疫情形勢下線上教學有效實施策略探究

（南通大學，江蘇南通226000）

一、“數值分析”課程概述

目前高校課堂內，學生玩手機、曠課等現象已經不容忽視。究其原因，單一的傳統教學模式——黑板（或PPT）+書本+紙筆，更多的是教師單方面的講授，學生參與度低，“教”“學”不平衡，學生沒有學習興趣。事實上，隨著互聯網技術的快速發展，摒棄單一的傳統教學模式，在教學中充分利用基于現代信息技術的信息化教育平臺，是教育適應信息社會發展的必然結果，必須引起高度重視[1-2]。在國外，有Google classroom、Moodle等新型的信息化教育平臺，在我國也相繼推出了中國大學慕課、課堂派、雨課堂和智慧樹等教育平臺。然而，由于傳統教學觀念的根深蒂固，相當一部分教師并不接受這一類新事物，仍習慣于原來的模式。但突如其來的一場新冠肺炎疫情，改變了這一狀況。應教育部門要求，停課不停學，各高校紛紛要求教師利用各大平臺實施線上教學。南通大學教務處也積極聯系各大平臺，組織教師學習各個平臺教學工具的使用，對教師在實施線上教學初始階段出現的各種問題及時予以解決，使得線上教學整體運作良好。

“數值分析”課程是數學專業學生的必修課程，該課程注重于研究科學計算和工程計算中出現的各類數學問題的數值算法，是一門與計算機使用密切結合，實用性很強的數學課程。但是從近幾年的教學來看，學生學習成績每況愈下，可見進行教學改革刻不容緩。

這次新冠肺炎疫情是一場災難，卻也是一個契機。由此我們開始認真學習、探索如何結合不同的平臺優勢互補，改變傳統教學模式，讓學生更多地參與進來，從而提升教學效果。

本文以“數值分析”課程為例，探討如何有效實施線上教學。我們在經過慎重的考慮后，制定了線上教學的實施方案：（1）選用中國大學慕課平臺的國家精品課程——東北大學的“數值分析”，建立異步spoc供學生自主學習；（2）采用課堂派直播講解難點和重點，進行師生互動；（3）建立班級QQ群。QQ方便快捷，課上可以在這里與學生及時溝通，解決一些“小意外”或者其他問題。

二、“數值分析”課程線上教學實施策略

我們將從課前、課中、課后三個環節來介紹如何有效實施線上教學。

（一）課前

1.正式開課前，在課堂派的資料區上傳相關的教學資料。一方面按照教學要求上傳教學大綱和教學計劃。另一方面，結合本課程的學習要求和特點，上傳三大資源，一是 Burden R.J等人編著的《Numerical analysis》作為教材的補充。該書內容詳盡，例題豐富，是數值計算經典之作；二是Cleve.B.Moler的《Matlab數值計算》。算法是數值分析的重要組成部分，Matlab則是進行科學計算的非常好的一款數學軟件，這本書實用性強，且很好地結合了教材的教學內容；三是X mind8的安裝包，用于在學習完每一章后，學生用思維導圖對所學內容進行知識的梳理。

2.每次課前的準備。學生必須在每次課前在慕課上自主完成教師發布的課程視頻的學習。如何讓學生高效地完成學習任務，需要教師認真引導。對此，我們采用的方法是：提前觀看慕課視頻，并結合本次課的重難點，通過課堂派的公告功能發布預習須知。以數值積分和數值微分中一課為例，我們發布了如下的內容：（1）本次課程對應的慕課資源為4.8～4.13節。（2）4.8～4.11節是關于高斯求積公式的有關知識。其中：4.8節正交多項式為4.9～4.11節的基礎，也是計算數學的許多具體方向中常要用到的工具，我們還會首次接觸到帶權正交的概念，這是后面高斯求積公式中要用到的，必須要掌握；4.9節中我們只要求掌握勒讓德正交多項式；4.11節中只要求掌握高斯—勒讓德求積公式。（3）4.12～4.13節為數值微分知識，即如何給出一個函數的導數的數值近似值的方法，分為兩種：一是根據函數在一點的導數定義，一是根據插值多項式。內容簡單，課堂派中不再介紹，在慕課中要做好筆記。

課前學生的自主學習是實施線上教學的一個重要環節。發布自主學習任務之后，我們通過中國大學慕課平臺關聯的慕課堂中的學情統計，可以清楚地了解到學生的學習情況。對于沒有完成任務的學生，我們可以通過QQ或者課堂派的私信功能，給予適當的提醒，確保在課堂派直播前所有學生的自主學習順利完成，為授課講解做好準備。最后，我們還要精心準備課堂派直播中的互動題。主要分為兩類，一類是直播一開始就給出的概念理解題。仍然以數值積分和數值微分中的這次課為例，我們設置了如下的互動題：（1）什么是高斯型求積公式？求積節點如何確定？代數精度是多少？（2）牛頓—科特斯求積公式和高斯求積公式的節點分布有什么不同？對同樣數目的節點，兩種求積方法哪個精度更高？對于這類問題，學生可以用語音回答；另一類是計算證明題，學生用拍照的形式給出答案發到QQ群。考慮到這類題耗時較長，通常以不超過三題為宜。這次課我們僅給出了一題：試構造高斯型求積公式

