工科课程在线教学的探索与实践

米红林，杨晓东，何 斌

（1.上海应用技术大学 机械工程学院，上海 201418；2.喀什大学 土木工程学院，新疆 喀什 844000）

0 引言

课程是高校人才培养模式的支撑点，课程的质量直接影响人才培养目标的实现及实现程度和效率[1].教育部[2017]2 号文件《2017 年教育信息化工作要点》[2]指出：“深入推进信息技术与教育教学深度融合.”“不断加强高等教育优质资源建设与应用.”“组织开展本科高校信息技术与教育教学深度融合的课程体系重构研究和实践探索，推动核心课程群建设与应用，助推教学改革.”这就要求我们在教育教学中，要充分发挥教育信息化在教育现代化中的支撑和带动作用.近年来高校慕课建设取得了巨大成就，各种在线开放课程已陆续推出并上线使用[3].在线教学论坛及有关的MOOC（Massive Open Online Course，即大规模开放在线课程的简称）会议中，各高校积极分享了在线教育实践经验和成功做法.为更好的利用网络学习、社交软件、大数据分析、互联网技术等众多信息创新技术，许多专家学者和一线教师也针对混合式教学、在线教学、SPOC （Small Private Online Course，即小规模在线课程的简称）开展了一系列的实践探索和教育教学研究工作[4-9].笔者2019 年在喀什大学土木工程学院先后两个学期在“中华复兴与土木工程”课程教学中实施混合式教学，该课程教学时数为32 课时，其中在线直播20 课时，共10 次课，直播课堂在上海大学由上海大学教师授课；线下教学12 课时，共6 次课，线下教学由本人在喀什大学授课.在上述混合式教学经验的基础上，笔者又于2020年春季学期开展了“材料力学”、“有限元法（英）”两门课程的线上教学.通过三个学期四门次的混合式教学和线上教学，可以看到在线授课与线下教学的一定差异.在线教学中，教师由以往课堂上面对学生转变为网上面对PPT 课件，由以往教师与学生之间面对面的互动转变为教师通过书写板书或PPT 课件与学生互动，所以教学中教师不仅要对课程内容熟悉，还要对关键的知识点增加课堂练习，以问题为手段，引导学生不断思考，提高与学生的互动频率，锻炼学生的思维.与此同时，掌握现代教育装备及信息技术对教师也同样是一个挑战，只有具备对软件、硬件灵活应用，才能较为顺畅的完成网上在线教学活动.另外，授课平台和作业提交软件的选用要有利于教师和学生操作，以提高教师教学工作和学生学习的效率.本文主要以笔者实施在线课程教学过程进行阐述和分析，为进一步在教学改革和课程建设中使用在线课程和混合式教学提供参考和依据，也为跨地区、跨地域的教学工作尤其喀什大学土木工程学院与新疆交通职业学院共同开展的“4+0”本科与高职院校联合办学模式的进一步深化提供参考和借鉴.

1 线上教学主要硬件及平台选用

在进行直播授课时，要提前准备好笔记本电脑或台式电脑、手机等硬件设施并确保网络畅通.电脑用于制作PPT、录屏使用，手机用于授课过程中通过微信、QQ 群使教师与学生及时交流和发布通知.笔者使用惠普的Ultrobook用于直播课程，主要原因其上配带磁性笔，便于板书.学生提交的作业为图片格式，由于手机屏幕较小，笔者选用iPad 平板电脑批改作业，利用大屏幕的优点，使批改作业变得顺畅、高效.

“中华复兴与土木工程”公选课采用斗鱼直播网进行实时传输，师生互动采用弹幕进行.“材料力学”、“有限元法（英）”课程选用雨课堂作为直播平台，使用该平台创建班级后生成班级的二维码，教师将此二维码截屏发送授课的班级群，学生通过扫面二维码进入班级.每次直播开始，教师端会形成一个课堂二维码，将二维码发送学生，学生即可进入课堂.

