彭 丹 解 鋒 朱善林

(海軍工程大學(xué) 電子工程學(xué)院， 武漢 430033)

2020年初，突如其來的新冠疫情使高等教育與完全線上教學(xué)的接軌提前來到，教育部下發(fā)的《關(guān)于在疫情防控期間做好普通高等學(xué)校在線教學(xué)組織與管理工作的指導(dǎo)意見》指出要保證疫情防控期間在線教學(xué)的教學(xué)進度和教學(xué)質(zhì)量?！半娮蛹夹g(shù)基礎(chǔ)”是電子信息類專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課，是人才培養(yǎng)體系中介于公共基礎(chǔ)課和專業(yè)技術(shù)課之間的重要環(huán)節(jié)，是學(xué)生在本科學(xué)習(xí)期間從傳統(tǒng)的理論分析思維模式轉(zhuǎn)向工程化應(yīng)用思維模式的重要節(jié)點[1-3]。在以理工科為主的軍隊院校，這類課程對于打牢學(xué)生的信息技術(shù)基礎(chǔ)、強化信息化作戰(zhàn)思維、提高學(xué)生綜合能力素質(zhì)具有重大的理論和實踐意義。如何在確?！半娮蛹夹g(shù)基礎(chǔ)”課程線上教學(xué)質(zhì)量的同時聚焦學(xué)生信息化綜合素質(zhì)的培養(yǎng)是軍隊院校所面臨的一項前所未有的挑戰(zhàn)。

1 線上教學(xué)前的準(zhǔn)備工作

1.1 選擇線上教學(xué)工具

為保證線上教學(xué)質(zhì)量，首先要選擇合適的線上教學(xué)工具，線上教學(xué)工具的選取要遵循以下幾個原則：①兼具直播工具和教學(xué)管理工具；②提供教師與學(xué)生以及學(xué)生與學(xué)生之間的多維互動渠道；③記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，方便對學(xué)生進行過程性評價。

騰訊公司的騰訊極速課堂能容納一萬人的在線直播且具有簡便而暢通的即時交互功能，教師可以獲得學(xué)生學(xué)習(xí)效果的及時反饋，最重要的是所有的直播課堂都可以進行回放，方便學(xué)生課下復(fù)習(xí)參考。

“雨課堂”是清華大學(xué)與學(xué)堂在線共同研發(fā)的智慧教學(xué)工具，它通過微信將師生之間的終端連接起來，以便進行數(shù)據(jù)采集與分析[4]。課前，通過“雨課堂”可以發(fā)布課前預(yù)習(xí)課件及課前小測，課中，它具有簽到、彈幕、投稿、隨機點名、小組任務(wù)等豐富的互動功能，課后又可以通過討論區(qū)進行深層互動并發(fā)布測試題。“雨課堂”可以將教學(xué)的每個環(huán)節(jié)都銜接起來呈現(xiàn)教學(xué)過程的全周期，最重要的是學(xué)生所有的學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)都會被記錄下來，方便對學(xué)生進行科學(xué)而高效的過程性評價和定量評價。

騰訊極速課堂和“雨課堂”的結(jié)合構(gòu)成了全方位的空中課堂，為線上教學(xué)的順利開展提供了有利保障。

1.2 設(shè)計線上教學(xué)方案

國內(nèi)高等教育，尤其是工程專業(yè)的高等教育正在全面積極參與到“國際工程教育專業(yè)認(rèn)證”這一體系中，從形式到內(nèi)容全面與國際高等教育接軌，落實該項認(rèn)證體系中的三個核心理念：即“產(chǎn)出導(dǎo)向的教育體系設(shè)計”“以學(xué)生為中心的教學(xué)安排”“持續(xù)改進的質(zhì)量保證體系”，其中以學(xué)生為中心，評價的核心應(yīng)該是 “學(xué)生表現(xiàn)”，即對學(xué)生是否獲取了相應(yīng)的知識能力素質(zhì)進行評價，而且是“全體”學(xué)生，將學(xué)生作為教學(xué)工作的出發(fā)點與歸宿點[5-6]。為了保證線上教學(xué)與線下課堂教學(xué)質(zhì)量的實質(zhì)等效，線上教學(xué)方案仍然要以學(xué)生為中心來進行設(shè)計，滿足學(xué)的需求，保障習(xí)的過程，使學(xué)習(xí)過程有趣、有收獲同時也有分?jǐn)?shù)。

