在線混合教學在小學無人機校本課程中的應用

摘? 要：由于疫情的緣故，全國教師響應“停課不停學”的號召，積極開展在線教學。通過對一系列教學方式的探討后，運用在線混合教學的方式，開展無人機校本課程。由于課程動手實踐要求高，故采用“直播+云平臺”雙平臺模式，既能增強學生學習參與感，又可以監控學生在線學習的完成率。根據胡小勇教授研究出的在線翻轉課堂教學模式，先學后教、以學定教，以“六把金鑰匙”實施在線翻轉教學，初步取得較好的效果。

關鍵詞：無人機;混合教學;校本課程;在線翻轉教學

Abstract：Due to the COVID-19，teachers across the country responded to the call of“no stop learning”and actively carry out online teaching. After discussing a series of teaching methods，use online blended teaching methods to carry out UAV school-based course. Due to the high requirements for hands-on practice of the course，the“live broadcast + cloud platform”dual platform model is adopted，which can not only enhance studentssense of participation in learning，but also monitor the completion rate of studentsonline learning. According to the online flipped classroom teaching model researched by Professor Hu Xiaoyong，first learns and teaches later，teaches by learning，and implements online flipped teaching with“six golden keys”，which initially achieved good results.

Keywords：UVA;blended teaching;school-based course;online flipped teaching

0? 引? 言

2020年初，新冠疫情突然出現在公眾視野。鑒于新冠肺炎傳染迅速，危害較大，教育部發出了“利用網絡平臺，停課不停學”的號召[1]。全國各地中小學紛紛投入到在線教學中，各地的教育專家、教授更是積極開展在線教學的研究，通過講座等形式指導中小學開展在線教學實踐活動。本校于2019年申報了無人機校本課程課題，準備在2020年開展實驗活動。由于疫情防控的要求，人員不能在線下聚集上課，使課題無法順利開展。無人機是一門實踐性很強的科技課程，能否像語數英等學科一樣“利用網絡平臺，停課不停學”，實施在線教學活動，采用怎樣的教學模式，才更有效，成了急需解決的問題。但通過知網查詢論文，關鍵字為“小學無人機”和“在線教學”方面的研究論文幾乎沒有。因此能通過理論學習和行動研究，探索出一套可行的教學方法。通過學習謝幼如、胡小勇等專家教授的講座、論文等資料，深入研究各種成功案例，結合本校課題的特點，我們決定采用在線混合教學的方式在線上開展無人機校本課程。而在眾多教學模式中，胡小勇教授的“六把金鑰匙”在線翻轉教學模式比較成熟，本文將圍繞“雙平臺、導學問題、微課、學習單、小組合作、學習評價”六個要素，探討如何實施在線四步翻轉教學，通過實例“無人機課程——懸停”介紹在線翻轉的教學流程。

1? 問題的提出

1.1? 背景與困難

自國務院發布《中國制造2025》以來，智能機器人、無人機等應用技術開始受到廣泛的關注[1]。從基礎教育到高等教育領域，融合了智能機器人、無人機的教學活動廣泛開展[2，3]。我校準備開展基于STEAM教育理念的無人機實驗課程。

然而，新冠疫情的發生令廣大教育從業者猝不及防，擾亂了正常的教學秩序，“停課不停教”的線上教學應運而生。而本校準備的無人機校本課程是一門實踐性很強的課程，難以確定是否適合學生線上學習。經過表1對比，發現線上教學優勢很多，但不足也有不少，可以說挑戰與機遇并存，教師必須運用網絡技術、認真備課、正確引導學生才能取得良好的效果。

1.2? 解決設想

謝幼如教授及團隊對來自全國各地的“停課不停學”教學案例進行系統分析，總結形成了在線同步直播教學、在線課程異步教學、在線雙師協同教學和在線混合多元教學四類典型。通過對比探討后，我校決定運用在線混合多元教學的方式，開展無人機校本課程。

在線混合多元教學是指綜合運用教學資源、教學平臺、教學工具和支持服務，混合多種教學活動形式的在線教學方式。教師和學生綜合運用慕課、優課、微課、交互式多媒體電子課件、在線實驗工具、虛擬仿真工具等教學資源，結合在線直播互動、異步討論交流等教學活動開展混合式教學。該教學方式強調多元交互，彌補單一教學方式存在的不足[4]。

2? 有效的混合教學模式

老師直播講課時間不能占用過多，原因如下：

（1）一節課20分鐘時間比較少;

（2）部分學生注意力不夠集中;

（3）無人機課程還是以操作練習為主，需要時間演練。

這種情況下，采用學生自學探究的方式比較適合。如采用胡小勇教授研究出的在線翻轉課堂教學模式，先學后教、以學定教，以“六把金鑰匙”[5]即：云平臺、導學問題、微課、學習單、小組合作、學習評價實施在線翻轉教學。

