基于“MOOC+騰訊會議”的在線教學(xué)與實(shí)踐
——以微機(jī)原理與應(yīng)用課程為例

許紅霞 張利國 奧頓

北京工業(yè)大學(xué)信息學(xué)部自動化與人工智能學(xué)院，北京 100124

2020年春季教育部印發(fā)了《疫情防控期間關(guān)于做好普通高等學(xué)校在線教學(xué)組織與管理工作的指導(dǎo)意見》，要求各高校充分利用MOOC 等優(yōu)質(zhì)在線課程教學(xué)資源，并依托各類在線課程平臺、校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間等，積極開展線上授課和線上學(xué)習(xí)等在線教學(xué)活動，實(shí)現(xiàn)“停課不停教、停課不停學(xué)”。北京工業(yè)大學(xué)面對短時間內(nèi)教學(xué)從線下轉(zhuǎn)移到線上的巨大挑戰(zhàn)，提出“以學(xué)為本，多措并舉”，切實(shí)保障在線教學(xué)質(zhì)量，積極匯總包括雨課堂、學(xué)習(xí)通、騰訊課堂、中國大學(xué)MOOC、智慧樹等在線課堂平臺，幫助教師實(shí)現(xiàn)線下授課到線上授課的遷移，并通過校內(nèi)教務(wù)管理系統(tǒng)和線上授課平臺、移動端APP 的數(shù)據(jù)，全面支持春季學(xué)期的在線教學(xué)活動。微機(jī)原理與應(yīng)用作為理論和實(shí)踐并重的學(xué)位必修課程，遇到的問題尤為突出。一是微機(jī)原理與應(yīng)用課程涉及理論原理、匯編語言程序設(shè)計、接口電路硬件設(shè)計，是學(xué)生反映難度比較大的一門課程，對其進(jìn)行線上教學(xué)面臨諸多未知挑戰(zhàn)。二是實(shí)踐部分需要學(xué)生親自動手接線、調(diào)試，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而線上學(xué)習(xí)無法接觸實(shí)驗(yàn)箱，這對硬件實(shí)驗(yàn)提出了挑戰(zhàn)。面對這些問題和挑戰(zhàn)，北京工業(yè)大學(xué)信息學(xué)部微機(jī)原理與應(yīng)用課程組教師充分發(fā)揮主觀能動性和創(chuàng)造性，探索混合教學(xué)的有效方法，創(chuàng)新教學(xué)模式和方法，保證了在線學(xué)習(xí)與線下課堂教學(xué)質(zhì)量實(shí)質(zhì)等效。

一、微機(jī)原理與應(yīng)用課程的在線教學(xué)流程

微機(jī)原理與應(yīng)用課程在疫情發(fā)生之前一直采取“課堂講授+實(shí)驗(yàn)室軟硬件實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)方式，考試采取閉卷方式，但教案均已實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，配有多媒體課件，在接到要求完全遷移到線上教學(xué)的通知后，課程組面臨著幾個選擇。一是全部直播，在線上重現(xiàn)課堂教學(xué)，但是面臨網(wǎng)速慢、鏈接不可靠的客觀問題。二是采用錄播，教師提前錄制好授課內(nèi)容，然后上傳至在線教學(xué)平臺。雖然這樣可保證學(xué)生在線觀看，但受在線教學(xué)平臺上傳文件大小的限制，教師需要制作、上傳大量的授課視頻片段，工作量較大，授課效果也易受各個教師錄制質(zhì)量的影響。三是充分利用網(wǎng)上優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，結(jié)合校內(nèi)在線教學(xué)資源定制和平臺建設(shè)，打造適于小規(guī)模、特色人群的在線教學(xué)新模式。課程組經(jīng)過討論后，采用了第三種在線教學(xué)方式，不僅將MOOC 與校園內(nèi)的教學(xué)相結(jié)合，在發(fā)揮MOOC 課程低成本、高效率、易普及、開放包容、利于學(xué)生利用碎片化時間學(xué)習(xí)等優(yōu)點(diǎn)的同時，吸收線下課堂在團(tuán)隊(duì)合作、個性化指導(dǎo)方面無可替代的優(yōu)勢，顯著提升了學(xué)校教學(xué)質(zhì)量。

