计算机课程在线教学组织探索与实践

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摘要：针对疫情特殊时期“停课不停教”具体情况，分析了利用线上优质教学资源，选定实用可靠的在线教学平台，落实实验实践课在线教学的方法。提出根据线上线下、课前课中课后的“两度空间三个时段”，对教学内容、知识结构和教学方法等进行重构和设计的方法。文章介绍了利用在线教学收集教学数据，进而构建数据驱动的智能教学机制及其效果保障与评估机制的探索与实践。

关键词：在线教学；教学模式；实践教学；教学研究

不期而至的特大疫情打乱了既定的教学组织、教学模式和教学实施方式。为落实“停课不停学，停课不停教，停课不停育”的总要求，各学校及基层教学组织制定了一系列在线教学措施与举措，“互联网+教育”的深度融合促进了教育系统各要素的重组[1]，其中不乏值得学习和借鉴的宝贵经验。我院2020下学期面向全校开设四门课程，均包括实验实践教学，全部以在线教学方式进行，其中“大学计算机”为必修课，“智能数据分析与建模”、“数据库应用”和“UI与网页设计”等三门为选修通识课。现将这些课程在线教学的组织与实施办法作一简要报告，以就教于广大同行。

1精心谋划：师生动员、组织与培训

在学校的统一部署和安排下，课程教学承担学院专门制定了《公共计算机课程在线教学实施办法》，具体规定了各课程在线教学的要求，具体方案如下。⑴利用交互工具，监控督导在线教学过程。按照上学期排定课表的教学班，由任课教师建立微信、QQ或钉钉等教学群，相关主管领导、督导组成员、基层教学组织负责人、辅导员等加入教学群中，及时了解、掌控各教学班课前、课中、课后等教学环节运行情况，监控在线课堂教学和在线实践教学情况。⑵成立网上虚拟教学组织，助推教学组织建设。通过网上虚拟教研室和课程组，学院各基层教学组织积极在线教学研讨和教学技术分享，解决各种在线教学难题；课程负责人根据课程特点和教学班情况，召集同头课老师研讨具体模式与方法，做到“一课一策，一班一法，分别实施，总体达标”。⑶建立信息反馈机制，及时处理突发事件。建立了教师教学情况“日报告”制度，要求教师课后及时填报教务处信息反馈系统，各系主任收集信息报院教务办汇总备案并提交本科教学工作领导组，督导组收集到的信息，及时反馈任课教师，确保信息反馈闭环运行。⑷组织在线教学（网络）培训，提升任课教师在线教学的素养和技能。任课教师应熟练掌握平台操作方法和常用技巧，认真进行课前试讲、演练，进行教学平台的实际操作测试，确保在线教学顺利开展和正常进行。

2精准施策：线上资源+交互工具+直播平台

选择适当的线上教学资源和教学平台是做好线上教学的关键，合适的选择将可以达到事半功倍的效果[2]。我们拟定的基本教学模式为“线上资源+交互工具+直播平台”模式，主要包括3个方面：充分利用线上优质教学资源；选定实用可靠的在线教学平台；落实实验实践课在线教学。2.1线上优质教学资源有机融入在线课堂教学。每一门课程都选择一门或若干门在线优质资源，作为我们在线教学的辅助教学资源。例如，“大学计算机”课程选择了“爱课程”网国家精品在线课程的MOOC资源（主要包括哈尔滨工业大学战德臣老师、北京理工大学李凤霞老师的相关课程）；“智能数据分析与建模”课程，向学生推荐了嵩天等老师的MOOC课程；同时充分利用教材中相关知识点二维码链接的短视频进行加强学习。这些线上资源被有机地融入我们的在线课堂教学中，与我们的教学进度和知识结构紧密结合，并纳入课程阶段性测验和期末考试。2.2“雨课堂+钉钉”的教学设计与应用。在对比了多种直播教学工具的主要功能[3]后，我们选用“钉钉+雨课堂”两种平台相结合的方案进行教学设计和应用。这一方案具有直播教学的平顺可靠性、课堂互动的多样性和便利性、发收作业的实用性等特点。具体使用方式如下。⑴雨课堂为基本的课堂交互和辅助教学平台。该平台以PPT为基本教学手段[4]，其中加入弹幕、随机点名提问、多种形式随堂测验等课堂互动形式，授课教师易学易用，而且有一部分教师疫情前已经使用；雨课堂平台还主动与学校教务系统相结合，将教务系统课表中的课程与教学班直接导入到雨课堂教学组织中，授课教师上课时登录雨课堂，选择课程后，直接就可以选择系统中业已存在的教学班进入课堂，使用非常方便。⑵钉钉作为主要的直播教学平台。在钉钉直播中登录雨课堂，展开雨课堂课件开始教学。同时，钉钉直播过程中还可以打开适时消息框互动，教师可以及时了解和解决学生听课中遇到的问题。这两个平台的结合使用，既发挥了雨课堂优秀的教学功能，又可以保证直播教学的顺畅进行。另外，选用腾讯会议作为备选直播教学平台。2.3落实实验实践课在线教学。我校课程实验包括两大部分，一是与教材知识体系相衔接的虚拟实验。该部分实验使用北理科慧公司的“虚拟工场”在线虚拟仿真实验系统，采用虚拟实验方法，利用其抽象问题具体化、复杂问题直观化[5]等特点进行在线实验教学。正式开学前，任课教师已经把课程学习的学生数据导入到该在线实验系统中，选定需要做的实验及顺序，在课堂教学中同步布置，学生课下线上完成实验，并提交实验报告。二是以作业形式提交的课程补充实验。包括文档编辑、数据计算与分析、程序设计、数据库应用以及视觉设计等，通过钉钉作业系统布置实验作业，学生课下完成后，通过该作业系统提交，教师在线批改。在本阶段教学实践中，教学团队通过对实验教学项目的精心遴选和实验教学内容的适当剪裁，较好地实现了与外部优质教学资源的平稳对接，圆满完成了各课程实验教学任务。

