疫情防控期間高等院校線上教學設計與實施研究

劉震磊 段成瑞 楊靖宇 劉連平 宮雪 齊紀

10.3969/j.issn.1671-489X.2022.04.120

摘 要 疫情防控期間，“航空工程軟件技術（1）”課程依托雨課堂在線教學平臺，實現對授課學生的全覆蓋，全方位落實“停課不停教、停課不停學”的重要指示精神。疫情防控期間的線上教學與實踐積累了大量教育教學經驗、數據與成果。針對線上教學開展有針對性的教學設計研究，并依托本課程的教學實踐，真實、客觀、有效地分析在線教學實踐、教學經驗和教學過程，為在線教學成為新一輪教育教學新常態的變化進行充分研究與分析。

關鍵詞 線上教學；雨課堂；教學目標；教學設計；航空

工程軟件技術；教學資源；OBE理念；智慧教學平臺

中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）04-0120-05

0 引言

2020年2月，教育部印發《關于在疫情防控期間做好普通高等學校在線教學組織與管理工作的指導意見》（教高廳〔2020〕2號），要求高等院校充分使用和依托各類在線課程平臺，積極開展線上課程教學，保障教育教學質量[1]。根據指導意見，2019—2020學年春季學期，“航空工程軟件技術

（1）”課程團隊基于雨課堂平臺，從線上教學目標與設計、線上教學資源與形態、線上教學組織與實施、學習成效與結果評定四個方面開展線上授課和線上學習的在線教學研究，對線上教學學習數據進行數據分析與數據挖掘，依托課程的教學實踐對線上教學設計方案進行系統實施與驗證，保障疫情防控期間的教學進度和教學質量。

1 教學目標與教學設計

教學目標與教學設計要基于成果導向（Outcome-

Based Education，OBE）理念的教育方案[2-5]，需要按照OBE理念教學模式組織線上教學設計和線上教學實施的全過程。在基于OBE理念的教學目標設計中，教師需要針對學生目標導向、教學成果導向和畢業要求，有針對性地進行課程教學目標設定，并采用與之相適應的在線教學方法，進行教學方案的設計和實施[6-9]。在教學過程中要重視以學生為中心，注重教學的目標性、科學性和有效性。設計明確的方法獲得學生課前、課中、課后各教學環節的學習大數據，依托智慧教學平臺的大數據統計分析功能，及時進行教學設計的修正和迭代?！昂娇展こ誊浖夹g（1）”課程的教學目標與OBE理念的對應關系如表1所示，設定一級指標點三個、二級指標點五個，并設定指標點的具體內容和指標點等級。

2 教學資源與形態

在線教學改變了傳統教學的形態[10-14]，教學資源也隨著教學形態的轉變從教科書、教學筆記、教學板書、課堂授課、教學用具、考試試卷，向電子書、音視頻課件、電子教案、在線教學、虛擬仿真實驗、在線測試進行全面轉變。教師必須依照教學目標的設定，遵循在線教學的規律，基于在線教學平臺功能，重新對教育教學資源與內容進行設計、評估、數字化和資源整合，如圖1所示?！昂娇展こ誊浖夹g（1）”課程教學依托雨課堂教學平臺對線上教學資源進行整合。任課教師團隊對本課程的線上+線下教學資源進行充分評估，依照表1所示教學目標的設定，對線上教學資源進行五個維度的設計，如圖2所示，并基于智慧教學平臺功能進行開發應用和資源整合。

2.1 基于雨課堂的直播（視頻）教學資源與形態

隨著互聯網技術的發展，網絡帶寬、響應速度、信號延遲已經不再成為線上教學的瓶頸。線上教學實踐中，直播的教學效果要明顯優于錄播。在線直播教學突破空間限制，實現教師與學生的實時互動。

2.2 基于雨課堂的電子教案（PPT）教學資源與形態

電子教案在雨課堂平臺中可以進行課前預習和自測、課上學習“不懂”按鍵的標記和反饋、課后幫助學生鞏固和復習三種形態整合，并結合云計算、云存儲、云服務技術完成電子教案的發布、統計和反饋，幫助教師及時有效地把握學生課前—課中—課后全部教學環節的教學數據和學習狀況。

