疫情期間面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程線上教學(xué)實踐

楊惠榮，周 珺

（北京工業(yè)大學(xué) 信息學(xué)部，北京 100124）

0 引 言

突如其來的疫情改變了我們熟知的教學(xué)模式，雖然之前對線上教學(xué)模式有過嘗試，但是一夜之間任務(wù)變得特別急迫和現(xiàn)實，很多實施層面的困難一股腦擺在了廣大一線教師眼前。從直播設(shè)備的準(zhǔn)備，到線上平臺的選擇，整體教學(xué)進(jìn)度把控，教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整，學(xué)生上課狀態(tài)的關(guān)注，線上上機(jī)實驗的開展，期末考核內(nèi)容及形式改革等一系列具體問題，千頭萬緒應(yīng)接不暇。

針對這些線上教學(xué)普遍存在的問題，基于面向?qū)ο笳n程理論和實踐并重的特點，本課程確定以線上直播為主、線下多種形式輔助的教學(xué)模式，并做了預(yù)案以應(yīng)對可能出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)擁堵。經(jīng)開學(xué)以來10 多次的實踐，從師生互動的明顯增加及上機(jī)實踐的結(jié)果反饋可以看出，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣高，教學(xué)效果較好。

1 精細(xì)化的課前準(zhǔn)備及預(yù)案設(shè)計

在線直播相對于MOOC、視頻、PPT 等自主學(xué)習(xí)方式，更接近于面對面課堂教學(xué)，學(xué)生能看到教師視頻，能通過文本、語音進(jìn)行互動，且在固定的時間內(nèi)，集中統(tǒng)一時間進(jìn)行學(xué)習(xí)，可對共性問題隨時提問，及時獲得解答，同學(xué)在一起陪伴學(xué)習(xí)，課堂氛圍更好，效率高，是線上學(xué)習(xí)的首選，但疫情期間開展直播，會出現(xiàn)高峰時段的網(wǎng)絡(luò)擁堵，流暢性、穩(wěn)定性難以保障。為保證教學(xué)效果，應(yīng)該充分做好直播課前的各種準(zhǔn)備，將課前工作精細(xì)化，包括設(shè)備調(diào)試準(zhǔn)備，內(nèi)容資料準(zhǔn)備、上課流程及考核安排等一系列準(zhǔn)備，其中最重要的一項工作即直播失敗的預(yù)案設(shè)計。凡是需要通知學(xué)生的信息，應(yīng)提前在群里發(fā)布，如在第一節(jié)課前，就要向?qū)W生發(fā)布課程的整體安排及所用平臺，以備在某個平臺崩掉時，及時選用另一個備選平臺，并提前發(fā)布課程的時間進(jìn)度，提前在一個以上平臺發(fā)布課件及相關(guān)上課資料，提前錄制相關(guān)課程視頻并上傳，同時在線上管理平臺發(fā)布相關(guān)的作業(yè)和討論。將準(zhǔn)備工作做足、做細(xì)，就可以從容應(yīng)對各種網(wǎng)絡(luò)突發(fā)狀況。

1.1 線上平臺的選擇

課程涉及平臺及線上線下教學(xué)總體安排如下。

1）線上授課方式：直播、錄播、微信群+語音、PPT +語音、在線答疑討論。

（1）線上直播平臺：建議選騰訊會議、釘釘、Zoom 會議系統(tǒng)直播、雨課堂等。經(jīng)檢測，騰訊、釘釘和Zoom 基本能保證直播流暢，且疫情期間免費使用，但Zoom 單課限制100 人以內(nèi)。

（2）教學(xué)管理及授課平臺：用于PPT 播放、點名、發(fā)通知、發(fā)作業(yè)、上傳各種資料。具體可以選擇：①北京工業(yè)大學(xué)日新學(xué)堂，有配套的移動端安裝學(xué)習(xí)通APP；②清華大學(xué)雨課堂，關(guān)注雨課堂微信公眾號，或安裝雨課堂微信小程序；③課堂派，微信推送公告和私信。