具體的在線教學(xué)流程覆蓋課前準(zhǔn)備和引導(dǎo)、課中視頻教學(xué)和在線互動、課后答疑和監(jiān)督，如圖1所示。

課前，教師利用微信和校內(nèi)在線平臺日新學(xué)堂搭建起線上班級。為了保障在線課堂教學(xué)任務(wù)的順利進(jìn)行，教師提前通過日新學(xué)堂發(fā)布預(yù)習(xí)內(nèi)容，讓學(xué)生可以自由選擇時間、地點(diǎn)完成預(yù)習(xí)。這種學(xué)習(xí)方式促使學(xué)生由被動接受向主動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變，鍛煉了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。同時，教師可利用在線平臺，實(shí)時掌握學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，上課前通過微信、學(xué)習(xí)通等點(diǎn)對點(diǎn)的消息發(fā)送方式，提醒仍未進(jìn)行線上預(yù)習(xí)的學(xué)生，大大提升了預(yù)習(xí)質(zhì)量。

課中，學(xué)生先進(jìn)行在線簽到，然后根據(jù)教師發(fā)布的本次課堂任務(wù)安排，進(jìn)行MOOC 視頻學(xué)習(xí)或者騰訊會議直播學(xué)習(xí)，并完成與教師的在線互動。教師通過學(xué)習(xí)通、微信等移動端APP，與學(xué)生實(shí)時互動答疑，有的放矢地指導(dǎo)學(xué)生，真正實(shí)現(xiàn)因材施教、分層次教學(xué)。

課后，學(xué)生完成作業(yè)以及章節(jié)測試，教師在線評閱，然后利用騰訊會議向?qū)W生反饋?zhàn)鳂I(yè)和測試中存在的問題，并利用在線教學(xué)平臺的統(tǒng)計分析功能，評價學(xué)生的在線學(xué)習(xí)效果，提出建議反饋，督促學(xué)生在后續(xù)的學(xué)習(xí)過程中予以改進(jìn)，以保證學(xué)習(xí)進(jìn)度和教學(xué)質(zhì)量。

二、基于日新學(xué)堂的微機(jī)原理與應(yīng)用線上課前引導(dǎo)

（一）以任務(wù)為單位的在線知識體系組織

學(xué)習(xí)任務(wù)、學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)服務(wù)是大規(guī)模在線教學(xué)的四個基本要素。采用何種方式有效地組織學(xué)習(xí)資源、提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能動性，是搭建在線教學(xué)環(huán)境的首要任務(wù)。疫情防控期間，為了支持“停課不停教、停課不停學(xué)”，網(wǎng)上教學(xué)資源豐富多樣，其中教育部就組織了22個在線課程平臺，免費(fèi)開放在線課程超過2.4 萬門。為了適應(yīng)小規(guī)模、特色群體的在線課堂，我們依托日新學(xué)堂在線學(xué)習(xí)平臺，以任務(wù)為單位，按照微機(jī)原理與應(yīng)用課程的知識體系，通過優(yōu)選MOOC 視頻片段、自制錄播視頻、騰訊會議直播授課、章節(jié)測試等匯總在線授課的知識點(diǎn)。

以任務(wù)為單位的在線課程知識組織方式與加拿大學(xué)者George Siemens 的聯(lián)通主義理論相符合。聯(lián)通主義理論認(rèn)為，知識分布在連接的網(wǎng)絡(luò)中，學(xué)習(xí)是連接的過程，連接的對象是節(jié)點(diǎn)和信息源。聯(lián)通主義理論注重學(xué)習(xí)者和學(xué)習(xí)資源各節(jié)點(diǎn)的整合和交互。因此，課程組教師通過多種形式的任務(wù)，將網(wǎng)絡(luò)碎片化知識點(diǎn)按照課程知識體系進(jìn)行聚合，構(gòu)建在線課程的知識網(wǎng)絡(luò)，對學(xué)習(xí)資源進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，將教師角色由課堂的主導(dǎo)者轉(zhuǎn)為引導(dǎo)者、影響者，激發(fā)學(xué)生在師生分離狀態(tài)下的內(nèi)生動力，并借助日新學(xué)堂在線學(xué)習(xí)平臺的任務(wù)點(diǎn)數(shù)據(jù)分析及發(fā)布功能，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和自律性。

（二）任務(wù)驅(qū)動的課前預(yù)習(xí)與引導(dǎo)

由于在線教學(xué)中教師與學(xué)生無法進(jìn)行面對面的交流，教師與學(xué)生的及時有效溝通就顯得尤為重要。在線課程的課前引導(dǎo)主要包括以下幾個步驟：首先，在校內(nèi)在線管理平臺日新學(xué)堂上建立班級，將所有選課學(xué)生添加進(jìn)來，以便進(jìn)行統(tǒng)一管理。同時，為了加強(qiáng)學(xué)校教務(wù)、專家督導(dǎo)組對課程的監(jiān)督管理以及班主任對所在班級學(xué)生上課情況的深入了解，也將有關(guān)教師一起添加到班級里?？紤]到當(dāng)前學(xué)生移動端APP 使用率更高的特點(diǎn)，我們在學(xué)習(xí)通APP 和微信上創(chuàng)建班級群，提前將學(xué)習(xí)通知、授課安排、線上學(xué)習(xí)要求、騰訊會議上線信息等及時分享給學(xué)生。移動端的點(diǎn)對點(diǎn)即時通信，有利于教師對學(xué)生進(jìn)行個性化的指導(dǎo)和監(jiān)督，達(dá)到課堂教學(xué)不可能完成的精準(zhǔn)化教學(xué)目標(biāo)。

