現代信息技術在《Matlab基礎》線上教學中的應用

德州學院能源與機械學院 冉玉梅

在2020年疫情防控期間，為保障“停課不停學”，我校開展了線上教學模式。《Matlab基礎》這門課程的線上教學，將“學堂在線”的平臺資源和“騰訊課堂”直播內容相結合，并對兩者的時間比例進行合理安排，做好兩者的銜接，用豐富的教學模式開展學習。這種模式與傳統教學方式完全不同，教師無法直接面對學生互動講授課程內容，不能及時獲得學生對問題的反饋，更不方便對學生作業練習進行批改。如何保障在線教學按照教學計劃有序進行，充分互動活躍課堂氣氛，提高課程有效性，成為課程開展中的難題。本文是我對《Matlab基礎》這門課程在線上教學模式中一些研究。

1 線上平臺與直播軟件的選擇

在線上教學模式中，如果是教師直接講解課程《Matlab基礎》，除了使用PPT課件外，還能進行屏幕分享，將操作步驟演示給學生。但是這種方式需要頻繁切換屏幕，效果不好。現有的網絡資源平臺已經將課程理論講解部分錄制，但是缺少對Matlab軟件的操作講解過程。考慮兩者的優缺點，可以將直播授課與平臺資源相結合。

主流的網課直播軟件有釘釘、QQ會議、騰訊課堂、雨課堂等。通過比較測試，選擇功能完善、系統穩定的騰訊課堂軟件。騰訊課堂軟件網課功能比較齊全，可以進行簽到、舉手、答題卡等。在直播過程中，可以與學生進行互動、直播過程中登錄者名稱、登錄時間、學習時長可統計記錄，下課后學生可以回看直播錄像，這些功能都能滿足線上直播授課的需求。在正式開課之前，利用直播軟件進行預授課，建立課堂教室，使學生了解本課程的教學方式與考核方式，了解軟件各項功能的使用方法，并讓學生登錄時名稱修改為“學號+姓名”的組合，方便進行考勤記錄。

課程選擇了“學堂在線”平臺的《科學計算與Matlab語言》作為線上資源，資源中包括十個專題，每個專題有5-10個知識點小節，教師可以根據自己的授課計劃選擇其中部分內容。學生在平臺注冊后就可進行學習，每個專題后都有專題測驗，用來檢驗階段學習效果，最后有一個期末測試試題，對整個課程掌握情況進行考核，系統后臺自動記錄學生各項測試成績，教師可與平臺服務人員聯系，將成績導出作為本校課程考核成績的一部分。

課堂直播與線上平臺資源相結合、老師授課與學生自測相結合的教學方式能夠取長補短，將優質的理論錄課與軟件實踐操作相結合，更加全面地展現課程內容，也更加有利于學生對課程內容的掌握和理解。

2 通過預習任務確定學習目標

注意力是指人的心理活動指向和集中于某種事物的能力。如果還沒開始上課就覺得這節課無聊，就沒有學習的動力，無法專心致志地聽完整堂課程。把全部注意力集中于正在學習的內容上，既是個技術問題，也需要強烈的意向。想要達到學習目標，就要知道什么時候需要高度集中注意力。目前學生學習主動性不高的主要原因，是在較為枯燥的學習氛圍中，一旦無法跟上教師講課思路，就容易放棄繼續專注于學習內容的努力。提前知道難點和重點，便于學生安排專注的節點。

為使學生對知識點有一個整體概念，帶有明確目的、重點地、專注地聽取授課內容，在每節課前發布本堂課的預習任務，開展自主性學習。教學班級建立QQ群，在群內上傳相關資料，發布新課程的學習任務，包括學習目標、課件PPT、練習實例、隨堂測驗、課后作業等。學生可以先查看學習目標，了解需要掌握的概念、函數功能等。通過課件進行內容的簡單預習，標注難以理解的地方，在課堂上著重聽講，與教師互動時提出問題，及時得到解答。最后通過課后作業鞏固知識點，提高學習效率。當然，學生預習的時間不可能和上課時間一樣長，那就要對需要著重關注的點進行簡單明了的說明，在預習任務、課程講解過程中都要聲明一下。

