現(xiàn)代信息技術(shù)在《Matlab基礎(chǔ)》線上教學(xué)中的應(yīng)用

德州學(xué)院能源與機(jī)械學(xué)院 冉玉梅

在2020年疫情防控期間，為保障“停課不停學(xué)”，我校開(kāi)展了線上教學(xué)模式。《Matlab基礎(chǔ)》這門(mén)課程的線上教學(xué)，將“學(xué)堂在線”的平臺(tái)資源和“騰訊課堂”直播內(nèi)容相結(jié)合，并對(duì)兩者的時(shí)間比例進(jìn)行合理安排，做好兩者的銜接，用豐富的教學(xué)模式開(kāi)展學(xué)習(xí)。這種模式與傳統(tǒng)教學(xué)方式完全不同，教師無(wú)法直接面對(duì)學(xué)生互動(dòng)講授課程內(nèi)容，不能及時(shí)獲得學(xué)生對(duì)問(wèn)題的反饋，更不方便對(duì)學(xué)生作業(yè)練習(xí)進(jìn)行批改。如何保障在線教學(xué)按照教學(xué)計(jì)劃有序進(jìn)行，充分互動(dòng)活躍課堂氣氛，提高課程有效性，成為課程開(kāi)展中的難題。本文是我對(duì)《Matlab基礎(chǔ)》這門(mén)課程在線上教學(xué)模式中一些研究。

1 線上平臺(tái)與直播軟件的選擇

在線上教學(xué)模式中，如果是教師直接講解課程《Matlab基礎(chǔ)》，除了使用PPT課件外，還能進(jìn)行屏幕分享，將操作步驟演示給學(xué)生。但是這種方式需要頻繁切換屏幕，效果不好。現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源平臺(tái)已經(jīng)將課程理論講解部分錄制，但是缺少對(duì)Matlab軟件的操作講解過(guò)程。考慮兩者的優(yōu)缺點(diǎn)，可以將直播授課與平臺(tái)資源相結(jié)合。

主流的網(wǎng)課直播軟件有釘釘、QQ會(huì)議、騰訊課堂、雨課堂等。通過(guò)比較測(cè)試，選擇功能完善、系統(tǒng)穩(wěn)定的騰訊課堂軟件。騰訊課堂軟件網(wǎng)課功能比較齊全，可以進(jìn)行簽到、舉手、答題卡等。在直播過(guò)程中，可以與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)、直播過(guò)程中登錄者名稱、登錄時(shí)間、學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)可統(tǒng)計(jì)記錄，下課后學(xué)生可以回看直播錄像，這些功能都能滿足線上直播授課的需求。在正式開(kāi)課之前，利用直播軟件進(jìn)行預(yù)授課，建立課堂教室，使學(xué)生了解本課程的教學(xué)方式與考核方式，了解軟件各項(xiàng)功能的使用方法，并讓學(xué)生登錄時(shí)名稱修改為“學(xué)號(hào)+姓名”的組合，方便進(jìn)行考勤記錄。

課程選擇了“學(xué)堂在線”平臺(tái)的《科學(xué)計(jì)算與Matlab語(yǔ)言》作為線上資源，資源中包括十個(gè)專題，每個(gè)專題有5-10個(gè)知識(shí)點(diǎn)小節(jié)，教師可以根據(jù)自己的授課計(jì)劃選擇其中部分內(nèi)容。學(xué)生在平臺(tái)注冊(cè)后就可進(jìn)行學(xué)習(xí)，每個(gè)專題后都有專題測(cè)驗(yàn)，用來(lái)檢驗(yàn)階段學(xué)習(xí)效果，最后有一個(gè)期末測(cè)試試題，對(duì)整個(gè)課程掌握情況進(jìn)行考核，系統(tǒng)后臺(tái)自動(dòng)記錄學(xué)生各項(xiàng)測(cè)試成績(jī)，教師可與平臺(tái)服務(wù)人員聯(lián)系，將成績(jī)導(dǎo)出作為本校課程考核成績(jī)的一部分。

課堂直播與線上平臺(tái)資源相結(jié)合、老師授課與學(xué)生自測(cè)相結(jié)合的教學(xué)方式能夠取長(zhǎng)補(bǔ)短，將優(yōu)質(zhì)的理論錄課與軟件實(shí)踐操作相結(jié)合，更加全面地展現(xiàn)課程內(nèi)容，也更加有利于學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的掌握和理解。

2 通過(guò)預(yù)習(xí)任務(wù)確定學(xué)習(xí)目標(biāo)

