新冠肺炎疫情下高校OAL-OT混合式教學探索

劉 丹，姚舒文，徐洪華，隋 欣，呂文靜，李 莉

（1.長春理工大學，吉林長春130022；2.吉林省教育學院，吉林長春130022）

新冠肺炎疫情防控期間，為了落實“停課不停學、停課不停教”，全國各高校開啟了史無前例的大規模線上教學活動。《數據結構與算法》課程的培養目標是通過對數據結構與算法的系統學習與研究，理解和掌握各種數據結構及相關算法，培養對算法的計算復雜性進行正確分析的能力，為獨立地設計算法和對給定算法進行復雜性分析奠定堅實的理論基礎。筆者結合多年授課經驗及學生調研報告，發現教學過程中普遍存在下列問題：課程本身存在課程內容抽象、理論性強等特點。例如，課程中涉及的抽象數據結構類型的學習，要求學生具有一定的抽象思維及數理邏輯，難度較大。《數據結構與算法》是學科基礎課，注重各種數據結構及算法的實踐操作。實踐環節的設置有利于提高學生動手能力及加強其對基本原理的理解。但在實驗教學過程中發現，學生進行上機操作時常常出現動手能力弱、實踐能力不足的情況。授課課程課時有限，導致一方面，課程內容多且雜，但課堂學時有限使得學生無法在課堂上完全有效的吸收課程知識；另一方面，我國的高等教育仍普遍是大班授課制，每一堂課有一百人左右，教師在課堂上無法做到及時、準確地掌握每名學生的學習情況。

針對上述問題，又結合疫情時期教學面臨的新情況，課程組對傳統教學模式進行了改革，設計出“線上”自主學習與“線下”授課相結合的OAL-OT（Online Autonomous Learning and Offline Teaching）教學模式。OAL-OT教學模式一方面注重信息技術與課程的整合，將信息技術作為教育信息化的有效抓手；另一方面注重課程理論及實踐的雙向加強。在教學實施過程中，分為“線上”、“線下”兩個部分。在線上，教師運用雨課堂、Blackboard學習平臺及虛擬實驗工廠等，為學生推薦學習資料，實現學生自主學習及實踐練習；在線下，教師靈活運用雨課堂及騰訊課堂，有效開展課堂教學工作。通過二者的有機結合，不僅解決了疫情時期無法開展課堂教學的難題，同時能夠有效加深學生對課程知識點的理解與掌握，培養學生學會獨立思考，提高了團隊協作及代碼編寫的能力，拓展了傳統課堂教學，彌補了課時有限等問題。

一、線上授課的課前準備工作

（一）做好心理工作，直面新冠肺炎疫情。突然爆發的新冠肺炎疫情，給全國各大高校造成了巨大影響，學生無法返校學習。各高校按照教育部提出的“停課不停學、停課不停教”工作思路，開展線上教學活動。學生首次面對如此大規模的線上學習，突然從面對面聽課改為線上學習會存在一定問題。如何使學生做好心理準備，輔助學生做好角色轉換，讓學生能夠不受疫情影響全身心投入線上學習，是教師們必須要解決的首要問題。

（二）了解實際情況，保障線上教學順利實施。為了保障線上教學質量，首先要確保線上教學活動的順利實施。在開展線上授課之前，教師需要進行摸底排查，了解學生的實際情況，確認其是否具備線上學習的條件及環境。這些學生有來自城市的、鄉鎮的，家里有一孩的、兩孩的，家中有電腦的、沒有電腦的等等情況。在開課之前，教師需一一對學生的基本情況進行了解，才能全面掌握學生線上學習環境、設施等覆蓋情況，及時給予學生需要的幫助。

（三）開展學情分析，確保線上教學質量。線上教學與傳統課堂區別較大，師生都面臨著巨大的挑戰。在線上教學過程中，教師看不見學生，僅通過各種學習平臺生成的學習數據了解學生的學習情況。疫情期間，大量的教學平臺、教學工具、教學軟件等迅速出現。因此，為確保線上教學質量，真正實現“標準不降低、效果不打折”，選擇恰當的信息技術工具及教學平臺是十分重要的。在選擇教學平臺及工具之前，應開展學情分析，盡量選擇學生們能夠熟練駕馭的、習慣的學習平臺及教學工具。

