“太陽電池技術(shù)”課程在線教學(xué)的探討

謝佳樂 楊萍萍 馬廣興

[摘 要] 2020年春季學(xué)期受新冠肺炎疫情的影響，高校紛紛全面推行在線教學(xué)，為在線教學(xué)實踐和在線課程建設(shè)提供了發(fā)展機遇。但是，部分專業(yè)課程缺乏在線教學(xué)資源，教師和學(xué)生沒有在線教學(xué)經(jīng)驗，面臨諸多實際操作的問題。“太陽電池技術(shù)”課程在線教學(xué)過程中，總結(jié)出了一套從課程建設(shè)到在線教學(xué)，以及在線評價的有效方案，可以達到“標準不降低、效果不打折”，有效地推動了在線教學(xué)過程中信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，以及教學(xué)方式與學(xué)習(xí)方式的改革創(chuàng)新。

[關(guān)鍵詞] 在線教學(xué);課程建設(shè);教學(xué)評價;教學(xué)效果

[基金項目] 2018年度國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項目“超薄二維納米材料修飾赤鐵礦光陽極及光解水性能和表界面研究”（21703150）

[作者簡介] 謝佳樂（1987—），男，河南濮陽人，理學(xué)博士，西南石油大學(xué)光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院和新能源與材料學(xué)院特聘副研究員，碩士生導(dǎo)師，主要從事低維納米材料在光電催化方面的應(yīng)用研究;楊萍萍（1989—），女，四川德陽人，理學(xué)博士，西南石油大學(xué)光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院和新能源與材料學(xué)院助理研究員，碩士生導(dǎo)師，主要從事柔性儲能器件方面的研究;馬廣興（1987—），男，河南漯河人，法學(xué)碩士，西南石油大學(xué)光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院辦公室副主任，科員，主要從事思想政治教育與高校學(xué)生黨建研究。

[中圖分類號] G642.0? ?[文獻標識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）07-0157-04? ? [收稿日期] 2020-03-09

新型冠狀病毒感染肺炎（COVID-19）疫情發(fā)生以來，在全球多個國家和地區(qū)呈快速蔓延態(tài)勢[1]。為切實防控疫情傳播，按照“停課不停教、停課不停學(xué)”要求，高等學(xué)校在2020年春季學(xué)期開展了大規(guī)模、成建制的在線教學(xué)，對運用信息化手段推進教育教學(xué)改革具有重大意義[2]。目前，2020年春季學(xué)期在線教學(xué)已經(jīng)完成，實踐過程中暴露出一些問題，同時，也有很多有益的經(jīng)驗值得學(xué)習(xí)交流。本文將結(jié)合作者“太陽電池技術(shù)”在線教學(xué)實踐進行闡述和討論。

一、在線課程建設(shè)

（一）在線課程建設(shè)的挑戰(zhàn)

1.優(yōu)質(zhì)信息匱乏。網(wǎng)絡(luò)信息資源非常豐富是網(wǎng)絡(luò)的典型特征之一，但對于專業(yè)課程而言則存在信息過于混雜，且優(yōu)質(zhì)資源匱乏的嚴重問題。以“太陽電池技術(shù)”課程為例，網(wǎng)絡(luò)上沒有系統(tǒng)和專業(yè)的公開課，涉及具體內(nèi)容更是存在錯誤，如晶體硅的制造工藝。

2.課程形式單一。在線課程展現(xiàn)形式較為單一，多為慕課或直播授課。由于受到傳統(tǒng)課堂教學(xué)的影響，在線課程的教學(xué)多是將線下教學(xué)直接搬到網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣減弱，無法保持持續(xù)的學(xué)習(xí)動力[3]。未來，這將制約在線課程健康有序地發(fā)展。

3.知識產(chǎn)權(quán)保護難。知識產(chǎn)權(quán)保護是在線課程建設(shè)的重要挑戰(zhàn)，也是維護課程資源良性循環(huán)的必要條件。由于網(wǎng)絡(luò)的便捷性，通過復(fù)制或者下載即可實現(xiàn)教育資源的傳播，而不尊重原創(chuàng)者的知識產(chǎn)權(quán)。同時，也存在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管困難和個人信息泄露的風(fēng)險。