注意力是指人的心理活動(dòng)指向和集中于某種事物的能力。如果還沒(méi)開(kāi)始上課就覺(jué)得這節(jié)課無(wú)聊，就沒(méi)有學(xué)習(xí)的動(dòng)力，無(wú)法專心致志地聽(tīng)完整堂課程。把全部注意力集中于正在學(xué)習(xí)的內(nèi)容上，既是個(gè)技術(shù)問(wèn)題，也需要強(qiáng)烈的意向。想要達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)，就要知道什么時(shí)候需要高度集中注意力。目前學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不高的主要原因，是在較為枯燥的學(xué)習(xí)氛圍中，一旦無(wú)法跟上教師講課思路，就容易放棄繼續(xù)專注于學(xué)習(xí)內(nèi)容的努力。提前知道難點(diǎn)和重點(diǎn)，便于學(xué)生安排專注的節(jié)點(diǎn)。

為使學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)有一個(gè)整體概念，帶有明確目的、重點(diǎn)地、專注地聽(tīng)取授課內(nèi)容，在每節(jié)課前發(fā)布本堂課的預(yù)習(xí)任務(wù)，開(kāi)展自主性學(xué)習(xí)。教學(xué)班級(jí)建立QQ群，在群內(nèi)上傳相關(guān)資料，發(fā)布新課程的學(xué)習(xí)任務(wù)，包括學(xué)習(xí)目標(biāo)、課件PPT、練習(xí)實(shí)例、隨堂測(cè)驗(yàn)、課后作業(yè)等。學(xué)生可以先查看學(xué)習(xí)目標(biāo)，了解需要掌握的概念、函數(shù)功能等。通過(guò)課件進(jìn)行內(nèi)容的簡(jiǎn)單預(yù)習(xí)，標(biāo)注難以理解的地方，在課堂上著重聽(tīng)講，與教師互動(dòng)時(shí)提出問(wèn)題，及時(shí)得到解答。最后通過(guò)課后作業(yè)鞏固知識(shí)點(diǎn)，提高學(xué)習(xí)效率。當(dāng)然，學(xué)生預(yù)習(xí)的時(shí)間不可能和上課時(shí)間一樣長(zhǎng)，那就要對(duì)需要著重關(guān)注的點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單明了的說(shuō)明，在預(yù)習(xí)任務(wù)、課程講解過(guò)程中都要聲明一下。

3 平臺(tái)資源與直播結(jié)合的課堂

圖1 播放線上視頻

對(duì)于線上資源的利用，通常有兩種方式：一種是讓學(xué)生在課下自由選擇時(shí)間觀看教學(xué)視頻，在課上進(jìn)行集體討論和解決問(wèn)題，即翻轉(zhuǎn)教學(xué)法；一種是在課上一起觀看教學(xué)視頻，再對(duì)教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)一步細(xì)化，進(jìn)行深度教學(xué)。第一種方式學(xué)生觀看視頻不受時(shí)間空間限制，非常自由；但是疫情期間高校各個(gè)課程都是進(jìn)行線上教學(xué)，學(xué)生課表安排滿，空閑時(shí)間非常少。先上一遍平臺(tái)課程，再上一遍直播課程，學(xué)生就要花掉兩倍的時(shí)間完成一次課，這是不可能的做法。第二種是在教學(xué)直播時(shí)先觀看線上視頻，再對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解，即將平臺(tái)授課視頻插入教師自己的直播授課中。《Matlab基礎(chǔ)》這門(mén)課程學(xué)習(xí)怎樣使用Matlab軟件，平臺(tái)中的視頻對(duì)理論知識(shí)講解較多，操作過(guò)程介紹的很少。因此，選擇了第二種線上資源的利用方式（如圖1所示）。

在眾多的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)資源中，選擇了“學(xué)堂在線”平臺(tái)的《科學(xué)計(jì)算與Matlab語(yǔ)言》課程作為線上資源。因?yàn)镸atlab主要是軟件使用方法講解，除了描述各個(gè)函數(shù)功能、編程技巧外，還需要進(jìn)行大量的實(shí)例練習(xí)。在授課過(guò)程中，學(xué)生先通過(guò)觀看講解視頻了解函數(shù)功能、函數(shù)使用格式、使用注意事項(xiàng)等；教師再通過(guò)PPT對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分解，利用屏幕分享功能，打開(kāi)Matlab軟件，演示知識(shí)點(diǎn)對(duì)應(yīng)實(shí)例問(wèn)題的解決算法思路和代碼操作過(guò)程；最后進(jìn)行隨堂測(cè)試，學(xué)生可以填寫(xiě)答題卡、舉手發(fā)言或者在討論區(qū)進(jìn)行文字討論，通過(guò)與教師、同學(xué)互動(dòng)，解決自己的疑問(wèn)。

