關注學生學習體驗，提升線上教學質量
——“自動控制原理”課程線上教學設計與實踐

白圣建， 于瑞航， 徐婉瑩

(國防科技大學 智能科學學院， 湖南 長沙 410073)

0 引言

線上直播教學不同于常規教學，至少在教學過程的信息交互層面上被“降維”了。在常規課堂，教師可以通過肢體動作、語態神態、眼神交流等多種方式與學生互動，這在線上教學過程中變得非常困難，即使采用視頻互動也難以達到面對面交流的效果。因此，如果直接將現實課堂直接“搬”到虛擬網絡空間，教學效果會受到較大影響。文獻[1]指出，線上教學不同于面授課堂，需要有針對性地進行教學設計。文獻[2]介紹了疫情背景下廈門大學線上教學實踐,指出線上教學則更側重于學生自主學習，教師要當好指導學生學習的示范者，促進學生深度學習和個性化學習。文獻[3]對廣東省16所高校師生線上教學情況進行調查后指出，線上教學需要重新組織、設計適宜的教學方案，引導學生自主學習，提高學習效率。文獻[4]對疫情背景下全國334所高校的在線教學調查表明，線上教學不但改變了教學內容、 教學方式，還改變了整個教學過程，高校教師需要因應這種變化提高教學質量。文獻[5]進一步指出，疫情背景下的應急線上教學，由于沒有掌握在線教學的方法，導致部分課程提供給學生的在線學習體驗并不佳，進而影響了教學質量。因此，相較于常規課堂教學，線上教學需要因地制宜重新設計，其中，如何在線上教學過程中有效“抓住”學生、提升學生學習體驗[6]，使其對教學內容保持專注，是需要特別關注的問題。

1 劃分教學片段，重組教學內容

線上教學不同于學生們追劇或觀看娛樂主播，任務式的知識學習很難持久激發“網絡原住民”們的興趣。直接面對屏幕，加之沒有常規課堂的各種約束，學生通常很難保持長久的注意力。如果直接采用常規教學設計，學生難免出現“神游”。為此，我們參照大部分MOOC課程的做法，將教學內容按照知識點進行重組，盡可能劃分成15分鐘以內的多個教學片段(Section)，并在這些片段之間設置3-5分鐘的“片隔時間”(SectionBreak)。

教學片段的內容圍繞某個知識點展開，與常規課堂的教學內容相比，剝離了一些需要鋪陳的內容，但將其以微課或微視頻的形式置于課外學習環節。因此，在線上教學過程中，每個教學片段都真奔主題，抓住核心知識點講深講透，并以在線測試收尾，檢查學習效果。為了提高課堂效率，我們還把典型習題講解錄制成微視頻，供學生課下對照學習和檢查。

教學片段之間的“片隔時間”中，設計的內容和形式較為豐富，例如控制工程案例拓展、控制思維的哲學辨析、控制領域最新進展、先修知識趣味回顧等，又或者播放學生點播的歌曲，或由某個學生簡短交流讀書心得等，學生可以在這段時間將視線脫離屏幕，進行自由活動、放松身心，為后續學習積蓄專注力。

以“自動控制原理”課程的“PID控制器簡介”教學內容為例，如表1所示，在對教學內容、學情、教學目標和重難點進行分析的基礎上，我們將線上教學流程劃分為課前、課上和課后三個階段。如表2所示，在線上教學階段，我們將45分鐘的教學內容劃分為3個教學片段(Section)、2個片隔時間(Section Break)段，并通過課后拓展啟發學生開展更深入的思考。

2 融合媒體資源，豐富呈現形式

多媒體課件是現代課堂教學的基本工具，其中演示文檔的使用率最高。文字、圖片、視頻、動畫等是常見的組成要素。通常情況下，教學內容如果能夠配合除文字以外的多媒體資源，展示度會更好，也更容易吸引學生的注意力。

表1 “自動控制原理”課程線上教學分析與設計示例

表2 “PID控制器簡介”教學內容線上教學設計

“自動控制原理”課程知識點繁多，加之線上授課時將教學內容進行了片段化處理，為避免學生“只見樹木，不見森林”，我們制作了完整的課程知識點思維導圖，并以圖片或視頻的形式提供給學生，課程進展到了哪里，知識導圖就點亮到那里。

“自動控制原理”課程涉及的計算比較多，內容也較為抽象。控制系統仿真軟件能夠輔助計算，是實現抽象內容具象化的得力工具。為提高仿真演示的流暢度，我們將算法編寫運行和動畫演示制作成大量視頻[7]，并實錄了課程實驗演示視頻[8]。在教學過程中，將理論講解與這些視頻相結合，豐富教學內容呈現形式，提高學生學習興趣。

音頻的合理使用也會讓在線教學過程增色不少。例如在上下課時加入鈴聲，課間引入音樂，在課上的表彰環節、教學片段切換環節等引入特定音效，都可以讓網絡課堂變得有儀式感，也更加生動活潑，能夠提升屏幕前學生們的學習體驗。

教師出鏡直播與授課演示文檔有效融合也能夠有效增強線上授課的“帶入感”。我們采用雨課堂提供的錄屏直播與出鏡直播功能，將教師肢體動作與教學課件相融合，并采用觸寫筆在推送給學生的電子屏幕上書寫標記，學生可以獲得類似于常規課堂的學習體驗。

此外，筆者還錄制了大量習題分析與講解微視頻、MATLAB控制工具箱教學微課等數字化教學資源，發布在釘釘網盤或Bilibili網站，供學生在課外開展泛在學習，并通過手機雨課件[9]定向推送包含MOOC課程在內的多樣化教輔資料。

3 引入多種手段，增強課堂互動

為增強線上教學的交互性，我們引入了多種手段，包括將現有授課雨課件進行改造升級，大量增加在線實時答題、問卷調查投票等環節，收集學生的學情數據；還在教學過程中，采用隨機點名、獎勵紅包、作業分享、彈幕交流等形式，鼓勵學生積極參與課堂互動，這都給師生帶來不一樣的教學體驗。

為增進師生間的實時音視頻互動，筆者還采用“雨課堂+騰訊會議雙直播”的方式開展了線上專題研討課，通過屏幕共享、視頻互動、輪流主講的形式讓每一名學生都當上“網絡主播”，隔空展開討論，這也是一次非同尋常的教學體驗。師生、生生之間多元化互動交叉進行，構成一個多維度的網絡課堂，從而有效地推動學生開展沉浸式學習。“自動控制原理”課程線上教學實踐表明，參與教學互動的次數遠高于線下教學；同時，教學互動也不再局限于“前排”學生，學生覆蓋面顯著增大。

4 結語

疫情下的線上教學整體提升了我國高校教師的信息化教學素養，線上線下融合式教學將會成為新常態。在此背景下，如何為學生打造一個適用于泛在學習的線上教學生態是需要進一步思考的問題。一方面，短小精悍的個性化微課資源不可或缺，其內容需要與課堂教學形成互補，便于隨時隨地進行學習；另外，實時高效的知識分享與互動社區也應當具備，思想觀點的無差異碰撞能夠在這里發生。歸根結底，良好的學習體驗是促進學生主動學習、個性學習的倍增器，也是信息化條件下的融合式教學應當關注的問題。