1)教學(xué)框架設(shè)計

線上教學(xué)基于“以學(xué)生為中心的”設(shè)計理念，以培養(yǎng)信息化綜合素質(zhì)人才為導(dǎo)向，在貫穿課前、課中、課后的全學(xué)習(xí)周期中為學(xué)生創(chuàng)建真正高度參與性的學(xué)習(xí)體驗。如圖1所示，課前學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)以任務(wù)驅(qū)動和問題引導(dǎo)為主，同時構(gòu)建有趣而有競爭性的學(xué)習(xí)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和內(nèi)在學(xué)習(xí)動機，引導(dǎo)學(xué)生展開自主學(xué)習(xí)并產(chǎn)生一定程度的知識訴求和知識困惑；課堂學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)解決課前所產(chǎn)生的知識訴求和知識困惑，幫助學(xué)生構(gòu)建正確而完整的知識體系，并通過豐富的不同層次的師生互動、生生互動引發(fā)學(xué)生更深層次的思考，同時為學(xué)生活潑、多元、個性化的表達(dá)以及競爭學(xué)習(xí)提供場所；課后學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)通過任務(wù)驅(qū)動和興趣引導(dǎo)延展和深化所學(xué)內(nèi)容，引發(fā)學(xué)生的拓展性思考、批判性思考，協(xié)助學(xué)生完成知識的內(nèi)化。

圖1 以學(xué)生為中心的教學(xué)框架設(shè)計

2)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

教學(xué)團隊依托中國大學(xué)慕課平臺的優(yōu)質(zhì)慕課資源建立了SPOC，按照布魯姆認(rèn)知模型對教學(xué)內(nèi)容進行了分割和加減，把記憶性和易于理解的內(nèi)容留給學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)完成，課堂講授適合培養(yǎng)學(xué)生分析、評價、應(yīng)用能力的內(nèi)容，易于學(xué)生拓展學(xué)習(xí)及升華的內(nèi)容分配到課后。以半導(dǎo)體二極管為例，如表1所示，主要內(nèi)容包含6個部分：①二極管的工作原理，②二極管的結(jié)構(gòu)符號，③二極管的伏安特性曲線，④二極管的主要參數(shù)，⑤二極管的模型及應(yīng)用，⑥特殊二極管。半導(dǎo)體二極管是“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程中所要學(xué)習(xí)的第一個半導(dǎo)體器件，教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握器件功能及應(yīng)用并建立工程思維的概念，其中：①二極管的工作原理主要是半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識以及二極管的內(nèi)部工作原理，這一部分內(nèi)容易于理解要求記憶，可從課堂上分割出來讓學(xué)生課前自學(xué)完成，②二極管的結(jié)構(gòu)對器件的具體應(yīng)用支撐不大也不影響對器件的理解所以減掉，③二極管的伏安特性曲線簡化講解重點在于了解器件的非線性特性引出工程思維，④二極管的主要參數(shù)和⑤二極管的模型及應(yīng)用是指導(dǎo)工程實踐的基礎(chǔ)，同時有助于培養(yǎng)學(xué)生的工程思維，所以課堂上重點講解，而⑥特殊二極管有助于學(xué)生了解更多不同種類的二極管以及二極管的不同應(yīng)用，所以作為課后延伸學(xué)習(xí)材料。

表1 二極管教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

2 以學(xué)生為中心的線上教學(xué)組織實施

“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程在以“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念指導(dǎo)下，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點、學(xué)習(xí)需求組織線上教學(xué)，利用信息化教學(xué)工具在貫穿課前、課中、課后的全學(xué)習(xí)周期中為學(xué)生創(chuàng)建真正高度參與性的學(xué)習(xí)體驗，如圖2所示。

