新冠肺炎疫情下高校OAL-OT混合式教学探索

刘 丹，姚舒文，徐洪华，隋 欣，吕文静，李 莉

（1.长春理工大学，吉林长春130022；2.吉林省教育学院，吉林长春130022）

新冠肺炎疫情防控期间，为了落实“停课不停学、停课不停教”，全国各高校开启了史无前例的大规模线上教学活动。《数据结构与算法》课程的培养目标是通过对数据结构与算法的系统学习与研究，理解和掌握各种数据结构及相关算法，培养对算法的计算复杂性进行正确分析的能力，为独立地设计算法和对给定算法进行复杂性分析奠定坚实的理论基础。笔者结合多年授课经验及学生调研报告，发现教学过程中普遍存在下列问题：课程本身存在课程内容抽象、理论性强等特点。例如，课程中涉及的抽象数据结构类型的学习，要求学生具有一定的抽象思维及数理逻辑，难度较大。《数据结构与算法》是学科基础课，注重各种数据结构及算法的实践操作。实践环节的设置有利于提高学生动手能力及加强其对基本原理的理解。但在实验教学过程中发现，学生进行上机操作时常常出现动手能力弱、实践能力不足的情况。授课课程课时有限，导致一方面，课程内容多且杂，但课堂学时有限使得学生无法在课堂上完全有效的吸收课程知识；另一方面，我国的高等教育仍普遍是大班授课制，每一堂课有一百人左右，教师在课堂上无法做到及时、准确地掌握每名学生的学习情况。

针对上述问题，又结合疫情时期教学面临的新情况，课程组对传统教学模式进行了改革，设计出“线上”自主学习与“线下”授课相结合的OAL-OT（Online Autonomous Learning and Offline Teaching）教学模式。OAL-OT教学模式一方面注重信息技术与课程的整合，将信息技术作为教育信息化的有效抓手；另一方面注重课程理论及实践的双向加强。在教学实施过程中，分为“线上”、“线下”两个部分。在线上，教师运用雨课堂、Blackboard学习平台及虚拟实验工厂等，为学生推荐学习资料，实现学生自主学习及实践练习；在线下，教师灵活运用雨课堂及腾讯课堂，有效开展课堂教学工作。通过二者的有机结合，不仅解决了疫情时期无法开展课堂教学的难题，同时能够有效加深学生对课程知识点的理解与掌握，培养学生学会独立思考，提高了团队协作及代码编写的能力，拓展了传统课堂教学，弥补了课时有限等问题。

一、线上授课的课前准备工作

（一）做好心理工作，直面新冠肺炎疫情。突然爆发的新冠肺炎疫情，给全国各大高校造成了巨大影响，学生无法返校学习。各高校按照教育部提出的“停课不停学、停课不停教”工作思路，开展线上教学活动。学生首次面对如此大规模的线上学习，突然从面对面听课改为线上学习会存在一定问题。如何使学生做好心理准备，辅助学生做好角色转换，让学生能够不受疫情影响全身心投入线上学习，是教师们必须要解决的首要问题。

（二）了解实际情况，保障线上教学顺利实施。为了保障线上教学质量，首先要确保线上教学活动的顺利实施。在开展线上授课之前，教师需要进行摸底排查，了解学生的实际情况，确认其是否具备线上学习的条件及环境。这些学生有来自城市的、乡镇的，家里有一孩的、两孩的，家中有电脑的、没有电脑的等等情况。在开课之前，教师需一一对学生的基本情况进行了解，才能全面掌握学生线上学习环境、设施等覆盖情况，及时给予学生需要的帮助。

（三）开展学情分析，确保线上教学质量。线上教学与传统课堂区别较大，师生都面临着巨大的挑战。在线上教学过程中，教师看不见学生，仅通过各种学习平台生成的学习数据了解学生的学习情况。疫情期间，大量的教学平台、教学工具、教学软件等迅速出现。因此，为确保线上教学质量，真正实现“标准不降低、效果不打折”，选择恰当的信息技术工具及教学平台是十分重要的。在选择教学平台及工具之前，应开展学情分析，尽量选择学生们能够熟练驾驭的、习惯的学习平台及教学工具。

