在线混合教学在小学无人机校本课程中的应用

摘  要：由于疫情的缘故，全国教师响应“停课不停学”的号召，积极开展在线教学。通过对一系列教学方式的探讨后，运用在线混合教学的方式，开展无人机校本课程。由于课程动手实践要求高，故采用“直播+云平台”双平台模式，既能增强学生学习参与感，又可以监控学生在线学习的完成率。根据胡小勇教授研究出的在线翻转课堂教学模式，先学后教、以学定教，以“六把金钥匙”实施在线翻转教学，初步取得较好的效果。

关键词：无人机;混合教学;校本课程;在线翻转教学

Abstract：Due to the COVID-19，teachers across the country responded to the call of“no stop learning”and actively carry out online teaching. After discussing a series of teaching methods，use online blended teaching methods to carry out UAV school-based course. Due to the high requirements for hands-on practice of the course，the“live broadcast + cloud platform”dual platform model is adopted，which can not only enhance studentssense of participation in learning，but also monitor the completion rate of studentsonline learning. According to the online flipped classroom teaching model researched by Professor Hu Xiaoyong，first learns and teaches later，teaches by learning，and implements online flipped teaching with“six golden keys”，which initially achieved good results.

Keywords：UVA;blended teaching;school-based course;online flipped teaching

0  引  言

2020年初，新冠疫情突然出現在公众视野。鉴于新冠肺炎传染迅速，危害较大，教育部发出了“利用网络平台，停课不停学”的号召[1]。全国各地中小学纷纷投入到在线教学中，各地的教育专家、教授更是积极开展在线教学的研究，通过讲座等形式指导中小学开展在线教学实践活动。本校于2019年申报了无人机校本课程课题，准备在2020年开展实验活动。由于疫情防控的要求，人员不能在线下聚集上课，使课题无法顺利开展。无人机是一门实践性很强的科技课程，能否像语数英等学科一样“利用网络平台，停课不停学”，实施在线教学活动，采用怎样的教学模式，才更有效，成了急需解决的问题。但通过知网查询论文，关键字为“小学无人机”和“在线教学”方面的研究论文几乎没有。因此能通过理论学习和行动研究，探索出一套可行的教学方法。通过学习谢幼如、胡小勇等专家教授的讲座、论文等资料，深入研究各种成功案例，结合本校课题的特点，我们决定采用在线混合教学的方式在线上开展无人机校本课程。而在众多教学模式中，胡小勇教授的“六把金钥匙”在线翻转教学模式比较成熟，本文将围绕“双平台、导学问题、微课、学习单、小组合作、学习评价”六个要素，探讨如何实施在线四步翻转教学，通过实例“无人机课程——悬停”介绍在线翻转的教学流程。

1  问题的提出

1.1  背景与困难

自国务院发布《中国制造2025》以来，智能机器人、无人机等应用技术开始受到广泛的关注[1]。从基础教育到高等教育领域，融合了智能机器人、无人机的教学活动广泛开展[2，3]。我校准备开展基于STEAM教育理念的无人机实验课程。

然而，新冠疫情的发生令广大教育从业者猝不及防，扰乱了正常的教学秩序，“停课不停教”的线上教学应运而生。而本校准备的无人机校本课程是一门实践性很强的课程，难以确定是否适合学生线上学习。经过表1对比，发现线上教学优势很多，但不足也有不少，可以说挑战与机遇并存，教师必须运用网络技术、认真备课、正确引导学生才能取得良好的效果。

1.2  解决设想

谢幼如教授及团队对来自全国各地的“停课不停学”教学案例进行系统分析，总结形成了在线同步直播教学、在线课程异步教学、在线双师协同教学和在线混合多元教学四类典型。通过对比探讨后，我校决定运用在线混合多元教学的方式，开展无人机校本课程。

在线混合多元教学是指综合运用教学资源、教学平台、教学工具和支持服务，混合多种教学活动形式的在线教学方式。教师和学生综合运用慕课、优课、微课、交互式多媒体电子课件、在线实验工具、虚拟仿真工具等教学资源，结合在线直播互动、异步讨论交流等教学活动开展混合式教学。该教学方式强调多元交互，弥补单一教学方式存在的不足[4]。

2  有效的混合教学模式

老师直播讲课时间不能占用过多，原因如下：

（1）一节课20分钟时间比较少;

（2）部分学生注意力不够集中;

（3）无人机课程还是以操作练习为主，需要时间演练。

这种情况下，采用学生自学探究的方式比较适合。如采用胡小勇教授研究出的在线翻转课堂教学模式，先学后教、以学定教，以“六把金钥匙”[5]即：云平台、导学问题、微课、学习单、小组合作、学习评价实施在线翻转教学。