圖2 以學(xué)生為中心的線上教學(xué)組織實施

2.1 構(gòu)建學(xué)習(xí)情境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

課前學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)以任務(wù)驅(qū)動和問題引導(dǎo)為主，同時構(gòu)建有趣而有競爭性的學(xué)習(xí)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和內(nèi)在學(xué)習(xí)動機，引導(dǎo)學(xué)生展開自主學(xué)習(xí)并產(chǎn)生一定程度的知識訴求和知識困惑。為了促進學(xué)生自主、高效的課前自主學(xué)習(xí)，在每周學(xué)習(xí)開始之前通過雨課堂推送包含學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)任務(wù)的預(yù)習(xí)課件，學(xué)習(xí)目標(biāo)具體列出每一節(jié)的知識點及掌握要求，學(xué)習(xí)任務(wù)以魚骨圖(如圖3所示)的形式列出方便學(xué)生記憶，以任務(wù)作為驅(qū)動明確學(xué)習(xí)要求、量化學(xué)習(xí)行為；預(yù)習(xí)課件里面還包含自學(xué)視頻資源以及前測題，前測題難度適中并設(shè)置截止時間作為對學(xué)生課前學(xué)習(xí)情況的檢測。雨課堂會記錄學(xué)生的課前學(xué)習(xí)行為和答題狀況形成詳細(xì)的預(yù)習(xí)數(shù)據(jù)方便教師掌握學(xué)生的課前自學(xué)情況，教師可以根據(jù)雨課堂提供的數(shù)據(jù)對課堂內(nèi)容進行及時而科學(xué)的調(diào)整。

除了定量的學(xué)習(xí)任務(wù)外，在自學(xué)過程中也為學(xué)生創(chuàng)設(shè)有趣而有競爭性的學(xué)習(xí)情境。每周通過QQ群舉行一次知識搶答，構(gòu)建競爭性學(xué)習(xí)環(huán)境，搶答題目以記憶理解型內(nèi)容為主，最先給出正確答案的前三名作為勝者，競爭性學(xué)習(xí)使學(xué)生在完成知識輸出的同時也兼具趣味性，交互的過程會帶來一些看似混亂的場景，有時候搶答錯誤的學(xué)生會在群里展開討論，而適度的混亂會提高學(xué)生的思維活躍程度，更能激發(fā)學(xué)生的知識訴求和學(xué)習(xí)興趣。

圖3 學(xué)習(xí)任務(wù)導(dǎo)圖

2.2 構(gòu)建知識體系，豐富多維互動

課堂學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)解決課前所產(chǎn)生的知識訴求和知識困惑，幫助學(xué)生構(gòu)建正確而完整的知識體系，并通過豐富的不同層次的師生互動、生生互動引發(fā)學(xué)生更深層次的思考，同時為學(xué)生活潑、多元、個性化的表達(dá)以及競爭學(xué)習(xí)提供場所。經(jīng)過課前學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，學(xué)生進入課堂的時候已經(jīng)帶著一定的知識訴求和知識困惑，教師通過雨課堂的預(yù)習(xí)數(shù)據(jù)也了解了學(xué)生的困惑點，那么課堂學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)首先可以針對學(xué)生的知識薄弱點進行講解，特別是錯誤率高的前測題能很快引發(fā)學(xué)生思考。由于線上視頻知識呈現(xiàn)碎片化，課堂講授過程中要幫助學(xué)生梳理知識點之間的內(nèi)在聯(lián)系，建立完整而正確的知識體系。

線上課堂由于缺少了現(xiàn)場凝聚力，需要增設(shè)更多的課堂交互來保證學(xué)習(xí)效果。為了保持課堂熱度吸引學(xué)生注意力，在授課過程中可以大量使用雨課堂的彈幕、隨機點名、限時練習(xí)等淺層互動工具，特別是針對重要知識點設(shè)置的限時練習(xí)，教師可以得到及時的學(xué)習(xí)效果反饋，學(xué)生可以實時地檢驗自己的學(xué)習(xí)成效同時還能了解其他同學(xué)的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，對于大多數(shù)學(xué)生而言，實時了解同伴的學(xué)習(xí)成效對其所造成的刺激，要遠(yuǎn)大于教師直接把問題的正確答案講出來[7]；同時也要設(shè)置合適的深層互動來引發(fā)學(xué)生對某些問題的深入思考，例如在靜態(tài)工作點的穩(wěn)定問題這一節(jié)，首先布置小組任務(wù)，讓學(xué)生討論基本共射放大電路靜態(tài)工作點不穩(wěn)定的原因，在經(jīng)過深入討論和思考后，再引導(dǎo)學(xué)生逐步設(shè)計出能夠穩(wěn)定靜態(tài)工作點的分壓式偏置放大電路，并通過實驗視頻讓學(xué)生實際感受電路功能，加深對電路的理解，而深層互動不止于課堂，還可以延伸到課外，比如提問有沒有其它穩(wěn)定靜態(tài)工作點的方法留給學(xué)生課下去思考。合理地設(shè)置淺層和深層互動，增強課堂學(xué)習(xí)的參與感和趣味性，同時也為學(xué)生活潑、多元、個性化的表達(dá)提供渠道。

