疫情下檢測與傳感器技術(shù)課程線上教學(xué)探索

喬琳君

(西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 自動化工程學(xué)院， 陜西 西安 710089)

0 引言

2020年2月初教育部發(fā)文要求疫情防控期間做好高校在線教學(xué)組織與管理工作，文件要求采取政府主導(dǎo)、高校主體和社會參與的方式，共同實施并保障高校在疫情防控期間的在線教學(xué)，實現(xiàn)“停課不停教、停課不停學(xué)”[1]。陜教疫控組發(fā)〔2020〕15號關(guān)于做好疫情防控期間高等學(xué)校教學(xué)工作的通知，高校要高度重視疫情防控期間的教學(xué)組織工作，嚴(yán)密制定教學(xué)方案、全力組織實施，確保高標(biāo)準(zhǔn)高質(zhì)量完成教學(xué)任務(wù)，最大限度降低疫情對教學(xué)工作的影響[2]。筆者所在學(xué)校積極貫徹落實教育部、省教育廳防疫期間線上開學(xué)工作的通知要求，現(xiàn)從線上教學(xué)以來平臺選用、教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實施等方面的問題進行探討。

1 資源準(zhǔn)備

為及時應(yīng)對學(xué)生在家自主學(xué)習(xí)和線上直播的教學(xué)新形式，采用自制資源+資源庫引入資源重構(gòu)整合課程資源，包含微課、動畫、實驗仿真和習(xí)題測驗等。 微課資源在職教云SPOC平臺上傳后，在今日課堂中引入，并在學(xué)習(xí)視頻、PPT過程中根據(jù)知識點設(shè)置問題，思考完成問題后方可繼續(xù)觀看。使知識點更加細化，學(xué)生能帶著問題思考學(xué)習(xí)，更好地掌握知識，同時防止學(xué)生僅僅積累學(xué)習(xí)時長的刷課現(xiàn)象。

2 平臺選用

線上教學(xué)需要借助直播平臺授課，同時需要專業(yè)的教學(xué)平臺全程記錄教學(xué)過程、采集教學(xué)數(shù)據(jù)，為教師的課程分析和教學(xué)研究作以支撐。綜合比較各類直播平臺和教學(xué)平臺，最終確定“釘釘+Class3.0智能教學(xué)操作系統(tǒng)”的雙平臺全線上教學(xué)模式[3]。

2.1 Class3.0智能教學(xué)操作系統(tǒng)

職教云智能教學(xué)操作系統(tǒng)Class3.0教師 PC 端，可以實現(xiàn)課堂交互數(shù)據(jù)，教學(xué)板書數(shù)據(jù)等教學(xué)過程的全量采集，其工具隨手可用，一鍵直達。各場景如白板、課堂、桌面、PPT和課程配套軟件等可通過窗口工具快速切換，避免教學(xué)平臺的反復(fù)退出進入。畫筆功能可以選用任意顏色在任意界面圈畫點評，讓屏幕更加靈動。線上直播授課中借助白板書寫，使分析講解過程更加清晰。課堂面板主要在備課環(huán)節(jié)和教學(xué)過程中進行教學(xué)活動，增強課堂氣氛。課后教學(xué)數(shù)據(jù)采集、教學(xué)反饋查看等。實際教學(xué)中也用到定時器、聚焦插入白板、拍照講評和智能版信息的快速檢索等小工具,如圖1所示。

圖1 智能教學(xué)操作系統(tǒng)應(yīng)用界面

2.2 釘釘

釘釘(Ding Talk)是一種多端平臺溝通工具[4]。線上教學(xué)初，建立釘釘師生群。線上教學(xué)過程中主要用到會議、直播、家校本功能。課前20分鐘通過釘釘會議打開攝像頭，相互查看筆、紙和學(xué)習(xí)狀態(tài)等準(zhǔn)備工作，展示作業(yè)和電路調(diào)試，師生彼此看得見更有課堂的氛圍。直播授課時開通回放功能，便于請假或網(wǎng)絡(luò)不固定的同學(xué)及時查看回放，保證學(xué)習(xí)不掉隊；也可以用于學(xué)生復(fù)習(xí)和教師自查自糾。釘釘?shù)亩嗳郝?lián)播既利于班級管理,又能保證合班同步上課。釘釘家校本作業(yè)批改時方便圈畫標(biāo)注、添加文字標(biāo)注，語音回復(fù)、視頻推送，達到精準(zhǔn)批改，方便學(xué)生對癥糾錯和消化學(xué)習(xí)內(nèi)容。

