計(jì)算機(jī)課程在線教學(xué)組織探索與實(shí)踐

時(shí)間:2022-03-26 11:02:49

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計(jì)算機(jī)課程在線教學(xué)組織探索與實(shí)踐

摘要:針對(duì)疫情特殊時(shí)期“停課不停教”具體情況,分析了利用線上優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源,選定實(shí)用可靠的在線教學(xué)平臺(tái),落實(shí)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課在線教學(xué)的方法。提出根據(jù)線上線下、課前課中課后的“兩度空間三個(gè)時(shí)段”,對(duì)教學(xué)內(nèi)容、知識(shí)結(jié)構(gòu)和教學(xué)方法等進(jìn)行重構(gòu)和設(shè)計(jì)的方法。文章介紹了利用在線教學(xué)收集教學(xué)數(shù)據(jù),進(jìn)而構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能教學(xué)機(jī)制及其效果保障與評(píng)估機(jī)制的探索與實(shí)踐。

關(guān)鍵詞:在線教學(xué);教學(xué)模式;實(shí)踐教學(xué);教學(xué)研究

不期而至的特大疫情打亂了既定的教學(xué)組織、教學(xué)模式和教學(xué)實(shí)施方式。為落實(shí)“停課不停學(xué),停課不停教,停課不停育”的總要求,各學(xué)校及基層教學(xué)組織制定了一系列在線教學(xué)措施與舉措,“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的深度融合促進(jìn)了教育系統(tǒng)各要素的重組[1],其中不乏值得學(xué)習(xí)和借鑒的寶貴經(jīng)驗(yàn)。我院2020下學(xué)期面向全校開設(shè)四門課程,均包括實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué),全部以在線教學(xué)方式進(jìn)行,其中“大學(xué)計(jì)算機(jī)”為必修課,“智能數(shù)據(jù)分析與建?!?、“數(shù)據(jù)庫應(yīng)用”和“UI與網(wǎng)頁設(shè)計(jì)”等三門為選修通識(shí)課?,F(xiàn)將這些課程在線教學(xué)組織與實(shí)施辦法作一簡(jiǎn)要報(bào)告,以就教于廣大同行。

1精心謀劃:師生動(dòng)員、組織與培訓(xùn)

在學(xué)校的統(tǒng)一部署和安排下,課程教學(xué)承擔(dān)學(xué)院專門制定了《公共計(jì)算機(jī)課程在線教學(xué)實(shí)施辦法》,具體規(guī)定了各課程在線教學(xué)的要求,具體方案如下。⑴利用交互工具,監(jiān)控督導(dǎo)在線教學(xué)過程。按照上學(xué)期排定課表的教學(xué)班,由任課教師建立微信、QQ或釘釘?shù)冉虒W(xué)群,相關(guān)主管領(lǐng)導(dǎo)、督導(dǎo)組成員、基層教學(xué)組織負(fù)責(zé)人、輔導(dǎo)員等加入教學(xué)群中,及時(shí)了解、掌控各教學(xué)班課前、課中、課后等教學(xué)環(huán)節(jié)運(yùn)行情況,監(jiān)控在線課堂教學(xué)和在線實(shí)踐教學(xué)情況。⑵成立網(wǎng)上虛擬教學(xué)組織,助推教學(xué)組織建設(shè)。通過網(wǎng)上虛擬教研室和課程組,學(xué)院各基層教學(xué)組織積極在線教學(xué)研討和教學(xué)技術(shù)分享,解決各種在線教學(xué)難題;課程負(fù)責(zé)人根據(jù)課程特點(diǎn)和教學(xué)班情況,召集同頭課老師研討具體模式與方法,做到“一課一策,一班一法,分別實(shí)施,總體達(dá)標(biāo)”。⑶建立信息反饋機(jī)制,及時(shí)處理突發(fā)事件。建立了教師教學(xué)情況“日?qǐng)?bào)告”制度,要求教師課后及時(shí)填報(bào)教務(wù)處信息反饋系統(tǒng),各系主任收集信息報(bào)院教務(wù)辦匯總備案并提交本科教學(xué)工作領(lǐng)導(dǎo)組,督導(dǎo)組收集到的信息,及時(shí)反饋任課教師,確保信息反饋閉環(huán)運(yùn)行。⑷組織在線教學(xué)(網(wǎng)絡(luò))培訓(xùn),提升任課教師在線教學(xué)的素養(yǎng)和技能。任課教師應(yīng)熟練掌握平臺(tái)操作方法和常用技巧,認(rèn)真進(jìn)行課前試講、演練,進(jìn)行教學(xué)平臺(tái)的實(shí)際操作測(cè)試,確保在線教學(xué)順利開展和正常進(jìn)行。