（二）在線課程建設(shè)的對策

1.加強原創(chuàng)優(yōu)質(zhì)課程資源。在線課程應(yīng)具有交互性、協(xié)作性、發(fā)展性和情景型的特點，也需滿足多樣化的學(xué)生需求。因此，課程資源的優(yōu)質(zhì)創(chuàng)作是在線課程建設(shè)的重要保證。課程資源的表現(xiàn)方式應(yīng)該多樣化，以學(xué)科、知識點和學(xué)生的特點作為出發(fā)點，以學(xué)生喜聞樂見的方式呈現(xiàn)。如PN結(jié)原理采用動畫+講解的方式呈現(xiàn)，便于學(xué)生理解具體的物理過程，取得了良好的教學(xué)效果。

2.錘煉優(yōu)秀的課程建設(shè)團隊。在線課程建設(shè)除了要求教師具備專業(yè)素養(yǎng)之外，還要求教師掌握信息呈現(xiàn)手段與技術(shù)的素養(yǎng)。教師應(yīng)該在信息選擇、獲取、存儲、再創(chuàng)造和傳播等方面加強培訓(xùn)和鍛煉，使自己具有較強的課程開發(fā)能力。與此同時，學(xué)校或者學(xué)院配備一名以上的技術(shù)開發(fā)者，實現(xiàn)與專業(yè)教師的深度合作，有助于課程更具有吸引力和傳播度。

3.完善法律和資源整合。對于在線教育資源而言，既具有公益性，又需要知識產(chǎn)權(quán)的保護。應(yīng)當完善知識產(chǎn)權(quán)和網(wǎng)絡(luò)安全的法律制度，保護課程開發(fā)者的合法權(quán)益。同時，應(yīng)當發(fā)展一些行之有效的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，避免在線教育資源的不當使用和傳播，可參考影視版權(quán)的保護措施。另外，教育部作為國家主管教育的最高機構(gòu)，應(yīng)當對在線課程實現(xiàn)有效的監(jiān)管，規(guī)范網(wǎng)絡(luò)平臺和個人的行為，維護在線課程的良好運行。此外，可以建立整合各網(wǎng)站的課程資源，形成權(quán)威的專業(yè)資源庫，便于課程開發(fā)、共享、管理和學(xué)生的學(xué)習(xí)，以及課程安全的維護。

二、在線教學(xué)

（一）在線教學(xué)的主要問題

1.硬件和技術(shù)的問題。授課平臺或網(wǎng)絡(luò)硬件不能很好地滿足師生的需要，出現(xiàn)如直播卡頓、掉線等問題;在線教學(xué)軟件設(shè)計不完善，教學(xué)功能開發(fā)不夠，需要師生安裝2～3個軟件來相互補充，增加了師生操作復(fù)雜程度。教師在線教學(xué)設(shè)備欠缺，無法滿足教學(xué)過程的良好展現(xiàn)，如智慧教室匱乏、居家教學(xué)無法進行板書、實驗課難于在線教學(xué)等。此外，受疫情影響，學(xué)生未及時拿到紙質(zhì)教材，課程資料不足，僅能通過課件進行學(xué)習(xí)。部分學(xué)校在線教學(xué)調(diào)查結(jié)果表明，65%的教師和約50%的學(xué)生認為“網(wǎng)速和穩(wěn)定性差”“教學(xué)平臺功能不全或穩(wěn)定性差”[4]。

2.學(xué)生參與度問題。在線教學(xué)臨場感缺失，師生互動、授課節(jié)奏不易把握，學(xué)生的積極性難于調(diào)動;同時，學(xué)生在家庭環(huán)境下精力容易分散，聽課效率不高，教師無法判斷學(xué)生的上課狀態(tài)，部分學(xué)生過分關(guān)注群聊天內(nèi)容而忽略課堂授課內(nèi)容。學(xué)生進行課前預(yù)習(xí)和課后學(xué)習(xí)的參與度低，自主學(xué)習(xí)的主動性低;課堂小組討論缺少實現(xiàn)條件，面對電腦屏幕，缺少交流的氛圍。“太陽電池技術(shù)”課程在線調(diào)查結(jié)果顯示，僅有15%左右的學(xué)生可以堅持課前預(yù)習(xí)和課后學(xué)習(xí)的習(xí)慣，約12%的學(xué)生會積極參與在線的課堂互動環(huán)節(jié)。

3.情感交流的問題。在線教學(xué)過程中師生可以便捷地通過聊天工具、彈幕等多種形式進行交流和溝通，表面上似乎情感交流更多，但并未收到很好的效果。這主要是因為這種交流方式效率較低，屬于非即時的社交行為，很難有效地實現(xiàn)情感交流。筆者認為，該問題是在線教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)最突出的差異，例如春季學(xué)期結(jié)束后，學(xué)生很難有印象深刻的課堂交流。