2.1? 搭建云平臺

采用簡單功能強大的教學平臺能提高學習效率。筆者采用“直播+云平臺”雙平臺模式，如圖1所示。雙平臺分別承載著異步導學和同步助學的功能，而且它們并非割裂獨立，在問題延伸、資源共享、作品提交、反思改進等環節往往互有聯系、同時使用。

兩種平臺的具體功能分別如下：

（1）使用UMU平臺作為云平臺，進行異步導學。教師在UMU平臺上建立無人機校本課程，學生可以使用電腦、平板或手機登錄課程，進行觀看微課、交流討論、小測、提交作品等操作。UMU平臺主要應用在“目標設定-微課自學-課前小測-問題深化”等方面;

（2）使用QQ作為直播平臺，開展同步助學。QQ直播平臺主要應用在“解答釋疑-專題講解-互動探究-展示匯報”等方面。因為QQ是最流暢的網絡聊天工具，教師能方便聯系任何一位學生，特別在課前課中課后是通過QQ群課堂、QQ電話或語音與學生語音通話，學生感受到老師的關注，會學得更認真。而利用QQ視頻電話功能讓教師看到學生目前操作無人機的情況，達到現場指導的效果。

電腦版的QQ電話（分享屏幕）開啟方式如圖2所示，功能與QQ群課堂功能類似，但筆者認為操作起來更加方便，具體體現在：1）鼠標右鍵可以全員靜音和禁攝像頭，也可任意開關學生麥克風，使網絡更通暢、課堂更安靜，指名回答更加方便;2）學生觀看可以輕松全屏橫屏最大化觀看，避免共享的屏幕過小，影響學生觀看;3）教師端電腦可以清楚列出參與人員名單;4）參與人員退出共享屏幕和通話簡單快捷;5）分享白板、屏幕布局等功能實用性強。

2.2? 提導學問題

胡小勇教授認為，在課堂上，進行全班分享、探究情境化問題，接著自主探究、解決情境化問題，然后小組合作、個性化創作、解決去情境問題，最后展示作品、展示問題解決思維，進行評價、總結知識和問題解決過程[6]。而導學問題的設計應注意以下幾點：

（1）注意導學問題的切入點，最好是學生感興趣的情境化問題;

（2）注意導學問題的層次化，課前基礎問題，課中深化問題，課后問題拓展或鞏固;

（3）注意導學問題的可解決性，通過自主探究可以解決，切忌提不能解決的問題;

（4）導學問題應注重學生自主學習能力和問題解決能力培養;

（5）導學問題應注重培養學生良好的情感態度與價值觀。

2.3? 布置學習單

線上學習，學習任務單顯得尤其重要，學習任務單分為自學任務單和課堂任務單。教師設計自學任務單供學生課前自學，引導學生學習課程的基礎知識;而設計課堂任務單則是供學生在課堂上使用，引導學生進行深度學習。教師設計學習單要注意以下三點：

（1）學生可以根據學習單對新課的內容進行非線性的學習;

（2）由于線上學習，分層教學變得相對簡單;

（3）學習任務單文字不宜太多，必要時用思維導圖。

2.4? 制作微視頻

對于無人機這樣實操性比較高的課程，一般是面授課通過PPT和在場指導教授知識，但疫情期間難以實現，微課則可以彌補不足。特別是重難點知識，通過反復觀看微課，邊看邊學，很快就可以學會。如無人機的入門課程“懸停”，大多數學生看完微課和上完課操作起來無人機都是在亂飛，究其原因是因為雙手做不到細微的操作，也就是學生看不清楚老師的手是怎樣操作的。根據這個問題教師專門制作微課，拍攝清楚手指的細微操作，同步配以解說，學生之后根據要求有針對地練習，教學效果顯著提升。

2.5? 建小組學習

筆者認為建立學習互助小組，可以更快提高學生的整體水平。雖然有雙平臺為教學的載體，可以和任何一位學生交流，但如果同時面對幾十人，教師也難以全面地照顧到每一位學生。在網絡學習中，如果建立了學習小組，老師不再孤軍作戰，每組都有優秀的學生，借助優秀學生開展學生之間互學互助，可以使操作水平進一步提升，網絡學習會更有成效。

2.6? 設學習評價

線下教學無人機很少進行學習評價。在線的學習評價包括小測、自我評價、作業評價、互評。小測通常測試一些操作的口訣;自我評價就是評價自己是否達到本課的學習目標;作業評價通常就是每天的打卡作業，如“懸停”一課，學生把操作的視頻上傳UMU視頻作業中，由教師查看打分，提出改進的意見，同時還可以讓學生互相查看作業，互相學習做得好的地方。合適的學習評價定能提高學習成效。

