2020年的新冠疫情帶來了對科研和教學的挑戰(zhàn)。但是,在互聯(lián)網(wǎng)以及各種相關軟件的支持下,在如此嚴重的新冠疫情之下,人們還能進行各種活動,包括科研及教學方面的活動和交流。
2020年下半年,中國國內的疫情大大緩減。因此暑假后,學校教學的主要方式恢復了原先的(現(xiàn)在稱作“線下”)模式。同時,對于不能來華上課的留學生,提供了線上模式。有的課程同時進行線上直播或錄播,使修課學生之外的廣大觀眾受益。在國外,疫情依然嚴重,普遍采取線上教學。 大學和科研單位的學術報告依然有大量的線上形式,或者線上線下同時進行。
網(wǎng)絡途徑不但大大降低了疫情對正常工作秩序的沖擊,而且有它的優(yōu)點,值得在疫情之后繼續(xù)保持。即使沒有這次疫情,隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,網(wǎng)絡教學也越來越普及和深入。這次疫情大大促進和加快了這個進程,將會被載入教育史。
可以預計,疫情完全過去之后,網(wǎng)絡學術交流和網(wǎng)絡教學也將比疫情之前大大增加。因此總結這次疫情導致的線上教學,交流經(jīng)驗,很有意義。
近年來,通過網(wǎng)絡,人們可以參加學術會議,觀看學術報告,或者上課,將遠在天邊的演講拉到近在咫尺的電腦屏或手機屏。這樣,不管身處何地,只要有網(wǎng)絡信號就可以觀看,就可以交流。這種方便,在不久的過去還沒有。而且相比在報告廳或教室聽講,網(wǎng)絡模式甚至有其優(yōu)點,比如看幻燈片更清楚,視頻也可以隨時隨地回看。
網(wǎng)絡教學大致可以分為兩種方式:一是直播,二是提供預先制作的視頻(包括錄屏,即將幻燈片配以旁白錄成視頻)。這兩種方式各有特點。直播是即時的,能夠盡可能接近傳統(tǒng)的教室里的教學,學生也可以當場提問。但是視頻也有其優(yōu)點,一是學生可以不受時間限制,選擇最適合自己的時間觀看,二是可以像讀書那樣,翻來倒去多次觀看,但是因為不是實況,需要配合安排師生互動,比如以網(wǎng)絡會議形式開討論課。
對于教學來說,除了教師講授,還需要師生討論和答疑,乃至同學之間的討論。平時,同學之間的討論可以隨意而起,其他同學又可隨時加入。從技術上來說,網(wǎng)上進行這些答疑和討論都不是問題。網(wǎng)絡會議和微信提供了方便即時的通信手段,某些方面比線下更方便。
但是,相比正常情況下的面對面線下教學,網(wǎng)絡教學,特別是疫情期間的網(wǎng)絡教學,有一個特別的問題,就是學生的精神狀態(tài)、自覺和自律的問題。學生一個人在家中學習,缺少氛圍和監(jiān)督,容易陷入倦怠,或者不能集中注意力。疫情也會加劇焦慮,將注意力吸引過去。所以,盡管有微信這樣的工具,主動向老師提問或者與同學討論,還是需要額外的動能。因此,教師要特別注意調動學生的主動性、自覺性和積極性,并鼓勵同學們互相討論。
這門課是復旦大學2020年春季學期的課程,名叫《量子計算與量子信息》。這是本科生的選修課,3個學分,每周一次,每次連續(xù)3節(jié)課。本次課總共有38人選修,其中物理系四年級學生20名,物理系三年級學生17名,計算機系一年級學生1名。
為了取得最佳教學效果,我斟酌再三,并對學生進行了民意調查。由此,決定進行網(wǎng)絡直播講課,但是直播和視頻錄像這兩種形式都采用。也就是說,在直播的同時錄下視頻,之后提供給學生。另外我也用網(wǎng)絡會議形式開討論課。這個方案得到絕大多數(shù)同學的歡迎和支持。
同時,我也有另一方面的考慮。出于對科學傳播的興趣,我想到,何不利用這個機會,讓其他觀眾也能聽我的課?至于平臺,經(jīng)過比較,我選擇了嗶哩嗶哩(Bilibili),即B站。從技術上來說,這是因為B站的網(wǎng)絡情況比較穩(wěn)定,它的直播軟件也有同時錄制的功能,而且上傳視頻沒有空間限制。直播和上傳的操作都很簡單。B站對所有上傳視頻也都進行審核,某種意義上也是一種公證。而且B站的知名度較高,適合科學傳播,因此既然希望這次網(wǎng)課惠及廣大感興趣的受眾,B站是個好選擇。
因為對全網(wǎng)開放,聽課人數(shù)非常多、不可控,不應該將選課的校內學生與其他聽眾混在一起,所以不適合用網(wǎng)絡會議。但是對于僅限于選課學生的討論和習題課,我們采用了網(wǎng)絡會議。