3 教學(xué)設(shè)計

3.1 教學(xué)形式

“檢測與傳感器技術(shù)”是高職電類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，實踐性較強。結(jié)合人才培養(yǎng)目標(biāo)、課程特點和高職學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，采用“理論講解+實物展示(操作)+仿真展示(操作)”授課模式。實物和仿真訓(xùn)練具體實施過程為：線上開課前依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)給每個學(xué)生在淘寶代付購置面包板和傳感器電路套件，如光控路燈電路、溫度上下限報警電路、酒精濃度檢測電路、紅外感應(yīng)開關(guān)電路等；同時調(diào)查班級學(xué)生的電腦個數(shù)，依據(jù)電腦個數(shù)和學(xué)生動手能力強弱對學(xué)生合理分組，3-4人一組，確保每組一臺電腦，給學(xué)生推送Multisim和Proteus仿真軟件包和軟件使用方法。新課前一周對學(xué)生布置實操訓(xùn)練項目和仿真訓(xùn)練項目，小組間線上討論完成，上課時理論講解后學(xué)生在線展示個人作品。“理論講解+實物展示(操作)+仿真展示(操作)”的授課模式，既保證理論學(xué)習(xí)和實驗內(nèi)容同步進行，又實現(xiàn)學(xué)生課課有電路模型產(chǎn)出[5]，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)動力。保證疫情期間學(xué)生操作訓(xùn)練不掉線的情況下，提升學(xué)生的實踐能力、極大促進學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極性。

3.2 內(nèi)容設(shè)計

線上教學(xué)不同于線下課堂，看不到屏幕背后的學(xué)生狀態(tài)，為保證教學(xué)過程有序?qū)嵤┣覍嵤┯行В虒W(xué)設(shè)計尤為關(guān)鍵。按照注意力曲線理論[6]，學(xué)生的注意力在10分鐘時達到高點，之后逐漸下滑。因此，為了讓學(xué)生上課時始終處在高效的10分鐘，將50分鐘課堂劃分為3個時段，每段時長15分鐘左右，每段對應(yīng)一個知識點，知識點講解配套學(xué)生互動環(huán)節(jié)、練習(xí)環(huán)節(jié)。充分考慮學(xué)生居家學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)特點，做到講練結(jié)合。以熱電偶為例，教學(xué)設(shè)計流程圖,如圖2所示。

圖2 教學(xué)流程

3.3 思政設(shè)計

新時代新形勢下高校的專業(yè)課程在傳授知識和技能的同時，要逐漸樹立起知識傳授與價值塑造緊密結(jié)合的教學(xué)理念，達到全面育人的目的[7]。以我國自主研制的運-20大型運輸機在抗疫期間運送物資為思政切入點，本節(jié)教學(xué)知識點熱電偶常用于飛機剎車系統(tǒng)的溫度檢測控制[8]。2月13日空軍多架運-20運輸機抵達武漢天河機場，來自各地近1000名軍隊抵達抗疫一線；4月24日運-20再次出征，運送我國三支軍隊抗疫專家組赴巴基斯坦、緬甸、老撾?yún)f(xié)助三國抗擊疫情。引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)抗疫英雄們的英勇無畏和家國情懷，國之重器運-20在國際抗疫中彰顯大國擔(dān)當(dāng)，運送物資上的醒目標(biāo)語“兄弟同心、其利斷金”，告訴學(xué)生只要團結(jié)一心，所有的困難都會迎刃而解。從熱電偶的應(yīng)用入手，結(jié)合抗疫精神，做到知識與思政有機融合。