其次，進(jìn)行任務(wù)驅(qū)動的課前預(yù)習(xí)，結(jié)合以任務(wù)為單位構(gòu)建的在線知識體系，在每次課前發(fā)布詳細(xì)的課堂任務(wù)安排，包括課前須知、預(yù)習(xí)任務(wù)、課前思考、在線課堂學(xué)習(xí)任務(wù)、直播騰訊會議預(yù)告、課后作業(yè)、章節(jié)測驗(yàn)安排等，任務(wù)覆蓋了“課前—課中—課后”整個在線教學(xué)過程。這種任務(wù)驅(qū)動式的課前預(yù)習(xí)與引導(dǎo)，有助于將以教師“教”為中心的傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生“學(xué)”為中心的在線課堂教學(xué)模式。教師提前發(fā)布課程公告，明確要完成的任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生快速、精準(zhǔn)地定位網(wǎng)上學(xué)習(xí)資源，提高學(xué)習(xí)效率。任務(wù)點(diǎn)的設(shè)置也使學(xué)生更明確在線學(xué)習(xí)的目標(biāo)和進(jìn)度安排，從而可以靈活地調(diào)整自己的學(xué)習(xí)計劃：既可自己加強(qiáng)學(xué)習(xí)深度和難度，利用教師在線的機(jī)會進(jìn)行更多的疑難問題討論，又可充分利用在線課程突破時間和空間限制的優(yōu)點(diǎn)，在課下抓緊利用碎片時間趕上課程進(jìn)度。

最后，做好在線課堂考勤，督促學(xué)生進(jìn)入線上學(xué)習(xí)狀態(tài)?？紤]到上網(wǎng)課高峰時段會出現(xiàn)流量擁堵的情況，每次在線課程正式開始之前15 分鐘我們便開啟日新學(xué)堂簽到活動。對于缺勤或遲到的學(xué)生，教師可以在班級群發(fā)布簽到統(tǒng)計情況，督促學(xué)生按時上課；同時由班主任在班級群里通知自己班級缺勤的學(xué)生，多渠道監(jiān)督管理課堂。組織課前考勤在疫情開始階段發(fā)揮了很大的作用，很快改變了學(xué)生松散的居家學(xué)習(xí)狀態(tài)。在課程進(jìn)行中，教師雖然無法查看學(xué)生是否在線，但可以通過日新學(xué)堂和學(xué)習(xí)通APP 組織課堂交互活動，譬如隨機(jī)提問、搶答等，以此來間接抽查學(xué)生的在線課堂出勤率，從而達(dá)到通過輔助引導(dǎo)提高學(xué)生在居家環(huán)境中的自主學(xué)習(xí)能力的目的。

三、基于“MOOC+騰訊會議”的微機(jī)原理與應(yīng)用在線課中傳授

（一）理論部分的在線授課與管理

微機(jī)原理與應(yīng)用課程理論部分的學(xué)時占總學(xué)時的85%，為了從多維度構(gòu)建在線教學(xué)體系，我們以“MOOC+騰訊會議”的視頻教學(xué)和直播教學(xué)相結(jié)合為主要在線授課方式，同時輔以課前的在線資料庫、題庫、作業(yè)庫。教師制作并上傳多媒體課件、教材電子版、實(shí)驗(yàn)講義電子版、匯編語言集成開發(fā)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)仿真安裝軟件等建立課程資料庫，以支撐學(xué)生課下預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。此外，為了支持作業(yè)、章節(jié)測驗(yàn)、考試等環(huán)節(jié)，必須提前建設(shè)題庫。雖然中國大學(xué)MOOC 課程也設(shè)置了一些測試題，但題量不足，類型也不夠豐富，尤其是缺乏針對性。為了提高本專業(yè)學(xué)生對微機(jī)原理與應(yīng)用課程的掌握程度，更好地查漏補(bǔ)缺，也為了使教師對學(xué)生有一個直觀的考核，建設(shè)在線題庫是非常有必要的。題庫應(yīng)類型豐富，包括單選、多選、判斷等客觀題，也包括簡答、論述、應(yīng)用、綜合等主觀題，填空題根據(jù)評分方法的不同，既可作為客觀題也可作為主觀題。作業(yè)庫建設(shè)一般和課程章節(jié)設(shè)置保持一致，以主觀題目為主，但不局限于主觀題，也可從題庫中選取。

