高校开展线上教学的探讨——以“土木工程测量”课程为例

杨江涛 李雅素 李晓明 李利敏

（1.西北农林科技大学水利与建筑工程学院，陕西杨凌 712100； 2.西北农林科技大学资源环境学院，陕西杨凌 712100）

自新冠肺炎疫情（以下简称“疫情”）以来，为了贯彻落实教育部关于在疫情期间“停课不停学、停课不停教”的要求，全国高校在极短时间内组织了有史以来规模最大、上线课程最多、覆盖人员最广的线上教学。这虽是疫情倒逼的应急之举，但也是高校“互联网＋教育”改革成果的一次集中展示和检验。

随着MOOC（massive open online course，大型开 放 式 网 络 课 程）、SPOC（small private online course，小规模限制性在线课程）等线上线下混合教学的发展，我国高校在教学资源、教学平台、教学模式研究、师资队伍、教学技术支持等方面均有了长足的进步，为在线教学提供了保障［1］。但是，由于线上教学平台的功能、教师信息化能力、学生适应性等均存在差异［2］，所以目前的在线教学还存在一定程度的困难，面临着教学缺乏临场感、师生缺乏互动、线上教学考核机制不完善以及学生的注意力容易分散、无法通过集体学习相互交流促进、学习缺乏监督等急待解决的问题。因此，为了保证在线教学效果，高校教师应该根据课程标准、学生在线学习的认知规律、信息技术工具的特点及线上教学的其他特点等，对课程进行教学设计［3］。

目前，线上课程的教学设计没有可参照的范式和相对固定的套路，这不仅使线上教学无章可循，而且导致部分教师对线上教学产生畏难情绪，尤其是畏惧直播，只是采取“QQ传资料＋答疑”或“使用MOOC上的资源＋答疑”等形式开展教学。针对这种情况，笔者结合多年的线上教学经验，在认真进行学情分析、积极重构线上课程教学体系的基础上，根据线上教学特点，对“土木工程测量”课程的教学设计进行了优化和完善；同时，大力建设符合线上课程教学要求的教学资源，积极探索为线上课程教学质量提供保障的过程考核模式，以期促进在线教学效果的提高，并为开展在线教学的教师提供参考。

一、认真进行学情分析，积极重构线上课程教学体系

在“土木工程测量”开课前，通过QQ、钉钉（ding talk）、雨课堂（rain classroom）、蓝墨云班课（blue cloud class）等在线教学平台的教师助手、投票、讨论区等工具，并辅以问卷调查、测试等方式，对学生的学习状态、已修课程情况等进行调研。在对调研结果进行认真梳理和分析的基础上，根据多年线上教学的经验和学科的逻辑关系，对“土木工程测量”课程第1、2章原有的课程教学结构进行重构，设计了结构串讲、任务练习、合作讨论、答疑提升等4个阶段，以适应在线教学的特点。详见图1所示。

图1 “土木工程测量”在线课程第1、2章的教学结构体系

（一）结构串讲注重精讲和适当留白，调动学生学习的内在动机

在线教学过程中，教师无法使用监督手段将学生约束在同一空间，学生的注意力比在实体教室学习更加容易转移，所以需要教师在组织线上教学时充分调动学生学习的内在动机。因此，在重构“土木工程测量”课程第1、2章的教学结构时，结构串讲（presentation）的设计既要注重精讲又要适当留白。首先，将各章节知识串联成一个连贯的框架，向学生展示知识的推演过程、专业思维的发展历程、学科问题的专业背景等。其次，在利用“PPT＋腾讯QQ群课堂”进行在线讲授时，要给学生留出足够时间去理解概念，引导学生对原理性问题进行探究和思考。很多教师在实践中已经意识到：自己在课程教学中清晰讲授某个知识点与所有学生理解这一知识点之间并没有必然联系；自己在课程教学中未涉及某个知识点与大多数学生通过课外自学掌握这一知识点之间也没有必然矛盾。由此可见，从知识传授效率的视角考虑，在相同学时、高效率讲授的基础上，要进一步提升学习效果、活跃学生的思维水平，就必须以牺牲部分教学内容的讲授为代价，就必须加强教学活动的组织和师生间的互动［4］。

