疫情下檢測與傳感器技術課程線上教學探索

喬琳君

(西安航空職業技術學院 自動化工程學院， 陜西 西安 710089)

0 引言

2020年2月初教育部發文要求疫情防控期間做好高校在線教學組織與管理工作，文件要求采取政府主導、高校主體和社會參與的方式，共同實施并保障高校在疫情防控期間的在線教學，實現“停課不停教、停課不停學”[1]。陜教疫控組發〔2020〕15號關于做好疫情防控期間高等學校教學工作的通知，高校要高度重視疫情防控期間的教學組織工作，嚴密制定教學方案、全力組織實施，確保高標準高質量完成教學任務，最大限度降低疫情對教學工作的影響[2]。筆者所在學校積極貫徹落實教育部、省教育廳防疫期間線上開學工作的通知要求，現從線上教學以來平臺選用、教學設計和教學實施等方面的問題進行探討。

1 資源準備

為及時應對學生在家自主學習和線上直播的教學新形式，采用自制資源+資源庫引入資源重構整合課程資源，包含微課、動畫、實驗仿真和習題測驗等。 微課資源在職教云SPOC平臺上傳后，在今日課堂中引入，并在學習視頻、PPT過程中根據知識點設置問題，思考完成問題后方可繼續觀看。使知識點更加細化，學生能帶著問題思考學習，更好地掌握知識，同時防止學生僅僅積累學習時長的刷課現象。

2 平臺選用

線上教學需要借助直播平臺授課，同時需要專業的教學平臺全程記錄教學過程、采集教學數據，為教師的課程分析和教學研究作以支撐。綜合比較各類直播平臺和教學平臺，最終確定“釘釘+Class3.0智能教學操作系統”的雙平臺全線上教學模式[3]。

2.1 Class3.0智能教學操作系統

職教云智能教學操作系統Class3.0教師 PC 端，可以實現課堂交互數據，教學板書數據等教學過程的全量采集，其工具隨手可用，一鍵直達。各場景如白板、課堂、桌面、PPT和課程配套軟件等可通過窗口工具快速切換，避免教學平臺的反復退出進入。畫筆功能可以選用任意顏色在任意界面圈畫點評，讓屏幕更加靈動。線上直播授課中借助白板書寫，使分析講解過程更加清晰。課堂面板主要在備課環節和教學過程中進行教學活動，增強課堂氣氛。課后教學數據采集、教學反饋查看等。實際教學中也用到定時器、聚焦插入白板、拍照講評和智能版信息的快速檢索等小工具,如圖1所示。

圖1 智能教學操作系統應用界面

2.2 釘釘

釘釘(Ding Talk)是一種多端平臺溝通工具[4]。線上教學初，建立釘釘師生群。線上教學過程中主要用到會議、直播、家校本功能。課前20分鐘通過釘釘會議打開攝像頭，相互查看筆、紙和學習狀態等準備工作，展示作業和電路調試，師生彼此看得見更有課堂的氛圍。直播授課時開通回放功能，便于請假或網絡不固定的同學及時查看回放，保證學習不掉隊；也可以用于學生復習和教師自查自糾。釘釘的多群聯播既利于班級管理,又能保證合班同步上課。釘釘家校本作業批改時方便圈畫標注、添加文字標注，語音回復、視頻推送，達到精準批改，方便學生對癥糾錯和消化學習內容。

3 教學設計

3.1 教學形式

“檢測與傳感器技術”是高職電類專業的基礎課程，實踐性較強。結合人才培養目標、課程特點和高職學生學習興趣，采用“理論講解+實物展示(操作)+仿真展示(操作)”授課模式。實物和仿真訓練具體實施過程為：線上開課前依據課程標準給每個學生在淘寶代付購置面包板和傳感器電路套件，如光控路燈電路、溫度上下限報警電路、酒精濃度檢測電路、紅外感應開關電路等；同時調查班級學生的電腦個數，依據電腦個數和學生動手能力強弱對學生合理分組，3-4人一組，確保每組一臺電腦，給學生推送Multisim和Proteus仿真軟件包和軟件使用方法。新課前一周對學生布置實操訓練項目和仿真訓練項目，小組間線上討論完成，上課時理論講解后學生在線展示個人作品。“理論講解+實物展示(操作)+仿真展示(操作)”的授課模式，既保證理論學習和實驗內容同步進行，又實現學生課課有電路模型產出[5]，激發學生學習內動力。保證疫情期間學生操作訓練不掉線的情況下，提升學生的實踐能力、極大促進學生學習興趣和積極性。