（3）Educoder 上機(jī)作業(yè)在線測試平臺：用于上機(jī)實驗，系統(tǒng)自動完成實驗評測，自動打分。

2）線下自由下載資源觀看視頻、錄播課MOOC、微課，觀看PPT/PDF/DOC，上機(jī)練習(xí)。

3）作業(yè)：上機(jī)作業(yè)（Educoder 線上自動評測）+普通作業(yè)（平臺發(fā)布和收取）。

線上有眾多的直播平臺、管理平臺和上機(jī)實驗平臺。這些平臺各有特點，短時間內(nèi)難以統(tǒng)一，任何一個平臺都很難承擔(dān)全部教學(xué)所需功能，如北工大日新平臺有任務(wù)點設(shè)置功能，平臺也有完善的學(xué)生學(xué)習(xí)記錄，方便跟蹤學(xué)習(xí)動態(tài)，可以依此督促學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，但因其無法實現(xiàn)微信推送，一些信息很難及時送達(dá)學(xué)生。雨課堂上課很方便，可以在PPT 中插入隨堂練習(xí)，有效檢驗學(xué)習(xí)效果，還可以上傳答題結(jié)果，反饋課件學(xué)習(xí)問題，但學(xué)情管理和統(tǒng)計不是它的設(shè)計重點。課堂派的通知發(fā)布簡便及時，資料上傳及線上整理功能簡單，也很少出現(xiàn)上傳資料受阻情況，雖然也可以在平臺設(shè)計練習(xí)題目，但是不如雨課堂更為便捷。實踐證明，充分利用各個平臺的優(yōu)勢，可以為后期教學(xué)提供很多便利。

1.2 課前準(zhǔn)備的精細(xì)化

網(wǎng)絡(luò)正常時，學(xué)生上課的流程和平時面對面授課差異不太大，但需提前登入直播平臺，上課只要緊跟教師節(jié)奏，聽課、做練習(xí)、提問，下課及時完成作業(yè)即可。教師則不同，需要做更多、更精細(xì)的課前準(zhǔn)備。大致分為課前、課后兩個環(huán)節(jié)。上課前，需仔細(xì)檢測直播設(shè)備，測試網(wǎng)絡(luò)，測試聲音是否正常，測試點名系統(tǒng)是否正常。待設(shè)備檢測后，需啟動直播平臺，發(fā)送會議號，啟動錄播功能，打開學(xué)生溝通界面、視頻攝像頭、教師聲音測試、學(xué)生靜音，之后開啟點名，檢查簽到人數(shù)。如果直播授課期間要做隨堂練習(xí)，需在直播授課前，提前打開雨課堂等授課系統(tǒng)，啟動課件進(jìn)行在線授課。隨堂練習(xí)則需課前準(zhǔn)備測試題目，方便上課時檢查學(xué)習(xí)效果。課后則要發(fā)布相應(yīng)的作業(yè)，及時了解課程掌握情況、作業(yè)完成情況，并在線回答學(xué)生問題等。

1.3 網(wǎng)絡(luò)異常時的預(yù)案準(zhǔn)備

網(wǎng)絡(luò)直播正常時，如1.2 節(jié)所述，教師上課除課前準(zhǔn)備工作較多外，和平時教室面對面授課幾乎沒有區(qū)別。學(xué)生課前僅需提前登入直播平臺，完成線上點名簽到。上課時則只需要跟隨教師節(jié)奏，下課及時完成作業(yè)即可，和在學(xué)校沒有區(qū)別，但網(wǎng)絡(luò)異常時，師生間則溝通不暢，因此，需要在課前制訂相應(yīng)策略并告知學(xué)生備選方案，一旦出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁堵不能直播，馬上啟動預(yù)案。當(dāng)直播不順利時，第一個預(yù)案設(shè)計是教師通過微信群+語音進(jìn)行授課，群里發(fā)布課件資料、答疑；第二個預(yù)案是學(xué)生通過事先下載的視頻、課件等資料自學(xué)，并通過提前布置的線上作業(yè)，檢測學(xué)習(xí)效果，教師也可通過微信或線上平臺的討論區(qū)和學(xué)生展開互動，答疑解惑。預(yù)案做好，同樣可以很好地完成預(yù)期教學(xué)任務(wù)。