（二）充分利用线上教学平台，指导学生完成练习任务

练习（assimilation）是获得技能的唯一渠道。因此，在重构“土木工程测量”课程教学结构时，要充分利用蓝墨云班课、SPOC平台，以头脑风暴、小组作业等形式布置由概念理解、计算操练到原理运用、综合分析等难度递增的练习任务，并辅以相关的图文影音资源帮助学生完成练习任务。以“水准测量”章节为例，概念理解的练习任务可以布置学生以头脑风暴的形式进行“运用课本的专业名词表达水准测量的完整过程”“水准仪功能探索”等活动，计算操练的练习任务可以设计为“闭合水准路线计算”“高程放样计算”等活动，原理运用的练习任务可以设计为“水准测量两种测站的应用情境”“路线校核的三种应用情境”等讨论活动；综合分析的练习任务可以设计为“四等水准内外业观测计算的若干错误点”等练习题，让学生进行分析判断并提出改正的方法。

（三）组织在线合作学习和讨论，引导学生深入学习

多数线上教学平台自带讨论区，教师可在蓝墨云班课平台或QQ群，以问卷调查、答疑讨论等形式收集学生在线上听讲或任务练习中遇到的问题，并在此基础上提炼出共性问题，然后引导学生互相释疑。因此，在重构“土木工程测量”课程教学结构时，教师可以凝练出一些不仅具有讨论价值而且还具有开放性、思考性、争议性或歧义性等特点的问题，并围绕这些问题组织学生开展合作（cooperative）学习。例如，就“按等级水准测量规范要求制定的项目条款是为了抵消哪些误差的产生”的问题，组织学生共同讨论。合作学习不仅可以促使学生理解知识的深层内涵，还可以激发学生学习的热情。所以教师还可以通过提供拓展性学习资料，鼓励学生自行完成“跨河等级水准测量的实施方法及精度提高方案”等高难度的学习任务，启发学生进行纵深方向的讨论。

（四）开展直播答疑和总结，提升学生线上学习质量

在重构“土木工程测量”课程教学结构时，针对学生在练习阶段和讨论阶段遇到的问题，设置了总结（conclusion）提升线上教学环节。首先，让学生将需要解决的疑问上传到教学平台，教师再结合练习和讨论中总结出的共性问题，按照课程的难点和重点对教学内容进行归纳总结，并绘制思维导图。其次，通过在线上直播答疑，提升学生的思维层次和对学科知识的理解层次，帮助学生建立学科知识结构，培养学生发现问题的意识和解决问题的能力。

此外，在课后，教师可以利用教学平台上传一些课程学习的补充资料或课外小知识。例如，在“绪论”讲授结束后，为学生推送“李建成院士26年完成大地水准面精度三级跳”微课视频。这不仅有助于学生理解大地水准面、旋转椭球面、精化大地水准面之间的演化关系以及明确使用不同仪器设备的依据，进一步丰富学生的知识，还可以引发学生思索，激发学生学习测量学的兴趣。

二、根据线上教学特点，优化和完善课程教学设计方案

教学设计是指根据课程标准的要求和教学对象的特点，将教学诸要素有序安排，确定合适教学方案的设想和计划，一般包括教学目标、教学重点难点、教学方法、教学步骤与时间分配等环节。教学设计的质量决定着教学效果。这就要求在完成学情分析和重构线上课程教学体系之后，还要针对线上教学的特点优化和完善课程教学设计［5］。因此，根据线上教学的要求，在优化和完善“土木工程测量”课程教学设计方案时，首先应重点关注学生的学习活动，即提出明确的学习目标，估算学生在学习活动中需要花费的时间，并在此基础上为学生提供明晰的任务清单；其次应为学生的每个学习活动提供必要的反馈。最后，通过优化和完善，形成“土木工程测量”课程“6－3－5－3－5”（即6个教学环节、3个教学阶段、五星教学法、3种教师角色、5种线上教学平台信息化教学工具）在线教学设计方案，如图2所示。

图2 “土木工程测量”课程“6－3－5－3－5”在线教学设计方案

（一）线上课程教学6个环节的脚本设计

在优化和完善“土木工程测量”课程教学设计方案过程中，按照课内80分钟、课下40分钟绘制时间轴，排列知识点，编写课程导入（bridge in）、目标强调（objective outcome）、调查问 卷（pre－assessment）、互动教学（participatory learning）、单元后测（post－assessment）、总结反馈（summary）等6个教学环节的教学脚本。这对没有受过信息化教育技术训练、只是根据自己面授课的经验进行线上教学的教师来说，可以通过丰富教学资源、组织教学活动、加强教学评价等有效改进调查问卷、互动教学、单元后测（即“3P”）等短板环节，从而解决教学短板导致的知识碎片化、重点不突出以及知识点间逻辑关系不紧密等问题，并在改进“3P”的基础上促进其余教学环节的完善。