3? 在線混合教學在無人機課程的應用

3.1? 教學前期分析

謝幼如教授認為，疫情防控期間“停課不停學”在線教學方式分析應從在線教育理論基礎、在線教學環境、教師、學生、在線教學資源、在線行為活動、在線多元評價7個維度[4]，如表2所示。

3.2? 課堂實施四步翻轉

分為四個步驟，如圖3所示。

（1）資源準備：教師制作課程的微課，制作學習任務單;

（2）自主學習：課前學生在UMU云平臺上自學，并根據老師的導學問題反饋;

（3）互動深化：教師收集學生的反饋信息，制定研討互動和創意設計內容，然后和學生通過QQ群課堂直播，完成教學目標，進行深度學習;

（4）鞏固拓展：給學有余力或有興趣的學生獲取更多的學習信息。

根據“資源準備-自主學習-互動深化-鞏固拓展”的教學流程實施教學，既能增強學生學習參與感，又可以監控學生在線學習的完成率，并引導學生進行深度學習，讓教與學達到較好的效果。

3.3? 教學流程

3.3.1? 建互動雙平臺

在網絡課程開展之前，新建一個無人機學習興趣組QQ群，邀請有興趣的學生參加。QQ平臺作為即時互動交流平臺和直播平臺，不但方便使用，而且讓學生切實體會到課程的真實感和自身的存在感。

接著，在UMU建立無人機項目課程和班群，分享到QQ群，邀請同學們加入。UMU平臺將作為一個網絡學習空間，供學生異步學習，利用其強大的交互功能可以快速統計各班的學習情況。

在線混合教學采用雙平臺可以彌補單一平臺的功能缺失，務求使疫情防控期間的學習效果接近正常教學，甚至取得比線下教學更好的學習效果。

3.3.2? 設置分享課程

上課前兩天，教師首先打開專業團隊的課程的資源包，認真備課后，使用UMU平臺對資源進行梳理收錄，設置完整清晰的學習流程、學習任務單和學習素材，如圖4、5所示。在上課前一天的晚上把學習資源分享到各班的QQ群，并建議無人機興趣組學生先瀏覽，做好課前準備。并且在群公告填寫上課時間和課程鏈接，使不能及時參加學習的學生可以方便清晰地找回學習內容，要進行復習的學生也能快速瀏覽回顧。

3.3.3? 課前預習檢測

課前，學生用自己的賬號登錄UMU平臺的無人機學習項目進行預習。作為動手操作較多的無人機課程，要求學生按照學習任務單先看清楚微課教程，如圖6所示，然后再對照微課視頻一步步操作，否則很容易導致設備損壞。在課前異步環節，有些學生能完成任務，有些會失敗，但是沒關系，關鍵是經歷了自學的過程，學生帶著疑問或愉悅，學習積極性會更高。學生自學后，完成教師布置的課前檢測反饋。

3.3.4? 課中直播互動

在QQ群課堂的直播中，先進行必不可少的簽到，然后利用2分鐘時間，預先講解這節課的自學過程中檢測反饋的問題、學習重難點、作業要求和有可能碰到的問題，并出示范例截圖動畫。接下來的16分鐘是師生在UMU平臺的無人機課程中根據課堂任務單進行深化學習，在QQ課堂開展互動，如圖7所示。在此過程中，學生有不明白或需要幫助就提問，老師馬上進行解答。遇到難以說明的，會馬上直播示范并錄制微課分享到QQ群。

3.3.5? 分組協作開展

無人機興趣組的人數有40人，雖然人不多，但是要逐一輔導時間不夠，采取高年級帶低年級，領先帶后進的方法，有效促使組員共同進步。組長組織組員采用QQ討論組和騰訊文檔，發表意見，互相展示操作無人機的現場視頻，這樣教學效率將提高不少。另外分組可以培養學生的團體協作能力，為團體項目的開展打下基礎。

3.3.6? 鞏固理論實操

教師根據每節課的內容設置網上小測內容，讓興趣組的成員記住關鍵的知識。通過UMU的統計功能得出容易出錯的知識點，再次進行鞏固說明講解。檢測針對理論知識，而作業則設計為實操的內容，要求操作的同時用手機拍攝錄像提交到UMU，供老師和同學觀看評價討論，如圖8所示。

3.3.7? 互評分析作業

在下課前2分鐘的時候，教師出示作業里優秀的學生作業大力表揚，給予未交作品同學進行欣賞學習、發表評論，如圖9所示，同時也會出示不符合要求的作業，分析其中存在問題，再次重申這節課的重難點，引導學生解決。最后會把作業完成人數出示，提醒可以在下次課之前提交作業，給大家足夠的時間制作。

3.3.8? 在線評價回顧

學習評價是課堂必不可少的環節之一。部分評價是對知識掌握情況的評價，部分則是自我學習情況的評價，這些評價讓學生知道本節課學會了什么，掌握得好還是差。評價的工具很多，一般會使用UMU平臺的問卷功能，如圖10所示。

