动力工程测试技术课程远程在线教学实践

李小民 孙昆峰 曹侃

摘要：受新冠疫情影响，新学期对动力工程测试技术课程采用了远程在线教学形式。结合在线教学特点和教学计划，对授课内容进行了分块设计，各区块包括授课环节和讨论环节。最终顺利完成了教学计划，学生学习参与度和出勤状况较好。要求学生课前浏览待授知识点并阅读行业规范，利于激发学生学习热情及自学能力提升。在线教学软件还可得到答题讨论状况的定量数据，对探讨适合线下线上混合式教学的教学方法等非常重要。

关键词：远程在线教学;线下线上混合式教学;教学方法;自学能力

2019年底突发的新冠肺炎疫情，教育部于2020年2月发文指导普通高等学校在线教学的组织与管理工作。在2019-2020学年第二学期的教学过程中，中原工学院能源与环境学院采用企业微信的会议模块和超星直播客户端等远程在线教学软件，严格按照教学大纲和教学日历，保质保量完成了能源与动力工程专业动力工程测试技术课程的远程在线教学任务。

一、远程在线教学中存在的主要问题

远程在线教学是特殊背景下产生的全新教学形式，与传统的线下教学形式差异较大。第一，远程在线教学不同于传统线下教学鲜活的师生面对面授课形式，而是分别面对电脑屏幕或手机屏幕，直播窗口小，师生互动频率低，教学内容在师生之间传递的流畅性、连贯性等受到影响，双方对此均需一个角色适应过程，该问题在最初几次课尤其明显。第二，受限于师生教学环境变化、部分时段网络状况不佳等因素的影响，学生要么主观上轻视在线课堂学习，精力难于集中;要么掉线重连频繁，听课连贯性与学习效果大打折扣，教师监控频率也相应增加，结果造成实际教学进度多滞后于原教学计划。第三，远程在线教学与慕课堂、教育云服务等一般线上教学过程不同。一般线上课程，为避免填鸭式教学和学生死记硬背应付考试，以学生为中心进行课堂设计，强调教师安排课前学习任务，学生课前通过视频掌握基本知識，然后在MOOC讨论区提出疑问并进行师生讨论…。此时，学生以兴趣为出发点开展学习，学习目标相对模糊，课程学习内容完成及测试等无严格的时间要求。相对来讲，远程在线教学有学校出台的、严格的专业培养计划和教学大纲约束，教学目标明确，授课时段预先设定好的教学内容在远程在线教学过程中的实时调整空间有限，难于实现与传统授课形式的实质教学效果等价。

二、远程在线教学实施

中原工学院能源与环境学院上课班级采用QQ群形式组织，班长负责建群、学生课前提醒通知，学习委员负责课前人数清点、平时作业收发和书面形式收集学生的学习疑点并与教师协调集中答疑时间。平时作业提交采用PDF格式，利于批改反馈作业完成质量，使学生明确学习不足的部分。授课采用企业微信的会议模块和超星直播软件客户端，前者信号流畅、音质好，可保证教学的流畅性和连贯性，教学清晰性好，后者便于组织学生实时答题讨论并迅速得到答题讨论状况的定量数据，利于正确评估教学容量和学生工作记忆容量之间的匹配合理性、课程教学结构的逻辑性的优劣，进而为远程在线教学过程中实时调整教学方法、控制教学节奏等提供依据。远程在线教学过程中，为正确匹配教师的教学容量与学生的工作记忆容量，每次授课时间为2节，每节课时长为45分钟，节间休息10分钟。考虑到在线教学过程中无法根据学生表隋等直接判定学生听课状况，且网络状况不佳还会造成教师授课、学生听课不连贯，故根据教学大纲和教学日历，并结合知识点属性及知识点之间的逻辑关系，对每次授课内容和教学结构进行了重新设计。

（一）课前准备

课前要求学生浏览教材和课程PPT后，针对性地重点阅读行业规范中的课程相关部分，使学生可直观了解课程的重要性和学习重点，以激发学生的学习热情。教学清晰度是确保教学效果的关键，与教学过程中的教学流畅性、连贯性、教学容量、师生互动、教学结构等因素有关。有鉴于此，在课前准备阶段仅要求学生浏览教材内容和课程ppt，仅能够了解待讲授内容的关键知识点、主要专业概念和行业术语。这些知识点、专业概念和行业术语对学生来讲是陌生的、抽象的，往往由于对其缺乏直观和具体的理解，结果造成听课被动盲目。对此，要求学生在了解这些教学内容的前提下，重点阅读行业规范中与其相关的部分，这样不仅利于学生巩固以前所学的专业知识，还可使学生通过阅读规范对讲授的知识点、专业概念和行业术语建立直观具体的认识，进而提高听课的针对性和主动性。