（二）线上课程教学3个阶段的教学方案设计

在优化和完善“土木工程测量”课程教学设计方案过程中，按课程开始、课程进行中、课程结束等3个阶段设计合适的教学案例，建议每15分钟左右设计一个知识点的教学案例，并在PPT课件上标注阶段图示，从而在一定程度上实现错峰授课。在课程开始阶段，应以生动活泼、喜闻乐见的形式导入教学内容。例如，以“虎门大桥也浪起来了”为案例，说明大桥水平垂直位移观测的方法。在课程进行中阶段，可穿插开展互动讨论，由教师提供讨论思路、进行总体布局，由学生动手演绎、在线展示并开展小组竞争，从而提高学生线上教学的参与度。在课程结束阶段，应要求学生将课堂笔记及课后反思上传到平台，让学生间互相评阅，使学生不仅是作业完成者还承担着评价者的角色。这样，不仅能够激励学生更加积极地完成教学任务，还能够唤起学生参与教学评价的主动性和学习兴趣［6］。此外，还可通过定期举行最美笔记评选活动，促进学生在线认真听讲、积极参与、主动学习。

（三）以五星教学法组织线上课程教学的方案设计

五星教学法的实质是将具体的教学任务（教事实、概念、程序或原理等）置于循序渐进的实际问题解决情境中来完成，强调教学原理与教学过程的统一、激发动机的情境创设、学生主体的参与性等。五星教学法的实施有利于改进在线教学、多媒体教学或者E－learning学习中只重视信息呈现、忽略有效教学特征的弊端。因此，在优化和完善“土木工程测量”课程教学设计方案过程中，设计了围绕五星教学法“聚焦问题”“激活旧知”“试证新知”“应用新知”“融汇贯通”等5个主要要素组织线上课程教学的方案。

在该方案中，教学资源与教学活动是2个基本要素，缺一不可。只有教学资源没有教学活动会使学生缺乏学习动机，只有教学活动没有教学资源会使学生产生畏难情绪。因此，围绕“聚焦问题”组织线上课程教学，要通过实际情境提出问题、交代学习任务、形成任务序列，从而方便学生快速进入学习状态，进而激发学生的学习兴趣、学习动力和信心。围绕“激活旧知”组织线上课程教学，要通过测验了解学生已经具备的知识背景，然后利用学生已有的知识帮助其学习新知识，从而使学生有参与感，激发学生的求知欲，促进学生对新知识的吸收。围绕“试证新知”组织线上课程教学，要根据课程内容通过展示论证新知识给予学生适当的学习指导，而不能仅仅是陈述要学习的内容。围绕“应用新知”组织线上课程教学，要根据教学目标通过开展练习为学生提供阶梯状的任务序列，使学生通过完成任务获得满足感；同时，通过设计相关讨论题目促进学生反思和提高，使学生最终能够灵活创造、探索运用新知识。围绕“融汇贯通”组织线上课程教学，要使学生通过讲授或展示成果加深对知识的理解。正如学习金字塔理论和布鲁姆理论所指出的，学生只有讲授出来，获得的知识才最深刻。

（四）线上课程教学中教师所承担3种角色的设计

在网络时代、信息社会，教师必须由独白者转变为对话者，需要将学习主动权交还学生。因此，教师的职责已不再是单纯的传道授业，教师必须由传统的单一“教学”角色转变为“多面手”角色。因此，在优化和完善“土木工程测量”课程教学设计方案过程中，为了使教师将更多的时间和精力用于教学设计、教学活动组织、教学过程监控以及答疑解惑和学习评价，对教师所承担的资源搜集者、整理者和提供者，教学活动的设计者和指挥者，课后线上实时活动的引导者和实施者等3种角色进行了设计，要求教师根据课程进展的不同阶段，合理进行角色转换，激发学生学习的自主性，引导学生理解知识、掌握技能，最终达成相应的教学目标。总之，教师将越来越倾向于成为一个顾问、一个帮助发现矛盾焦点的人、一个可以交换意见的参与者、一个学生学习经历的陪伴者和学习成效的激励者，而不只是传授现成真理的人。

（五）线上课程教学平台5种信息化教学工具的使用设计

要提高线上教学效率，就要加强学生与信息技术工具之间的操作交互、学生与教学要素之间的信息交互。因此，在优化和完善“土木工程测量”课程教学设计方案时，教师可以通过QQ群课堂平台的随堂小测验、线上小组作业互评、学习经验值奖励、抢答或点名提问、设立最后期限等5种信息化教学工具组织开展系列的互动式教学活动，启发学生的思考，帮助学生破解难点、疑点问题，强化学生对重点内容的理解和应用，激发学生的学习动机，提高课堂效率和教学效果。