3.3.9? 反復修改訂正

教師對上交的作業100%批改，對好的作業表揚鼓勵，給學生發放獎品，鼓勵學生繼續保持;對不夠好的作業則指出問題，要求學生訂正。大多數學生還是很認真的，老師指出了問題，他們就訂正重新上傳，然后提醒老師批改，有時候修改多次也不厭其煩，如圖11所示。

3.3.10? 學科融合拓展

課后對無人機課程進行跨學科融合拓展，如圖12所示，讓學生選擇感興趣的內容進行學習。無人機也是一種航模，可以引導學生學習其他航模;可以引導關注編程無人機，學習編程知識;可以引導關注無人機的外形，學習用3D軟件設計無人機外形;還可以引導學生學習STEAM知識，鼓勵學生用無人機設計工程類作品。個性化學習能讓學生得到更好的發展。

4? 應用效果分析與反思

通過UMU發出40份調查問卷[7]，下文對問卷調查結果進行分析和總結。

由于無人機興趣班的學生是經過挑選的，總體來說學習成績優秀的同學占多數，因此能適應網絡在線直播+UMU學習的上課方式的學生占絕大多數。對于難適應的同學或許真的對無人機項目不太感興趣，調查結果如表3所示。

如表4所示，該問題實際上是對教師所設置的UMU教學平臺及內容和在線直播課程的認可度進行評價，總體上覺得有特色占多數，有10%的同學覺得不夠吸引是因為教師設計或處理還不夠到位，以后要加強。

如表5所示，調查的是教師與學生不在同一室場，是否會導致學生注意力不集中、缺少臨場感/感覺學習孤單，教師通過此調查要及時與學生交流，做好心理輔導，以免令學生失去學習興趣，或走神做了其他事情。

如表6所示，主要調查學生在線學習的學習積極性。由于多數的同學是成績優秀的，所以積極性都不錯，只有個別同學性格或專注力較差，不積極參與。

如表7所示，是實實在在的在線教學效果的調查，數據顯示3人不但達到了懸停的目標，還會控制走直線，說明這三位同學相當有天賦，而且在課前自學、課中深化學習以及課后拓展都能積極參與。7人做到基本會懸停，也相當不錯，肯定是課后做了大量的操作練習。19人短時間能控制，但不夠穩定，說明對雙手的微調以及協調還有待熟練，但應該離成功不遠。11人只會啟動，飛高會亂飛，這些同學對微課等內容學習得不夠細致，雙手的微調以及協調有待糾正，教師和優秀的同學應該多關注，多通過QQ視頻電話等方式指導。

5? 結? 論

疫情期間，在華南師范大學教育技術學院多位專家教授線上講座的指導下，我校通過以在線混合教學的方式實施無人機校本教學，以“六把金鑰匙”為教學模式的在線翻轉教學初步取得較好的教學效果。所謂“條條大道通羅馬”，在線翻轉并不是唯一的途徑，也并不是每門課程都適合，我們不能為了翻轉而翻轉。雖然接下來無人機教學內容的開發將更加困難，但我們堅信只要我們遵循教育教學的規律，積極開展教學研究，針對學習內容做好導學問題、微課、小組合作等方面的設計，相信要學生一定能達到更高的操縱水平。下一步將聯合專家團隊繼續開發在線課程，形成本校的特色校本課程。

參考文獻：

[1] 王利改.高職人才培養與“中國制造2025”環境下人才需求特點的融合分析 [J].河北職業教育，2018，2（3）：38-41.

[2] 閻世梁，張華，肖曉萍，等.高等工程教育中的機器人教育探索與實踐 [J].實驗室研究與探索，2013，32（8）：149-152+196.

[3] 呂佳，范曦，張春燕.基于無人機項目的高職產教融合發展研究 [J].知識經濟，2018（6）：131-132.

[4] 謝幼如，邱藝，黃瑜玲，等.疫情防控期間“停課不停學”在線教學方式的特征、問題與創新 [J].電化教育研究，2020，41（3）：20-28.

[5] 華南師范大學《學會在線教學》系列公益課.面向疫情的

SPOC翻轉教學設計 [EB/OL].（2020-02-23）.https：//www.

cctalk.com/v/15824386054244？sid=1582190827193291.

[6] 胡小勇，張瑞芳，馮智慧.翻轉課堂中的問題導學策略研究 [J].中國電化教育，2016（7）：93-98.

[7] 華南師范大學《學會在線教學》系列公益課.在線課程與直播教學混合教學的實施 [EB/OL].（2020-02-23）.https：//www.cctalk.com/v/15825084273083？sid=1582190827193291.

作者簡介：阮恩榮（1977—），男，漢族，廣東臺山人，中小學一級教師，理學學士，研究方向：教育技術。