特殊防控背景下的線上教學模式探索與實踐
——以“工程材料”課程為例

邢占文

（蘇州大學 機電工程學院，江蘇 蘇州 215021）

引言

2022年恰逢開學之際，蘇州受到新冠肺炎疫情的沖擊，學生尚未到校。隨后各地突發疫情，返校復學工作又一次被緊急推遲。可以預測，即使能夠返校復學，學生也難以同時到校，因而存在一部分學生接受線上教學的可能性。另外，隨著國家新防疫政策的出臺，今后處于隔離狀態的學生可能會更多，避免密集式線下課堂教學，轉而全體和部分學生進行線上學習的教學模式將成為常態。要做到防疫學習兩不誤，探索特殊時期防疫新形勢下的線上教學尤為重要。

對于理論與實踐結合緊密的機械類工科專業課程而言，在復雜的防控形勢下如何開展教學需要持續不斷的理念和模式突破。筆者以本學期主講的“工程材料”課程為契機，開展新形勢下的線上教學實踐。該課程是面向機械工程和機械電子工程專業開設的專業必修課，目標在于向相關的機械設計者和制造者傳授必須具備的材料知識和有關的基本理論，并以實例說明如何根據機械零件的服役條件和性能要求合理地進行選材。從教學內容上看，該課程既包含基礎理論知識，如公式推導、圖形演示，也需要介紹相關工程分析實例，契合中國制造和工匠精神的內涵。盡管線上教育技術平臺如MOOC、微課、直播等在工科教學過程中進行了嘗試，但仍然存在諸多難點與需求，并隨著疫情形勢的變化對線上教學的開展提出了新問題和新挑戰。本研究以授課的本科生群體為調查對象，開展線上教學相關問題的調查問卷，對調查結果進行系統分析，并提出線上教學在未來發展的一些意見與看法，進而為線上教育研究提供更多思路與方向。

一、研究對象與方法

2022年2—3月，選取蘇州大學機電工程學院機械電子工程專業的24名本科生為研究對象，其中男生20名，女生4名。專業必修課“工程材料”在疫情期間線上教學的主要方式是任課教師通過騰訊會議直播授課，師生課后互動的工具主要為QQ和微信。

采用資料收集的研究方法，通過調查問卷分發的形式收集材料，分發前向學生說明研究目的和方法，問卷設置如下中心問題：（1）請談談你的線上學習情況。（2）你對自己的線上學習效果是否滿意？（3）影響線上教學效果的因素有哪些？（4）你認為哪些措施可以提高線上教學效果？受訪者以文字、不具名的形式提交問卷。

資料分析方法采用Colaizzi現象學資料七步分析法，包括：仔細閱讀調查問卷，提取有重要意義的陳述，對反復出現的有意義的觀點進行編碼，將編碼后的觀點進行匯集，撰寫詳細、無遺漏的描述，辨別相似的觀點，升華主題概念，返回受訪者處求證。

二、研究結果與分析

參與問卷調查的24名學生均表示線上教學的效果不理想，分析影響學習效果的因素形成6個主體，即學習環境因素、學習者因素、教學者因素、師生互動因素、課程因素、學習資源因素。

1.學習環境因素。（1）干擾因素多：如家庭瑣事干擾、網絡游戲誘惑、短視頻吸引等。（2）缺乏監督：在線上教學過程中，教師對屏幕后學生的學習情況很難監督。最直接的表現即為線上課程結束后，仍有學生經常性未及時退出課堂，并且點名無回應（見圖1）。

圖1 典型線上無回應狀態

2.學生主觀因素。（1）自主學習能力欠缺，部分學生自制力差。（2）受疫情及線上教學的影響，心態發生變化。沒有學校教室的授課氣氛，沒有群體氛圍的相互激勵和促進。

3.教學者因素。（1）由于看不到學生表情，教師的授課速度似乎比線下教室講授要快。（2）教師對著屏幕講課，容易缺少激情。（3）師生都易于給對方不真實、難以觸及的感覺。

4.師生互動因素。（1）師生、生生交流互動受限，互動時看不到彼此的表情和肢體動作，對課堂的把控較困難。（2）互動時，易出現人不在或者軟硬件故障等問題，溝通不暢，耽誤時間，效率低下。

5.課程因素。之前學生接觸機械類課程較多，“工程材料”課程相關的知識儲備不夠，難以理解；在教學過程中教師主要針對重點和難點進行講解，知識點零散、不連貫，難以串聯。

6.學習資源因素。主要為硬件設施不到位，影響聽課質量；學習內容零散不系統，學生來不及記筆記，課后復習比較困難，學習效果差。

三、線上教學提升策略

線上教學雖然是特殊時期疫情防控下的應急之策，但也為新的教學模式發展帶來良機。以“工程材料”課程線上教學為例，一方面，教師不斷更新優化教學內容，以保障授課內容的權威性和新穎性，及時補充教科書中缺乏的能反映學科前沿的新概念與新成果；另一方面，教師需要著重從教學思維、師生交流途徑和學生自主管理方面展開探索。