2精準(zhǔn)施策:線上資源+交互工具+直播平臺(tái)

選擇適當(dāng)?shù)木€上教學(xué)資源和教學(xué)平臺(tái)是做好線上教學(xué)的關(guān)鍵,合適的選擇將可以達(dá)到事半功倍的效果[2]。我們擬定的基本教學(xué)模式為“線上資源+交互工具+直播平臺(tái)”模式,主要包括3個(gè)方面:充分利用線上優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源;選定實(shí)用可靠的在線教學(xué)平臺(tái);落實(shí)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課在線教學(xué)。2.1線上優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源有機(jī)融入在線課堂教學(xué)。每一門課程都選擇一門或若干門在線優(yōu)質(zhì)資源,作為我們?cè)诰€教學(xué)的輔助教學(xué)資源。例如,“大學(xué)計(jì)算機(jī)”課程選擇了“愛課程”網(wǎng)國家精品在線課程的MOOC資源(主要包括哈爾濱工業(yè)大學(xué)戰(zhàn)德臣老師、北京理工大學(xué)李鳳霞老師的相關(guān)課程);“智能數(shù)據(jù)分析與建?!闭n程,向?qū)W生推薦了嵩天等老師的MOOC課程;同時(shí)充分利用教材中相關(guān)知識(shí)點(diǎn)二維碼鏈接的短視頻進(jìn)行加強(qiáng)學(xué)習(xí)。這些線上資源被有機(jī)地融入我們的在線課堂教學(xué)中,與我們的教學(xué)進(jìn)度和知識(shí)結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合,并納入課程階段性測(cè)驗(yàn)和期末考試。2.2“雨課堂+釘釘”的教學(xué)設(shè)計(jì)與應(yīng)用。在對(duì)比了多種直播教學(xué)工具的主要功能[3]后,我們選用“釘釘+雨課堂”兩種平臺(tái)相結(jié)合的方案進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)和應(yīng)用。這一方案具有直播教學(xué)的平順可靠性、課堂互動(dòng)的多樣性和便利性、發(fā)收作業(yè)的實(shí)用性等特點(diǎn)。具體使用方式如下。⑴雨課堂為基本的課堂交互和輔助教學(xué)平臺(tái)。該平臺(tái)以PPT為基本教學(xué)手段[4],其中加入彈幕、隨機(jī)點(diǎn)名提問、多種形式隨堂測(cè)驗(yàn)等課堂互動(dòng)形式,授課教師易學(xué)易用,而且有一部分教師疫情前已經(jīng)使用;雨課堂平臺(tái)還主動(dòng)與學(xué)校教務(wù)系統(tǒng)相結(jié)合,將教務(wù)系統(tǒng)課表中的課程與教學(xué)班直接導(dǎo)入到雨課堂教學(xué)組織中,授課教師上課時(shí)登錄雨課堂,選擇課程后,直接就可以選擇系統(tǒng)中業(yè)已存在的教學(xué)班進(jìn)入課堂,使用非常方便。⑵釘釘作為主要的直播教學(xué)平臺(tái)。在釘釘直播中登錄雨課堂,展開雨課堂課件開始教學(xué)。同時(shí),釘釘直播過程中還可以打開適時(shí)消息框互動(dòng),教師可以及時(shí)了解和解決學(xué)生聽課中遇到的問題。這兩個(gè)平臺(tái)的結(jié)合使用,既發(fā)揮了雨課堂優(yōu)秀的教學(xué)功能,又可以保證直播教學(xué)的順暢進(jìn)行。另外,選用騰訊會(huì)議作為備選直播教學(xué)平臺(tái)。2.3落實(shí)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課在線教學(xué)。我校課程實(shí)驗(yàn)包括兩大部分,一是與教材知識(shí)體系相銜接的虛擬實(shí)驗(yàn)。該部分實(shí)驗(yàn)使用北理科慧公司的“虛擬工場(chǎng)”在線虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),采用虛擬實(shí)驗(yàn)方法,利用其抽象問題具體化、復(fù)雜問題直觀化[5]等特點(diǎn)進(jìn)行在線實(shí)驗(yàn)教學(xué)。正式開學(xué)前,任課教師已經(jīng)把課程學(xué)習(xí)的學(xué)生數(shù)據(jù)導(dǎo)入到該在線實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中,選定需要做的實(shí)驗(yàn)及順序,在課堂教學(xué)中同步布置,學(xué)生課下線上完成實(shí)驗(yàn),并提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。二是以作業(yè)形式提交的課程補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)。包括文檔編輯、數(shù)據(jù)計(jì)算與分析、程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用以及視覺設(shè)計(jì)等,通過釘釘作業(yè)系統(tǒng)布置實(shí)驗(yàn)作業(yè),學(xué)生課下完成后,通過該作業(yè)系統(tǒng)提交,教師在線批改。在本階段教學(xué)實(shí)踐中,教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的精心遴選和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的適當(dāng)剪裁,較好地實(shí)現(xiàn)了與外部?jī)?yōu)質(zhì)教學(xué)資源的平穩(wěn)對(duì)接,圓滿完成了各課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。