二、線上教學平臺及工具

（一）智慧教學工具——雨課堂。線上課堂，如果教師不能及時掌握學生是否按時進入課堂、是否認真聽講，不能實時掌握學生學習進度、學習狀態，那么教學質量是無法保障的。本學期課程組選用了智慧教學工具雨課堂。“雨課堂”是清華大學和學堂在線共同推出的新型智慧教學解決方案。它僅需利用PPT、微信小程序和公眾號，不需額外安裝其他軟件便實現了學習資料推送、課堂互動、全景教學數據呈現等功能，為師生交流提供了一個較好的互動平臺。具體應用過程如下：

1.在課前，教師通過網頁端登錄雨課堂，制作與課程相關的資料、課件及習題并發布到相應的教學班級中，為學生提供預習材料，學生通過微信小程序即可收到相關的學習信息提示消息。該種方式便于學生開展有目標的課前自主預習活動及了解課程重點難點，便于教師開展有深度的課堂教學活動，同時培養學生自主學習能力。

2.在課上，雨課堂設有彈幕、投稿等功能，學生可以實時針對課上及自學預習時不懂的地方通過匿名的方式發起彈幕進行提問。教師可以依據學生們的反饋，及時對教學進度進行調整。同時，教師上課的PPT會通過移動端實時共享至學生的手機微信端，便于學生學習查看，避免學生手抄寫筆記錯過教師所講授內容。

3.在課后，教師通過雨課堂發布測試題以檢測學生上課的學習情況，以便對下次授課內容進行調整；同時發布復習資料便于學生對課上所學內容及時進行鞏固復習，加深記憶。

4.雨課堂中所有學生的行為記錄，包括課前預習情況、上課課件收藏人數、到課人數、習題得分、瀏覽時長等數據均會在雨課堂中留有記錄，教師登錄雨課堂即可查看學生的學習情況，便于對學生學習狀態進行實時掌握。

5.通過雨課堂可設置單選題、多選題等多種測試題型，學生可在規定的時間內進行作答。教師可以依據學生作答結果，及時掌握學生對相關知識的掌握情況，并以此為依據，優化教學過程。

（二）教學資源平臺——Blackboard學習平臺。順利開展線上教學的第二要素，建立數字化教學資源信息平臺。本課程組于2014年建立了《數據結構與算法》網絡課程，并將課程的教學資源發布在Blackboard學習平臺。Blackboard平臺是美國Blackboard公司研發的“教”與“學”集成的在線教學管理平臺。教師可以通過該平臺發布關于課程的視頻、音頻等學習資料，學生登錄該平臺即可查看所學課程及相應的課程學習資源。課題組將全課程資源包括講解視頻、課后習題及課程講義等全部整合到Blackboard平臺上，方便學生實時進行查看學習。學生有疑問均可在平臺上留言與教師進行交流溝通，教師也可在平臺上查看到學生對課程資源的學習情況。這種方便快捷的教學管理平臺，將學習資源進行統一整合，減少學生查找資料時間，便于學生隨時隨地開展有效的學習活動。

（三）課程實驗平臺——虛擬實驗工廠。在專業培養方案中，《數據結構與算法》設置了實驗教學環節。在以往的教學過程中，學生需要進入專業實驗室，在計算機上運用C++、Java等高級編程語言實現相應數據結構及算法。本學期由于受到疫情的影響無法開展有效的實踐活動，但《數據結構與算法》這門學科基礎課涉及了多種經典數據結構，是學生后續學習的基礎。因此學生通過課程實驗實踐的鍛煉，有利于加強對抽象數據類型及相關基礎操作的理解和提高自身的動手能力。

為了克服學生家中無計算機、無法完全理解實驗原理等問題，課程組引入虛擬實驗工廠。虛擬實驗工廠是北京理工大學國家級大學計算機虛擬仿真實驗教學中心與理工科惠科技發展有限公司聯合推出的一款支持在線虛擬實驗的教學支持平臺。通過該虛擬仿真實驗平臺，能夠實現程序執行可視化。算法是程序設計的核心，了解其背后的原理尤其重要。只有了解程序執行過程中數據存儲、處理的過程，才能有效幫助學生對數據結構抽象數據類型深入理解，這對學生運用所學高級設計語言實現算法有積極的促進作用。上機實驗既加深了學生對數據結構概念和算法的理解，也是從理論到現實的升華。學生在操作時，在左側界面輸入程序填空，程序每執行一步，在右側窗口顯示每一步在虛擬內存中的變化。以結構體變量的存儲為例，其演示過程如圖1所示。