4.學(xué)習(xí)的問題。由于受到網(wǎng)絡(luò)硬件或網(wǎng)速的影響，多數(shù)教師采用直播授課+在線答疑+小組討論的綜合方式，這就對學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力提出了更高的要求。學(xué)生在屏幕另一端在線學(xué)習(xí)，其自我管理難度更大，會被網(wǎng)絡(luò)信息或外部環(huán)境所侵擾。以實際授課情況來看，學(xué)生缺少主動學(xué)習(xí)的積極性，對于探究性課后作業(yè)多數(shù)沒有很好地思考和作答。學(xué)生更喜歡被動聽課，而不是做主動的參與者，更適應(yīng)沒有主動思考的課堂授課。

5.教學(xué)設(shè)計的問題。在線教學(xué)不是課堂教學(xué)的復(fù)制，教師需要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念、教學(xué)習(xí)慣、教學(xué)方法，適應(yīng)在線教學(xué)模式。在線教學(xué)學(xué)生學(xué)習(xí)注意力易于分散，教學(xué)設(shè)計上應(yīng)該形象、簡潔地呈現(xiàn)知識點。以“太陽電池技術(shù)”在線授課經(jīng)驗來看，通過前半節(jié)課將主要學(xué)習(xí)內(nèi)容講清楚效果最好;為了更加易于學(xué)生學(xué)習(xí)，可以結(jié)合視頻動畫的方式講解。在線教學(xué)的突出優(yōu)勢是：授課內(nèi)容可以被記錄下來，并且?guī)熒梢酝ㄟ^“回放”反復(fù)觀看學(xué)習(xí)或發(fā)現(xiàn)教學(xué)過程的問題。

（二）問題解決路徑

1.教師教學(xué)能力提升。提高教師的信息技術(shù)水平，不斷進行在線技能的培訓(xùn)。課程平臺提供優(yōu)質(zhì)的課程資源及功能齊全、界面友好的軟件，與專業(yè)教師合作將信息技術(shù)與教學(xué)有機融合，發(fā)揮在線教學(xué)的最大效能。以教師團隊為組織，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，以學(xué)生喜聞樂見的方式制作簡短、精準、專業(yè)的教學(xué)視頻，利于學(xué)生短時間掌握知識點，以及便于在手機端觀看。

加強教研活動，不斷提升在線教學(xué)的技能，促進教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量。按學(xué)科建立交流群可以實時分享線上教學(xué)經(jīng)驗，老教師和新教師互幫互學(xué)，解決線上教學(xué)的困難。學(xué)校也可以梳理優(yōu)秀的在線教學(xué)案例，通過公眾號或?qū)ｎ}教研活動進行推廣，共享教學(xué)經(jīng)驗。

2.學(xué)生主體性強化。在線教學(xué)是“以學(xué)生為中心”的教學(xué)活動，教師是引導(dǎo)者、合作者和監(jiān)督者。為強化學(xué)生的主體性，教師應(yīng)當提出具體的學(xué)習(xí)任務(wù)和明確的學(xué)習(xí)要求，規(guī)范自主學(xué)習(xí)紀律，加強學(xué)習(xí)過程的監(jiān)督和評價。建議采用任務(wù)驅(qū)動的方法激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在動力，對任務(wù)的目標、內(nèi)容、形式、產(chǎn)出、評價都做出明確的安排，且任務(wù)最好貼近學(xué)生的生活實際。例如：在“太陽電池技術(shù)”課程中，安排學(xué)生根據(jù)實際尋找工具測量當?shù)氐拇髿赓|(zhì)量，最后可根據(jù)學(xué)生分布繪制出我國各地大氣質(zhì)量的變化情況，激發(fā)學(xué)生的興趣。此外，利用在線平臺記錄的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)科學(xué)判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)努力程度和效果，逐步培養(yǎng)學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)的積極性，避免“不學(xué)習(xí)、無學(xué)習(xí)、假學(xué)習(xí)”的現(xiàn)象。

3.混合學(xué)習(xí)解情感困局。在線教學(xué)和課堂教學(xué)各有不同的特點和優(yōu)勢，未來教學(xué)應(yīng)該是混合式教學(xué)，學(xué)生進行混合式學(xué)習(xí)，這樣使得師生交流密切，學(xué)習(xí)又相對靈活。知識點的講解通過在線教學(xué)視頻學(xué)習(xí)實現(xiàn)，教師更多地開展更具交互性、復(fù)雜的課堂活動，或者開展針對性的教學(xué)輔導(dǎo)。混合式教學(xué)可以很好地兼顧教學(xué)的深度與廣度，線上教學(xué)資源豐富，線下師生共同研討，幫助學(xué)生深入認識問題的本質(zhì)，促進學(xué)生獨立思考的能力，以及合作、溝通等高層次技能[5]。

