工科教学视角下的在线教学平台对比分析

林连冬 蓝润泽 陈芬芳

【摘要】为适应新时代工科人才培养要求，落实教育部以提高学生实践能力为目标，以信息化技术为依托构建虚实结合的教学平台建设目标，本文在对主流在线教学平台的功能总结的基础上，提出了适合工科在线教学的ICT辅助工具使用方案，并且结合大数据和人工智能在工科教学中的应用总结了目前在线教学平台的不足之处并从提高工科实践教学的角度提出改进建议，为在线教学领域相关研究人员和高校教师提供有益参考。

【关键词】在线教学平台;人工智能;信息化技术;大数据;工科教学

引言

我国教育部门大力支持教育信息化，在2010年教育部发布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》中明确提出加强我国虚拟实验室建设，加大对教育信息化基础设施的投入力度，强调了教育教学改革与信息化的结合[1]。本文通过Citespace用文献计量方法总结了近5年在线教学的研究趋势，对国内外几种典型的教学平台进行对比分析后总结出在线教学平台的优缺点，并提出如何利用ICT工具作为辅助工具弥补在线教学平台的不足。

一、在线教学平台的研究趋势

为了对在线教学的整体研究状况有所了解，笔者通过CNKI和WOS以在线教学平台为关键词对国内外学者对相关主题的发文数量进行了统计分析。如图1所示，近十年关于在线教学平台的研究论文数量整体统计结果来看，国内外学者对于在线教学平台的研究均呈现快速上升趋势。2010-2012年期间由于很多在线教学平台刚刚诞生，相关领域的研究和应用不多，相关论文发表的数量也较少。从2013年开始相比前两年在论文发表量上有较大的增长，可能是受到某些MOOC平台在美国大规模融资消息的影响，使在线教育平台开始受到学者关注。从图中可以看出在2014年-2019年期间，在线教学平台的研究保持着一个比较稳定的增幅。2020年由于新冠疫情的影响，在“停课不停学”政策下国内外学者对于在线教学的研究论文呈现显著增加的态势[2.3]。从图1可以看出国外对于在线教学平台的研究论文数量相对于国内的论文数量从2013年开始便始终保持较高速度的增加，相对于国外国内的相关研究较少且仅在2020年受疫情的影响才有了一个爆发式的增长，说明国内对在线教学平台的研究刚刚引起大多数学者的重视。

二、主要教学平台功能对比分析

由于目前在线教学平台种类繁多，无法逐一比较，因此主要分析了国内外使用人数较多的在线教学平台的特点以供参考。其中国外平台主要分析了Coursera、Udacity、edX、Moodle、Sakai、Canvas等平台。国内平台主要分析了Edusoho、中国大学MOOC、超星泛雅、学堂在线等国内使用人数较多的平台。笔者发现国外使用较多的在线教学平台以MOOC平台和开源教学平台为主，国内的商业化在线教学平台发展比较迅速。笔者主要通过在线教学平台在教学设计，教学互动，教学管理3个方面对在线教学平台的功能进行横向比较。大多数在线教学平台均提供了完整的教学设计功能，比如允许教师上传课程大纲、教学资料等功能。在线教学平台教学互动能力，其中所有平台都包括答疑和讨论的功能，Moodle和Sakai平台还包括文件共享和学习小组功能讨论功能，总体来说国外的开源平台Moodle和国内的超星等商业平台互动交流的功能较多。Coursera平台的交互式学习的特色体现在其具有作业公开评价、讨论功能，有效的激发活跃了班级内部互相监督互相学习的气氛。Canvas教学平台作为一个新兴的在线开源学习管理系统（LMS）具有强大的交互功能，其成员可以使用谷歌视频群聊或者通过推特进行教学讨论，分享学习心得，或者通过Facebook进行启发式的教学。总之，目前大多数的主流在线教学平台都支持视频直播功能，教学交互功能，但是对于工科教学中比较重要的教学实践，教学过程评价，线上线下混合式教学等方面功能比较薄弱，仅适合理论教学使用。

三、ICT工具在线上教学中的应用

教师进行在线教学时如果仅仅依靠某一个单独的在线教学平台很难满足教学需求，因此灵活的掌握和使用信息与通信技术（ICT）辅助工具对线上教学有很重要的作用。例如，教师可以在线上线下教学时使用实时交互式Clicker（适时应答器）工具对学生进行实时互动式提问，学生可以通过Clicker终端选择正确答案。这种方法尤其适合大班教学和在线教学教师可以立即看到全部学生作答的统计结果反馈信息并及时调整自己的教学行为和教学进度，使教师可以更好的把控教学节奏，提高教学效果。在线教学工具Nearpod和Kahoot都提供适时应答功能，前者是基于PPT的增强型多媒体工具，教师可以在PPT中嵌入问题进行课堂检测，并适时查看学生答题情况，后者是一个问答网站，教师可以事先设计好问题，由学生登录网站后即可作答，同时显示答题结果的排名情况;两种工具均能极大的提高学生在教学过程中的参与度，从而提高学生学习的积极性。由张景中院士研發的“网络画板”工具，使用浏览器即可进行2D、3D作图同时可以插入PPT并显示动态效果，非常适合工科课程的教学应用;Seesaw在线教学工具建立了学生、教师和家庭之间的互动桥梁，家长可以了解到学生的学习状态，并参与到学校的教学活动中，学生可以看到彼此的作业答案并互相点评，有利于增强学习的主动性。Voice Thread工具可以在视频教学画面中打字和作图，极大的弥补了在线视频教学中交互性的不足。Flipgrid是一种基于短视频的教学工具，支持主题讨论，学生和家长也可以通过录制短视频来分享自己的观点，非常适合用于对关键知识点的解释和课后交流工具。

结束语

本文总结了目前主流在线教学平台的功能和特点，笔者发现经过近十年的发展MOOC平台和在线教学平台的技术虽能满足日常基本教学需求，但在教学的互动性，教学过程监督，教学实践等方面还存在不足。针对以上问题，笔者根据工科教学的特点从提高课程互动性和激发学生自主研学两个方面总结了适合于在线教学平台的辅助ICT工具，可以帮助教师解决部分在线教学的痛点。

参考文献：

[1]马驰，电工电子虚拟仿真实验教学中心建设与发展浅析[J]工业和信息化教育2018.1.

[2]郑磊，新技术在线上实物实验平台的研究与探索[J]实验室研究与探索2021.5.

[3]姜艳红，国内外虚实结合实践教学理念及方法研究综述[J]工业和信息化教育2019.10.

基金项目：黑龙江大学新世纪教育教学改革工程项目“开源在线教学平台的比较研究”（2020C13）。

作者简介：林连冬（1978.11-），性别：男，籍贯：黑龙江哈尔滨，博士学位，研究方向：嵌入式系统、人工智能、可重构计算。