海洋科學類課程線上教學的實踐研究

（國防科技大學氣象海洋學院 湖南·長沙 410003）

0 引言

2019年以來的疫情打擾了所有人生活工作，為了確保高校教學工作不斷線，利用網絡開展教學工作，確保學生在不能返校集中學習階段開展線上學習，有效利用互聯網資源，將疫情對教學的影響降到最低；此外，努力將疫情所帶來的教學負面影響轉化為推動教學模式創新改革的動力，打造智慧課堂，全面提高教師教學素質和教學質量。

在中國高等教育邁向新時代的關鍵階段，現代教育模式不斷發生重大改革；從傳統單一的課堂教學模式向著“線下+線上”的混合式教學轉變，尤其是作為高素質新型軍事人才培養高地和國防科技自主創新高地的國防科技大學，針對生長軍官本科學歷教育和首次任職培訓教育進行了一系列的教學模式改革。提出了“以學員為中心，以能力培養為目標”的課堂—課程教學改革，著重開展探究式課堂教學改革，注重啟發式講授，互動式交流，探究式討論；注重小班化，翻轉課堂和基于 MOOC等智慧課堂的混合式教學。積極創新教學方法手段，努力從傳統的課堂教師授課的被動學習向融合探究式學習、項目學習、自我學習、實踐學習、同伴互學和從做中學等多重手段的主動學習過渡。重點建設了一批“互聯網+教育”的線上“金課”，利用中國大學MOOC平臺、雨課堂、移動APP“紅客客戶端”、學堂在線、超星學習通、軍事職業教育平臺等互聯網手段和資源推進線上線下混合式教育模式改革，并取得了較好的成果。

海洋科學類課程是本科生的學歷教育課程，是一類理論講授結合實踐操作的綜合類課程，本文針對該類課程的特點，探究了如何利用互聯網平臺進行網上教學，給出了本教研室在實際教學過程中的具體做法和思考，以期能為新時代教學改革提供參考和借鑒。

1 教學平臺和教學方法

傳統的線下教學模式，其優勢在于教學環境的客觀實時性，有利于在開展教學中教師主導作用的發揮，同時也為學科專業知識的系統傳授奠定了基礎；此外，線下教育模式還有利于教師和學生之間實時的情感交流，便于在教學過程中教師和學生思想的交融、靈感的碰撞，提高學習效率和理解深度；從經濟角度看，線下教育投資成本較低，投入產出效益較高。但是，傳統線下教育模式由于受教師、教材等現實條件約束，其信息容量較小，教育方法和手段較單調，這不利于培養學生的自主學習能力，教學過于程序化和模式化，同時也不利于提高教師的綜合素質、開闊教師和學生的視野，教學過程中所涵蓋的知識范圍較窄，更重要的是對于一些抽象性知識的現場展示很難實現，很多需要現場演示或試驗的教學內容受物質條件約束而無法進行，教學內容的完整性得不到保障，知識更新易遲滯，往往造成學生在教室中的所學難以在工作生活中轉化應用。

線上教學是利用互聯網平臺，融合多源知識單元，通過直播或錄播等方式開展教學的新型教育模式。其優勢在于打破了線下教學受時間和空間的限制，提供更多的學習資源和學習途徑，實現了遠距離教學，能夠支持移動式學習和個性化學習；但是，線上教育缺乏教師和學生的面對面交流互動，也難以模擬集體學習的氛圍，不利于保證學習行為和效率，此外，線上教學對設備和網絡條件的要求較高，有一定的技術門檻。因此需要發展線上+線下的混合式教學，使這兩者優勢互補，更好地服務于新時代的軍事高等院校教學。我們在此次開展海洋調查類課程線上線下教學過程中綜合利用雨課堂、ZOOM視頻會議以及虛擬輔助軟件等多種平臺開展理論和實踐教學活動。

1.1 雨課堂

雨課堂由學堂在線與清華大學在線教育辦公室共同研發，旨在連接師生的智能終端，將課前—課上—課后的每一個環節都賦予全新的體驗，最大限度地釋放教與學的能量，推動教學改革。

雨課堂將復雜的信息技術手段融入到 PowerPoint和微信，在課外預習與課堂教學間建立溝通橋梁，讓課堂互動永不下線。使用雨課堂，教師可以將帶有MOOC視頻、習題、語音的課前預習課件推送到學生手機，師生溝通及時反饋；課堂上實時答題、彈幕互動，為傳統課堂教學師生互動提供了互聯網下的解決方案。雨課堂較好地覆蓋了課前—課上—課后的每一個教學環節，為師生提供完整立體的數據支持，個性化報表、自動任務提醒，讓教與學更明了。