2.1  搭建云平台

采用简单功能强大的教学平台能提高学习效率。笔者采用“直播+云平台”双平台模式，如图1所示。双平台分别承载着异步导学和同步助学的功能，而且它们并非割裂独立，在问题延伸、资源共享、作品提交、反思改进等环节往往互有联系、同时使用。

两种平台的具体功能分别如下：

（1）使用UMU平台作为云平台，进行异步导学。教师在UMU平台上建立无人机校本课程，学生可以使用电脑、平板或手机登录课程，进行观看微课、交流讨论、小测、提交作品等操作。UMU平台主要应用在“目标设定-微课自学-课前小测-问题深化”等方面;

（2）使用QQ作为直播平台，开展同步助学。QQ直播平台主要应用在“解答释疑-专题讲解-互动探究-展示汇报”等方面。因为QQ是最流畅的网络聊天工具，教师能方便联系任何一位学生，特别在课前课中課后是通过QQ群课堂、QQ电话或语音与学生语音通话，学生感受到老师的关注，会学得更认真。而利用QQ视频电话功能让教师看到学生目前操作无人机的情况，达到现场指导的效果。

电脑版的QQ电话（分享屏幕）开启方式如图2所示，功能与QQ群课堂功能类似，但笔者认为操作起来更加方便，具体体现在：1）鼠标右键可以全员静音和禁摄像头，也可任意开关学生麦克风，使网络更通畅、课堂更安静，指名回答更加方便;2）学生观看可以轻松全屏横屏最大化观看，避免共享的屏幕过小，影响学生观看;3）教师端电脑可以清楚列出参与人员名单;4）参与人员退出共享屏幕和通话简单快捷;5）分享白板、屏幕布局等功能实用性强。

2.2  提导学问题

胡小勇教授认为，在课堂上，进行全班分享、探究情境化问题，接着自主探究、解决情境化问题，然后小组合作、个性化创作、解决去情境问题，最后展示作品、展示问题解决思维，进行评价、总结知识和问题解决过程[6]。而导学问题的设计应注意以下几点：

（1）注意导学问题的切入点，最好是学生感兴趣的情境化问题;

（2）注意导学问题的层次化，课前基础问题，课中深化问题，课后问题拓展或巩固;

（3）注意导学问题的可解决性，通过自主探究可以解决，切忌提不能解决的问题;

（4）导学问题应注重学生自主学习能力和问题解决能力培养;

（5）导学问题应注重培养学生良好的情感态度与价值观。

2.3  布置学习单

线上学习，学习任务单显得尤其重要，学习任务单分为自学任务单和课堂任务单。教师设计自学任务单供学生课前自学，引导学生学习课程的基础知识;而设计课堂任务单则是供学生在课堂上使用，引导学生进行深度学习。教师设计学习单要注意以下三点：

（1）学生可以根据学习单对新课的内容进行非线性的学习;

（2）由于线上学习，分层教学变得相对简单;

（3）学习任务单文字不宜太多，必要时用思维导图。

2.4  制作微视频

对于无人机这样实操性比较高的课程，一般是面授课通过PPT和在场指导教授知识，但疫情期间难以实现，微课则可以弥补不足。特别是重难点知识，通过反复观看微课，边看边学，很快就可以学会。如无人机的入门课程“悬停”，大多数学生看完微课和上完课操作起来无人机都是在乱飞，究其原因是因为双手做不到细微的操作，也就是学生看不清楚老师的手是怎样操作的。根据这个问题教师专门制作微课，拍摄清楚手指的细微操作，同步配以解说，学生之后根据要求有针对地练习，教学效果显著提升。

2.5  建小组学习

笔者认为建立学习互助小组，可以更快提高学生的整体水平。虽然有双平台为教学的载体，可以和任何一位学生交流，但如果同时面对几十人，教师也难以全面地照顾到每一位学生。在网络学习中，如果建立了学习小组，老师不再孤军作战，每组都有优秀的学生，借助优秀学生开展学生之间互学互助，可以使操作水平进一步提升，网络学习会更有成效。

2.6  设学习评价

线下教学无人机很少进行学习评价。在线的学习评价包括小测、自我评价、作业评价、互评。小测通常测试一些操作的口诀;自我评价就是评价自己是否达到本课的学习目标;作业评价通常就是每天的打卡作业，如“悬停”一课，学生把操作的视频上传UMU视频作业中，由教师查看打分，提出改进的意见，同时还可以让学生互相查看作业，互相学习做得好的地方。合适的学习评价定能提高学习成效。