4 教學(xué)實施

4.1 平臺備課

完成教學(xué)設(shè)計后，應(yīng)用職教云智能教學(xué)操作系統(tǒng)Class3.0備課。將定稿的PPT和課程資源上傳到職教云云課堂課程資源里。在云課堂創(chuàng)建課堂，在課中環(huán)節(jié)引入PPT，按照教學(xué)設(shè)計，在相應(yīng)頁碼添加活動，如初始頁添加簽到，中間頁添加討論、提問和小組PK，結(jié)束頁添加測驗、作業(yè)和問卷調(diào)查等。添加效果圖,如圖3所示。

4.2 直播授課

4.2.1 課前調(diào)試

課前20分鐘打開直播平臺調(diào)試，記錄授課內(nèi)容標(biāo)題，如光電傳感器應(yīng)用設(shè)計，便于后期復(fù)習(xí)時快速準(zhǔn)確查找內(nèi)容；開通回放功能，便于請假或網(wǎng)絡(luò)不固定的同學(xué)課后查看回放，保證學(xué)習(xí)不掉隊，也可以用于學(xué)生復(fù)習(xí)和教師自查自糾自提升；開始調(diào)試聲音、PPT和課程平臺等，為了讓學(xué)生感到和老師的面對面上課，打開攝像頭，將互動面板調(diào)制合適位置并鎖定在首頁，方便老師第一時間看到學(xué)生的回復(fù)。如果需要展示實物可選用群會議模式，也可采用群會議模式隨機點名學(xué)生打開攝像頭，檢查學(xué)生的課前準(zhǔn)備工作，如筆、筆記本等。根據(jù)上下課時間設(shè)置手機鬧鈴，以防上課超時，同時給學(xué)生如同在校上課的儀式感。所有準(zhǔn)備結(jié)束如有時間，可播放新聞、課程相關(guān)的動畫視頻、學(xué)生喜歡的音樂等預(yù)熱課堂。課間休息時可給學(xué)生播放Keep訓(xùn)練操，讓學(xué)生適當(dāng)活動，調(diào)節(jié)視力。

圖3 云課堂課中環(huán)節(jié)

4.2.2 課中授課

正式上課時，理論講解PPT時重點部分需用不同顏色標(biāo)注圈畫，動態(tài)、多彩的屏幕可以有效吸引學(xué)生注意力。同時結(jié)合白板書寫，給學(xué)生思考時間。線上教學(xué)以來，用過釘釘和職教云Class3.0的白板，都比較好用，色彩可選、字號可調(diào)、圖形可畫，書寫結(jié)果均可保存，Class3.0的白板保存后再調(diào)出來還可繼續(xù)編輯。對理論強的內(nèi)容也可采用紙上手寫直播，準(zhǔn)備紅黑藍中性筆各1支、彩筆1盒和教案紙數(shù)張，按需選用。相對看，手寫直播講解參與率、正確率也較好，通過學(xué)生的產(chǎn)出筆記能看出哪些學(xué)生真在學(xué)。學(xué)生反饋：手寫感覺特別清楚、感覺回到學(xué)校上課了、手寫網(wǎng)課以來聽得最清楚的。反思參與度和正確率提高可能是對學(xué)生有了更明確具體的要求，手寫時學(xué)生全過程也能跟得上，聽得懂。

實物展示和仿真展示時選用會議模式。根據(jù)課前布置任務(wù)，學(xué)生展示自己在面包板插裝調(diào)試好的電路或在仿真軟件搭建調(diào)試的電路模型，展示電路工作現(xiàn)象，談自己的問題和收獲，教師針對學(xué)生調(diào)試過程中的疑惑、故障現(xiàn)象等問題總結(jié)點評。

4.3 課后總結(jié)

教學(xué)的終極目標(biāo)是教學(xué)相長，學(xué)生掌握知識、有產(chǎn)出成果(筆記、仿真模型、電路模型等)、有獲得感，教師教學(xué)能力提升有成就感。因此，課程結(jié)束后及時查看、分析學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，掌握學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)；通過查看學(xué)生反饋和課程回放自查，結(jié)合督導(dǎo)組聽課反饋，從課程內(nèi)容組織劃分、互動設(shè)計、平臺使用技巧到語言是否精煉、語速是否適中、語調(diào)是否適宜，如果開啟攝像頭目光是否直視，學(xué)生能否感覺到老師和自己在交流，授課環(huán)境等細節(jié)問題，不斷改進自己授課中的不足，為線上課程的持續(xù)完善積累經(jīng)驗。