2.3 促進知識內(nèi)化，拓展學(xué)習(xí)外延

課后學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)通過任務(wù)驅(qū)動和興趣引導(dǎo)延展和深化所學(xué)內(nèi)容，引發(fā)學(xué)生的拓展性思考、批判性思考，協(xié)助學(xué)生完成知識的內(nèi)化。課后學(xué)習(xí)任務(wù)應(yīng)從知識、能力、素質(zhì)不同維度對學(xué)生進行鍛煉。雨課堂測試題和SPOC課后作業(yè)幫助學(xué)生鞏固和深化所學(xué)知識內(nèi)容；典型電路的仿真實驗培養(yǎng)學(xué)生的知識運用能力和動手實踐能力；SPOC課后作業(yè)要求學(xué)生互評，一方面這種重復(fù)會鞏固和加深所學(xué)內(nèi)容，另一方面互評過程中的差異性答案會引發(fā)學(xué)生的批判性、拓展性思考；討論區(qū)可以開展對知識點的延展性討論分析，促進學(xué)生的自主拓展學(xué)習(xí)，同時鼓勵學(xué)生將學(xué)習(xí)過程中的知識困惑點留存于討論區(qū)，鼓勵同伴來幫助解答；思維導(dǎo)圖有助于學(xué)生完成知識的整理內(nèi)化。

3 線上教學(xué)的考核評價

國務(wù)院下發(fā)的《深化新時代教育評價改革總體方案》中指出：“堅持科學(xué)有效，改進結(jié)果評價，強化過程評價，探索增值評價，健全綜合評價，重發(fā)應(yīng)用信息技術(shù)，提高教育評價的科學(xué)性、專業(yè)性、客觀性”?！半娮蛹夹g(shù)基礎(chǔ)”課程線上教學(xué)以智慧教學(xué)工具為依托，建立了多元的考核評價機制，包括過程性考核和終結(jié)性考核。過程性考核包括知識搶答、課堂表現(xiàn)、SPOC作業(yè)、隨機測試、思維導(dǎo)圖、仿真實驗，涵蓋了學(xué)生課前、課中、課后整個學(xué)習(xí)周期，從知識獲取、學(xué)習(xí)態(tài)度、表達(dá)能力、團隊協(xié)作能力、動手實踐能力等多個角度反映了學(xué)生的整體素質(zhì)，過程性考核成績占總成績的65%，終結(jié)性考核占總成績的35%。智慧教學(xué)工具實現(xiàn)了對學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的全景監(jiān)測，使考核評價更具高效性和科學(xué)性。

“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程共有8個平行班，終結(jié)性考核采用線下閉卷形式，考核題型為分析計算題，為對比分析線上教學(xué)效果，將本班次與其它平行班終結(jié)性考核成績進行對比，本班次終結(jié)性考核平均成績?yōu)?5.6分，全年級平均成績?yōu)?3.5分，說明以任務(wù)驅(qū)動和問題引導(dǎo)為主、多層次互動的“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程線上教學(xué)效果較好。

4 結(jié)語

特殊時期的“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程線上教學(xué)圍繞以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，從教學(xué)方法、考核評價、人才培養(yǎng)方面進行了探索實踐，在實施過程中多角度測試課堂教學(xué)效果，獲取實時反饋，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，促進課堂教學(xué)質(zhì)量的持續(xù)改進。