姚青山，于海鵬，谷春英

(1. 河南工程學(xué)院計算機(jī)學(xué)院，河南 鄭州 451191；2. 河南省智慧建筑物聯(lián)網(wǎng)工程研究中心，河南 鄭州 451191)

0 引言

新一代信息技術(shù)是國務(wù)院七個戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，隨著新一代信息技術(shù)的發(fā)展以及高等教育內(nèi)涵式發(fā)展的不斷深入，線上教學(xué)模式的研究逐漸進(jìn)入學(xué)者們的視線，多平臺線上教學(xué)方法的研究和實踐成為信息時代各層次教育教學(xué)領(lǐng)域的熱門項目[1-5]。從技術(shù)原理上線上教學(xué)平臺可以分為兩類：一類是基于B/S的分布式實時教學(xué)平臺，該類以動態(tài)網(wǎng)頁為技術(shù)基礎(chǔ)，以網(wǎng)頁形式提供多媒體信息展示和不同用戶之間的文本信息和文件數(shù)據(jù)的交互，具有代表性的如超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺；另一類是基于C/S的分布式實時教學(xué)平臺，以客戶端程序和服務(wù)器端程序為基礎(chǔ)，提供面向多媒體信息的即時交流和文件數(shù)據(jù)的交互，具有代表性的如騰訊會議、釘釘、QQ和微信等。多平臺線上教學(xué)建立在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的基礎(chǔ)上，利用單一的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，通過進(jìn)行資源整合形成教師通過多平臺切換讓學(xué)生能夠根據(jù)自己的生活習(xí)慣進(jìn)行選擇網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，解決了學(xué)生網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺單一性的問題，方便學(xué)生根據(jù)自己的習(xí)慣自主選擇學(xué)習(xí)平臺[6]。

20世紀(jì)90年代，英國已經(jīng)計劃在2003年前建設(shè)完成全國范圍內(nèi)教育網(wǎng)絡(luò)，到目前為止英國全境的學(xué)校都已經(jīng)實現(xiàn)了網(wǎng)上教學(xué)[7]。美國的網(wǎng)絡(luò)教育發(fā)展相對比較迅速，美國已經(jīng)開始致力于第二代 Internet工程的實施，進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)教育的運行速度[8]，而我國關(guān)于網(wǎng)絡(luò)教育的發(fā)展開始于2002年，并且取得了優(yōu)異的成績，培養(yǎng)了大批優(yōu)秀人才。

對于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的研究可謂是仁者見仁，然而多平臺線上教學(xué)的研究卻屈指可數(shù)，早在2005年謝幼如等[9]緊密結(jié)合我國高等學(xué)校的教學(xué)現(xiàn)狀，課程設(shè)計與教學(xué)改革的實際情況，通過大量的典型實例，介紹了有關(guān)網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計理論，開發(fā)技術(shù)，應(yīng)用模式與研究方法等內(nèi)容。李南[10]就如何解決網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺中常見的用戶身份驗證問題，提出了基于 AMP環(huán)境的不同的解決方案，并給出了每種方案的具體實現(xiàn)算法。周珊[11]利用APM Express開發(fā)組件，采用B/S體系結(jié)構(gòu)搭建一個網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，詳細(xì)描述了系統(tǒng)的功能、設(shè)計和實現(xiàn)，體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的開放性、交互性和自主性等特點。肖建等[12]運用智能化儀表控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器技術(shù)以及嵌入式技術(shù)，設(shè)計和實現(xiàn)了一種B/S架構(gòu)的云實驗系統(tǒng)。本文在此基礎(chǔ)上，對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源進(jìn)行整合，解決單一的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式中存在的問題，提出多平臺教學(xué)線上教學(xué)方法。