3創(chuàng)新設(shè)計(jì):課前課中課后相互呼應(yīng)聯(lián)動(dòng)發(fā)力

在線教學(xué)開始之前的培訓(xùn)中,我們就特別強(qiáng)調(diào):在線教學(xué)≠直播教學(xué),不能把傳統(tǒng)課堂教學(xué)的內(nèi)容和方法簡(jiǎn)單移植到在線課堂上,必須針對(duì)在線教學(xué)的特點(diǎn),從“線上線下”、“課前課中課后”等兩度空間、三個(gè)時(shí)段,對(duì)教學(xué)內(nèi)容、知識(shí)結(jié)構(gòu)和教學(xué)方法等進(jìn)行徹底的重構(gòu)創(chuàng)新性設(shè)計(jì)。例如,“指令及其執(zhí)行原理”章節(jié)內(nèi)容是課程重點(diǎn)和難點(diǎn),如果照本宣科講解是很難取得良好效果的,設(shè)計(jì)的教學(xué)過程如下。⑴課前我們?cè)谔崆?天的“課前學(xué)習(xí)”課件中,先播放一段10秒的燈光秀短視頻,用絢麗的彩燈場(chǎng)景吸引學(xué)生,然后在課件中引導(dǎo)學(xué)生提取出構(gòu)成燈景的組成元素:燈帶;再從燈帶中提取出LED燈珠。通過控制燈珠的點(diǎn)亮/熄滅使得燈帶閃爍,進(jìn)而形成整個(gè)燈光秀五顏六色的絢麗場(chǎng)景。參見圖1?!罢n前學(xué)習(xí)”課件中同時(shí)指出需要預(yù)習(xí)教材的“算法”與“指令”部分,重點(diǎn)標(biāo)出上課時(shí)將要隨堂測(cè)驗(yàn)的內(nèi)容,如:解題算法中包含了哪幾種最基本的運(yùn)算“動(dòng)作”(如讀數(shù)、加法、寫數(shù)等),分別被編碼為什么樣的01串等問題。圖1從燈景到燈珠的抽象⑵課中讓學(xué)生把預(yù)習(xí)的運(yùn)算基本“動(dòng)作”與燈帶的幾種閃爍模式相對(duì)比,結(jié)合上節(jié)課剛學(xué)過的數(shù)字編碼原理,為燈帶的閃爍模式用二進(jìn)制數(shù)編碼,加上一定的參數(shù),形成特定格式的指令,按一定順序執(zhí)行的指令便構(gòu)成了控制燈帶閃爍的“機(jī)器程序”。如圖2所示。在此基礎(chǔ)上再進(jìn)一步講授“算法→指令→機(jī)器程序”就容易多了。⑶課后結(jié)合在線虛擬仿真實(shí)驗(yàn)和補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)作業(yè),使用多種形式和方法強(qiáng)化這一重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)單元,取得理想效果。