就環境部署而言，雨課堂全部基于Powerpoint和微信，無需硬件投入，只需安裝雨課堂軟件，便可將Powerpoint和微信轉變為電腦桌面和智能手機上的智慧課堂。在最新版雨課堂中可實現以下功能：（1）具備云端課件庫功能，只要有網絡便可隨時隨地上課；（2）支持課堂板書、課中多類型問題互動、音視頻直播或錄播、課堂投稿、實時彈幕、隨機點名等功能，活躍課堂氛圍，有效提高課堂互動效果，增強學生興趣；（3）設置分組互評、課后大數據分析、試卷制作批改等功能，高效完成教學質量評估和考核任務。

1.2 ZOOM視頻會議

ZOOM視頻會議是一款多人視頻通話工具，支持遠程音頻交流、桌面分享、遠程屏幕控制等功能，能夠支持PC、Android和MAC等平臺。教師首次注冊并登錄軟件后，可以方便的發起一個會議，并會擁有一個唯一的9～11位數字會議ID，可將此ID保存，此后再次登錄直接選擇加入此ID的會議，避免每次發起會議 ID都不同的麻煩。學生可直接通過教師分享的會議ID加入課堂，在授課過程中，教師可利用共享屏幕功能給學生展示教學多媒體素材，分享屏幕功能進行中，可以畫筆標注、段落選擇、網絡鏈接跳轉演示、選色、撤銷，選擇激光筆可進行文字段落選擇、網絡連接訪問；水筆及鋼筆功能可進行重點標注與涂鴉功能，方便重點內容的標注和板書的書寫；學生可方便地開啟視頻、音頻或聊天的方式實時回答教師提出的問題或提出自己的疑問或觀點，實施的與教師建立溝通。若不需要溝通或回答問題，則可方便的關閉視頻或麥克風。授課進行中，開啟錄制功能，教師可保存教師授課過程。

1.3 教學方法

本課程采用“雨課堂+ZOOM視頻會議+虛擬輔助軟件”的方法開展疫情期間的線上教學。其中雨課堂作為教學主要平臺，承擔教學素材推送、課堂知識問答互動、課程學習情況分析、課程考核等教學工作；ZOOM視頻會議作為課堂教學模擬平臺，承擔課程視頻直播、師生互動、教學監督、個人答疑等教學工作；虛擬輔助軟件是針對海洋科學類課程中實踐內容遠程教學所開發的輔助工具，其中涉及海洋動力學過程模擬仿真、海洋調查裝備、海洋調查平臺等實踐教學項目的三維仿真，從而滿足網絡教學中對該課程實踐部分的教學需求。有效合理地結合這三類平臺，實現海洋調查類課程在疫情期間的線上教學。

2 海洋科學類課程實例教學分析

2.1 海洋調查方法理論講授課程案例

本文以海洋調查方法中第一講緒論為例，本節課重點為海洋調查方法的課程設計及內容安排，講解海洋調查簡史和平臺技術。

課前準備：將設計好的課件在雨課堂平臺上傳，推送到學生端，并以公告的形式告知學生課前預習的相關要求。

上課當天，教師做好以下幾方面的準備：（1）設備準備，也是最主要的一項，準備安裝好雨課堂和ZOOM視頻會議軟件的電腦一臺，安裝微信的手機一部，如果電腦音視頻效果欠佳可以另外準備話筒和攝像頭一套；（2）環境準備，在進行直播課程中需要一個安靜整潔的環境，這有助于集中學生的注意力；直播過程中雨課堂音頻和ZOOM音頻只保持一個為打開狀態，另外一個靜音，否則有回音；（3）心理準備，在上課前對整個課程的過程在腦海中預演一遍，做好應對突發情況的心理；（4）形象準備；最后核對雨課堂二維碼、上課班級、課件等準備上課。

教師登陸ZOOM，加入自己的ZOOM會議室，學生按照教師事先給的ID加入ZOOM會議。教師共享課程ppt屏幕，掃碼登陸雨課堂，開啟雨課堂授課，選擇視頻直播并選擇錄屏直播，打開彈幕，要求學生開啟雨課堂，完成雨課堂點名工作。結合該兩種遠程教學平臺，可實現真實課堂的網絡化模擬，教師可通過雨課堂和ZOOM平臺開始視頻直播授課，講解玻璃液體溫度計測溫原理及誤差分析，課堂中穿插提問和隨堂測試，共計45分鐘。

授課完畢后，教師利用雨課堂掌握學生對本節課內容的掌握情況，發布課后作業，并對學生反映的教學問題進行針對性改進。

2.2 海洋調查方法實踐課程案例

本文以海洋調查方法中水溫觀測的第一次實踐課程：CTD操作和注意事項為例，本節課重點為CTD的基本構成和操作規范，為了提高學生的互動性，更深層次地模擬真實環境，本節課教學中除了使用雨課堂和ZOOM視頻直播平臺外，還需要學生安裝本課題組研發的海洋調查裝備仿真軟件。