5 課程特色

線上教學(xué)已實施2個月，從學(xué)生課堂反應(yīng)、課后作業(yè)提交率與正確率和職教云平臺學(xué)生課堂總結(jié)反饋看，線上教學(xué)效果良好。學(xué)校兩級督導(dǎo)機制聽課后從筆者的教學(xué)內(nèi)容熟練程度、教學(xué)設(shè)計和思政點融入等評價指標(biāo)進行反饋，授課效果優(yōu)秀。

5.1 借力平臺、獎勵看得見

線上教學(xué)無法面對面直接看到學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)、無法通過目光交流判斷學(xué)生是否掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容，因此授課過程中及時關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)，每個知識點結(jié)束時通過線上答題或提問、投票的方式了解學(xué)生掌握情況。整個教學(xué)過程中，為了實現(xiàn)以學(xué)生為主體的課堂，為了檢測學(xué)生是否真在學(xué)，最大程度發(fā)揮職教云智能教學(xué)操作系統(tǒng)和直播平臺優(yōu)勢，以教學(xué)活動增強課堂互動、互動時關(guān)注學(xué)生回復(fù)，出錯的及時糾正并鼓勵學(xué)習(xí)積極性，回答正確的同學(xué)提出表揚、課堂表現(xiàn)加分。打開職教云課中環(huán)節(jié)參與讓獎勵看得見，引導(dǎo)學(xué)生積極參與。課堂活動課堂表現(xiàn)加分過程,如圖4所示。

(a) 課堂討論

5.2 理實同步，實驗不掉線

為了有效地訓(xùn)練和提升學(xué)生操作能力，實踐訓(xùn)練和理論學(xué)習(xí)需同步進行。但由于目前學(xué)生還未返校，線上教學(xué)即便老師在實訓(xùn)室直播，學(xué)生沒有動手無法體會無法達到在校做實驗的效果。筆者采用仿真虛擬實驗和實操結(jié)合的方式完成。課前指導(dǎo)學(xué)生在“高職電類專業(yè)基礎(chǔ)課程”MOOC學(xué)習(xí)Multisim、Proteus仿真軟件使用方法、電子元器件的識別檢測、面包板的基本操作，并給學(xué)生發(fā)布實驗內(nèi)容和要求。學(xué)生課余進行電路制作或仿真練習(xí)，課上學(xué)生進行作品展示交流、教師分析點評。最終總結(jié)實驗結(jié)果，仿真環(huán)節(jié),如圖5所示。

圖5 仿真展示

5.3 釘釘家校本，糾錯更精準(zhǔn)

課后布置作業(yè)，筆者綜合比較幾個教學(xué)平臺和直播平臺，職教云作業(yè)批閱時以輸入分?jǐn)?shù)、文字評語和上傳附件形式為主；騰訊課堂可以針對性地在作業(yè)圖片上圈畫修改、給出ABCD評價結(jié)果和文字評語；釘釘師生群里的作業(yè)批閱時可以在作業(yè)圖片上圈畫修改，文字標(biāo)注，最為方便的是可以根據(jù)每個學(xué)生的問題給出語音或視頻回復(fù)，既精準(zhǔn)批改，學(xué)生又倍感親切。最終確定選用釘釘師生群發(fā)布作業(yè)。作業(yè)批改過程,如圖6所示。

圖6 釘釘作業(yè)批改

6 總結(jié)

應(yīng)用“釘釘+Class3.0智能教學(xué)系統(tǒng)”雙平臺和“理論講解+實物展示(操作)+仿真展示(操作)”的線上教學(xué)模式，通過精心設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)，熟練使用平臺預(yù)設(shè)教學(xué)活動、有序有效組織教學(xué)過程，激發(fā)學(xué)生內(nèi)生學(xué)習(xí)動力，活躍了線上課堂氛圍，最終有效達成教學(xué)目標(biāo)；同時，授課教師的信息化教學(xué)能力和教學(xué)數(shù)據(jù)分析能力顯著提升。