3创新设计：课前课中课后相互呼应联动发力

在线教学开始之前的培训中，我们就特别强调：在线教学≠直播教学，不能把传统课堂教学的内容和方法简单移植到在线课堂上，必须针对在线教学的特点，从“线上线下”、“课前课中课后”等两度空间、三个时段，对教学内容、知识结构和教学方法等进行彻底的重构创新性设计。例如，“指令及其执行原理”章节内容是课程重点和难点，如果照本宣科讲解是很难取得良好效果的，设计的教学过程如下。⑴课前我们在提前2天的“课前学习”课件中，先播放一段10秒的灯光秀短视频，用绚丽的彩灯场景吸引学生，然后在课件中引导学生提取出构成灯景的组成元素：灯带；再从灯带中提取出LED灯珠。通过控制灯珠的点亮/熄灭使得灯带闪烁，进而形成整个灯光秀五颜六色的绚丽场景。参见图1。“课前学习”课件中同时指出需要预习教材的“算法”与“指令”部分，重点标出上课时将要随堂测验的内容，如：解题算法中包含了哪几种最基本的运算“动作”（如读数、加法、写数等），分别被编码为什么样的01串等问题。图1从灯景到灯珠的抽象⑵课中让学生把预习的运算基本“动作”与灯带的几种闪烁模式相对比，结合上节课刚学过的数字编码原理，为灯带的闪烁模式用二进制数编码，加上一定的参数，形成特定格式的指令，按一定顺序执行的指令便构成了控制灯带闪烁的“机器程序”。如图2所示。在此基础上再进一步讲授“算法→指令→机器程序”就容易多了。⑶课后结合在线虚拟仿真实验和补充实验作业，使用多种形式和方法强化这一重点和难点知识单元，取得理想效果。

4智慧教学：数据驱动的智能教学机制和效果保障与评估机制

与传统课堂教学相比，在线教学的主要不利因素是教师难以直接观察学生听课状态；但也有明显的优势，就是有利于在线收集和分析利用一系列教学数据，从而形成数据驱动的智能教学机制和效果保障与评估机制。我们授课教师组织学生研究团队充分利用专业背景优势，结合常用教学平台特点，设计开发了若干协作教学小程序、虚拟仿真工具、问卷调查工具、学情分析工具等实用辅助教学系统，如“基于腾讯会议平台的辅助教学助手”、“Excel+VBA随机点名提问小程序”、“微信+WPS表单问卷分析小程序”等。这些二次开发的辅助程序连同教学平台已有的调查问卷、在线测验、问答词云分析、测验数据分析等数据收集、分析功能，初步实现了在线教学状态分析、学习行为分析、学生关注度分析、课堂参与度与活跃度分析、课堂练习与课后作业分析、实验实践效果分析等一系列教学效果保障机制，初步形成了基于数据驱动和在线实时分析指导的智能教学机制，有力促进了老师们在线教学侧重点的把握和进程控制，改进与调整教学方法，进一步优化教学设计，取得更好的教学效果。在线教学以来，阶段性测验成绩优良率85.4%；在线学习自我评价问卷平均3.86分（5分制）。任课教师和质量督导专家普遍认为，在线教学质量与传统课堂教学实质等效。

5结束语

恩格斯说：“没有哪一次巨大的历史灾难不是以历史的进步为补偿的。”疫情背景下在线教学的尝试与实践积累和储备了课堂教学与教学管理实践的革新力量，孕育着信息技术支持下的教育智慧。近期的在线教学实践证明了现代信息技术的发展的确可以丰富传统课堂教学的教学手段和传统课堂教学的管理措施。我们会继续主动发扬探索精神和创造精神，在继续努力探索和研究在线教学规律及教学手段的同时，进一步研究和实践线上线下混合式教学方法，为恢复正常教学秩序后的教学做好准备。衷心希望疫情过后，我国的教育教学工作将迎来新技术支持下的崭新局面。

参考文献:

[1]王运武,王宇茹,李炎鑫等.疫情防控期间提升在线教育质量的对策与建议[J].中国医学教育技术,2020.4:119-124,128

[2]卢慧,巩政,赵俊峰.计算机相关课程的“五阶段”递进式线上教学[J].计算机教育,2020.9:28-33

[3]谢涛,齐琪,房琛琛.基于“雨课程+腾讯会议”的大学计算机课程在线教学组织与实施[J].计算机教育,2020.9:19-23

[4]李祁,杨玫,韩秋枫.基于雨课堂的智慧教学设计与应用[J].计算机工程与科学,2019.A1:139-143

[5]陈宇峰,李凤霞.大学计算机基础与程序设计“两课合一”教学探索与实践[J].计算机教育,2019.11:24-27

作者:马骏 张东生 王冬 李涵 单位:河南大学软件学院