類似理論講授課程，在課前準備環節增加海洋調查裝備仿真軟件的調試，在視頻直播課程中引導學生同步操作該軟件，完成CTD基本構造的講授和操作實踐，在反復的操作過程中掌握CTD的操作規范，并結合數據處理系統進行CTD數據的初步分析，完成本節課的實踐教授。授課完畢后同理論講授課程案例。

3 討論與思考

本文基于院校教學模式改革的現狀，以海洋調查方法為案例，探究了線上遠程教學方式的改革，文中采用“雨課堂+ZOOM視頻會議平臺+海洋調查裝備仿真軟件”的教學模式實現了理論課程和實踐課程的遠程教學，取得了較好的教學效果，但是在授課過程中也存在不少問題，現就作者認為較突出的問題如下：

3.1 平臺穩定性問題

2020年上半年由于全國各大院校均采用線上教學方式，同時在線的教學人員數量龐大，由此導致雨課堂等多種網絡平臺不能穩定運行，出現卡頓、掉線和系統崩潰等技術問題，這直接影響線上教學的正常進行。

3.2 教學效果及評估問題

本文所用的“雨課堂+ZOOM視頻會議+虛擬輔助軟件”教學方法雖然極好地模擬了真實課堂環境，但所營造的課堂氛圍與真實環境依然有一定差異，由于虛擬網絡環境減弱了教師在課堂中對學生的掌控能力，致使虛擬課堂缺少真實課堂的嚴肅性，同時，學生易受其它外在因素的干擾，這些都對教學效果有較大的影響；在教學評估方面，互聯網平臺能夠提供學生在學習中的一些數據，但是這一數據分類較籠統，而且互聯網平臺進行學生考核的技術難度和硬件需求較高，不易實現。

3.3 教師使用互聯網能力問題

與傳統教學方式不同，基于互聯網平臺的教學要求教師對網絡和軟件應用有一定基礎，如本文中所利用的雨課堂和ZOOM視頻會議軟件，教師需熟悉其直播、制作課件、制作提問、學生反饋數據分析等一系列操作流程；對于一些年齡較長的教師，也許他們在真實課堂中是深受學生追捧的名師，但要將真實課堂很好地移植到互聯網平臺上，確實也是一項很有挑戰的工作。

通過開展線上教學，作者針對線上教學模式改革也做了幾點思考。

以雨課堂為例的線上教育平臺，使得線下課堂與MOOC進行無縫銜接，它們作為教學管理輔助、線上教學向線下教學的延伸工具其意義值得肯定，但是從教育學的角度出發，如何基于數字化信息平臺開展教學模式改革更值得現代教育者關注。現代教育倡導以“學生為中心”的教學理念可追溯至建構主義教育理論，在該理論框架下教師只作為一個輔助角色，而學習者是通過“情境”、“協作”、“會話”和“意義建構”來實現自我知識體系的構建。從這一角度而言，傳統的課堂教育優勢明顯，而如何在“互聯網+”教學模式中實現則主要依賴于教師的教學設計，因此，將傳統課堂的教學思維照搬至線上平臺顯然是不科學的，而這恰恰是目前線上教學中最普遍出現的問題之一，教師只是機械地將教學素材和上課地點搬到了互聯網平臺上，而并非針對互聯網平臺的特點去設計教學；作者認為在“互聯網+”教學模式中的教學設計不僅要圍繞教學目標，而且要從有利于學生自我學習的角度去創設“情境”、“協作”和“會話”，從學習資料的搜集與分析、學習成果的數字化評價、思維成果的共享等方面利用好互聯網平臺的優勢，從而實現教學模式改革的真正意義。

此外，大學課堂重在啟發，是學生對事物性質、本質、規律及與他物聯系等深度思維的培育媒介，這其中教師是意義建構的幫助者、促進者，而不是知識的灌輸者，這意味著教師要充分激發學生的學習興趣，培育學生的學習動機，而非獲取監管權從而迫使學生集中于課堂教學，那么如何利用互聯網平臺創設符合教學內容要求的情境和提示新舊知識之間聯系的線索，是當下教學模式改革急需解決的問題；作者認為利用物聯網、VR等手段構建虛擬情境課堂將是未來線上、線下教學模式的發展方向，將學習者置身于教學內容的虛擬情境中，激發其學習興趣，從多元感官進行外部刺激，構建其“圖式”知識結構，幫助其完成認知結構的建立。

最后，隨著知識傳播途徑的多元化，在當前的數字時代，人們獲取知識的代價幾乎為零，而教師在傳統課堂上所傳播的知識，在整個知識傳播體系中僅為冰山一角，因此，終身學習，努力拓展自我知識結構革新將是未來教師必備的素質，這也是新時代要求教師提高自身能力的一個必然方向。