3.2 內容設計

線上教學不同于線下課堂，看不到屏幕背后的學生狀態，為保證教學過程有序實施且實施有效，教學設計尤為關鍵。按照注意力曲線理論[6]，學生的注意力在10分鐘時達到高點，之后逐漸下滑。因此，為了讓學生上課時始終處在高效的10分鐘，將50分鐘課堂劃分為3個時段，每段時長15分鐘左右，每段對應一個知識點，知識點講解配套學生互動環節、練習環節。充分考慮學生居家學習環境和學習特點，做到講練結合。以熱電偶為例，教學設計流程圖,如圖2所示。

圖2 教學流程

3.3 思政設計

新時代新形勢下高校的專業課程在傳授知識和技能的同時，要逐漸樹立起知識傳授與價值塑造緊密結合的教學理念，達到全面育人的目的[7]。以我國自主研制的運-20大型運輸機在抗疫期間運送物資為思政切入點，本節教學知識點熱電偶常用于飛機剎車系統的溫度檢測控制[8]。2月13日空軍多架運-20運輸機抵達武漢天河機場，來自各地近1000名軍隊抵達抗疫一線；4月24日運-20再次出征，運送我國三支軍隊抗疫專家組赴巴基斯坦、緬甸、老撾協助三國抗擊疫情。引導學生學習抗疫英雄們的英勇無畏和家國情懷，國之重器運-20在國際抗疫中彰顯大國擔當，運送物資上的醒目標語“兄弟同心、其利斷金”，告訴學生只要團結一心，所有的困難都會迎刃而解。從熱電偶的應用入手，結合抗疫精神，做到知識與思政有機融合。

4 教學實施

4.1 平臺備課

完成教學設計后，應用職教云智能教學操作系統Class3.0備課。將定稿的PPT和課程資源上傳到職教云云課堂課程資源里。在云課堂創建課堂，在課中環節引入PPT，按照教學設計，在相應頁碼添加活動，如初始頁添加簽到，中間頁添加討論、提問和小組PK，結束頁添加測驗、作業和問卷調查等。添加效果圖,如圖3所示。

4.2 直播授課

4.2.1 課前調試

課前20分鐘打開直播平臺調試，記錄授課內容標題，如光電傳感器應用設計，便于后期復習時快速準確查找內容；開通回放功能，便于請假或網絡不固定的同學課后查看回放，保證學習不掉隊，也可以用于學生復習和教師自查自糾自提升；開始調試聲音、PPT和課程平臺等，為了讓學生感到和老師的面對面上課，打開攝像頭，將互動面板調制合適位置并鎖定在首頁，方便老師第一時間看到學生的回復。如果需要展示實物可選用群會議模式，也可采用群會議模式隨機點名學生打開攝像頭，檢查學生的課前準備工作，如筆、筆記本等。根據上下課時間設置手機鬧鈴，以防上課超時，同時給學生如同在校上課的儀式感。所有準備結束如有時間，可播放新聞、課程相關的動畫視頻、學生喜歡的音樂等預熱課堂。課間休息時可給學生播放Keep訓練操，讓學生適當活動，調節視力。

圖3 云課堂課中環節

4.2.2 課中授課

正式上課時，理論講解PPT時重點部分需用不同顏色標注圈畫，動態、多彩的屏幕可以有效吸引學生注意力。同時結合白板書寫，給學生思考時間。線上教學以來，用過釘釘和職教云Class3.0的白板，都比較好用，色彩可選、字號可調、圖形可畫，書寫結果均可保存，Class3.0的白板保存后再調出來還可繼續編輯。對理論強的內容也可采用紙上手寫直播，準備紅黑藍中性筆各1支、彩筆1盒和教案紙數張，按需選用。相對看，手寫直播講解參與率、正確率也較好，通過學生的產出筆記能看出哪些學生真在學。學生反饋：手寫感覺特別清楚、感覺回到學校上課了、手寫網課以來聽得最清楚的。反思參與度和正確率提高可能是對學生有了更明確具體的要求，手寫時學生全過程也能跟得上，聽得懂。