（二）課中

課中主要是利用課堂派進行直播互動答疑。

提前十五分鐘進入課堂，開啟直播后首先進行考勤。“課堂派”考勤有四種形式：傳統考勤、數字考勤、GPS考勤和掃碼考勤。本課程采用數字考勤，考勤人數在屏幕上直接顯示，短時間之內即可完成考勤，有效解決了線下點名耗時、學生代簽到等問題，提高了課堂管理效率。對未到學生可以選擇“遲到、請假、缺課”等備注，期末對學生的考勤情況做出統計，將其作為學生平時考核成績的一部分。

考勤結束后，針對課前給出的概念理解題進行互動答疑，一方面檢查學生自主學習的效果，了解他們是否清楚概念。另一方面，讓學生參與進來，可以活躍課堂氣氛。在互動過程中，教師可以及時發現問題，調整教學進度，達到跟線下教學相同的效果。值得一提的是，教師可以在部分學生已經提交時結束答題，展示這部分學生的答案，若有不同答案，可以讓全班學生自由發言進行討論，最后由教師講解糾正錯誤觀點。如果是在線下，大家面對面，部分學生可能不好意思發言，而在線上，則可以避免這一點。事實上，參與發言的學生比傳統線下教學的人數明顯要多，這也是我們樂于見到的。

這類互動題結束后，教師開始講解本節課的重點和難點。在這一階段不宜過多重復慕課視頻中的學習內容，而應該側重于重點和難點，以及學生自學過程中反映的不理解的問題，這些很可能是共性問題。最后是發布第二類互動題，實施步驟同第一類互動題。

直播過程中，利用課堂派中黑板工具，將電腦連接數位板，可以邊講解邊書寫，再次媲美線下課堂。

（三）課后

1.在課堂派電腦端發布作業。課堂派作業分為個人作業和小組作業兩種。在個人作業這一版塊主要布置理論題。在小組作業這一版塊，布置的是數值實驗題，通過分組功能將四到六人編為一組，要求完成實驗并撰寫實驗報告，報告內容包括通用程序和結果分析，小組作業要求學生之間分工配合，遇到問題需共同討論，這有助于培養學生團體意識。作業要求、截止日期等可以同時發布，且具有查重功能，這是傳統教學所無法比擬的。在作業批改過程中，對于不符合要求的作業，可以及時返回要求學生重做，然后再提交。師生之間交流更迅捷，而不像線下教學，只有等到下次上課時才可以利用課間休息告知學生相關的作業問題。

2.在慕課平臺上發布單元測試和單元作業。單元測試每周一次，由教師完成批閱。單元作業則可以讓學生進行互評。這是慕課的獨特之處，也是讓學生參與教學的一種方式。

（四）明確線上考核方式

在開課之初就應該告知學生本門課程的線上考核方式，即采用綜合評價體系。我們將綜合考察兩大平臺上學生的學習情況。一是中國大學慕課平臺：由單元測驗和單元作業的完成、互評情況，慕課平臺上的自主學習的時長所構成。二是課堂派平臺：由學生出勤率，課中互動表現（包括參與度及正確率），課后作業成績構成。這些因素可以按教師的要求，自由調整權重匯總為最終教學成績。完整明確的評價體系，可以有效地督促學生認真學習，完成學習任務。兩大平臺都可以自動管理成績，相關數據也可以一鍵下載，非常便捷。

三、結論

利用兩大平臺進行現場教學雖是新冠肺炎疫情形勢下做出的選擇，但在具體實施過程當中，我們充分認識到了這種教學模式的優越性。一是強調學生進行自主學習，對提高學生的學習能力很有幫助。大學生在大學里不應該只是學書本上的知識，更重要的應該是培養學習能力，這對即將踏入社會的他們來說是有益的。二是能真正加強師生間交流，雖不是面對面，但空間上的距離反而使師生的交流更放松，學生的參與度也更高。

當然，實施線上教學也會出現一些問題，在某些方面，線上教學平臺還需要不斷完善。一是平臺擁堵可能造成系統的崩潰（直播時曾經遭遇過一次）。在這種情況下，一方面要與學生溝通好，如果有異常情況（比如聽不到聲音、直播中斷等），一定要通過QQ或其他平臺及時報告教師。另一方面要準備好上課平臺的應急方案，比如騰訊會議、QQ直播等；二是無法得知學生的實際觀看效果，雖然學習數據顯示學生已經全部學完，但是這并不能說明學生從頭到尾認真在聽講；三是要求閉卷考試的科目，如何組織才能杜絕作弊行為（如網上搜題）。

綜合考慮來看，線上教學優點很多，但是并不能完全代替傳統教學，特別是理科課程，我們應該要揚長避短，將線上線下教學結合起來，才能達到最優的教學效果。