关注学生学习体验，提升线上教学质量——“自动控制原理”课程线上教学设计与实践

白圣建， 于瑞航， 徐婉莹

(国防科技大学 智能科学学院， 湖南 长沙 410073)

0 引言

线上直播教学不同于常规教学，至少在教学过程的信息交互层面上被“降维”了。在常规课堂，教师可以通过肢体动作、语态神态、眼神交流等多种方式与学生互动，这在线上教学过程中变得非常困难，即使采用视频互动也难以达到面对面交流的效果。因此，如果直接将现实课堂直接“搬”到虚拟网络空间，教学效果会受到较大影响。文献[1]指出，线上教学不同于面授课堂，需要有针对性地进行教学设计。文献[2]介绍了疫情背景下厦门大学线上教学实践,指出线上教学则更侧重于学生自主学习，教师要当好指导学生学习的示范者，促进学生深度学习和个性化学习。文献[3]对广东省16所高校师生线上教学情况进行调查后指出，线上教学需要重新组织、设计适宜的教学方案，引导学生自主学习，提高学习效率。文献[4]对疫情背景下全国334所高校的在线教学调查表明，线上教学不但改变了教学内容、 教学方式，还改变了整个教学过程，高校教师需要因应这种变化提高教学质量。文献[5]进一步指出，疫情背景下的应急线上教学，由于没有掌握在线教学的方法，导致部分课程提供给学生的在线学习体验并不佳，进而影响了教学质量。因此，相较于常规课堂教学，线上教学需要因地制宜重新设计，其中，如何在线上教学过程中有效“抓住”学生、提升学生学习体验[6]，使其对教学内容保持专注，是需要特别关注的问题。

1 划分教学片段，重组教学内容

线上教学不同于学生们追剧或观看娱乐主播，任务式的知识学习很难持久激发“网络原住民”们的兴趣。直接面对屏幕，加之没有常规课堂的各种约束，学生通常很难保持长久的注意力。如果直接采用常规教学设计，学生难免出现“神游”。为此，我们参照大部分MOOC课程的做法，将教学内容按照知识点进行重组，尽可能划分成15分钟以内的多个教学片段(Section)，并在这些片段之间设置3-5分钟的“片隔时间”(SectionBreak)。

教学片段的内容围绕某个知识点展开，与常规课堂的教学内容相比，剥离了一些需要铺陈的内容，但将其以微课或微视频的形式置于课外学习环节。因此，在线上教学过程中，每个教学片段都真奔主题，抓住核心知识点讲深讲透，并以在线测试收尾，检查学习效果。为了提高课堂效率，我们还把典型习题讲解录制成微视频，供学生课下对照学习和检查。

教学片段之间的“片隔时间”中，设计的内容和形式较为丰富，例如控制工程案例拓展、控制思维的哲学辨析、控制领域最新进展、先修知识趣味回顾等，又或者播放学生点播的歌曲，或由某个学生简短交流读书心得等，学生可以在这段时间将视线脱离屏幕，进行自由活动、放松身心，为后续学习积蓄专注力。

以“自动控制原理”课程的“PID控制器简介”教学内容为例，如表1所示，在对教学内容、学情、教学目标和重难点进行分析的基础上，我们将线上教学流程划分为课前、课上和课后三个阶段。如表2所示，在线上教学阶段，我们将45分钟的教学内容划分为3个教学片段(Section)、2个片隔时间(Section Break)段，并通过课后拓展启发学生开展更深入的思考。

2 融合媒体资源，丰富呈现形式

多媒体课件是现代课堂教学的基本工具，其中演示文档的使用率最高。文字、图片、视频、动画等是常见的组成要素。通常情况下，教学内容如果能够配合除文字以外的多媒体资源，展示度会更好，也更容易吸引学生的注意力。

表1 “自动控制原理”课程线上教学分析与设计示例

表2 “PID控制器简介”教学内容线上教学设计

“自动控制原理”课程知识点繁多，加之线上授课时将教学内容进行了片段化处理，为避免学生“只见树木，不见森林”，我们制作了完整的课程知识点思维导图，并以图片或视频的形式提供给学生，课程进展到了哪里，知识导图就点亮到那里。

“自动控制原理”课程涉及的计算比较多，内容也较为抽象。控制系统仿真软件能够辅助计算，是实现抽象内容具象化的得力工具。为提高仿真演示的流畅度，我们将算法编写运行和动画演示制作成大量视频[7]，并实录了课程实验演示视频[8]。在教学过程中，将理论讲解与这些视频相结合，丰富教学内容呈现形式，提高学生学习兴趣。

音频的合理使用也会让在线教学过程增色不少。例如在上下课时加入铃声，课间引入音乐，在课上的表彰环节、教学片段切换环节等引入特定音效，都可以让网络课堂变得有仪式感，也更加生动活泼，能够提升屏幕前学生们的学习体验。

教师出镜直播与授课演示文档有效融合也能够有效增强线上授课的“带入感”。我们采用雨课堂提供的录屏直播与出镜直播功能，将教师肢体动作与教学课件相融合，并采用触写笔在推送给学生的电子屏幕上书写标记，学生可以获得类似于常规课堂的学习体验。

此外，笔者还录制了大量习题分析与讲解微视频、MATLAB控制工具箱教学微课等数字化教学资源，发布在钉钉网盘或Bilibili网站，供学生在课外开展泛在学习，并通过手机雨课件[9]定向推送包含MOOC课程在内的多样化教辅资料。

3 引入多种手段，增强课堂互动

为增强线上教学的交互性，我们引入了多种手段，包括将现有授课雨课件进行改造升级，大量增加在线实时答题、问卷调查投票等环节，收集学生的学情数据；还在教学过程中，采用随机点名、奖励红包、作业分享、弹幕交流等形式，鼓励学生积极参与课堂互动，这都给师生带来不一样的教学体验。

为增进师生间的实时音视频互动，笔者还采用“雨课堂+腾讯会议双直播”的方式开展了线上专题研讨课，通过屏幕共享、视频互动、轮流主讲的形式让每一名学生都当上“网络主播”，隔空展开讨论，这也是一次非同寻常的教学体验。师生、生生之间多元化互动交叉进行，构成一个多维度的网络课堂，从而有效地推动学生开展沉浸式学习。“自动控制原理”课程线上教学实践表明，参与教学互动的次数远高于线下教学；同时，教学互动也不再局限于“前排”学生，学生覆盖面显著增大。

4 结语

疫情下的线上教学整体提升了我国高校教师的信息化教学素养，线上线下融合式教学将会成为新常态。在此背景下，如何为学生打造一个适用于泛在学习的线上教学生态是需要进一步思考的问题。一方面，短小精悍的个性化微课资源不可或缺，其内容需要与课堂教学形成互补，便于随时随地进行学习；另外，实时高效的知识分享与互动社区也应当具备，思想观点的无差异碰撞能够在这里发生。归根结底，良好的学习体验是促进学生主动学习、个性学习的倍增器，也是信息化条件下的融合式教学应当关注的问题。