二、线上教学平台及工具

（一）智慧教学工具——雨课堂。线上课堂，如果教师不能及时掌握学生是否按时进入课堂、是否认真听讲，不能实时掌握学生学习进度、学习状态，那么教学质量是无法保障的。本学期课程组选用了智慧教学工具雨课堂。“雨课堂”是清华大学和学堂在线共同推出的新型智慧教学解决方案。它仅需利用PPT、微信小程序和公众号，不需额外安装其他软件便实现了学习资料推送、课堂互动、全景教学数据呈现等功能，为师生交流提供了一个较好的互动平台。具体应用过程如下：

1.在课前，教师通过网页端登录雨课堂，制作与课程相关的资料、课件及习题并发布到相应的教学班级中，为学生提供预习材料，学生通过微信小程序即可收到相关的学习信息提示消息。该种方式便于学生开展有目标的课前自主预习活动及了解课程重点难点，便于教师开展有深度的课堂教学活动，同时培养学生自主学习能力。

2.在课上，雨课堂设有弹幕、投稿等功能，学生可以实时针对课上及自学预习时不懂的地方通过匿名的方式发起弹幕进行提问。教师可以依据学生们的反馈，及时对教学进度进行调整。同时，教师上课的PPT会通过移动端实时共享至学生的手机微信端，便于学生学习查看，避免学生手抄写笔记错过教师所讲授内容。

3.在课后，教师通过雨课堂发布测试题以检测学生上课的学习情况，以便对下次授课内容进行调整；同时发布复习资料便于学生对课上所学内容及时进行巩固复习，加深记忆。

4.雨课堂中所有学生的行为记录，包括课前预习情况、上课课件收藏人数、到课人数、习题得分、浏览时长等数据均会在雨课堂中留有记录，教师登录雨课堂即可查看学生的学习情况，便于对学生学习状态进行实时掌握。

5.通过雨课堂可设置单选题、多选题等多种测试题型，学生可在规定的时间内进行作答。教师可以依据学生作答结果，及时掌握学生对相关知识的掌握情况，并以此为依据，优化教学过程。

（二）教学资源平台——Blackboard学习平台。顺利开展线上教学的第二要素，建立数字化教学资源信息平台。本课程组于2014年建立了《数据结构与算法》网络课程，并将课程的教学资源发布在Blackboard学习平台。Blackboard平台是美国Blackboard公司研发的“教”与“学”集成的在线教学管理平台。教师可以通过该平台发布关于课程的视频、音频等学习资料，学生登录该平台即可查看所学课程及相应的课程学习资源。课题组将全课程资源包括讲解视频、课后习题及课程讲义等全部整合到Blackboard平台上，方便学生实时进行查看学习。学生有疑问均可在平台上留言与教师进行交流沟通，教师也可在平台上查看到学生对课程资源的学习情况。这种方便快捷的教学管理平台，将学习资源进行统一整合，减少学生查找资料时间，便于学生随时随地开展有效的学习活动。

（三）课程实验平台——虚拟实验工厂。在专业培养方案中，《数据结构与算法》设置了实验教学环节。在以往的教学过程中，学生需要进入专业实验室，在计算机上运用C++、Java等高级编程语言实现相应数据结构及算法。本学期由于受到疫情的影响无法开展有效的实践活动，但《数据结构与算法》这门学科基础课涉及了多种经典数据结构，是学生后续学习的基础。因此学生通过课程实验实践的锻炼，有利于加强对抽象数据类型及相关基础操作的理解和提高自身的动手能力。

为了克服学生家中无计算机、无法完全理解实验原理等问题，课程组引入虚拟实验工厂。虚拟实验工厂是北京理工大学国家级大学计算机虚拟仿真实验教学中心与理工科惠科技发展有限公司联合推出的一款支持在线虚拟实验的教学支持平台。通过该虚拟仿真实验平台，能够实现程序执行可视化。算法是程序设计的核心，了解其背后的原理尤其重要。只有了解程序执行过程中数据存储、处理的过程，才能有效帮助学生对数据结构抽象数据类型深入理解，这对学生运用所学高级设计语言实现算法有积极的促进作用。上机实验既加深了学生对数据结构概念和算法的理解，也是从理论到现实的升华。学生在操作时，在左侧界面输入程序填空，程序每执行一步，在右侧窗口显示每一步在虚拟内存中的变化。以结构体变量的存储为例，其演示过程如图1所示。