4.注重課程思政教育。發(fā)揮課程立德樹人的作用，需要提高教師對課程思政的認識，明確教書育人是教師的首要責任[6，7]。尤其是處于疫情期間的在線教學(xué)，需要關(guān)注學(xué)生由于疫情導(dǎo)致的安全焦慮，以及其他情緒和心理問題。巧妙地把課程思政融入在線教學(xué)過程中，多向?qū)W生傳遞正能量的“抗疫”事跡，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情。教學(xué)行為是人與人之間的連續(xù)的直接的互動，屬于社交行為的一種。建議采用常用社交工具（如微信、QQ、討論區(qū)等）接收學(xué)生的反饋和情感表達，便于指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的疑惑，及時了解學(xué)生學(xué)習(xí)生活情況，也便于學(xué)生之間相互交流。

三、在線評價

（一）在線評價的主要問題

1.過程數(shù)據(jù)收集不完整。在新冠肺炎疫情期間應(yīng)急采用在線教學(xué)方式，導(dǎo)致許多平臺或軟件功能沒有很好地契合教學(xué)過程的需要，或者教師教學(xué)資源不足以迅速轉(zhuǎn)化為線上資料。從而，造成學(xué)生在線學(xué)習(xí)和教師教學(xué)的過程數(shù)據(jù)無法收集完整，如課前預(yù)習(xí)和課后學(xué)習(xí)時間、參與討論情況等。這將削弱在線教學(xué)的大數(shù)據(jù)分析優(yōu)勢，限制精準地提升在線教學(xué)質(zhì)量。

2.評價內(nèi)容設(shè)置不合理。從教學(xué)過程來看，評價對象主要是學(xué)生和教師，具體評價內(nèi)容包括課前準備、學(xué)習(xí)過程、交流體驗、教學(xué)設(shè)計、教學(xué)組織和課后管理等[8]。以本次春季學(xué)期使用的“騰訊課堂”為例，可以發(fā)現(xiàn)對于課前準備、交流體驗和課后管理等缺乏必要的評價，需要在未來的優(yōu)化過程中增加。超星學(xué)習(xí)通平臺在這些方面進行了很好的設(shè)計和功能組織，但是建好一門課程需要教師團隊花費大量的時間和精力，不便于在疫情期間作為應(yīng)急之舉。

3.在線測試中的問題。2020年春季學(xué)期大量課程進行了在線結(jié)業(yè)考核，形成了一套有效的在線考核方案，如視頻監(jiān)考、在線試題命制與發(fā)放等。但是，也在考試過程中暴露出一些問題，如發(fā)現(xiàn)有考生利用聊天工具傳遞答案，或監(jiān)控視頻出現(xiàn)黑屏無法正常監(jiān)考等。使用超星學(xué)習(xí)通進行在線測試中，簡答題和計算題等需要書寫在答題紙并拍照上傳。雖然考試過程可以監(jiān)控考生切換頁面次數(shù)，但無法有效地區(qū)分是否在拍照上傳。在線測試中，視頻監(jiān)考時常出現(xiàn)黑屏或卡頓現(xiàn)象，以及部分學(xué)生面臨突然停電、環(huán)境干擾、中途掉線等突發(fā)情況。

（二）問題解決的策略

1.課程平臺完善功能與硬件。由于高校課程的復(fù)雜性和不斷發(fā)展變化性，在線教學(xué)平臺應(yīng)研發(fā)多樣化在線教學(xué)解決方案，為高校選擇資源和技術(shù)服務(wù)提供便利。課程平臺與師生一道針對不同評價對象及教學(xué)過程，設(shè)計多種便捷方式開展過程考核，諸如搶答、互動、出勤、測試等都可以計入最終成績。在線閉卷考試方式仍是在線考核應(yīng)該主要采用的方式，課程在線考試應(yīng)當提前進行演練，調(diào)試硬件設(shè)備和攝像頭角度，使師生熟悉操作并發(fā)現(xiàn)問題，制定多種突發(fā)情況的應(yīng)急解決方案，如突遇停電、中途離開等。在線閉卷考試對于如何防范學(xué)生作弊也需要進一步在技術(shù)上發(fā)展，筆者認為可以手寫輸入以避免切換軟件作弊。此外，還要促進平臺內(nèi)不同模塊間的信息互通，架起教學(xué)雙方無縫銜接的溝通橋梁。