4智慧教學(xué):數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能教學(xué)機(jī)制和效果保障與評(píng)估機(jī)制

與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相比,在線教學(xué)的主要不利因素是教師難以直接觀察學(xué)生聽課狀態(tài);但也有明顯的優(yōu)勢(shì),就是有利于在線收集和分析利用一系列教學(xué)數(shù)據(jù),從而形成數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能教學(xué)機(jī)制和效果保障與評(píng)估機(jī)制。我們授課教師組織學(xué)生研究團(tuán)隊(duì)充分利用專業(yè)背景優(yōu)勢(shì),結(jié)合常用教學(xué)平臺(tái)特點(diǎn),設(shè)計(jì)開發(fā)了若干協(xié)作教學(xué)小程序、虛擬仿真工具、問卷調(diào)查工具、學(xué)情分析工具等實(shí)用輔助教學(xué)系統(tǒng),如“基于騰訊會(huì)議平臺(tái)的輔助教學(xué)助手”、“Excel+VBA隨機(jī)點(diǎn)名提問小程序”、“微信+WPS表單問卷分析小程序”等。這些二次開發(fā)的輔助程序連同教學(xué)平臺(tái)已有的調(diào)查問卷、在線測(cè)驗(yàn)、問答詞云分析、測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析等數(shù)據(jù)收集、分析功能,初步實(shí)現(xiàn)了在線教學(xué)狀態(tài)分析、學(xué)習(xí)行為分析、學(xué)生關(guān)注度分析、課堂參與度與活躍度分析、課堂練習(xí)與課后作業(yè)分析、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐效果分析等一系列教學(xué)效果保障機(jī)制,初步形成了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和在線實(shí)時(shí)分析指導(dǎo)的智能教學(xué)機(jī)制,有力促進(jìn)了老師們?cè)诰€教學(xué)側(cè)重點(diǎn)的把握和進(jìn)程控制,改進(jìn)與調(diào)整教學(xué)方法,進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì),取得更好的教學(xué)效果。在線教學(xué)以來,階段性測(cè)驗(yàn)成績(jī)優(yōu)良率85.4%;在線學(xué)習(xí)自我評(píng)價(jià)問卷平均3.86分(5分制)。任課教師和質(zhì)量督導(dǎo)專家普遍認(rèn)為,在線教學(xué)質(zhì)量與傳統(tǒng)課堂教學(xué)實(shí)質(zhì)等效。

5結(jié)束語

恩格斯說:“沒有哪一次巨大的歷史災(zāi)難不是以歷史的進(jìn)步為補(bǔ)償?shù)?。”疫情背景下在線教學(xué)的嘗試與實(shí)踐積累和儲(chǔ)備了課堂教學(xué)與教學(xué)管理實(shí)踐的革新力量,孕育著信息技術(shù)支持下的教育智慧。近期的在線教學(xué)實(shí)踐證明了現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展的確可以豐富傳統(tǒng)課堂教學(xué)的教學(xué)手段和傳統(tǒng)課堂教學(xué)的管理措施。我們會(huì)繼續(xù)主動(dòng)發(fā)揚(yáng)探索精神和創(chuàng)造精神,在繼續(xù)努力探索和研究在線教學(xué)規(guī)律及教學(xué)手段的同時(shí),進(jìn)一步研究和實(shí)踐線上線下混合式教學(xué)方法,為恢復(fù)正常教學(xué)秩序后的教學(xué)做好準(zhǔn)備。衷心希望疫情過后,我國的教育教學(xué)工作將迎來新技術(shù)支持下的嶄新局面。

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作者:馬駿 張東生 王冬 李涵 單位:河南大學(xué)軟件學(xué)院