2.3 基于雨課堂的試題（反饋）教學資源與形態

在課程直播過程中，教師依據教學設計，通過云端同步將在線實時測試推送給學生，讓學生通過手機或電腦端實時完成測試。教師可以在教學過程中隨時掌握教學情況，完成學生到教師的教學反饋。同時，在線測試會給學生帶來適當的學習壓力，使學生保持在線學習的注意力，提高學習效率。

2.4 基于CATIA的三維數模（數字）教學資源與形態

教學團隊應當注重軟件程序、3D數模、虛擬現實、數字仿真等數字資源的開發和整合。本課程在線資源建設中，依托CATIA平臺，開發面向在線教學的數學模型和案例，供學生線上+線下進行練習和使用。

2.5 中國大學慕課（課程）教學資源與形態

隨著中國大學慕課和線上金課日趨完善，對中國教育的影響也愈加顯現。但不同院校和專業基于OBE理念的教學目標設定不同，因而引發教學內容、教學方案、教學設計的不同導向。所以，其他院校的線上課程資源可以依照本校教學目標作為教學資源的有益補充?！昂娇展こ誊浖夹g（1）”課程選用中國大學慕課國家級精品課三維機械設計課程教學資源作為本課程的補充和拓展。

3 教學組織與實施

3.1 課前教學環節

線上教學的課前教學環節要預設教學目標和教學內容。根據教學目標和授課對象的學情分析，進行課前教學環節的教學設計。在課程教學之前，通過雨課堂公告發布課前教學任務，合理引導和組織學生進行課前預習和課前準備工作。課前教學環節發布的教學資源，包括預習課件、預習視頻、預習文檔等，并在預習內容中嵌入主觀和客觀測試題目。任課教師可以實時查看預習學生數量，統計嵌入測試題目的答題情況，閱讀學生反饋并和學生開展課前教學互動，采集課前學習數據用于對學生學情的預測和分析，結果如圖3所示。在“航空工程軟件技術（1）”的教學過程中，教師團隊通過教師客戶端可以實時看到學生整體預習情況統計數據，第一時間掌握學生課前預習復習情況，根據課前預習復習反饋，深化學情分析，明確教學重點和難點，優化教學設計。

3.2 課上教學環節

3.2.1 直播教學 教學實踐證明，在課上教學環節，直播教學的效果優于錄播教學的效果，直播教學過程如圖4所示。錄播教學效果較差的主要原因是教學過程時間線和空間線的兩線分離，兩線分離對學生的學習驅動力、學習專注度、學習自律、學習效果評估提出更為苛刻的要求。

“航空工程軟件技術（1）”課程在2020年“停課不停學”積極開展在線教學的要求下，針對在線教學的特點重新對教學計劃和教學設計進行修訂，依照教學大綱和教學計劃開展本課程的多維度教學。其中，在線教學直播是在線教學環節中重要的一環，本課程開展的教學直播時間和授課時長統計數據如圖5所示。課程按照OBE理念組織教學，學生明確了解如何開展學習、線上教學要求、考核要求、評價標準，有效支撐教學大綱中設定的課程教學目標和畢業就業目標。

3.2.2 評測預警 在課上教學環節采用線上實時評測和預警，有利于激發學生學習動力，有利于實時監測教學效果。在課程教學過程中，教師在線上教學過程中在線實時把測驗試題推送到學生手機端，讓學生在線實時完成并提交，可以實時看到得分及答案。教師也會實時得到統計數據（如學生的得分、成績分布、各題答題情況），在課后還可以通過雨課堂后臺獲取試題統計詳細數據，準確把握每位學生的學習情況，以便課后進行個性化指導。教師可以選擇將測試數據在線進行公示，讓學生清楚意識到自己在班里的水平，進行表揚和預警，激發學生參加在線教學的動力，在線實時檢驗學生的學習效果，提高學生的學習效率。教學環節中的評測和預警如圖6所示。