2 線上教學(xué)設(shè)計

2.1 明確教學(xué)目標(biāo)，突出重難點

直播不同于面對面授課，學(xué)生不能看到教師的肢體動作和表情，更多關(guān)注的是屏幕中的課件內(nèi)容，容易產(chǎn)生疲勞；而教師對著屏幕講課，沒有一張張生動的面孔，很難通過表情及時判斷大多數(shù)學(xué)生的課程掌握情況。因此，疫情期間的線上直播教學(xué)，首先關(guān)注課程的重點、難點，通過精簡課件中的文字，配以圖示、動畫、圖表，并結(jié)合多種方式進(jìn)行有效講解，增加典型案例，以互動、提問、設(shè)計討論、設(shè)置任務(wù)等方式，保證課程核心內(nèi)容達(dá)到教學(xué)要求；其他部分則通過發(fā)布MOOC 視頻、微課、PPT 等，供學(xué)生自學(xué)；將重點內(nèi)容明確到每一章、每一節(jié)、每一次課，并在每次課前，向?qū)W生講述本次課的教學(xué)任務(wù)和目標(biāo)。

另一方面，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程屬于典型的工程設(shè)計類課程，除了理論部分外，課程強(qiáng)調(diào)在運用面向?qū)ο笤淼那疤嵯拢瑢嵺`Java 編程。作為企業(yè)級應(yīng)用的首選，Java 語言在學(xué)生的就業(yè)環(huán)節(jié)占比很重，學(xué)生對Java 語言的熱情很高，但不喜歡學(xué)習(xí)面向?qū)ο罄碚撝R。教學(xué)過程中，若將該課程作為一門語言課去講授，有點舍本逐末。課程的畢業(yè)要求是培養(yǎng)學(xué)生掌握面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)方法，運用面向?qū)ο蠓椒ǚ治鰡栴}，提升解決復(fù)雜工程問題的能力。因此，在課程內(nèi)容的安排上，除了突出重點和難點，還需將晦澀難懂的原理融入實踐，以實踐促進(jìn)理論理解，只有親自動手實踐，才能自覺運用面向?qū)ο蠡驹砣ソ鉀Q實際問題。

2.2 多樣性設(shè)計教學(xué)活動

在明確課程重點的基礎(chǔ)上，可以設(shè)計多種教學(xué)活動，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，如課程歷史探究討論、典型案例講解、作業(yè)問題討論、實踐題中預(yù)埋典型錯誤等，不僅活躍課堂氣氛，還能引導(dǎo)學(xué)生通過自我調(diào)研去解決問題，有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生在調(diào)研過程中不僅可以豐富知識，還學(xué)會運用多種手段查找文獻(xiàn)，搜尋答案。例如，Java 語言的前身一題（如圖1 所示），引發(fā)了學(xué)生對Ada 和Oak 的探究。在尋找答案的過程中，學(xué)生不僅找出了Java 語言的前身Oak 的誕生過程，還對Ada 語言及Ada 本人產(chǎn)生了強(qiáng)烈的好奇，這位“穿孔機(jī)程序創(chuàng)始人、世界上第一位軟件工程師”，不僅是位數(shù)學(xué)家、計算機(jī)程序創(chuàng)始人，還是著名詩人拜倫的女兒，一個漂亮且具有傳奇色彩的女性，她對計算機(jī)程序設(shè)計的突出貢獻(xiàn)，使得美國軍方花10 年時間設(shè)計的語言，最終為了紀(jì)念A(yù)da，而以她的名字命名。一個題目的探究，引發(fā)了連續(xù)幾天的討論，激發(fā)了學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，還拓展了知識。雖然是個看似與課程不相關(guān)的問題，但是卻加深了對Java面向?qū)ο筇匦缘睦斫猓@樣比課堂的反復(fù)強(qiáng)調(diào)效果要好得多。圖2 所示為在平臺發(fā)布的相關(guān)閱讀資料，供學(xué)生探究學(xué)習(xí)使用。

2.3 強(qiáng)化線上教學(xué)管理

圖1 單選題目設(shè)計

圖2 Java 前身及Ada 探究學(xué)習(xí)