图1虚拟仿真实验平台

同时，针对每一章节布置线下实验作业，以小组的形式进行讨论，并实现编程，最终以实验报告的形式进行上交以及汇报。教师对小组上交的报告进行点评，评选出优秀作品对其进行奖励，激发学生的学习热情。

三、OAL-OT混合式教学模式

由于传统教学模式无法满足疫情期间线上教学产生的新教学需求，课程组将信息技术与课程理论及实践双向整合，提出OAL-OT混合式教学模式，借助线上学习资源，为学生打造了“课前预习—课上理解—课下复习”的灵活学习机制，注重培养学生自主学习能力。OAL-OT混合式教学模式注重信息技术与课程整合，无论“线上”、“线下”均将信息技术贯穿至各个教学环节中，使其成为促进、激励学生自主学习的有效工具。

线上教学主要依托雨课堂、Blackboard平台等网上教学平台，教师发布相应的学习资料，学生开展自主在线学习。例如，在课前，教师通过雨课堂及Blackboard学习平台发布课程相应的视频、音频等多种形式的预习资料及测试题，规定时间要求学生做好自学工作，便于开展课上教学，提高学生自主学习能力。同时，为提高学生动手能力，引入虚拟仿真实验平台，加深学生对抽象知识的理解；在课后教师通过雨课堂发布课程的学习资料及测试题，便于学生及时进行复习巩固，同时便于教师检测学生的课堂学习情况。

图2 OAL-OT混合式教学模式

受疫情影响，线下教学主要采用腾讯课堂结合雨课堂同步“直播”来模拟在校课堂教学活动。腾讯课堂为师生间交流提供“场所”；雨课堂播放PPT课件模拟“黑板”，两个平台均具有在线签到功能，实现实名考勤。在教学过程中，教师通过课前学生在线上学习平台进行的自学活动记录、测试成绩等反馈信息来对线下教学活动的课堂内容及教学进度进行调整，突出重点和难点。同时在课上引入分组讨论式、互动式教学方法并将动画模拟与多媒体教学优化组合，探索各类案例的优势互补，旨在激发学生的学习热情，以提高学生的探究学习兴趣。

四、符合线上教学特征的课程评价方式

在我校2018版课程大纲中，原有的课程评价主要包括期末考试和平时成绩，其中期末考试占了70%的比重，然而线上教学，无法依据期末考试评判学生的学习效果。因此，在疫情期间将课程大纲进行调整，学生的最终成绩由过程性评价成绩和终结性评价成绩来决定。根据我校学生特点及学情分析，两者比例设定为6：4。其中，过程性评价成绩主要包括学生登录雨课堂网络教学平台的学习数据分析情况、教师发布的线上线下作业完成情况、在虚拟实验工厂的实验完成度以及小组的实验报告完成和汇报情况这几部分组成；终结性评价成绩主要由学生的期末考试成绩决定。改进后的课程评价方式能体现出学生学习的薄弱环节和不足之处，以此为依据，有利于学生有目标地开展自主学习，并且便于教师有针对性地进行教学、辅导和答疑。

通过对我校应用OAL-OT混合式教学模式授课专业学生的本学期学习成绩分析发现，学生成绩明显提高；学生对该教学模式的问卷调查显示，约有93%的学生表示对该教学模式持认可态度。由此可见，本文所提出的OAL-OT混合式教学模式对高校教学工作有着积极促进作用。该教学模式不仅适用于疫情期间的高校教学，对后疫情时代下的教学形态，也提出了新思路。

五、结语

在疫情面前，高校教学工作面临着新的挑战。本文通过多种现代信息技术的有机融合，形成有效的教学模式。本学期的教学工作不仅没有受到疫情的影响，反而由于灵活运用雨课堂、虚拟仿真实验平台等智慧教学工具，使抽象理论知识更加具体化、形象化，易于学生理解和掌握，从而取得更好的学习效果。通过线上线下混合式教学模式的探索与应用，不仅有效提升了学生的课堂参与度，还培养了学生的自主学习和探究思考问题能力。

1.2.1 手术器械 采用德国STORZ公司生产的外鞘直径9 mm的持续灌流手术宫腔镜，膨宫压力100～120 mmHg, 膨宫液流速100～120 ml/min,切割功率60～80 W,电凝功率35～50 W。灌流液为5%甘露醇液。