2 使用“雨课堂”平台为例的课前准备

课前通过“手机课件”功能上传课件，上传成功后，在手机端可以选择发布课件的班级、发布时间，可以选择即刻发布或设定某一天发布.课件发布后，手机会提示“已发布成功”，此时学生端会收到预习的PPT 课件.通过“雨课堂”教师的一端，教师可以查看学生浏览人数、浏览课件的页数等信息.为提高互动效果和学生注意力，备课时在PPT 课件中制作了“单选题”和“填空题”，将课堂重要知识点做成上述题目后，课堂中适时引入问题，并将回答时间设置成倒计时样式，便于学生思考和回答.

提前录屏.为了防止因网络拥堵等因素干扰无法进行直播时，提前录屏PPT 课件十分必要.录屏软件较多，有EV 录屏软件、迅捷录屏软件、Camtasia studio 录屏软件以及PowerPoint本身自带的录屏功能.经过比较和试验，笔者采用WPS 中PPT 录屏功能和EV 录屏软件进行了录屏，前者录好以后生成WebM 格式的视频文件，后者生成MP4 格式的视频文件.

3 直播课堂授课及期末考试

直播课程采用“PPT 课件+板书”模式.直播时开启腾讯会议，通过“共享屏幕”进行授课，缺点是无法使用板书.针对上述问题，作者采用在“雨课堂平台”中打开PPT 课件，开启授课模式，通过腾讯会议共享屏幕，达到两者结合.授课中灵活应用板书和PPT 交替，减少由于跨空间造成的缺乏面对面交流的不利因素，使学生尽可能达到教室上课的效果.

根据课程性质选择课程期末考试平台.针对“有限元法（英）”课程授课人数较少（27 人）、考试中客观题目较多的特点，采用将试卷存为PDF 版本，在考试规定时间发布在班级通知群里，学生只写题目的解答，考试结束后拍照上传至指定的微信小程序中，由任课教师下载并电子批阅.针对“材料力学”课程授课人数较多的状况，选用“学习通”作为考试平台，优点是客观题目可以自动批好，教师只需要进行主观题目批阅.针对不同课程性质，考核方式不同，“中华复兴与土木工程”公选课采取了平时成绩及课程结束后的小论文形式.“材料力学”课程采用了过程化考核，由作业占10%、平时测验占20%、项目考核占20%和期末成绩占50%组成，这样设置的过程考核使学生更加重视平时过程学习，达到了全过程的学习效果和状态.

4 混合式教学和在线教学的教学效果评价反馈

为了解学生对混合式教学和在线教学的反馈意见，分别收集了学生上课体会和问卷.在混合式教学中，通过在线直播授课，学生能够与东部发达地区学生共享一堂课，促进了东西部教育资源均衡共享.学生反映，这样的形式非常好，直播中上海大学教授的课堂信息量大，内容丰富，希望这样的课程再多一些.在线授课通过给学生提问题，学生进行单选和多选，使任课教师在课程结束后，及时了解授课在学生心目中的印象及对教师的建议，进一步总结经验，调整授课形式，为后续开课做好准备.通过一学期的在线学习后，对学生“在线学习后，你的学习态度有没有发生变化？”“你了解在线学习的含义吗?”“你对网络学习这种方式是否感兴趣?”“你认为在线学习会改变学生的学习方式吗?”“你认为在线学习会提高你的学习成绩吗?”“在学习的过程中，比较喜欢哪一类的资源？”“在学习的过程中，更多的精力用在哪些方面？”“与传统教学相比，在线学习对你最大的挑战是什么？”“你对任课教师有何建议？”等问题进行了调查.上述问题发送问卷时学生期末成绩也已确定，学生对在线课程已经有了初步认识，调查结果表明学生对在线授课持肯定态度，尤其认为在线学习中使自己的学习态度有所转变，比以往更积极了，这与平时学生表现相符合.在线教学时，为及时了解学生学习效果，每两周安排一次小测验，加之平时大量作业练习，学生在线学习不仅能完成规定课时数，课后还能利用大量时间进行内容复习、做作业及进行测验的准备.从学生作业、测验来看，学生也都能认真及时的完成作业和测验.在对授课教师意见问题中，学生提出的更多要求是希望教师能与同学多互动，提高课堂的氛围，并多举一些工程中的案例，便于同学理解和学习.从学生给教师提的建议中可以看出学生提的建议非常中肯，这也就要求教师在备课的同时，要多设定一些能够与学生互动的知识点，同时在日常生活、企业调研和科研活动中多积累与课程相关的内容，对每学期课件进行局部改进，不断补充课件，丰富授课内容并与时俱进.