3  在线混合教学在无人机课程的应用

3.1  教学前期分析

谢幼如教授认为，疫情防控期间“停课不停学”在线教学方式分析应从在线教育理论基础、在线教学环境、教师、学生、在线教学资源、在线行为活动、在线多元评价7个维度[4]，如表2所示。

3.2  课堂实施四步翻转

分为四个步骤，如图3所示。

（1）资源准备：教师制作课程的微课，制作学习任务单;

（2）自主学习：课前学生在UMU云平台上自学，并根据老师的导学问题反馈;

（3）互动深化：教师收集学生的反馈信息，制定研讨互动和创意设计内容，然后和学生通过QQ群课堂直播，完成教学目标，进行深度学习;

（4）巩固拓展：给学有余力或有兴趣的学生获取更多的学习信息。

根据“资源准备-自主学习-互动深化-巩固拓展”的教学流程实施教学，既能增强学生学习参与感，又可以监控学生在线学习的完成率，并引导学生进行深度学习，让教与学达到较好的效果。

3.3  教学流程

3.3.1  建互动双平台

在网络课程开展之前，新建一个无人机学习兴趣组QQ群，邀请有兴趣的学生参加。QQ平台作为即时互动交流平台和直播平台，不但方便使用，而且让学生切实体会到课程的真实感和自身的存在感。

接着，在UMU建立无人机项目课程和班群，分享到QQ群，邀请同学们加入。UMU平台将作为一个网络学习空间，供学生异步学习，利用其强大的交互功能可以快速统计各班的学习情况。

在线混合教学采用双平台可以弥补单一平台的功能缺失，务求使疫情防控期间的学习效果接近正常教学，甚至取得比线下教学更好的学习效果。

3.3.2  设置分享课程

上课前两天，教师首先打开专业团队的课程的资源包，认真备课后，使用UMU平台对资源进行梳理收录，设置完整清晰的学习流程、学习任务单和学习素材，如图4、5所示。在上课前一天的晚上把学习资源分享到各班的QQ群，并建议无人机兴趣组学生先浏览，做好课前准备。并且在群公告填写上课时间和课程链接，使不能及时参加学习的学生可以方便清晰地找回学习内容，要进行复习的学生也能快速浏览回顾。

3.3.3  课前预习检测

课前，学生用自己的账号登录UMU平台的无人机学习项目进行预习。作为动手操作较多的无人机课程，要求学生按照学习任务单先看清楚微课教程，如图6所示，然后再对照微课视频一步步操作，否则很容易导致设备损坏。在课前异步环节，有些学生能完成任务，有些会失败，但是没关系，关键是经历了自学的过程，学生带着疑问或愉悦，学习积极性会更高。学生自学后，完成教师布置的课前检测反馈。

3.3.4  课中直播互动

在QQ群课堂的直播中，先进行必不可少的签到，然后利用2分钟时间，预先讲解这节课的自学过程中检测反馈的问题、学习重难点、作业要求和有可能碰到的问题，并出示范例截图动画。接下来的16分钟是师生在UMU平台的无人机课程中根据课堂任务单进行深化学习，在QQ课堂开展互动，如图7所示。在此过程中，学生有不明白或需要帮助就提问，老师马上进行解答。遇到难以说明的，会马上直播示范并录制微课分享到QQ群。

3.3.5  分组协作开展

无人机兴趣组的人数有40人，虽然人不多，但是要逐一辅导时间不够，采取高年级带低年级，领先带后进的方法，有效促使组员共同进步。组长组织组员采用QQ讨论组和腾讯文档，发表意见，互相展示操作无人机的现场视频，这样教学效率将提高不少。另外分组可以培养学生的团体协作能力，为团体项目的开展打下基础。

3.3.6  巩固理论实操

教师根据每节课的内容设置网上小测内容，让兴趣组的成员记住关键的知识。通过UMU的统计功能得出容易出错的知识点，再次进行巩固说明讲解。检测针对理论知识，而作业则设计为实操的内容，要求操作的同时用手机拍摄录像提交到UMU，供老师和同学观看评价讨论，如图8所示。

3.3.7  互评分析作业

在下课前2分钟的时候，教师出示作业里优秀的学生作业大力表扬，给予未交作品同学进行欣赏学习、发表评论，如图9所示，同时也会出示不符合要求的作业，分析其中存在问题，再次重申这节课的重难点，引导学生解決。最后会把作业完成人数出示，提醒可以在下次课之前提交作业，给大家足够的时间制作。

3.3.8  在线评价回顾

学习评价是课堂必不可少的环节之一。部分评价是对知识掌握情况的评价，部分则是自我学习情况的评价，这些评价让学生知道本节课学会了什么，掌握得好还是差。评价的工具很多，一般会使用UMU平台的问卷功能，如图10所示。

