特殊防控背景下的線上教學(xué)模式探索與實(shí)踐
——以“工程材料”課程為例

邢占文

（蘇州大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215021）

引言

2022年恰逢開學(xué)之際，蘇州受到新冠肺炎疫情的沖擊，學(xué)生尚未到校。隨后各地突發(fā)疫情，返校復(fù)學(xué)工作又一次被緊急推遲?？梢灶A(yù)測(cè)，即使能夠返校復(fù)學(xué)，學(xué)生也難以同時(shí)到校，因而存在一部分學(xué)生接受線上教學(xué)的可能性。另外，隨著國家新防疫政策的出臺(tái)，今后處于隔離狀態(tài)的學(xué)生可能會(huì)更多，避免密集式線下課堂教學(xué)，轉(zhuǎn)而全體和部分學(xué)生進(jìn)行線上學(xué)習(xí)的教學(xué)模式將成為常態(tài)。要做到防疫學(xué)習(xí)兩不誤，探索特殊時(shí)期防疫新形勢(shì)下的線上教學(xué)尤為重要。

對(duì)于理論與實(shí)踐結(jié)合緊密的機(jī)械類工科專業(yè)課程而言，在復(fù)雜的防控形勢(shì)下如何開展教學(xué)需要持續(xù)不斷的理念和模式突破。筆者以本學(xué)期主講的“工程材料”課程為契機(jī)，開展新形勢(shì)下的線上教學(xué)實(shí)踐。該課程是面向機(jī)械工程和機(jī)械電子工程專業(yè)開設(shè)的專業(yè)必修課，目標(biāo)在于向相關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)者和制造者傳授必須具備的材料知識(shí)和有關(guān)的基本理論，并以實(shí)例說明如何根據(jù)機(jī)械零件的服役條件和性能要求合理地進(jìn)行選材。從教學(xué)內(nèi)容上看，該課程既包含基礎(chǔ)理論知識(shí)，如公式推導(dǎo)、圖形演示，也需要介紹相關(guān)工程分析實(shí)例，契合中國制造和工匠精神的內(nèi)涵。盡管線上教育技術(shù)平臺(tái)如MOOC、微課、直播等在工科教學(xué)過程中進(jìn)行了嘗試，但仍然存在諸多難點(diǎn)與需求，并隨著疫情形勢(shì)的變化對(duì)線上教學(xué)的開展提出了新問題和新挑戰(zhàn)。本研究以授課的本科生群體為調(diào)查對(duì)象，開展線上教學(xué)相關(guān)問題的調(diào)查問卷，對(duì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)分析，并提出線上教學(xué)在未來發(fā)展的一些意見與看法，進(jìn)而為線上教育研究提供更多思路與方向。

一、研究對(duì)象與方法

2022年2—3月，選取蘇州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械電子工程專業(yè)的24名本科生為研究對(duì)象，其中男生20名，女生4名。專業(yè)必修課“工程材料”在疫情期間線上教學(xué)的主要方式是任課教師通過騰訊會(huì)議直播授課，師生課后互動(dòng)的工具主要為QQ和微信。

采用資料收集的研究方法，通過調(diào)查問卷分發(fā)的形式收集材料，分發(fā)前向?qū)W生說明研究目的和方法，問卷設(shè)置如下中心問題：（1）請(qǐng)談?wù)勀愕木€上學(xué)習(xí)情況。（2）你對(duì)自己的線上學(xué)習(xí)效果是否滿意？（3）影響線上教學(xué)效果的因素有哪些？（4）你認(rèn)為哪些措施可以提高線上教學(xué)效果？受訪者以文字、不具名的形式提交問卷。

資料分析方法采用Colaizzi現(xiàn)象學(xué)資料七步分析法，包括：仔細(xì)閱讀調(diào)查問卷，提取有重要意義的陳述，對(duì)反復(fù)出現(xiàn)的有意義的觀點(diǎn)進(jìn)行編碼，將編碼后的觀點(diǎn)進(jìn)行匯集，撰寫詳細(xì)、無遺漏的描述，辨別相似的觀點(diǎn)，升華主題概念，返回受訪者處求證。

二、研究結(jié)果與分析

參與問卷調(diào)查的24名學(xué)生均表示線上教學(xué)的效果不理想，分析影響學(xué)習(xí)效果的因素形成6個(gè)主體，即學(xué)習(xí)環(huán)境因素、學(xué)習(xí)者因素、教學(xué)者因素、師生互動(dòng)因素、課程因素、學(xué)習(xí)資源因素。

1.學(xué)習(xí)環(huán)境因素。（1）干擾因素多：如家庭瑣事干擾、網(wǎng)絡(luò)游戲誘惑、短視頻吸引等。（2）缺乏監(jiān)督：在線上教學(xué)過程中，教師對(duì)屏幕后學(xué)生的學(xué)習(xí)情況很難監(jiān)督。最直接的表現(xiàn)即為線上課程結(jié)束后，仍有學(xué)生經(jīng)常性未及時(shí)退出課堂，并且點(diǎn)名無回應(yīng)（見圖1）。

