疫情期間計算機課程在線教學組織實施探索與實踐

馬駿 張東生 王冬 李涵

摘? 要： 針對疫情特殊時期“停課不停教”具體情況，分析了利用線上優質教學資源，選定實用可靠的在線教學平臺，落實實驗實踐課在線教學的方法。提出根據線上線下、課前課中課后的“兩度空間三個時段”，對教學內容、知識結構和教學方法等進行重構和設計的方法。文章介紹了利用在線教學收集教學數據，進而構建數據驅動的智能教學機制及其效果保障與評估機制的探索與實踐。

關鍵詞： 在線教學; 教學模式; 實踐教學; 教學研究

中圖分類號：G434? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2021）03-57-03

Exploration and practice of online teaching organization and implementation

of computer courses during the epidemic

Ma Jun， Zhang Dongsheng， Wang Dong， Li Han

（Software college， Henan University， Kaifeng， Henan 475004， China）

Abstract： In response to the specific situation of "suspending classes but not suspending teaching" during the special period of the epidemic， the method that by using online high-quality teaching resources， selecting practical and reliable online teaching platforms to put the online experimental and practical course teaching into effect is analyzed. A method for reconstructing and designing the teaching content， knowledge structure and teaching methods according to the "two spaces and three periods"， i.e. online and offline， and before， during and after class， is proposed. This paper introduces the exploration and practice of using online teaching to collect teaching data， and then constructing a data-driven intelligent teaching mechanism and its effect guarantee and evaluation mechanism.

Key words： online teaching; teaching mode; practical teaching; teaching research

0 引言

不期而至的特大疫情打亂了既定的教學組織、教學模式和教學實施方式。為落實“停課不停學，停課不停教，停課不停育”的總要求，各學校及基層教學組織制定了一系列在線教學措施與舉措，“互聯網+教育”的深度融合促進了教育系統各要素的重組[1]，其中不乏值得學習和借鑒的寶貴經驗。我院2020下學期面向全校開設四門課程，均包括實驗實踐教學，全部以在線教學方式進行，其中“大學計算機”為必修課，“智能數據分析與建模”、“數據庫應用”和“UI與網頁設計”等三門為選修通識課。現將這些課程在線教學的組織與實施辦法作一簡要報告，以就教于廣大同行。

1 精心謀劃：師生動員、組織與培訓

在學校的統一部署和安排下，課程教學承擔學院專門制定了《公共計算機課程在線教學實施辦法》，具體規定了各課程在線教學的要求，具體方案如下。

⑴ 利用交互工具，監控督導在線教學過程。按照上學期排定課表的教學班，由任課教師建立微信、QQ或釘釘等教學群，相關主管領導、督導組成員、基層教學組織負責人、輔導員等加入教學群中，及時了解、掌控各教學班課前、課中、課后等教學環節運行情況，監控在線課堂教學和在線實踐教學情況。

⑵ 成立網上虛擬教學組織，助推教學組織建設。通過網上虛擬教研室和課程組，學院各基層教學組織積極在線教學研討和教學技術分享，解決各種在線教學難題;課程負責人根據課程特點和教學班情況，召集同頭課老師研討具體模式與方法，做到“一課一策，一班一法，分別實施，總體達標”。

⑶ 建立信息反饋機制，及時處理突發事件。建立了教師教學情況“日報告”制度，要求教師課后及時填報教務處信息反饋系統，各系主任收集信息報院教務辦匯總備案并提交本科教學工作領導組，督導組收集到的信息，及時反饋任課教師，確保信息反饋閉環運行。

⑷ 組織在線教學（網絡）培訓，提升任課教師在線教學的素養和技能。任課教師應熟練掌握平臺操作方法和常用技巧，認真進行課前試講、演練，進行教學平臺的實際操作測試，確保在線教學順利開展和正常進行。

2 精準施策：線上資源+交互工具+直播平臺

選擇適當的線上教學資源和教學平臺是做好線上教學的關鍵，合適的選擇將可以達到事半功倍的效果[2]。我們擬定的基本教學模式為“線上資源+交互工具+直播平臺”模式，主要包括3個方面：充分利用線上優質教學資源;選定實用可靠的在線教學平臺;落實實驗實踐課在線教學。