根據(jù)教育部要求各高校充分利用MOOC 等優(yōu)質(zhì)在線課程教學(xué)資源的精神，微機(jī)原理與應(yīng)用的在線授課采用“MOOC+騰訊會議”的組合方式。中國大學(xué)MOOC是國內(nèi)優(yōu)質(zhì)的中文MOOC 學(xué)習(xí)平臺，西安交通大學(xué)的國家精品課程微機(jī)原理與接口技術(shù)已經(jīng)開設(shè)在線課程9 次，有近萬人參加了學(xué)習(xí)，雖然每次開課用的教材不同，但知識體系與微機(jī)原理與應(yīng)用課程相似度很高。因此，我們就根據(jù)課程大綱，選取相關(guān)視頻片段進(jìn)行二次編輯，共享給學(xué)生，形成小規(guī)模的SPOC 課程。考慮到大學(xué)MOOC 是針對重要知識點(diǎn)的概括性講授，對于知識點(diǎn)之間的銜接以及次要知識點(diǎn)的介紹缺少翔實(shí)的講解，我們通過騰訊會議直播授課來彌補(bǔ)這一不足。而課程大綱中沒有的部分內(nèi)容，則通過錄播或直播的形式進(jìn)行內(nèi)容補(bǔ)充，最終形成和課程大綱一致的、完整的在線授課體系。

（二）實(shí)驗(yàn)部分的在線仿真與演示

微機(jī)原理與應(yīng)用有8 學(xué)時的實(shí)驗(yàn)，是在實(shí)驗(yàn)室的GX-8000 實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行的實(shí)操物理實(shí)驗(yàn)。在疫情期間，由于學(xué)生無法到學(xué)校，如何實(shí)施在線實(shí)驗(yàn)教學(xué)成了我們面臨的一個挑戰(zhàn)。課程組經(jīng)過廣泛調(diào)研之后，確定使用仿真軟件Proteus 7.5 進(jìn)行8086 系列的可編程接口實(shí)驗(yàn)。Proteus 軟件是英國Lab Center Electronics 公司出版的EDA 工具軟件，集成了原理圖布圖、PCB 自動或人工布線、代碼調(diào)試、微處理器與外圍電路協(xié)同仿真等功能，支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DSPIC33、AVR、ARM、8086 和MSP430 等多種處理器模型，擁有超過27000 種元器件的仿真器件庫。利用Proteus7.5 開展線上微處理器可編程接口的綜合實(shí)驗(yàn)，結(jié)合虛擬仿真技術(shù)和計算機(jī)多媒體技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生歷經(jīng)從元器件選擇、線路圖設(shè)計與繪制、接口匯編程序設(shè)計與調(diào)試，到實(shí)驗(yàn)仿真運(yùn)行過程和狀態(tài)觀察的整個實(shí)踐過程，在一定程度上取得了實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，是疫情期間開展在線實(shí)驗(yàn)一個比較好的解決方案。在線實(shí)驗(yàn)的授課方式主要是利用騰訊會議進(jìn)行直播，教師演示仿真軟件的使用和實(shí)驗(yàn)操作過程，學(xué)生遇到調(diào)試問題也可通過騰訊會議的共享屏幕功能進(jìn)行課堂在線互動。

四、基于移動端APP 的微機(jī)原理與應(yīng)用在線課后評價與監(jiān)督

考核評價是量化學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要方式，同時也能為教師反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，有助于教師及時調(diào)整授課方式和改進(jìn)教學(xué)方案。日新學(xué)堂在線平臺具有良好的過程管理和統(tǒng)計分析功能，包括在線任務(wù)學(xué)生完成情況統(tǒng)計與分析、章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)統(tǒng)計、章節(jié)測驗(yàn)和作業(yè)成績統(tǒng)計、課堂活動與課堂積分統(tǒng)計等。這些功能便于輔助教師進(jìn)行學(xué)情分析，在無法進(jìn)行面對面教學(xué)的環(huán)境下不但可以對學(xué)生聽課和復(fù)習(xí)起到督促作用，也可以激勵班級學(xué)生間相互學(xué)習(xí)和競爭，從而積極完成各項(xiàng)教學(xué)活動，提高自己在班級中的排名。

五、結(jié)語

2020 年春季學(xué)期雖然以一種特殊的“打開方式”啟動，但我們要善于在危機(jī)中育新機(jī)、于變局中開新局，抓住機(jī)會積極探索信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，提升教師的在線教學(xué)能力，并且要長期堅持推進(jìn)教與學(xué)新模式的探索，使其能夠在更廣泛的教學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮作用，為提高教育教學(xué)質(zhì)量服務(wù)。