從2020年2月27日到5月14日,每周四上午9:40起,我在B站直播兩節(jié)課,同時錄下視頻,緊接著又在騰訊會議與學生討論答疑,當天下午和晚上進行視頻后期加工。直播導致分享在視頻開頭和結尾留下了軟件界面。為了美觀,裁掉它們,然后再上傳。因此直播、網(wǎng)絡會議討論和上傳視頻這三個渠道成了三個環(huán)節(jié)。
另外,我們還為本校選課同學建了課程微信群,與同學們溝通信息,并進行各種討論。
下面詳細介紹技術流程,可以作為操作指南。我用的是B站,但是類似的操作也可以用于其他軟件和平臺。
每次直播前,助教在課程的微信群提醒同學們上課。
直播開始之時,打開直播軟件(直播姬),同時也用另一臺設備(電腦、手機、iPad等均可)打開直播間(https://live.bilibili.com/21868825),以便自己看到直播效果。直播畫面可以自主選擇,有三個選項??梢赃x擇電腦屏,也可以選擇攝像頭所攝畫面,或者是二者兼有。我本人選擇了以電腦屏為主,將本人的小畫面放在邊上。
建議盡量使用具有手寫功能的電腦屏。這樣,在顯示課件的同時,可以直接在課件上寫字批注。我就是這樣做的,而且有幾次課中,我完全在電腦屏上板書,因為這幾次課的理論性特別強,數(shù)學推導特別多。
在直播過程中,學生可以在直播間的評論區(qū)提問(功能上,也可以作為彈幕)。我本人每次直播90分鐘課。我們學校對于線下45分鐘的課,只需要錄制25分鐘的視頻。
直播過程同時也就是視頻的錄制過程。
直播結束后,開啟騰訊會議(或其他網(wǎng)絡會議系統(tǒng))。對于我的這個課,騰訊會議部分僅僅對本校選課學生開放。助教將會議號和密碼、鏈接發(fā)到課程微信群,同學們很快轉到騰訊會議。這樣就立即開始實時的討論答疑,包括助教和任課教師本人對習題的講解。習題講解和出現(xiàn)其他需求時,分享電腦屏,讓學生直接看到答案和板書。
我們在學校教學系統(tǒng)(elearning)中有個主頁。學生每周必須將作業(yè)上傳,截止日期是每次上課的前一天。在騰訊會議里講解的習題是學生已經(jīng)上傳到elearning的。講解過的習題的答案也上傳到elearning。
盡量在上課當天,任課教師進行視頻后期加工工作。視頻加工后的導出、上傳和審核都需要較長的時間。我當時將視頻上傳到在B站的主頁(https://space.bilibili.com/226154069/channel/detail?cid=109337)。
課程結束后的考試,我們采取了開卷方式,將防止作弊的任務縮小到禁止與他人交流。我們同時使用騰訊會議和zoom兩個軟件,要求攝像頭分別從前后對準。
在匿名反饋中,同學對于課程內容、設計安排、講解仔細、認真負責、通俗易懂、趣味性、學習收獲都給予了好評。這些效果得益于我們采用的授課方式。
這個網(wǎng)上課程也吸引了不少其他觀眾,第一次直播的人氣有幾千。目前播放數(shù)已有3萬多。
應有些非本校選修學生的要求,為他們單獨建立了微信群,用于討論并分享課件。這個微信群當時有來自76個單位的116位聽眾,其中絕大多數(shù)是學生,也有少數(shù)教師或科研人員。
不過更多的觀眾沒有加入這個微信群。一位不在群里的教師來信:“很喜歡您講的(量子力學,量子計算與信息)課,我跟著學了一遍,您講得很清楚,尤其是帶著學生一起推導,真的很好。我是一枚小講師,這一學期給研究生上量子課,這是第一次開課,上學期聽了您的課,我才稍微覺得自己有點信心,謝謝您?!?/p>
觀眾在B站的評論中,不少與學生反饋類似。另外,有人表示,本課幫助他們弄懂了原來沒懂的細節(jié),也有不少感謝在網(wǎng)上分享課程,以及及時處理視頻上傳。直到現(xiàn)在,還不斷有人反饋通過視頻進行學習的情況。
疫情導致的線上教學,不但使教學任務得以完成,而且使受眾范圍遠遠超出本校幾十位學生,視頻在網(wǎng)上也將長期發(fā)揮作用,對于量子信息和量子力學方面的教學和科普做出了貢獻。
回想起來,如有機會再加強的話,我認為主要是調動學生的積極性和主動性。一個具體例子是,在騰訊會議的討論、答疑和習題課中,可以要求學生打開攝像頭,這有利于增加學生和老師,以及學生之間的互動。增加討論也有助于學習氣氛的加強。
疫情期間的網(wǎng)絡教學所積累的經(jīng)驗也可以廣泛用于線下系統(tǒng)和零星的教學活動。比如,答疑、討論和輔導,乃至偶爾的補課,都可以用網(wǎng)絡會議進行,這樣在時間安排上非常靈活。
目前疫情還未全部過去,在國外還很嚴重,所以還有各種網(wǎng)絡教學在進行中。將來疫情全部過去,網(wǎng)絡教學也會繼續(xù)發(fā)展。希望本文介紹的經(jīng)驗對此有所幫助。