3.2.3 教學互動 在線教學必須遵循在線教學的經驗和規律，不能直接把線下教學的方案照搬到在線教學中。在線教學絕不能采用學生全程觀看錄制視頻或教師直播這種學生被動聽課的教學模式。在空間分離的情況下，如果教師一味地講，學生被動地聽課，他們將很快進入疲憊狀態。要保持學生學習的興趣，直播教學就不能只單向傳遞知識，教師和學生的實時互動是直播教學不可缺少的。因此，本課程在教學設計中側重教師與學生交互，教學互動數據如圖7所示。在線實時教學互動提高了教學難度，對師生教學互動環節的設計、如何激發學生參與教學互動、教師教學節奏和時間安排、教師課堂應變能力，提出更高、更切實際的要求。

3.2.4 在線評教 學生在線評教是以學生為中心開展教學工作的具體體現，是教學質量監控功能的具體展現形式，是另一種形式的師生互動與交流，是促進和激發任課教師積極主動進行教學設計和教學改革的外在動力。學生在線評教數據如圖8所示。

3.3 課后教學環節

課后輔導和答疑環節是教學組織和實施的重要組成部分。在教學設計中采用雨課堂平臺的課后討論區作為對學生線上輔導和答疑的平臺工具，如圖9所示。該平臺的優勢是所有問題集中進行記錄和展示，比騰訊群等平臺更容易使學生的注意力聚焦在問題本身的學習和探討。根據本輪教學統計，在本次教學過程中，學生在線提問378次，答疑回復583次，航空工程軟件技術的教師—學生、學生—學生可以在討論區針對教學內容進行交流探討，豐富師生課后的教學互動環節，學生參與度高。

4 學習成效與結果評定

在學習成效與結果評定環節，需要強化對學生線上+線下學習過程的全面考核。合理調用在線上+

線下教學環節智慧教學平臺云端大數據積累的學生學習過程的數據圖譜，真實、準確、客觀地反映學生在整個學習過程中的學習成效，全面覆蓋課前、課上和課后教學環節。

平時考核權重30%，由在線直播課程的簽到數據、課前預習和復習數據、課上與直播教師的教學互動數據、在線試題成績數據綜合評定。期末考核權重70%，由CATIA軟件三維建?？己嗽u定。平時考核注重學生在線學習成效的評價，分為五大指標體系：學習任務發布和完成、上課簽到和到課率、線上教學互動、線上試題成績、預習和復習情況。對學生在線學習成效進行綜合評價，評價指標點和權重分配如表2所示。期末考核綜合運用課程知識模塊，使用CATIA軟件進行產品的創新設計，完成零件設計、裝配設計和工程圖設計的全部設計流程，評價指標點和權重分配如表3所示?？己嗽O計充分考慮與課程教學過程、教學目標和教學內容的緊密聯系，評定結構合理，評定方法科學有效。

5 結論

從線上教學目標與設計、線上教學資源與形態、線上教學組織與實施、學習成效與結果評定四個方面開展線上授課和線上學習的在線教學研究，依托課程教學實踐系統地實施與驗證線上教學設計方案，得出以下教育教學結論：

1）需要按照基于OBE理念的教學模式，組織線上教學設計和線上教學實施全過程，教師需要針對學生目標導向、教學成果導向和畢業要求進行課程教學目標的設定；

2）線上教學改變了傳統教學的形態，教學資源也隨著教學形態而轉變，教師必須依照教學目標的設定，遵循在線教學的規律，基于在線教學平臺的功能，重新對教育教學資源與內容進行設計、評估、數字化和整合；

3）線上教學在疫情結束后必將成為新一輪教育教學新常態，在教學組織和實施過程中依然要按照教育教學規律，完整地開展課前、課上和課后教學環節；

4）線上教學最終學習成效與結果評定需要調用云端大數據全面考核線上教與學、線下學與練過程，全面覆蓋課前、課上和課后教學環節。

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*基金項目：遼寧省普通高等教育本科教學改革研究項目“基于工程教育專業認證的航空航天工程專業的研究與實踐”（項目號：030201619）；沈陽航空航天大學本科教學改革項目“面向‘雙一流建設基于互聯網+的航空宇航學科創新教學改革與實踐”（項目號：JG2017012）。

作者：劉震磊、楊靖宇、劉連平、宮雪、齊紀，沈陽航空航天大學航空宇航學院；段成瑞，沈陽航空航天大學設計藝術學院（110136）。