5 混合式教学和在线教学的保障措施

网盘（云盘）准备.为了使学生能够提前接受预习授课内容，课前录制语音PPT 课件是十分必要的环节.每节课录制30 分钟左右视频，内存100 兆左右，为了使全班学生能够及时收到录制的PPT 课件，教师需提前创建大容量网盘，将预录课件上传至网盘，并告之学生用户名和密码，每次课前及时在班级群里通知学生查看.

建立班级群.以往线下授课，有指定的课代表，课程通知由课代表或班长通知，任课教师很少针对课程创建班级群.而在线教学，任课教师开课前建立一个班级群就显得十分必要.目前，建群较多使用微信或QQ 软件.有了课程群，通知就显得便捷，增加了学生与教师互动的顺畅.

布置作业和学习内容测验.线上教学，PPT课件要有重点、有小结，要将每节课布置的作业置于PPT 课件的最后一页.重要知识点处增加练习题目，并给予学生一定思考和完成时间.作业安排采取电子版形式，根据实际情况，学生采用word 版本或纸张书写，拍照后以图片形式上传至微信的每日交作业中.为了检验学生学习效果，“材料力学”、“有限元法（英）”课程通过安排多次测验，及时检验学生对相关知识点的掌握程度，便于教师及时调整教学方法.

6 结语

通过在“中华复兴与土木工程”“材料力学”“有限元法（英）”等课程中混合式教学和在线教学的实践，工科课程实施混合式教学和线上教学要把握好以下几点：

（1）教师需要根据实际条件，选定直播课程的平台，并对学生进行一定的在线直播课程平台的使用培训，以便学生更好的利用直播平台功能.教师要掌握多种现代信息工具的使用，如雨课堂平台的使用、与学生交流互动软件选用、录屏工具的选择等，为顺利完成在线授课提供保障.

（2）教师要对在线课程或直播课程做好预案.在线课程可以采用课前录制重要知识点，将录制好的视频提前发给学生.这一方面是以防万一网络出现故障无法直播，学生可以在教师的指导下进行自主学习；另一方面，学生可以通过观看视频提前预习，便于学生了解新课程的重点内容.对于直播课程，也要做好预案，以防网络中断、停电等因素造成无法直播时学生能够使用预案完成课程内容的学习.

（3）学生要配合教师的教学设计，要增强主动学习和对新授课方式接受的意识，同时对新的授课方式积极配合.教师要能够利用交互软件（如QQ 群、微信群）完成答疑，学生有能够利用通用软件提交作业、能够利用教师指定的平台（如学习通）测验和完成期末考试的能力.

总之，通过在工科课程中实施混合式教学和在线教学的实践探索，对喀什大学与新疆交通职业学院土木工程专业‘4+0’本科教育与高等职业教育联合培养人才的试点具有一定的启示.鉴于两校距离较远，在后续专业课程授课、学生毕业论文指导、专业学术讲座等环节都可以借助在线教学中使用的信息化技术，增进本科院校教师参与联合人才培养的频率，提高与联合培养学生的交流和互动，保障人才培养质量.