3.3.9  反复修改订正

教师对上交的作业100%批改，对好的作业表扬鼓励，给学生发放奖品，鼓励学生继续保持;对不够好的作业则指出问题，要求学生订正。大多数学生还是很认真的，老师指出了问题，他们就订正重新上传，然后提醒老师批改，有时候修改多次也不厌其烦，如图11所示。

3.3.10  学科融合拓展

课后对无人机课程进行跨学科融合拓展，如图12所示，让学生选择感兴趣的内容进行学习。无人机也是一种航模，可以引导学生学习其他航模;可以引导关注编程无人机，学习编程知识;可以引导关注无人机的外形，学习用3D软件设计无人机外形;还可以引导学生学习STEAM知识，鼓励学生用无人机设计工程类作品。个性化学习能让学生得到更好的发展。

4  应用效果分析与反思

通过UMU发出40份调查问卷[7]，下文对问卷调查结果进行分析和总结。

由于无人机兴趣班的学生是经过挑选的，总体来说学习成绩优秀的同学占多数，因此能适应网络在线直播+UMU学习的上课方式的学生占绝大多数。对于难适应的同学或许真的对无人机项目不太感兴趣，调查结果如表3所示。

如表4所示，该问题实际上是对教师所设置的UMU教学平台及内容和在线直播课程的认可度进行评价，总体上觉得有特色占多数，有10%的同学觉得不够吸引是因为教师设计或处理还不够到位，以后要加强。

如表5所示，调查的是教师与学生不在同一室场，是否会导致学生注意力不集中、缺少临场感/感觉学习孤单，教师通过此调查要及时与学生交流，做好心理辅导，以免令学生失去学习兴趣，或走神做了其他事情。

如表6所示，主要调查学生在线学习的学习积极性。由于多数的同学是成绩优秀的，所以积极性都不错，只有个别同学性格或专注力较差，不积极参与。

如表7所示，是实实在在的在线教学效果的调查，数据显示3人不但达到了悬停的目标，还会控制走直线，说明这三位同学相当有天赋，而且在课前自学、课中深化学习以及课后拓展都能积极参与。7人做到基本会悬停，也相当不错，肯定是课后做了大量的操作练习。19人短时间能控制，但不够稳定，说明对双手的微调以及协调还有待熟练，但应该离成功不远。11人只会启动，飞高会乱飞，这些同学对微课等内容学习得不够细致，双手的微调以及协调有待纠正，教师和优秀的同学应该多关注，多通过QQ视频电话等方式指导。

5  结  论

疫情期间，在华南师范大学教育技术学院多位专家教授线上讲座的指导下，我校通过以在线混合教学的方式实施无人机校本教学，以“六把金钥匙”为教学模式的在线翻转教学初步取得较好的教学效果。所谓“条条大道通罗马”，在线翻转并不是唯一的途径，也并不是每门课程都适合，我们不能为了翻转而翻转。虽然接下来无人机教学内容的开发将更加困难，但我们坚信只要我们遵循教育教学的规律，积极开展教学研究，针对学习内容做好导学问题、微课、小组合作等方面的设计，相信要学生一定能达到更高的操纵水平。下一步将联合专家团队继续开发在线课程，形成本校的特色校本课程。

参考文献：

[1] 王利改.高职人才培养与“中国制造2025”环境下人才需求特点的融合分析 [J].河北职业教育，2018，2（3）：38-41.

[2] 阎世梁，张华，肖晓萍，等.高等工程教育中的机器人教育探索与实践 [J].实验室研究与探索，2013，32（8）：149-152+196.

[3] 吕佳，范曦，张春燕.基于无人机项目的高职产教融合发展研究 [J].知识经济，2018（6）：131-132.

[4] 謝幼如，邱艺，黄瑜玲，等.疫情防控期间“停课不停学”在线教学方式的特征、问题与创新 [J].电化教育研究，2020，41（3）：20-28.

[5] 华南师范大学《学会在线教学》系列公益课.面向疫情的

SPOC翻转教学设计 [EB/OL].（2020-02-23）.https：//www.

cctalk.com/v/15824386054244？sid=1582190827193291.

[6] 胡小勇，张瑞芳，冯智慧.翻转课堂中的问题导学策略研究 [J].中国电化教育，2016（7）：93-98.

[7] 华南师范大学《学会在线教学》系列公益课.在线课程与直播教学混合教学的实施 [EB/OL].（2020-02-23）.https：//www.cctalk.com/v/15825084273083？sid=1582190827193291.

作者简介：阮恩荣（1977—），男，汉族，广东台山人，中小学一级教师，理学学士，研究方向：教育技术。