（二）课程实施

远程在线教学的教学环境、网络状况均会严重影响教学清晰度，故其授课节奏、教学方法、教学结构均需重新调整。首先，考虑到学生远程在线学习环境变化引起的听课专注度降低，对每次授课内容按照知识点数量和知识点之间的逻辑关系进行了分块处理。为避免分块造成授课内容的过渡碎片化，每次授课内容大致涵盖4—5个知识点。如，在第四次课热电偶测试技术中，结合教学大纲和教学日历将其划分出热电偶的工作原理、热电偶基本定律、热电偶分度表的使用、热电偶参考端的温度恒定与补偿等4个知识点，具体课堂安排见表1。其次，基于远程在线教学特点和教学计划安排，每个知识点讲授均分成以老师为主的讲授过程和以师生相互作用为主的讨论过程。在教学结构上，每个知识点的授课时长和讨论时长应结合知识点的专业属性进行分配，如，在第四次课的教学过程中，第一个知识点是热电偶的工作原理。从专业角度来看，该知识点的原理性较强，故选用讲授法阐述了热电偶的概念、热电偶热电势的形成原因和热电势温度之间的依变关系，占用时长大约10分钟。该知识点的讨论时长也设置为10分钟，讨论过程中重点就热电偶参比端的温度恒定措施进行了讨论。讨论过程中，学生发言踊跃，不仅使学生切实认识到热电偶参比端温度恒定对测温精确度的重要影响，还有效巩固了以前工程热力学课程所学的知识，对冰水混合物和三相点有了更具体的理解。除此之外，在该知识点讨论过程中，还对第+知识点热电偶基本定律的引入进行了介绍，使学生充分理解这两个知识点的逻辑关系和不同的工程应用价值。再有，教学过程中借助Ex-eel软件的随机函数进行学生随机点名加入讨论，这不但利于教师避免由偏好点名学生参与讨论，还可督促学生听课和有效避免学生因非面对面授课而发生溜课。再次，热电偶分度表的使用知识点具有较强的工程实用性，故将其讲授时长安排为5分钟，而讨论时长提高到10分钟。讨论过程中，除了采用随机点名学生参与讨论外，还结合超星直播软件客户端组织学生进行实时在线答题讨论，答题准确率等结果数据的量化迅速准确。

（三）课后考核

课后考核旨在督促学生巩固课程内容和知识点的具体化应用，包括书面作业和下次课预习两个部分。平时作业由课代表组织收发，作业提交形式采用PDF文件格式，利于批改反馈作业完成质量，并及时了解学生的学习不足，为改进教学方法和教学结构调整提供依据。下次课预习部分仅要求学生浏览下次课主要内容知识点即可，而重点放在详细阅读行业规范中的授课相关部分，使学生直观感受待授课内容的重要性和需要重点学习的部分，不仅利于激发学生的学习热情，还可有效提升学生自主查阅资料的能力和自学能力。

三、教学效果分析

课堂考勤方面，除第五次课的授课过程中一位同学生病请假外，其余时间学生出勤率达到100%，全程未发现学生溜课行为。这表明采用软件进行随机点名，既可避免教师从个人偏好出发指定学生参与讨论，使其他学生的参与积极性降低，还使点名更具随机性，从而减少学生对溜课行为的侥幸心理。从课堂答题讨论情况来看，答题讨论过程中，师生互动强烈、学生参与积极性高。从作业完成质量来看，作业准确率高，良好率达80%，优秀率达10%，没有不及格的情况发生。从课代表收集的学生反馈意见来看，结合行业规范有针对性地进行课程学习，可使学生在课前充分了解待讲授内容的工程价值，进而有效激发学生的学习热情及自学能力的提升。从校内专家听课反馈意见来看，专家对课程教学进度和教学质量总体认可。

四、结语

2019年底突发的新冠肺炎疫情，使我们第一次对远程在线教学有了切身体会。通过在线教学软件进行远程在线教学，可以充分利用教学软件相关功能，统计数据准确可靠，利于教师合理安排教学进度、准确把控授课节奏和合理选择教学方法。充分了解线上教学的规律特点，对教师结合自身特点，探索选择适合线下线上混合式教学的教学方法非常重要。在远程在线教学过程中，要求学生课前预先浏览教学内容，并重点阅读行业规范中与教学内容相关的部分，利于提高学生自主查阅资料的能力和自学能力的提升。