí)時(shí)檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。教學(xué)環(huán)節(jié)中的評(píng)測(cè)和預(yù)警如圖6所示。

3.2.3 教學(xué)互動(dòng) 在線教學(xué)必須遵循在線教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)和規(guī)律，不能直接把線下教學(xué)的方案照搬到在線教學(xué)中。在線教學(xué)絕不能采用學(xué)生全程觀看錄制視頻或教師直播這種學(xué)生被動(dòng)聽課的教學(xué)模式。在空間分離的情況下，如果教師一味地講，學(xué)生被動(dòng)地聽課，他們將很快進(jìn)入疲憊狀態(tài)。要保持學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，直播教學(xué)就不能只單向傳遞知識(shí)，教師和學(xué)生的實(shí)時(shí)互動(dòng)是直播教學(xué)不可缺少的。因此，本課程在教學(xué)設(shè)計(jì)中側(cè)重教師與學(xué)生交互，教學(xué)互動(dòng)數(shù)據(jù)如圖7所示。在線實(shí)時(shí)教學(xué)互動(dòng)提高了教學(xué)難度，對(duì)師生教學(xué)互動(dòng)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)、如何激發(fā)學(xué)生參與教學(xué)互動(dòng)、教師教學(xué)節(jié)奏和時(shí)間安排、教師課堂應(yīng)變能力，提出更高、更切實(shí)際的要求。

3.2.4 在線評(píng)教 學(xué)生在線評(píng)教是以學(xué)生為中心開展教學(xué)工作的具體體現(xiàn)，是教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控功能的具體展現(xiàn)形式，是另一種形式的師生互動(dòng)與交流，是促進(jìn)和激發(fā)任課教師積極主動(dòng)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)改革的外在動(dòng)力。學(xué)生在線評(píng)教數(shù)據(jù)如圖8所示。

3.3 課后教學(xué)環(huán)節(jié)

課后輔導(dǎo)和答疑環(huán)節(jié)是教學(xué)組織和實(shí)施的重要組成部分。在教學(xué)設(shè)計(jì)中采用雨課堂平臺(tái)的課后討論區(qū)作為對(duì)學(xué)生線上輔導(dǎo)和答疑的平臺(tái)工具，如圖9所示。該平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)是所有問題集中進(jìn)行記錄和展示，比騰訊群等平臺(tái)更容易使學(xué)生的注意力聚焦在問題本身的學(xué)習(xí)和探討。根據(jù)本輪教學(xué)統(tǒng)計(jì)，在本次教學(xué)過程中，學(xué)生在線提問378次，答疑回復(fù)583次，航空工程軟件技術(shù)的教師—學(xué)生、學(xué)生—學(xué)生可以在討論區(qū)針對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行交流探討，豐富師生課后的教學(xué)互動(dòng)環(huán)節(jié)，學(xué)生參與度高。

4 學(xué)習(xí)成效與結(jié)果評(píng)定

在學(xué)習(xí)成效與結(jié)果評(píng)定環(huán)節(jié)，需要強(qiáng)化對(duì)學(xué)生線上+線下學(xué)習(xí)過程的全面考核。合理調(diào)用在線上+

線下教學(xué)環(huán)節(jié)智慧教學(xué)平臺(tái)云端大數(shù)據(jù)積累的學(xué)生學(xué)習(xí)過程的數(shù)據(jù)圖譜，真實(shí)、準(zhǔn)確、客觀地反映學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)成效，全面覆蓋課前、課上和課后教學(xué)環(huán)節(jié)。

平時(shí)考核權(quán)重30%，由在線直播課程的簽到數(shù)據(jù)、課前預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)數(shù)據(jù)、課上與直播教師的教學(xué)互動(dòng)數(shù)據(jù)、在線試題成績數(shù)據(jù)綜合評(píng)定。期末考核權(quán)重70%，由CATIA軟件三維建模考核評(píng)定。平時(shí)考核注重學(xué)生在線學(xué)習(xí)成效的評(píng)價(jià)，分為五大指標(biāo)體系：學(xué)習(xí)任務(wù)發(fā)布和完成、上課簽到和到課率、線上教學(xué)互動(dòng)、線上試題成績、預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)情況。對(duì)學(xué)生在線學(xué)習(xí)成效進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)指標(biāo)點(diǎn)和權(quán)重分配如表2所示。期末考核綜合運(yùn)用課程知識(shí)模塊，使用CATIA軟件進(jìn)行產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，完成零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖設(shè)計(jì)的全部設(shè)計(jì)流程，評(píng)價(jià)指標(biāo)點(diǎn)和權(quán)重分配如表3所示。考核設(shè)計(jì)充分考慮與課程教學(xué)過程、教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容的緊密聯(lián)系，評(píng)定結(jié)構(gòu)合理，評(píng)定方法科學(xué)有效。

5 結(jié)論

從線上教學(xué)目標(biāo)與設(shè)計(jì)、線上教學(xué)資源與形態(tài)、線上教學(xué)組織與實(shí)施、學(xué)習(xí)成效與結(jié)果評(píng)定四個(gè)方面開展線上授課和線上學(xué)習(xí)的在線教學(xué)研究，依托課程教學(xué)實(shí)踐系統(tǒng)地實(shí)施與驗(yàn)證線上教學(xué)設(shè)計(jì)方案，得出以下教育教學(xué)結(jié)論：

1）需要按照基于OBE理念的教學(xué)模式，組織線上教學(xué)設(shè)計(jì)和線上教學(xué)實(shí)施全過程，教師需要針對(duì)學(xué)生目標(biāo)導(dǎo)向、教學(xué)成果導(dǎo)向和畢業(yè)要求進(jìn)行課程教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定；

2）線上教學(xué)改變了傳統(tǒng)教學(xué)的形態(tài)，教學(xué)資源也隨著教學(xué)形態(tài)而轉(zhuǎn)變，教師必須依照教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定，遵循在線教學(xué)的規(guī)律，基于在線教學(xué)平臺(tái)的功能，重新對(duì)教育教學(xué)資源與內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)、評(píng)估、數(shù)字化和整合；

3）線上教學(xué)在疫情結(jié)束后必將成為新一輪教育教學(xué)新常態(tài)，在教學(xué)組織和實(shí)施過程中依然要按照教育教學(xué)規(guī)律，完整地開展課前、課上和課后教學(xué)環(huán)節(jié)；

4）線上教學(xué)最終學(xué)習(xí)成效與結(jié)果評(píng)定需要調(diào)用云端大數(shù)據(jù)全面考核線上教與學(xué)、線下學(xué)與練過程，全面覆蓋課前、課上和課后教學(xué)環(huán)節(jié)。

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*基金項(xiàng)目：遼寧省普通高等教育本科教學(xué)改革研究項(xiàng)目“基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的航空航天工程專業(yè)的研究與實(shí)踐”（項(xiàng)目號(hào)：030201619）；沈陽航空航天大學(xué)本科教學(xué)改革項(xiàng)目“面向‘雙一流建設(shè)基于互聯(lián)網(wǎng)+的航空宇航學(xué)科創(chuàng)新教學(xué)改革與實(shí)踐”（項(xiàng)目號(hào)：JG2017012）。

作者：劉震磊、楊靖宇、劉連平、宮雪、齊紀(jì)，沈陽航空航天大學(xué)航空宇航學(xué)院；段成瑞，沈陽航空航天大學(xué)設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)院（110136）。