2.1 線上優質教學資源有機融入在線課堂教學

每一門課程都選擇一門或若干門在線優質資源，作為我們在線教學的輔助教學資源。例如，“大學計算機”課程選擇了“愛課程”網國家精品在線課程的MOOC資源（主要包括哈爾濱工業大學戰德臣老師、北京理工大學李鳳霞老師的相關課程）;“智能數據分析與建模”課程，向學生推薦了嵩天等老師的MOOC課程;同時充分利用教材中相關知識點二維碼鏈接的短視頻進行加強學習。這些線上資源被有機地融入我們的在線課堂教學中，與我們的教學進度和知識結構緊密結合，并納入課程階段性測驗和期末考試。

2.2 “雨課堂+釘釘”的教學設計與應用

在對比了多種直播教學工具的主要功能[3]后，我們選用“釘釘+雨課堂”兩種平臺相結合的方案進行教學設計和應用。這一方案具有直播教學的平順可靠性、課堂互動的多樣性和便利性、發收作業的實用性等特點。具體使用方式如下。

⑴ 雨課堂為基本的課堂交互和輔助教學平臺。該平臺以PPT為基本教學手段[4]，其中加入彈幕、隨機點名提問、多種形式隨堂測驗等課堂互動形式，授課教師易學易用，而且有一部分教師疫情前已經使用;雨課堂平臺還主動與學校教務系統相結合，將教務系統課表中的課程與教學班直接導入到雨課堂教學組織中，授課教師上課時登錄雨課堂，選擇課程后，直接就可以選擇系統中業已存在的教學班進入課堂，使用非常方便。

⑵ 釘釘作為主要的直播教學平臺。在釘釘直播中登錄雨課堂，展開雨課堂課件開始教學。同時，釘釘直播過程中還可以打開適時消息框互動，教師可以及時了解和解決學生聽課中遇到的問題。

這兩個平臺的結合使用，既發揮了雨課堂優秀的教學功能，又可以保證直播教學的順暢進行。另外，選用騰訊會議作為備選直播教學平臺。

2.3 落實實驗實踐課在線教學

我校課程實驗包括兩大部分，一是與教材知識體系相銜接的虛擬實驗。該部分實驗使用北理科慧公司的“虛擬工場”在線虛擬仿真實驗系統，采用虛擬實驗方法，利用其抽象問題具體化、復雜問題直觀化[5]等特點進行在線實驗教學。正式開學前，任課教師已經把課程學習的學生數據導入到該在線實驗系統中，選定需要做的實驗及順序，在課堂教學中同步布置，學生課下線上完成實驗，并提交實驗報告。二是以作業形式提交的課程補充實驗。包括文檔編輯、數據計算與分析、程序設計、數據庫應用以及視覺設計等，通過釘釘作業系統布置實驗作業，學生課下完成后，通過該作業系統提交，教師在線批改。

在本階段教學實踐中，教學團隊通過對實驗教學項目的精心遴選和實驗教學內容的適當剪裁，較好地實現了與外部優質教學資源的平穩對接，圓滿完成了各課程實驗教學任務。

3 創新設計：課前課中課后相互呼應聯動發力

在線教學開始之前的培訓中，我們就特別強調：在線教學≠直播教學，不能把傳統課堂教學的內容和方法簡單移植到在線課堂上，必須針對在線教學的特點，從“線上線下”、“課前課中課后”等兩度空間、三個時段，對教學內容、知識結構和教學方法等進行徹底的重構創新性設計。

例如，“指令及其執行原理”章節內容是課程重點和難點，如果照本宣科講解是很難取得良好效果的，設計的教學過程如下。

⑴ 課前 我們在提前2天發布的“課前學習”課件中，先播放一段10秒的燈光秀短視頻，用絢麗的彩燈場景吸引學生，然后在課件中引導學生提取出構成燈景的組成元素：燈帶;再從燈帶中提取出LED燈珠。通過控制燈珠的點亮/熄滅使得燈帶閃爍，進而形成整個燈光秀五顏六色的絢麗場景。參見圖1。“課前學習”課件中同時指出需要預習教材的“算法”與“指令”部分，重點標出上課時將要隨堂測驗的內容，如：解題算法中包含了哪幾種最基本的運算“動作”（如讀數、加法、寫數等），分別被編碼為什么樣的0 1串等問題。