學(xué)習(xí)有監(jiān)督，才能保質(zhì)保量。疫情期間，學(xué)生長時間宅在家里，難免有松懈。為保證課堂效果，要求8 點開始的第一節(jié)課打開攝像頭，學(xué)生雖然有些不情愿，但是多數(shù)能理解并接受。無意間發(fā)現(xiàn)，有些學(xué)生卻在躺著聽課，直播系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入，手機(jī)開著視頻，是聽課狀態(tài)，但事實上只是簽個到，人則繼續(xù)睡覺，因此，后續(xù)加強(qiáng)課堂管理，不通過APP 簽到，而是通過會議的直播屏幕刷簽到二維碼，加上開啟攝像頭，這樣既能將進(jìn)入會議和簽到二合一，又能避免在家直播上課睡覺偷懶的問題；同時，在開課前10 分鐘，增加對上節(jié)課重點知識的復(fù)習(xí)測試，借助于雨課堂的練習(xí)功能，通過是否參加互動答題測試來了解上課的真實狀態(tài)，對連續(xù)不答題、不上線的同學(xué)，私下交流警告，確保出勤率。

2.4 關(guān)注個體差異，進(jìn)行個別化教學(xué)

通過雨課堂的答題情況分析及線上實訓(xùn)平臺的統(tǒng)計功能，可以清楚地關(guān)注到表現(xiàn)最優(yōu)和相對落后的學(xué)生。表1 是雨課堂統(tǒng)計的對同一次課程題目的回答情況，可以看出題目間正確率的差異很大，如題目2、4 的正確率較高，接近90%，而題目9 的正確率不到10%；全體學(xué)生的答題情況差異也比較大，最高分為19 分（總分20 分），而有的學(xué)生得分很低，甚至為0；但總體課堂參與度較高，接近100%。答題情況基本能反映學(xué)生的真實聽課效果和知識掌握情況。表2 為上機(jī)實訓(xùn)平臺Educoder 的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，前4 行為效率最高學(xué)生用時統(tǒng)計，后4 行為效率較低學(xué)生用時統(tǒng)計，數(shù)據(jù)顯示，有些學(xué)生知識掌握好，有些吃不飽，而有些學(xué)生則明顯跟不上。效率最高的學(xué)生用時6 分多鐘完成線上上機(jī)的全部測試題目，而慢的學(xué)生用時接近90 分鐘，有的學(xué)生甚至沒有通過一關(guān)。

表1 雨課堂答題情況統(tǒng)計

表2 上機(jī)實訓(xùn)平臺實驗完成情況統(tǒng)計

參考在線平臺的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，應(yīng)展開個別化教學(xué)：對個別優(yōu)秀的學(xué)生，提出更高的要求，推送難度較高的題目，并提供機(jī)會與教師一同參與課程實訓(xùn)題目的設(shè)計；而一些重修和轉(zhuǎn)專業(yè)的學(xué)生，基礎(chǔ)相對比較弱，通過主動聯(lián)系，鼓勵其勇敢提問，提高自信心，這部分學(xué)生在慢慢追趕，作業(yè)完成度也明顯提高。另外，通過結(jié)對子、同學(xué)間一幫一、組成互助小組等形式，可大大提升學(xué)習(xí)效率，幫助落后的學(xué)生。

3 線上實踐教學(xué)的開展

面向?qū)ο笫菍嵺`性很強(qiáng)的一門課程，僅僅聽講是不夠的，必須加強(qiáng)上機(jī)實踐。目前，本課程采用的是一個開放的線上實訓(xùn)平臺www.educoder.net，可以達(dá)到實踐教學(xué)的基本要求。EduCoder 在全國很多高校開展了線上實踐教學(xué)課程。課程組在2018 級本科計算機(jī)專業(yè)學(xué)生中，就曾經(jīng)開展了一個學(xué)期的Educoder 線上實踐教學(xué)，以彌補(bǔ)教學(xué)計劃中上機(jī)課時嚴(yán)重不足的問題。這次疫情期間，在2019 級學(xué)生中再次啟用。因此，線上實踐教學(xué)活動開展比較順暢，準(zhǔn)備工作也相對輕松。