1 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

廣義的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺既包含支持網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的硬件設(shè)施又涵蓋支持網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的軟件系統(tǒng)，狹義上講，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺是基于互聯(lián)網(wǎng)平臺的基礎(chǔ)上，是支持網(wǎng)絡(luò)教學(xué)活動服務(wù)的軟件管理系統(tǒng)的統(tǒng)稱，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺通過不斷的發(fā)展，到目前為止經(jīng)歷了三個階段，第一階段：點播式教學(xué)平臺，該平臺主要實現(xiàn)了教學(xué)資源的快速傳遞，學(xué)生可以通過該平臺通過點播視頻課件的方式隨時隨地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、查閱電子教案、完成線上作業(yè)等活動；第二階段：交互式教學(xué)平臺，主要運用即時通信技術(shù)開展教學(xué)活動，該平臺以學(xué)生為中心，集成會議系統(tǒng)、聊天系統(tǒng)、電子郵件系統(tǒng)以及社區(qū)論壇等及時的為學(xué)生提供各種網(wǎng)上學(xué)習(xí)服務(wù)；第三階段：社會化教學(xué)平臺，該平臺利用社會化教學(xué)平臺建立屬于自己的學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，強調(diào)學(xué)習(xí)社會化。

B/S結(jié)構(gòu)是基于 web興起后的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，客戶端最主要的應(yīng)用軟件為web瀏覽器，該模式使客戶端得以統(tǒng)一，其系統(tǒng)功能實現(xiàn)的核心集中在服務(wù)器上，從而簡化了系統(tǒng)的開發(fā)、維護(hù)和使用，降低了客戶端的壓力，其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 B/S 結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structure Diagram of Browse/Server

常見的分布式實時平臺有：超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺、教學(xué) OA系統(tǒng)，慕課等。B/S的分布式實時教學(xué)平臺主要功能分為用戶管理模塊，課程管理模塊，作業(yè)管理模塊，練習(xí)測試模塊四個模塊。用戶管理模塊主要功能有：用戶注冊、用戶登錄、密碼修改、信息維護(hù)。課程管理模塊主要功能有：課程選擇、課程任務(wù)、我的資料、離線課程、筆記本。作業(yè)管理模塊主要功能有：課后作業(yè)、在線答疑、作業(yè)上傳。練習(xí)測試模塊主要功能有：刷題寶庫、錯題集錦、在線評估。

C/S結(jié)構(gòu)也就是我們熟悉的客戶機(jī)和服務(wù)器結(jié)構(gòu)，本質(zhì)上是軟件體系結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢是充分利用硬件環(huán)境的優(yōu)勢合理的將任務(wù)分配到Client端和 Server端，一定程度上降低了系統(tǒng)通信開銷，常見的C/S結(jié)構(gòu)分布式實時教學(xué)平臺有QQ會議、釘釘?shù)?，如圖2所示。

圖2 基于C/S的即時通訊平臺結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Structure Diagram of Distributed Real-time Teaching platform based on Client/Server

2 多平臺線上教學(xué)構(gòu)思

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺在一定的時期內(nèi)，達(dá)到了改進(jìn)教學(xué)手段，提高教學(xué)質(zhì)量的目的，首先，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺提高了教學(xué)的靈活性，使教學(xué)任務(wù)實現(xiàn)了時空的限制；其次，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺可以使學(xué)生更具有現(xiàn)場和真實感，提高教學(xué)的交互性；最后，通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，增強師生之間的溝通，實現(xiàn)多對多的教學(xué)關(guān)系。然而目前關(guān)于網(wǎng)絡(luò)教育平臺的單一性特點，每個老師在授課的過程中使用的程序不同，要求同學(xué)們所安裝的程序也不同，另外學(xué)生學(xué)習(xí)工具的不足、部分網(wǎng)絡(luò)平臺服務(wù)器存在的問題以及學(xué)生在線學(xué)習(xí)的適應(yīng)性和學(xué)習(xí)效果的差異性相對較大，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺具有一定的局限性。因此本文構(gòu)思了多平臺教學(xué)模式，設(shè)計圖如圖3所示。