⑵ 課中 讓學生把預習的運算基本“動作”與燈帶的幾種閃爍模式相對比，結合上節課剛學過的數字編碼原理，為燈帶的閃爍模式用二進制數編碼，加上一定的參數，形成特定格式的指令，按一定順序執行的指令便構成了控制燈帶閃爍的“機器程序”。如圖2所示。

在此基礎上再進一步講授“算法→指令→機器程序”就容易多了。

⑶ 課后 結合在線虛擬仿真實驗和補充實驗作業，使用多種形式和方法強化這一重點和難點知識單元，取得理想效果。

4 智慧教學：數據驅動的智能教學機制和效果保障與評估機制

與傳統課堂教學相比，在線教學的主要不利因素是教師難以直接觀察學生聽課狀態;但也有明顯的優勢，就是有利于在線收集和分析利用一系列教學數據，從而形成數據驅動的智能教學機制和效果保障與評估機制。

我們授課教師組織學生研究團隊充分利用專業背景優勢，結合常用教學平臺特點，設計開發了若干協作教學小程序、虛擬仿真工具、問卷調查工具、學情分析工具等實用輔助教學系統，如“基于騰訊會議平臺的輔助教學助手”、“Excel+VBA隨機點名提問小程序”、“微信+WPS表單問卷分析小程序”等。這些二次開發的輔助程序連同教學平臺已有的調查問卷、在線測驗、問答詞云分析、測驗數據分析等數據收集、分析功能，初步實現了在線教學狀態分析、學習行為分析、學生關注度分析、課堂參與度與活躍度分析、課堂練習與課后作業分析、實驗實踐效果分析等一系列教學效果保障機制，初步形成了基于數據驅動和在線實時分析指導的智能教學機制，有力促進了老師們在線教學側重點的把握和進程控制，改進與調整教學方法，進一步優化教學設計，取得更好的教學效果。

在線教學以來，階段性測驗成績優良率85.4%;在線學習自我評價問卷平均3.86分（5分制）。任課教師和質量督導專家普遍認為，在線教學質量與傳統課堂教學實質等效。

5 結束語

恩格斯說：“沒有哪一次巨大的歷史災難不是以歷史的進步為補償的。”疫情背景下在線教學的嘗試與實踐積累和儲備了課堂教學與教學管理實踐的革新力量，孕育著信息技術支持下的教育智慧。近期的在線教學實踐證明了現代信息技術的發展的確可以豐富傳統課堂教學的教學手段和傳統課堂教學的管理措施。我們會繼續主動發揚探索精神和創造精神，在繼續努力探索和研究在線教學規律及教學手段的同時，進一步研究和實踐線上線下混合式教學方法，為恢復正常教學秩序后的教學做好準備。衷心希望疫情過后，我國的教育教學工作將迎來新技術支持下的嶄新局面。

參考文獻（References）：

[1] 王運武，王宇茹，李炎鑫等.疫情防控期間提升在線教育質量的對策與建議[J].中國醫學教育技術，2020.4：119-124，128

[2] 盧慧，鞏政，趙俊峰.計算機相關課程的“五階段”遞進式線上教學[J].計算機教育，2020.9：28-33

[3] 謝濤，齊琪，房琛琛.基于“雨課程+騰訊會議”的大學計算機課程在線教學組織與實施[J].計算機教育，2020.9：19-23

[4] 李祁，楊玫，韓秋楓.基于雨課堂的智慧教學設計與應用[J].計算機工程與科學，2019.A1：139-143

[5] 陳宇峰，李鳳霞.大學計算機基礎與程序設計“兩課合一”教學探索與實踐[J].計算機教育，2019.11：24-27