開學(xué)4 周，在實踐平臺發(fā)布的上機(jī)作業(yè)及其完成情況較好。上機(jī)題目根據(jù)難度分為入門篇、基礎(chǔ)篇、提高篇、挑戰(zhàn)篇和測試篇。每個實訓(xùn)題目均由幾個小題目組成，每個小題目為一關(guān)，是一個具體的任務(wù)，如求奇偶是一關(guān)的任務(wù)。發(fā)布的部分題目，完成人數(shù)已過半。實訓(xùn)平臺的測試篇，設(shè)計用于限時的線上上機(jī)考試，要求學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)，調(diào)試1～4 個難度適中的題目，以考查學(xué)習(xí)效果。從已完成的幾次測試情況看，目前只有個別學(xué)生因各種原因沒完成測試任務(wù)，其他近90 位學(xué)生都已完成。實訓(xùn)的入門篇緊跟課程授課進(jìn)度，適合入門級別的初學(xué)者，沒有太嚴(yán)格的時間要求，一般是7 天左右提交，過期也可以補(bǔ)交，但會扣3～5 分。提高篇適合基礎(chǔ)較好的同學(xué)，題目有一些難度。挑戰(zhàn)篇不僅有難度還兼具復(fù)雜度。

4 線上教學(xué)效果

4.1 直播教學(xué)效果

前期做了大量的直播調(diào)研，因此在直播期間，通話功能、屏幕共享功能、群討論功能及點名簽到都比較正常。學(xué)生經(jīng)過幾次線上課程學(xué)習(xí)，基本適應(yīng)目前的線上教學(xué)形式，并積極參與互動，提問討論踴躍。每次直播課即將結(jié)束時，學(xué)生的提問還是很踴躍，不想結(jié)束直播，提問不斷，每次都會出現(xiàn)通過直播會議的群聊功能和微信群積極討論問題的情況，性子急的學(xué)生甚至開啟了彈幕功能和語音功能提問。

課下學(xué)生也經(jīng)常通過微信群進(jìn)行討論，或私下發(fā)微信答疑。北京工業(yè)大學(xué)日新平臺的作業(yè)完成度也比較高，半數(shù)學(xué)生能自覺進(jìn)行下一章節(jié)課程的預(yù)習(xí)。還有一位曾經(jīng)學(xué)過Java 的學(xué)生主動建立了班級的面向?qū)ο蟮奈⑿殴娞枺l(fā)布學(xué)習(xí)心得體會，在班級內(nèi)展開學(xué)習(xí)討論。

4.2 利用雨課堂開展線上測試效果

利用雨課堂在PPT 中插入的一些習(xí)題，在直播講解相應(yīng)知識點后，增加練習(xí)環(huán)節(jié)，不僅能檢驗學(xué)生的掌握情況，還能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，增加課堂討論氣氛，令學(xué)生上課習(xí)題作答踴躍。

4.3 線上實踐教學(xué)效果

目前，已在線上實訓(xùn)平臺發(fā)布15 道必做的上機(jī)題，共計30 多關(guān)，每關(guān)對應(yīng)一個具體問題。除了最新發(fā)布的題目，其余題目已完成90%以上。除了必做題目，還在平臺發(fā)布了自我練習(xí)題目，供學(xué)生自己練習(xí)，也有一半學(xué)生完成。從實踐題目的完成度可以看出，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣普遍較高，大部分學(xué)生能接受并認(rèn)可線上實訓(xùn)，能跟上教學(xué)進(jìn)度。

5 結(jié) 語

經(jīng)過這段時間的線上教學(xué)，總體感覺是線上教學(xué)有一定優(yōu)勢，但難以最終取代面對面授課。線上平臺都有優(yōu)點，但都不完美，不盡如人意，實際教學(xué)過程中，需在各種平臺間測試，在需求和便利之間進(jìn)行權(quán)衡，同時還要考慮學(xué)生的承受能力。這一教學(xué)方式不僅對學(xué)生，對全國的各大直播平臺都是一個嚴(yán)峻考驗，同時也是對教師職業(yè)素養(yǎng)的考驗。希望疫情盡快過去，早日恢復(fù)正常教學(xué)，我們也可以自由呼吸。