（一）轉變教學思維，調整師生心態

針對工程應用類的課程，在線上授課時，教師和學生要跳出傳統教與學的思維，擺正心態，適應變化。由于真實距離的限制，缺乏學習和探索的氛圍。在客觀條件限制的前提下，教師與學生仍然可以用積極的心態適應線上教學過程。對于學生而言，要想線上教學達到理想效果，就需要主動參與，積極互動，借助網上資源對課程內容進行深入探討；對于教師而言，即使是線上教學，同樣可以參照線下學習激發學生的求知欲望，并根據學生上課時的各種信息反饋，隨時調整上課節奏。最終，借助過程化的考核評價方法，對教學效果進行客觀評價，并做出及時的教學反思。以內燃機組件為例，如圖2所示，區分其內部的典型零件，依據工況要求確定選材及工藝規范，從而引導學生將各類材料及使用性能（受力狀態、載荷性質、工作溫度、環境介質）的關鍵知識點串聯，實現課程內容的掌握吸收，同時鼓勵學生課后借助相關內燃機工作視頻資料理解各構件要點。

圖2 內燃機的典型組件選材及工藝規范實例

（二）教學交流途徑多樣化

盡管與已有研究結果類似，相對于錄播的方式，學生更喜歡教師進行屏幕共享的線上直播模式。但是，屏幕共享的直播方式也存在諸多問題，需要吸取傳統線上教學的課前、課中和課后的提升策略。因為從理論上來說，教學過程始終遵循有目的、有計劃地認識過程，經過引導學生獲得感性知識、引導學生理解知識、指導學生進行實踐作業、檢查和鞏固知識四個階段。因此，對于課前引導學生主動探索學習而言，借助電子資料的預先推薦，可以提前代入教師的引導角色。實際上，該課程涉及的關鍵知識點在國家重大需求導向中均得以展現，通過相關問題導向，梳理問題解決思路，引入本課程相關的基礎理論知識，引導學生預先思考關鍵問題，不失為一種專業化的預習交流途徑。雖然并未置身線下課堂，但通過國家科技問題導向，同樣可以交流與感受專業認同感和責任感，搭建師生之間的互動橋梁。這種方式作為貫徹高等教育思想政治課堂的引領形式，在提升學生學習興趣的同時，發揮了課程思政的功能。

以工程材料的增材制造專題為例，詳細闡明理論與前沿技術的結合。授課教師大多從事樹脂、金屬和陶瓷增材制造領域的科學研究，以親身的研究經歷和成果講授新興智能制造技術在工程材料制造領域的最新進展，如圖3所示。進一步，在增材制造成型之后，對于工程材料力學性能提升方面的理論知識，也能夠結合打印后處理進行講授。例如，激光選區熔化鈦合金構件經熱等靜壓處理后，其拉伸綜合性能將得到明顯改善，實現了與傳統工程材料相當的優化效果，從而在教材重要知識點中的關于力學性能和熱處理的經典理論中實現了新興技術的運用。

圖3 新興智能制造技術在工程材料制造領域實例

在工程材料制造領域實例接下來，在線上課程講授過程中，要求所有學生在規定時間內打開視頻模式，方便教師看到學生的表情與肢體動作。課中點名學生回答核心點和關鍵點問題，以了解學生的學習效果，并加入練習，穿插有競爭性的活動，比如搶答、彈幕和連麥。對于涉及較多理論知識的章節，通過短視頻或動畫演示的方式，結合經典的應用案例，增加課堂的趣味性，并促進學生理論知識的吸收。在重點知識點的講解上，幫助學生拓展知識點在現代專業領域中的應用場景，提升學生掌握理論知識點的積極性。針對大家的薄弱環節，基于學生的實時回答情況，有針對性地開展進一步分析討論，提升課堂的效率。對于最后的檢查和鞏固知識而言，鼓勵學生課后留言反饋。例如，師生可以在QQ群討論答疑，并在下一堂新課之前集中討論，共同解決。最終，結合出勤率、學習進度、參與度、互動度和作業完成質量等貫穿整個線上教學環節的交流完成教學效果評價。

（三）學習狀態自主管理

在線上教學過程中，筆者采取了點名考勤與提問結合的方式防止學生出現線上學習精力不集中的問題。相較于初等教育，高等教育的目的不僅是傳授知識，更重要的是學習能力的培養。所有本科生都必須借此機會重新審視自身的學習狀態，并且意識到進入高等教育階段，學習的自主性應成為該階段的重中之重。根據自身情況掌握學習步調，從而完成知識的內化，是每一位接受高等教育的成年人必須具備的自主管理能力。

新冠肺炎疫情的特殊防控背景促進了全世界對教育的反思與創新，使線上學習成為一種與線下學習并行的教育模式，成為一種互相補充的學習常態。只要師生齊心協力、排除萬難、調整心態、擁抱變化，教師更好地教，學生更好地學，線上教學必將在今后的教育和學習中更加完善，師生雙方的教學體驗也將更加富有新意，能更好地彌補學生無法返回大學校園上課的不足。