圖3 多平臺教學(xué)模式Fig.3 M ulti-platform teaching mode

2.1 設(shè)計理念

利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)教育平臺，進(jìn)行資源整合，改善單一的網(wǎng)絡(luò)教育模式，實現(xiàn)多平臺同時操作，解決單一網(wǎng)絡(luò)教育模式的各種問題。多平臺網(wǎng)絡(luò)教學(xué)分為課前預(yù)習(xí)板塊、課中教學(xué)環(huán)節(jié)板塊、課后測試板塊。

2.2 技術(shù)實現(xiàn)方式

課前預(yù)習(xí)板塊，教師通過不用的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺發(fā)布課前學(xué)習(xí)任務(wù)、課表信息、課件資料、本節(jié)所講授重點以及本節(jié)思維導(dǎo)圖，學(xué)生通過登錄不同軟件，進(jìn)行對課前學(xué)習(xí)任務(wù)的預(yù)習(xí)，了解本節(jié)課程所注意的事項、并對知識點提出質(zhì)疑，方面教師收集資料，根據(jù)學(xué)生回饋的信息有的放矢的進(jìn)如課中教學(xué)環(huán)節(jié)知識的講解。主要技術(shù)實現(xiàn)方式可以根據(jù)QQ群、微信群、教學(xué)論壇等。

課中教學(xué)環(huán)節(jié)板塊，教師根據(jù)收集學(xué)生的反饋資料利用不同的平臺（如騰訊會議、釘釘、超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺等）進(jìn)行知識梳理，直播和錄播課程內(nèi)容、在線答疑等，學(xué)生利用不同的教學(xué)平臺進(jìn)行線上學(xué)習(xí)，并在互動環(huán)節(jié)提出學(xué)習(xí)過程中遇到的問題。

課后測試板塊的技術(shù)實現(xiàn)方式可參考課前預(yù)習(xí)板塊，教師在課中教學(xué)環(huán)節(jié)結(jié)束時通過不用的平臺發(fā)布習(xí)題任務(wù)，建立刷題群，通過刷題環(huán)節(jié)，讓學(xué)生掌握本節(jié)所講授的課堂知識，學(xué)生通過登錄不同平臺，接收任務(wù)并完成老師布置任務(wù)、同時參與刷題任務(wù)。

3 多平臺教學(xué)方法應(yīng)用效果分析

該教學(xué)方式來自基于教學(xué)實踐過程中的總結(jié)，本文以《物聯(lián)網(wǎng)信息安全》課程為例進(jìn)行介紹。

3.1 教學(xué)設(shè)計

《物聯(lián)網(wǎng)信息安全》課程的教學(xué)目標(biāo)是通過各個教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握物聯(lián)網(wǎng)信息安全的主要概念和技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生診斷系統(tǒng)錯誤、分析系統(tǒng)安全隱患、防備系統(tǒng)遭受攻擊的能力。要求學(xué)生掌握物聯(lián)網(wǎng)信息安全的主要概念和技術(shù)，具備診斷系統(tǒng)錯誤、分析系統(tǒng)安全隱患、防備系統(tǒng)遭受攻擊的能力，掌握系統(tǒng)安全的基本知識，建立關(guān)于系統(tǒng)安全的憂患意識，具備根據(jù)系統(tǒng)配置和運行現(xiàn)象分析安全問題和策略的能力。教學(xué)方法方面，理論內(nèi)容采用直播、錄播和基于即時通信的網(wǎng)絡(luò)答疑方式，實踐項目采用錄播、結(jié)合遠(yuǎn)程協(xié)助的網(wǎng)絡(luò)答疑方式。教學(xué)的實施分為教學(xué)準(zhǔn)備、在線教學(xué)、課程考核三個階段，其中在線教學(xué)提供視頻、課件和參考資料。教學(xué)時間遵循學(xué)校課表時間。