2.教師團隊完善課程內(nèi)容設(shè)置。教師團隊選擇合適的課程平臺并完善課程的內(nèi)容對于有效的在線評價至關(guān)重要。然而，該項工作非常煩瑣、耗時，需要進行集體的課程設(shè)計創(chuàng)作，包括知識點講解視頻、預(yù)習(xí)任務(wù)通知、活動設(shè)計、調(diào)查問卷、話題討論等。另外，利用學(xué)習(xí)分析技術(shù)和大數(shù)據(jù)手段，對學(xué)生學(xué)情進行個性化診斷與分析，并推薦個性化學(xué)習(xí)資源。僅就在線測試來看，試題的命制應(yīng)該著重啟發(fā)學(xué)生的思考，利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力，多設(shè)置開放性的試題，提高學(xué)生的分析問題和解決問題的能力。

四、教學(xué)監(jiān)督與保障

（一）學(xué)校監(jiān)督與保障

疫情防控期間的大規(guī)模在線教學(xué)對各高校而言都是前所未遇的特殊情況，對高校治理能力提出了考驗。為確保“標準不降低、效果不打折”，教務(wù)處應(yīng)負責統(tǒng)籌全校教學(xué)資源，協(xié)調(diào)教學(xué)各項具體事務(wù)，根據(jù)具體情況適時調(diào)整和發(fā)布相關(guān)的教學(xué)安排，協(xié)調(diào)教學(xué)評估處、網(wǎng)絡(luò)與信息化中心等相關(guān)部門開展有關(guān)在線教學(xué)的培訓(xùn)、指導(dǎo)和技術(shù)支持。能夠及時有效地將教學(xué)信息傳達和反饋，保障教學(xué)需求和技術(shù)服務(wù)支持對接暢通，并對在線教學(xué)期間學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況進行跟蹤，及時了解、發(fā)現(xiàn)和解決師生在教學(xué)和學(xué)習(xí)中的問題，保證在線學(xué)習(xí)與線下課堂教學(xué)質(zhì)量實質(zhì)等效。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的出勤率在95%以上，通過教學(xué)教案和課件檢查及聽課督導(dǎo)，教師教學(xué)準備情況較好[9]。未來，應(yīng)建立一套完善的在線教學(xué)質(zhì)量評價體系，從教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)組織、教學(xué)技術(shù)、教學(xué)效果等多個維度進行測評，涵蓋全課程、全周期、全員的監(jiān)控督導(dǎo)體系，并實現(xiàn)長效的教學(xué)質(zhì)量提升機制。

（二）家庭監(jiān)督與保障

在線教學(xué)離不開家長的支持與配合。學(xué)生居家學(xué)習(xí)，家庭的學(xué)習(xí)環(huán)境與學(xué)校學(xué)習(xí)環(huán)境迥異，學(xué)生學(xué)習(xí)容易受到家庭環(huán)境的干擾。因此，教師尤其是輔導(dǎo)員應(yīng)當借助班級微信群，積極爭取家長的參與，讓他們及時了解教學(xué)的安排并指導(dǎo)他們創(chuàng)設(shè)專注學(xué)習(xí)的家庭環(huán)境和情感支持，同時，也采集和傳遞來自家長的意見，根據(jù)家長反饋不斷調(diào)整教學(xué)進度與安排。最終，確保教的行為能夠?qū)W(xué)的行為起到真正的促進作用。但是，需要避免過多地把任務(wù)轉(zhuǎn)移給家長，避免增加額外不必要的負擔。

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Discussion on the Online Teaching of Solar Cell Technology Course

XIE Jia-lea，b， YANG Ping-pinga，b， MA Guang-xinga

（a.Institute of Photovoltaics， b. College of New Energy and Materials， Southwest Petroleum University， Chengdu， Sichuan 610500， China）

Abstract：? In the spring semester of 2020， affected by the COVID-19 epidemic， colleges and universities had carried out online teaching in an all-round way， which provided a development opportunity for online teaching practice and online course construction. However， some professional courses were short of online teaching resources. Teachers and students did not have online teaching experience and faced many practical problems. In the online teaching process of the Solar Cell Technology course， a set of effective programs from course construction to online teaching and online evaluation were summarized， which could meet the requirements of the education standards and achieve satisfactory teaching effects. The teaching experience can effectively promote the deep integration of information technology and education and teaching in the online teaching process， as well as the reform and innovation of teaching methods and learning methods.

Key words： online teaching; course construction; teaching evaluation; teaching effect