在直播授課結(jié)束后，“騰訊課堂”軟件記錄學(xué)生觀看直播的各項(xiàng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，教師可根據(jù)考勤表了解學(xué)生的上課情況，網(wǎng)絡(luò)連接出現(xiàn)異常或者請(qǐng)假的學(xué)生可以通過(guò)觀看直播回放進(jìn)行補(bǔ)課（如圖2所示）。

圖2 播放教學(xué)PPT

總之，在直播授課的過(guò)程中，充分利用騰訊課堂直播過(guò)程可互動(dòng)、直播錄像可回看以及直播數(shù)據(jù)可統(tǒng)計(jì)的特點(diǎn)，盡可能高質(zhì)量地完成教學(xué)任務(wù)。

4 利用答疑、作業(yè)和測(cè)驗(yàn)鞏固教學(xué)效果

上課過(guò)程中會(huì)有互動(dòng)時(shí)間，學(xué)生可以在討論區(qū)、QQ群里提出問(wèn)題，反映直播過(guò)程中出現(xiàn)的各種突發(fā)狀況。對(duì)于具有共性的問(wèn)題，教師可以集體解答，沒(méi)有共性的問(wèn)題私信給學(xué)生解答，從而保證學(xué)生能及時(shí)理解教學(xué)內(nèi)容，緊跟教學(xué)進(jìn)度。

對(duì)于軟件的學(xué)習(xí)，無(wú)論課上是否能夠完全聽(tīng)明白，課下動(dòng)手練習(xí)都是必不可少的環(huán)節(jié)。每小節(jié)內(nèi)容授課完成后發(fā)布相應(yīng)作業(yè)，學(xué)生完成后上傳到群內(nèi)。線上平臺(tái)資源每章專題后面都有專題測(cè)試，學(xué)生可以通過(guò)測(cè)試檢驗(yàn)一下學(xué)習(xí)內(nèi)容掌握情況，根據(jù)反映出來(lái)的問(wèn)題，進(jìn)行查漏補(bǔ)缺，鞏固學(xué)習(xí)的效果。

5 線上教學(xué)模式遇到的問(wèn)題

線上教學(xué)是防疫期間教學(xué)模式的首選，但是也會(huì)遇到很多的問(wèn)題。

（1）在選擇線上平臺(tái)資源時(shí)，線上課程設(shè)置的內(nèi)容和本校課程內(nèi)容不完全一致，這就需要選擇最接近的或者將不同的線上資源進(jìn)行選擇、合并。

（2）在教學(xué)過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)弱、視頻播放卡頓的現(xiàn)象。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)的視頻資源播放不流暢的現(xiàn)象，可以在課前進(jìn)行錄屏，課上直接播放電腦本地視頻。當(dāng)直播用戶數(shù)量太多，直播軟件會(huì)出現(xiàn)無(wú)法登錄、無(wú)法操作功能界面、信號(hào)延遲等現(xiàn)象。疫情期間學(xué)生下載安裝了各種直播軟件，教師可以選擇一個(gè)作為備用，事先與學(xué)生建立直播教室，出現(xiàn)突發(fā)狀況時(shí)，直接轉(zhuǎn)換軟件，將課程延誤時(shí)間控制在最小。

（3）學(xué)生在學(xué)習(xí)Matlab時(shí)，效果最好的情況是一邊通過(guò)手機(jī)聽(tīng)課程，一邊打開(kāi)電腦跟隨老師的步驟操作軟件。通過(guò)對(duì)學(xué)生硬件資源配備情況的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，全班140名學(xué)生，每個(gè)學(xué)生都有手機(jī)，當(dāng)月套餐內(nèi)的流量可以支撐線上教學(xué)時(shí)長(zhǎng)；但有的學(xué)生住在山區(qū)，手機(jī)信號(hào)不好，經(jīng)常在上課過(guò)程中掉線，課程無(wú)法連貫播放。另外，大約有50名學(xué)生家里沒(méi)有電腦，無(wú)法隨堂進(jìn)行Matlab軟件的操作，完成實(shí)踐任務(wù)和課后作業(yè)。這種硬件條件的缺失無(wú)法彌補(bǔ)，無(wú)法保障學(xué)生學(xué)習(xí)的效果。

總結(jié)：在線上教學(xué)模式中，教師需對(duì)平臺(tái)視頻資源和自身講解內(nèi)容的時(shí)間進(jìn)行合理安排，并做好兩者的銜接。在教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，線上直播模式雖然無(wú)法與學(xué)生進(jìn)行面對(duì)面的教學(xué)和交流，但是直播過(guò)程可以回放，有事請(qǐng)假或者出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障的學(xué)生可以在課后自己補(bǔ)課，非常方便。

通過(guò)考勤、討論、提問(wèn)、作業(yè)、測(cè)驗(yàn)等方式，可以全方位、多元化地對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行考核，保障教學(xué)工作順利進(jìn)行。