新一代信息技术背景下多平台线上教学方法研究综述

姚青山，于海鹏，谷春英

(1. 河南工程学院计算机学院，河南 郑州 451191；2. 河南省智慧建筑物联网工程研究中心，河南 郑州 451191)

0 引言

新一代信息技术是国务院七个战略性新兴产业之一，随着新一代信息技术的发展以及高等教育内涵式发展的不断深入，线上教学模式的研究逐渐进入学者们的视线，多平台线上教学方法的研究和实践成为信息时代各层次教育教学领域的热门项目[1-5]。从技术原理上线上教学平台可以分为两类：一类是基于B/S的分布式实时教学平台，该类以动态网页为技术基础，以网页形式提供多媒体信息展示和不同用户之间的文本信息和文件数据的交互，具有代表性的如超星网络教学平台；另一类是基于C/S的分布式实时教学平台，以客户端程序和服务器端程序为基础，提供面向多媒体信息的即时交流和文件数据的交互，具有代表性的如腾讯会议、钉钉、QQ和微信等。多平台线上教学建立在网络教学的基础上，利用单一的网络教学平台，通过进行资源整合形成教师通过多平台切换让学生能够根据自己的生活习惯进行选择网络教学模式，解决了学生网络教学平台单一性的问题，方便学生根据自己的习惯自主选择学习平台[6]。

20世纪90年代，英国已经计划在2003年前建设完成全国范围内教育网络，到目前为止英国全境的学校都已经实现了网上教学[7]。美国的网络教育发展相对比较迅速，美国已经开始致力于第二代 Internet工程的实施，进一步提高网络教育的运行速度[8]，而我国关于网络教育的发展开始于2002年，并且取得了优异的成绩，培养了大批优秀人才。

对于网络教学的研究可谓是仁者见仁，然而多平台线上教学的研究却屈指可数，早在2005年谢幼如等[9]紧密结合我国高等学校的教学现状，课程设计与教学改革的实际情况，通过大量的典型实例，介绍了有关网络课程的设计理论，开发技术，应用模式与研究方法等内容。李南[10]就如何解决网络教学平台中常见的用户身份验证问题，提出了基于 AMP环境的不同的解决方案，并给出了每种方案的具体实现算法。周珊[11]利用APM Express开发组件，采用B/S体系结构搭建一个网络教学平台，详细描述了系统的功能、设计和实现，体现了网络教学平台的开放性、交互性和自主性等特点。肖建等[12]运用智能化仪表控制技术、网络服务器技术以及嵌入式技术，设计和实现了一种B/S架构的云实验系统。本文在此基础上，对网络教学资源进行整合，解决单一的网络教学模式中存在的问题，提出多平台教学线上教学方法。

1 网络教学平台

广义的网络教学平台既包含支持网络教学的硬件设施又涵盖支持网络教学的软件系统，狭义上讲，网络教学平台是基于互联网平台的基础上，是支持网络教学活动服务的软件管理系统的统称，网络教学平台通过不断的发展，到目前为止经历了三个阶段，第一阶段：点播式教学平台，该平台主要实现了教学资源的快速传递，学生可以通过该平台通过点播视频课件的方式随时随地进行网络学习、查阅电子教案、完成线上作业等活动；第二阶段：交互式教学平台，主要运用即时通信技术开展教学活动，该平台以学生为中心，集成会议系统、聊天系统、电子邮件系统以及社区论坛等及时的为学生提供各种网上学习服务；第三阶段：社会化教学平台，该平台利用社会化教学平台建立属于自己的学习网络，强调学习社会化。

B/S结构是基于 web兴起后的一种网络结构模式，客户端最主要的应用软件为web浏览器，该模式使客户端得以统一，其系统功能实现的核心集中在服务器上，从而简化了系统的开发、维护和使用，降低了客户端的压力，其结构图如图1所示。

图1 B/S 结构图Fig.1 Structure Diagram of Browse/Server

常见的分布式实时平台有：超星网络教学平台、教学 OA系统，慕课等。B/S的分布式实时教学平台主要功能分为用户管理模块，课程管理模块，作业管理模块，练习测试模块四个模块。用户管理模块主要功能有：用户注册、用户登录、密码修改、信息维护。课程管理模块主要功能有：课程选择、课程任务、我的资料、离线课程、笔记本。作业管理模块主要功能有：课后作业、在线答疑、作业上传。练习测试模块主要功能有：刷题宝库、错题集锦、在线评估。

C/S结构也就是我们熟悉的客户机和服务器结构，本质上是软件体系结构，该结构的优势是充分利用硬件环境的优势合理的将任务分配到Client端和 Server端，一定程度上降低了系统通信开销，常见的C/S结构分布式实时教学平台有QQ会议、钉钉等，如图2所示。

图2 基于C/S的即时通讯平台结构图Fig.2 Structure Diagram of Distributed Real-time Teaching platform based on Client/Server

2 多平台线上教学构思

网络教学平台在一定的时期内，达到了改进教学手段，提高教学质量的目的，首先，网络教学平台提高了教学的灵活性，使教学任务实现了时空的限制；其次，利用网络教学平台可以使学生更具有现场和真实感，提高教学的交互性；最后，通过网络教学平台，增强师生之间的沟通，实现多对多的教学关系。然而目前关于网络教育平台的单一性特点，每个老师在授课的过程中使用的程序不同，要求同学们所安装的程序也不同，另外学生学习工具的不足、部分网络平台服务器存在的问题以及学生在线学习的适应性和学习效果的差异性相对较大，网络教学平台具有一定的局限性。因此本文构思了多平台教学模式，设计图如图3所示。