三、大力建设符合线上课程教学要求的教学资源

利用在线直播平台将课堂直接移植到线上，是最接近教师和学生习惯的一种简单、成熟的在线教学模式。但是，线上教学毕竟不同于线下教学，教师在线上授课过程中无法通过肢体语言与学生交流，也无法通过观察学生的神情状态了解学生吸收知识的程度，所以传统的现场教学资源并不都适用于线上课程教学。

无论采用多么先进的教学平台、教学方式和手段，教学效果的好坏主要还是取决于教学内容是否具有完整性、丰富性和系统性。为了满足学生线上自主学习的需要，教师必须设计并制作适合线上教学平台传播的、符合学生线上自主学习认知规律特点的在线教学资源。因此，在“土木工程测量”课程在线教学实践过程中，应突出展现直播教学资源的优势。因为直播教学近似于课堂教学，教师和学生相对比较容易适应。在直播教学中，教师可以通过签到、提问、投票、小测验等在线教学平台提供的小工具检查出勤率，强化对学生学习过程的管理；同时，由于学生长时间坐在屏幕前听课容易疲劳，所以教师在直播教学中可以把握课程节奏，适当穿插教学活动，调节在线课堂气氛。此外，教师可以采用平台插件、Camtasia软件等对直播过程进行录制，为后期的视频教学资源建设及学生回看等储备素材。

四、积极探索为线上课程教学质量提供保障的过程考核模式

为了保证在线课程教学质量和教学效果，必须建设与之相匹配的过程考核模式［7］。因此，在“土木工程测量”课程在线教学实践过程中，应遵循“以评促学”主导思想，设计全方位覆盖“课前、课中、课后”的“过程性考核评价体系”。其中，学生在课前阶段观看教学视频时长、完成课前任务进度、自测情况等学习行为会被教学平台详细记录，教师可以将这些学习大数据作为教学评价的基础；在课中阶段，教师可以借助学习平台的交互功能，积极组织学生开展讨论、测试、问卷调查、抢答等教学活动，并将教学平台记录下的这些学习大数据作为评判学生学习成效的有效依据；在课后阶段，教师可以在学习平台发布作业、思考题、练习任务、拓展任务等，帮助学生巩固所学内容、开拓视野，还可以在每周或每章节教学结束后，进行一次随堂测验，直接检验教和学的效果。

此外，还可以充分利用教学平台提供的各种功能模块或辅助教学的小工具，为学生达到预期的学习效果提供保障。教师通过分析教学平台记录的学生学习行为和学习过程大数据，能及时有效并有针对性地调整教学策略，精准帮扶“学困生”，还可以动员“学优生”为“学困生”提供帮助。例如，实时对学生经验值进行排名，在课程网站上不定期展示优秀的学生作业、问题解决方案、学生的讨论和提问内容等。这样，一方面可以激励认真学习的学生，另一方面可以形成隐形竞争环境，给学生造成一定的同伴压力。再如，运用教学平台的实时反馈功能使学生能及时查看自己在学习过程中完成各项任务的情况，从而促进学生不断进行反思和改进。这有助于提高学生的学习成效。

实践证明，在对学情调研结果进行认真分析的基础上重构线上课程教学体系、优化和完善课程教学设计方案、开展直播授课和建设为线上课程教学质量提供保障的过程考核模式等，调动了学生的积极性，使其顺利地完成教学目标；解决了线上教学时空隔离造成的临场疏离感问题，提升了知识传授效率。但是，大规模在线教学是一种新的尝试，教学过程中遇到各种突发情况在所难免，教师只有做好相应的预案，采用多种形式提供教学资源和开展教学，才能确保线上教学的正常进行；只有不断改进和创新课程的教学设计，才能确保教学质量和学习效果。

总之，线上教学是一项系统工程，需要从各个层面整体推进。新冠肺炎疫情给社会和高校教育教学的运行带来了重大挑战，也给线上教学的发展创造了良好的机遇。而线上教学的发展既激发了教师教学创新的激情，又锻炼了教师教学创新的能力，并有效地促进了高等教育的教学变革。因此，教师需要重新审视教育的本质、信息技术与教学的关系，通过教学实践的不断尝试、教学经验的不断积累，推动课程教学真正走向线上线下互动的新时代。