實物展示和仿真展示時選用會議模式。根據課前布置任務，學生展示自己在面包板插裝調試好的電路或在仿真軟件搭建調試的電路模型，展示電路工作現象，談自己的問題和收獲，教師針對學生調試過程中的疑惑、故障現象等問題總結點評。

4.3 課后總結

教學的終極目標是教學相長，學生掌握知識、有產出成果(筆記、仿真模型、電路模型等)、有獲得感，教師教學能力提升有成就感。因此，課程結束后及時查看、分析學生學習數據，掌握學生學習狀態；通過查看學生反饋和課程回放自查，結合督導組聽課反饋，從課程內容組織劃分、互動設計、平臺使用技巧到語言是否精煉、語速是否適中、語調是否適宜，如果開啟攝像頭目光是否直視，學生能否感覺到老師和自己在交流，授課環境等細節問題，不斷改進自己授課中的不足，為線上課程的持續完善積累經驗。

5 課程特色

線上教學已實施2個月，從學生課堂反應、課后作業提交率與正確率和職教云平臺學生課堂總結反饋看，線上教學效果良好。學校兩級督導機制聽課后從筆者的教學內容熟練程度、教學設計和思政點融入等評價指標進行反饋，授課效果優秀。

5.1 借力平臺、獎勵看得見

線上教學無法面對面直接看到學生學習狀態、無法通過目光交流判斷學生是否掌握學習內容，因此授課過程中及時關注學生學習狀態，每個知識點結束時通過線上答題或提問、投票的方式了解學生掌握情況。整個教學過程中，為了實現以學生為主體的課堂，為了檢測學生是否真在學，最大程度發揮職教云智能教學操作系統和直播平臺優勢，以教學活動增強課堂互動、互動時關注學生回復，出錯的及時糾正并鼓勵學習積極性，回答正確的同學提出表揚、課堂表現加分。打開職教云課中環節參與讓獎勵看得見，引導學生積極參與。課堂活動課堂表現加分過程,如圖4所示。

(a) 課堂討論

5.2 理實同步，實驗不掉線

為了有效地訓練和提升學生操作能力，實踐訓練和理論學習需同步進行。但由于目前學生還未返校，線上教學即便老師在實訓室直播，學生沒有動手無法體會無法達到在校做實驗的效果。筆者采用仿真虛擬實驗和實操結合的方式完成。課前指導學生在“高職電類專業基礎課程”MOOC學習Multisim、Proteus仿真軟件使用方法、電子元器件的識別檢測、面包板的基本操作，并給學生發布實驗內容和要求。學生課余進行電路制作或仿真練習，課上學生進行作品展示交流、教師分析點評。最終總結實驗結果，仿真環節,如圖5所示。

圖5 仿真展示

5.3 釘釘家校本，糾錯更精準

課后布置作業，筆者綜合比較幾個教學平臺和直播平臺，職教云作業批閱時以輸入分數、文字評語和上傳附件形式為主；騰訊課堂可以針對性地在作業圖片上圈畫修改、給出ABCD評價結果和文字評語；釘釘師生群里的作業批閱時可以在作業圖片上圈畫修改，文字標注，最為方便的是可以根據每個學生的問題給出語音或視頻回復，既精準批改，學生又倍感親切。最終確定選用釘釘師生群發布作業。作業批改過程,如圖6所示。

圖6 釘釘作業批改

6 總結

應用“釘釘+Class3.0智能教學系統”雙平臺和“理論講解+實物展示(操作)+仿真展示(操作)”的線上教學模式，通過精心設計教學環節，熟練使用平臺預設教學活動、有序有效組織教學過程，激發學生內生學習動力，活躍了線上課堂氛圍，最終有效達成教學目標；同時，授課教師的信息化教學能力和教學數據分析能力顯著提升。