图3 多平台教学模式Fig.3 M ulti-platform teaching mode

2.1 设计理念

利用现有的网络教育平台，进行资源整合，改善单一的网络教育模式，实现多平台同时操作，解决单一网络教育模式的各种问题。多平台网络教学分为课前预习板块、课中教学环节板块、课后测试板块。

2.2 技术实现方式

课前预习板块，教师通过不用的网络教学平台发布课前学习任务、课表信息、课件资料、本节所讲授重点以及本节思维导图，学生通过登录不同软件，进行对课前学习任务的预习，了解本节课程所注意的事项、并对知识点提出质疑，方面教师收集资料，根据学生回馈的信息有的放矢的进如课中教学环节知识的讲解。主要技术实现方式可以根据QQ群、微信群、教学论坛等。

课中教学环节板块，教师根据收集学生的反馈资料利用不同的平台（如腾讯会议、钉钉、超星网络教学平台等）进行知识梳理，直播和录播课程内容、在线答疑等，学生利用不同的教学平台进行线上学习，并在互动环节提出学习过程中遇到的问题。

课后测试板块的技术实现方式可参考课前预习板块，教师在课中教学环节结束时通过不用的平台发布习题任务，建立刷题群，通过刷题环节，让学生掌握本节所讲授的课堂知识，学生通过登录不同平台，接收任务并完成老师布置任务、同时参与刷题任务。

3 多平台教学方法应用效果分析

该教学方式来自基于教学实践过程中的总结，本文以《物联网信息安全》课程为例进行介绍。

3.1 教学设计

《物联网信息安全》课程的教学目标是通过各个教学环节，使学生掌握物联网信息安全的主要概念和技术，培养学生诊断系统错误、分析系统安全隐患、防备系统遭受攻击的能力。要求学生掌握物联网信息安全的主要概念和技术，具备诊断系统错误、分析系统安全隐患、防备系统遭受攻击的能力，掌握系统安全的基本知识，建立关于系统安全的忧患意识，具备根据系统配置和运行现象分析安全问题和策略的能力。教学方法方面，理论内容采用直播、录播和基于即时通信的网络答疑方式，实践项目采用录播、结合远程协助的网络答疑方式。教学的实施分为教学准备、在线教学、课程考核三个阶段，其中在线教学提供视频、课件和参考资料。教学时间遵循学校课表时间。

3.2 教学实施

3.2.1 教学准备

教学准备包括理论教学准备和实践教学准备两个方面。在理论教学准备方面，PPT课件以学时为单位，一般学力的学生 25分钟能够学习完毕，需要扩展的内容放入参考资料，作业和章节测试的设计与平台配置；录播视频的时间控制住25分钟以内。实践教学准备包括实验任务书、指导书、实验过程录播、实验软硬件清单等。以上教学资源均在课前通过基于B/S的网络教学平台和基于C/S的即时交流平台向学生发布

3.2.2 在线教学

该阶段主要包括基于人脸的在线考勤、基于腾讯会议、钉钉软件的直播、基于所有平台的在线答疑和远程协助。考虑到学生上网条件的差异和可能的网络通信异常，在线考勤的时间范围适当宽松。实践内容的答疑方面，对于需要“手把手”指导的学生，我们采用基于QQ、EV等多种即时通信平台进行远程协助式的指导。

3.2.3 课程考核

考核维度包括考勤、学习任务完成情况、作业和章节测试结果、实验完成情况和在线考试成绩。其中学习任务完成情况包括在B/S学习平台上的学习完整性和过程连续性；在线考试过程采用了钉钉、腾讯会议平台进行基于人脸、身份证的视频签到和监控，保障了考试成绩的客观性。

3.3 教学效果分析

基于新一代信息技术的多平台线上教学方法为学生提供了多种可选平台，保障了所有学生的学习条件；通过多台环境和学习任务下达方式，兼顾了线下学习、实践和线上学习，在很大程度上消除了“不见面”的网络教学相对于实地教学的；面向多平台教学方法的教学创新提高了学生的线上学习适应性和学习积极性，表现为学生的线上、线下学习积极性贯穿于整个学期、学习任务的完成实时性和质量不低于、甚至局部明显超过现场教学，期末平均成绩也比普通的线下教学模式提高了8.6个百分点，

4 结论

基于新一代信息技术的多平台线上教学方法是建立在新一代信息技术普及的基础上，利用现有的网络教学平台设计出来的一种满足师生互动的一种教学方法，多平台线上教学方法的构思随着本人教学应用中不断的完善和发展，最终形成了一套相对完善的教学体系，其较之于传统的网络教学模式有以下几种优势，（1）满足了不同平台的相互切换，可以让学生根据学习条件进行选择适合自己学习的软件；（2）解决了学生接受教授知识的提高了学生的学习效率，也为教师在教学过程中实时掌握学生的学习状态以及学生在学习过程、刷题过程以及互动中遇到的难题和问题；（3）师生互动过程中，由于可以随时切换不同的学习平台，因此在一定意义上解决了单一的网络教学模式因服务器的不稳定性出现的卡顿现象。总之，多平台线上教学方法是一种具有开发价值的线上教学方法。