圖1虛擬仿真實驗平臺

同時，針對每一章節布置線下實驗作業，以小組的形式進行討論，并實現編程，最終以實驗報告的形式進行上交以及匯報。教師對小組上交的報告進行點評，評選出優秀作品對其進行獎勵，激發學生的學習熱情。

三、OAL-OT混合式教學模式

由于傳統教學模式無法滿足疫情期間線上教學產生的新教學需求，課程組將信息技術與課程理論及實踐雙向整合，提出OAL-OT混合式教學模式，借助線上學習資源，為學生打造了“課前預習—課上理解—課下復習”的靈活學習機制，注重培養學生自主學習能力。OAL-OT混合式教學模式注重信息技術與課程整合，無論“線上”、“線下”均將信息技術貫穿至各個教學環節中，使其成為促進、激勵學生自主學習的有效工具。

線上教學主要依托雨課堂、Blackboard平臺等網上教學平臺，教師發布相應的學習資料，學生開展自主在線學習。例如，在課前，教師通過雨課堂及Blackboard學習平臺發布課程相應的視頻、音頻等多種形式的預習資料及測試題，規定時間要求學生做好自學工作，便于開展課上教學，提高學生自主學習能力。同時，為提高學生動手能力，引入虛擬仿真實驗平臺，加深學生對抽象知識的理解；在課后教師通過雨課堂發布課程的學習資料及測試題，便于學生及時進行復習鞏固，同時便于教師檢測學生的課堂學習情況。

圖2 OAL-OT混合式教學模式

受疫情影響，線下教學主要采用騰訊課堂結合雨課堂同步“直播”來模擬在校課堂教學活動。騰訊課堂為師生間交流提供“場所”；雨課堂播放PPT課件模擬“黑板”，兩個平臺均具有在線簽到功能，實現實名考勤。在教學過程中，教師通過課前學生在線上學習平臺進行的自學活動記錄、測試成績等反饋信息來對線下教學活動的課堂內容及教學進度進行調整，突出重點和難點。同時在課上引入分組討論式、互動式教學方法并將動畫模擬與多媒體教學優化組合，探索各類案例的優勢互補，旨在激發學生的學習熱情，以提高學生的探究學習興趣。

四、符合線上教學特征的課程評價方式

在我校2018版課程大綱中，原有的課程評價主要包括期末考試和平時成績，其中期末考試占了70%的比重，然而線上教學，無法依據期末考試評判學生的學習效果。因此，在疫情期間將課程大綱進行調整，學生的最終成績由過程性評價成績和終結性評價成績來決定。根據我校學生特點及學情分析，兩者比例設定為6：4。其中，過程性評價成績主要包括學生登錄雨課堂網絡教學平臺的學習數據分析情況、教師發布的線上線下作業完成情況、在虛擬實驗工廠的實驗完成度以及小組的實驗報告完成和匯報情況這幾部分組成；終結性評價成績主要由學生的期末考試成績決定。改進后的課程評價方式能體現出學生學習的薄弱環節和不足之處，以此為依據，有利于學生有目標地開展自主學習，并且便于教師有針對性地進行教學、輔導和答疑。

通過對我校應用OAL-OT混合式教學模式授課專業學生的本學期學習成績分析發現，學生成績明顯提高；學生對該教學模式的問卷調查顯示，約有93%的學生表示對該教學模式持認可態度。由此可見，本文所提出的OAL-OT混合式教學模式對高校教學工作有著積極促進作用。該教學模式不僅適用于疫情期間的高校教學，對后疫情時代下的教學形態，也提出了新思路。

五、結語

在疫情面前，高校教學工作面臨著新的挑戰。本文通過多種現代信息技術的有機融合，形成有效的教學模式。本學期的教學工作不僅沒有受到疫情的影響，反而由于靈活運用雨課堂、虛擬仿真實驗平臺等智慧教學工具，使抽象理論知識更加具體化、形象化，易于學生理解和掌握，從而取得更好的學習效果。通過線上線下混合式教學模式的探索與應用，不僅有效提升了學生的課堂參與度，還培養了學生的自主學習和探究思考問題能力。

1.2.1 手術器械 采用德國STORZ公司生產的外鞘直徑9 mm的持續灌流手術宮腔鏡，膨宮壓力100～120 mmHg, 膨宮液流速100～120 ml/min,切割功率60～80 W,電凝功率35～50 W。灌流液為5%甘露醇液。