圖1 典型線上無回應(yīng)狀態(tài)

2.學(xué)生主觀因素。（1）自主學(xué)習(xí)能力欠缺，部分學(xué)生自制力差。（2）受疫情及線上教學(xué)的影響，心態(tài)發(fā)生變化。沒有學(xué)校教室的授課氣氛，沒有群體氛圍的相互激勵(lì)和促進(jìn)。

3.教學(xué)者因素。（1）由于看不到學(xué)生表情，教師的授課速度似乎比線下教室講授要快。（2）教師對(duì)著屏幕講課，容易缺少激情。（3）師生都易于給對(duì)方不真實(shí)、難以觸及的感覺。

4.師生互動(dòng)因素。（1）師生、生生交流互動(dòng)受限，互動(dòng)時(shí)看不到彼此的表情和肢體動(dòng)作，對(duì)課堂的把控較困難。（2）互動(dòng)時(shí)，易出現(xiàn)人不在或者軟硬件故障等問題，溝通不暢，耽誤時(shí)間，效率低下。

5.課程因素。之前學(xué)生接觸機(jī)械類課程較多，“工程材料”課程相關(guān)的知識(shí)儲(chǔ)備不夠，難以理解；在教學(xué)過程中教師主要針對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行講解，知識(shí)點(diǎn)零散、不連貫，難以串聯(lián)。

6.學(xué)習(xí)資源因素。主要為硬件設(shè)施不到位，影響聽課質(zhì)量；學(xué)習(xí)內(nèi)容零散不系統(tǒng)，學(xué)生來不及記筆記，課后復(fù)習(xí)比較困難，學(xué)習(xí)效果差。

三、線上教學(xué)提升策略

線上教學(xué)雖然是特殊時(shí)期疫情防控下的應(yīng)急之策，但也為新的教學(xué)模式發(fā)展帶來良機(jī)。以“工程材料”課程線上教學(xué)為例，一方面，教師不斷更新優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，以保障授課內(nèi)容的權(quán)威性和新穎性，及時(shí)補(bǔ)充教科書中缺乏的能反映學(xué)科前沿的新概念與新成果；另一方面，教師需要著重從教學(xué)思維、師生交流途徑和學(xué)生自主管理方面展開探索。

（一）轉(zhuǎn)變教學(xué)思維，調(diào)整師生心態(tài)

針對(duì)工程應(yīng)用類的課程，在線上授課時(shí)，教師和學(xué)生要跳出傳統(tǒng)教與學(xué)的思維，擺正心態(tài)，適應(yīng)變化。由于真實(shí)距離的限制，缺乏學(xué)習(xí)和探索的氛圍。在客觀條件限制的前提下，教師與學(xué)生仍然可以用積極的心態(tài)適應(yīng)線上教學(xué)過程。對(duì)于學(xué)生而言，要想線上教學(xué)達(dá)到理想效果，就需要主動(dòng)參與，積極互動(dòng)，借助網(wǎng)上資源對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行深入探討；對(duì)于教師而言，即使是線上教學(xué)，同樣可以參照線下學(xué)習(xí)激發(fā)學(xué)生的求知欲望，并根據(jù)學(xué)生上課時(shí)的各種信息反饋，隨時(shí)調(diào)整上課節(jié)奏。最終，借助過程化的考核評(píng)價(jià)方法，對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，并做出及時(shí)的教學(xué)反思。以內(nèi)燃機(jī)組件為例，如圖2所示，區(qū)分其內(nèi)部的典型零件，依據(jù)工況要求確定選材及工藝規(guī)范，從而引導(dǎo)學(xué)生將各類材料及使用性能（受力狀態(tài)、載荷性質(zhì)、工作溫度、環(huán)境介質(zhì)）的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容的掌握吸收，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生課后借助相關(guān)內(nèi)燃機(jī)工作視頻資料理解各構(gòu)件要點(diǎn)。

圖2 內(nèi)燃機(jī)的典型組件選材及工藝規(guī)范實(shí)例

（二）教學(xué)交流途徑多樣化

盡管與已有研究結(jié)果類似，相對(duì)于錄播的方式，學(xué)生更喜歡教師進(jìn)行屏幕共享的線上直播模式。但是，屏幕共享的直播方式也存在諸多問題，需要吸取傳統(tǒng)線上教學(xué)的課前、課中和課后的提升策略。因?yàn)閺睦碚撋蟻碚f，教學(xué)過程始終遵循有目的、有計(jì)劃地認(rèn)識(shí)過程，經(jīng)過引導(dǎo)學(xué)生獲得感性知識(shí)、引導(dǎo)學(xué)生理解知識(shí)、指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐作業(yè)、檢查和鞏固知識(shí)四個(gè)階段。因此，對(duì)于課前引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索學(xué)習(xí)而言，借助電子資料的預(yù)先推薦，可以提前代入教師的引導(dǎo)角色。實(shí)際上，該課程涉及的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)在國家重大需求導(dǎo)向中均得以展現(xiàn)，通過相關(guān)問題導(dǎo)向，梳理問題解決思路，引入本課程相關(guān)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生預(yù)先思考關(guān)鍵問題，不失為一種專業(yè)化的預(yù)習(xí)交流途徑。雖然并未置身線下課堂，但通過國家科技問題導(dǎo)向，同樣可以交流與感受專業(yè)認(rèn)同感和責(zé)任感，搭建師生之間的互動(dòng)橋梁。這種方式作為貫徹高等教育思想政治課堂的引領(lǐng)形式，在提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，發(fā)揮了課程思政的功能。