3 平臺資源與直播結合的課堂

圖1 播放線上視頻

對于線上資源的利用，通常有兩種方式：一種是讓學生在課下自由選擇時間觀看教學視頻，在課上進行集體討論和解決問題，即翻轉教學法；一種是在課上一起觀看教學視頻，再對教學重點難點內容進一步細化，進行深度教學。第一種方式學生觀看視頻不受時間空間限制，非常自由；但是疫情期間高校各個課程都是進行線上教學，學生課表安排滿，空閑時間非常少。先上一遍平臺課程，再上一遍直播課程，學生就要花掉兩倍的時間完成一次課，這是不可能的做法。第二種是在教學直播時先觀看線上視頻，再對知識點進行講解，即將平臺授課視頻插入教師自己的直播授課中。《Matlab基礎》這門課程學習怎樣使用Matlab軟件，平臺中的視頻對理論知識講解較多，操作過程介紹的很少。因此，選擇了第二種線上資源的利用方式（如圖1所示）。

在眾多的網絡教學平臺資源中，選擇了“學堂在線”平臺的《科學計算與Matlab語言》課程作為線上資源。因為Matlab主要是軟件使用方法講解，除了描述各個函數功能、編程技巧外，還需要進行大量的實例練習。在授課過程中，學生先通過觀看講解視頻了解函數功能、函數使用格式、使用注意事項等；教師再通過PPT對每個知識點進行分解，利用屏幕分享功能，打開Matlab軟件，演示知識點對應實例問題的解決算法思路和代碼操作過程；最后進行隨堂測試，學生可以填寫答題卡、舉手發言或者在討論區進行文字討論，通過與教師、同學互動，解決自己的疑問。

在直播授課結束后，“騰訊課堂”軟件記錄學生觀看直播的各項數據統計，教師可根據考勤表了解學生的上課情況，網絡連接出現異常或者請假的學生可以通過觀看直播回放進行補課（如圖2所示）。

圖2 播放教學PPT

總之，在直播授課的過程中，充分利用騰訊課堂直播過程可互動、直播錄像可回看以及直播數據可統計的特點，盡可能高質量地完成教學任務。

4 利用答疑、作業和測驗鞏固教學效果

上課過程中會有互動時間，學生可以在討論區、QQ群里提出問題，反映直播過程中出現的各種突發狀況。對于具有共性的問題，教師可以集體解答，沒有共性的問題私信給學生解答，從而保證學生能及時理解教學內容，緊跟教學進度。

對于軟件的學習，無論課上是否能夠完全聽明白，課下動手練習都是必不可少的環節。每小節內容授課完成后發布相應作業，學生完成后上傳到群內。線上平臺資源每章專題后面都有專題測試，學生可以通過測試檢驗一下學習內容掌握情況，根據反映出來的問題，進行查漏補缺，鞏固學習的效果。

5 線上教學模式遇到的問題

線上教學是防疫期間教學模式的首選，但是也會遇到很多的問題。

（1）在選擇線上平臺資源時，線上課程設置的內容和本校課程內容不完全一致，這就需要選擇最接近的或者將不同的線上資源進行選擇、合并。

（2）在教學過程中，會出現網絡信號弱、視頻播放卡頓的現象。針對網絡學習平臺的視頻資源播放不流暢的現象，可以在課前進行錄屏，課上直接播放電腦本地視頻。當直播用戶數量太多，直播軟件會出現無法登錄、無法操作功能界面、信號延遲等現象。疫情期間學生下載安裝了各種直播軟件，教師可以選擇一個作為備用，事先與學生建立直播教室，出現突發狀況時，直接轉換軟件，將課程延誤時間控制在最小。

（3）學生在學習Matlab時，效果最好的情況是一邊通過手機聽課程，一邊打開電腦跟隨老師的步驟操作軟件。通過對學生硬件資源配備情況的調查發現，全班140名學生，每個學生都有手機，當月套餐內的流量可以支撐線上教學時長；但有的學生住在山區，手機信號不好，經常在上課過程中掉線，課程無法連貫播放。另外，大約有50名學生家里沒有電腦，無法隨堂進行Matlab軟件的操作，完成實踐任務和課后作業。這種硬件條件的缺失無法彌補，無法保障學生學習的效果。

總結：在線上教學模式中，教師需對平臺視頻資源和自身講解內容的時間進行合理安排，并做好兩者的銜接。在教學過程中發現，線上直播模式雖然無法與學生進行面對面的教學和交流，但是直播過程可以回放，有事請假或者出現網絡故障的學生可以在課后自己補課，非常方便。

通過考勤、討論、提問、作業、測驗等方式，可以全方位、多元化地對學生學習情況進行考核，保障教學工作順利進行。