3.2 教學(xué)實施

3.2.1 教學(xué)準(zhǔn)備

教學(xué)準(zhǔn)備包括理論教學(xué)準(zhǔn)備和實踐教學(xué)準(zhǔn)備兩個方面。在理論教學(xué)準(zhǔn)備方面，PPT課件以學(xué)時為單位，一般學(xué)力的學(xué)生 25分鐘能夠?qū)W習(xí)完畢，需要擴(kuò)展的內(nèi)容放入?yún)⒖假Y料，作業(yè)和章節(jié)測試的設(shè)計與平臺配置；錄播視頻的時間控制住25分鐘以內(nèi)。實踐教學(xué)準(zhǔn)備包括實驗任務(wù)書、指導(dǎo)書、實驗過程錄播、實驗軟硬件清單等。以上教學(xué)資源均在課前通過基于B/S的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和基于C/S的即時交流平臺向?qū)W生發(fā)布

3.2.2 在線教學(xué)

該階段主要包括基于人臉的在線考勤、基于騰訊會議、釘釘軟件的直播、基于所有平臺的在線答疑和遠(yuǎn)程協(xié)助?？紤]到學(xué)生上網(wǎng)條件的差異和可能的網(wǎng)絡(luò)通信異常，在線考勤的時間范圍適當(dāng)寬松。實踐內(nèi)容的答疑方面，對于需要“手把手”指導(dǎo)的學(xué)生，我們采用基于QQ、EV等多種即時通信平臺進(jìn)行遠(yuǎn)程協(xié)助式的指導(dǎo)。

3.2.3 課程考核

考核維度包括考勤、學(xué)習(xí)任務(wù)完成情況、作業(yè)和章節(jié)測試結(jié)果、實驗完成情況和在線考試成績。其中學(xué)習(xí)任務(wù)完成情況包括在B/S學(xué)習(xí)平臺上的學(xué)習(xí)完整性和過程連續(xù)性；在線考試過程采用了釘釘、騰訊會議平臺進(jìn)行基于人臉、身份證的視頻簽到和監(jiān)控，保障了考試成績的客觀性。

3.3 教學(xué)效果分析

基于新一代信息技術(shù)的多平臺線上教學(xué)方法為學(xué)生提供了多種可選平臺，保障了所有學(xué)生的學(xué)習(xí)條件；通過多臺環(huán)境和學(xué)習(xí)任務(wù)下達(dá)方式，兼顧了線下學(xué)習(xí)、實踐和線上學(xué)習(xí)，在很大程度上消除了“不見面”的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相對于實地教學(xué)的；面向多平臺教學(xué)方法的教學(xué)創(chuàng)新提高了學(xué)生的線上學(xué)習(xí)適應(yīng)性和學(xué)習(xí)積極性，表現(xiàn)為學(xué)生的線上、線下學(xué)習(xí)積極性貫穿于整個學(xué)期、學(xué)習(xí)任務(wù)的完成實時性和質(zhì)量不低于、甚至局部明顯超過現(xiàn)場教學(xué)，期末平均成績也比普通的線下教學(xué)模式提高了8.6個百分點，

4 結(jié)論

基于新一代信息技術(shù)的多平臺線上教學(xué)方法是建立在新一代信息技術(shù)普及的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺設(shè)計出來的一種滿足師生互動的一種教學(xué)方法，多平臺線上教學(xué)方法的構(gòu)思隨著本人教學(xué)應(yīng)用中不斷的完善和發(fā)展，最終形成了一套相對完善的教學(xué)體系，其較之于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式有以下幾種優(yōu)勢，（1）滿足了不同平臺的相互切換，可以讓學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)條件進(jìn)行選擇適合自己學(xué)習(xí)的軟件；（2）解決了學(xué)生接受教授知識的提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，也為教師在教學(xué)過程中實時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)以及學(xué)生在學(xué)習(xí)過程、刷題過程以及互動中遇到的難題和問題；（3）師生互動過程中，由于可以隨時切換不同的學(xué)習(xí)平臺，因此在一定意義上解決了單一的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式因服務(wù)器的不穩(wěn)定性出現(xiàn)的卡頓現(xiàn)象。總之，多平臺線上教學(xué)方法是一種具有開發(fā)價值的線上教學(xué)方法。