以工程材料的增材制造專題為例，詳細(xì)闡明理論與前沿技術(shù)的結(jié)合。授課教師大多從事樹脂、金屬和陶瓷增材制造領(lǐng)域的科學(xué)研究，以親身的研究經(jīng)歷和成果講授新興智能制造技術(shù)在工程材料制造領(lǐng)域的最新進(jìn)展，如圖3所示。進(jìn)一步，在增材制造成型之后，對(duì)于工程材料力學(xué)性能提升方面的理論知識(shí)，也能夠結(jié)合打印后處理進(jìn)行講授。例如，激光選區(qū)熔化鈦合金構(gòu)件經(jīng)熱等靜壓處理后，其拉伸綜合性能將得到明顯改善，實(shí)現(xiàn)了與傳統(tǒng)工程材料相當(dāng)?shù)膬?yōu)化效果，從而在教材重要知識(shí)點(diǎn)中的關(guān)于力學(xué)性能和熱處理的經(jīng)典理論中實(shí)現(xiàn)了新興技術(shù)的運(yùn)用。

圖3 新興智能制造技術(shù)在工程材料制造領(lǐng)域?qū)嵗?/p>

在工程材料制造領(lǐng)域?qū)嵗酉聛?，在線上課程講授過程中，要求所有學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)打開視頻模式，方便教師看到學(xué)生的表情與肢體動(dòng)作。課中點(diǎn)名學(xué)生回答核心點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)問題，以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，并加入練習(xí)，穿插有競(jìng)爭(zhēng)性的活動(dòng)，比如搶答、彈幕和連麥。對(duì)于涉及較多理論知識(shí)的章節(jié)，通過短視頻或動(dòng)畫演示的方式，結(jié)合經(jīng)典的應(yīng)用案例，增加課堂的趣味性，并促進(jìn)學(xué)生理論知識(shí)的吸收。在重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)的講解上，幫助學(xué)生拓展知識(shí)點(diǎn)在現(xiàn)代專業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用場(chǎng)景，提升學(xué)生掌握理論知識(shí)點(diǎn)的積極性。針對(duì)大家的薄弱環(huán)節(jié)，基于學(xué)生的實(shí)時(shí)回答情況，有針對(duì)性地開展進(jìn)一步分析討論，提升課堂的效率。對(duì)于最后的檢查和鞏固知識(shí)而言，鼓勵(lì)學(xué)生課后留言反饋。例如，師生可以在QQ群討論答疑，并在下一堂新課之前集中討論，共同解決。最終，結(jié)合出勤率、學(xué)習(xí)進(jìn)度、參與度、互動(dòng)度和作業(yè)完成質(zhì)量等貫穿整個(gè)線上教學(xué)環(huán)節(jié)的交流完成教學(xué)效果評(píng)價(jià)。

（三）學(xué)習(xí)狀態(tài)自主管理

在線上教學(xué)過程中，筆者采取了點(diǎn)名考勤與提問結(jié)合的方式防止學(xué)生出現(xiàn)線上學(xué)習(xí)精力不集中的問題。相較于初等教育，高等教育的目的不僅是傳授知識(shí)，更重要的是學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。所有本科生都必須借此機(jī)會(huì)重新審視自身的學(xué)習(xí)狀態(tài)，并且意識(shí)到進(jìn)入高等教育階段，學(xué)習(xí)的自主性應(yīng)成為該階段的重中之重。根據(jù)自身情況掌握學(xué)習(xí)步調(diào)，從而完成知識(shí)的內(nèi)化，是每一位接受高等教育的成年人必須具備的自主管理能力。

新冠肺炎疫情的特殊防控背景促進(jìn)了全世界對(duì)教育的反思與創(chuàng)新，使線上學(xué)習(xí)成為一種與線下學(xué)習(xí)并行的教育模式，成為一種互相補(bǔ)充的學(xué)習(xí)常態(tài)。只要師生齊心協(xié)力、排除萬難、調(diào)整心態(tài)、擁抱變化，教師更好地教，學(xué)生更好地學(xué)，線上教學(xué)必將在今后的教育和學(xué)習(xí)中更加完善，師生雙方的教學(xué)體驗(yàn)也將更加富有新意，能更好地彌補(bǔ)學(xué)生無法返回大學(xué)校園上課的不足。