謝鑫，羅莉霞，陳敏

(湖南信息學(xué)院，計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，湖南，長沙 410151)

0 引言

2020年2月4日，教高廳[2020]2號文件倡議，各高校應(yīng)充分利用線上資源，積極開展線上授課和線上學(xué)習(xí)等活動(dòng)，保證疫情防控期間的教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)“停課不停教、停課不停學(xué)”[1]。

在過去20年里，我國教育基礎(chǔ)設(shè)施得到高質(zhì)量發(fā)展，在線教育規(guī)模逐年擴(kuò)大。2019年中國在線教育預(yù)計(jì)同比增長24.5%，在線教育用戶規(guī)模將達(dá)3.09億人，未來3年內(nèi)將保持18%～21%的市場規(guī)模增速。直播教學(xué)是實(shí)現(xiàn)在線教育的主要手段，能夠滿足學(xué)習(xí)者的個(gè)性化、自主化和泛在化的學(xué)習(xí)需求，對新時(shí)代學(xué)習(xí)者有著更強(qiáng)的吸引力和新鮮感。但對于習(xí)慣傳統(tǒng)課堂面授教學(xué)的教師群體，基于直播技術(shù)開展線上教學(xué)[2]，并建設(shè)高質(zhì)量線上課程，會(huì)存在一些教學(xué)理念、教學(xué)模式和教學(xué)方法的困惑。對于依賴傳統(tǒng)課堂聽課的學(xué)習(xí)者通過線上直播進(jìn)行學(xué)習(xí)，會(huì)存在一些學(xué)習(xí)理念、模式和方法的困難。一些研究者圍繞直播教學(xué)開展了一些研究，如O2O直播課堂教學(xué)模式[3]、在線直播課的混合式大學(xué)英語教學(xué)模式[4]，推動(dòng)了直播教學(xué)的發(fā)展[5]。

但從我國“網(wǎng)絡(luò)直播元年”至今，關(guān)于直播教學(xué)模式構(gòu)建和應(yīng)用的研究不多[6]。從如何構(gòu)建一套能滿足教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)和課程建設(shè)的有效直播教學(xué)模式的問題出發(fā)，本文基于教學(xué)相長和教學(xué)閉環(huán)的思想，結(jié)合線上直播教學(xué)的特點(diǎn)，構(gòu)建了一種雙閉環(huán)螺旋迭代的直播教學(xué)模式。該模式可守住合格教師通過硬課培養(yǎng)合格學(xué)生的底線，通過教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的雙閉環(huán)螺旋迭代，努力提高和突破優(yōu)秀教師通過“金課”培養(yǎng)優(yōu)秀學(xué)生的上界。

1 雙閉環(huán)螺旋迭代教學(xué)模式構(gòu)建

閉環(huán)概念源于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)，指將系統(tǒng)輸出量的測量值和期望值進(jìn)行比較，利用比較產(chǎn)生的偏差信號對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，使得輸出接近期望值。雙閉環(huán)概念來自其串級控制理論，在系統(tǒng)中采用2套檢測變送器和調(diào)節(jié)器，前一個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出作為后一個(gè)的設(shè)定，按照先后順序進(jìn)行串聯(lián)。

雙螺旋概念源于生物脫氧核糖核酸基本結(jié)構(gòu)，從其衍生出了技術(shù)進(jìn)步和應(yīng)用創(chuàng)新的雙螺旋，并有學(xué)者將該結(jié)構(gòu)遷移到教學(xué)模式創(chuàng)新研究之中，如項(xiàng)目實(shí)施型和創(chuàng)新型螺旋耦合結(jié)構(gòu)教學(xué)模式[7]，以學(xué)生為中心的“四步螺旋”教學(xué)模式[8]。

在雙閉環(huán)螺旋迭代的直播教學(xué)模式中，基于課前、課中和課后三個(gè)階段，構(gòu)建了直播備課、線上教學(xué)、作業(yè)布置、教學(xué)評價(jià)、教學(xué)反思和教學(xué)研究的教師教學(xué)閉環(huán)，以及課前預(yù)習(xí)、互動(dòng)參與、課后復(fù)習(xí)、課程評價(jià)和輸出應(yīng)用的學(xué)生學(xué)習(xí)閉環(huán)。通過引入教師能力金字塔模型以及學(xué)生認(rèn)知金字塔模型，構(gòu)建雙閉環(huán)螺旋迭代的直播教學(xué)模式，如圖1所示。

圖1 雙閉環(huán)螺旋迭代的直播教學(xué)模式

1.1 教師教學(xué)閉環(huán)構(gòu)建

直播前，備課是教師教學(xué)閉環(huán)的第一步，明確教學(xué)目標(biāo)為備課的首要環(huán)節(jié)。教學(xué)目標(biāo)分為課程整體目標(biāo)和單次直播教學(xué)目標(biāo)，而兩者又可以知識、能力和素質(zhì)三個(gè)維度進(jìn)行目標(biāo)的設(shè)計(jì)，從專業(yè)知識學(xué)習(xí)，到硬核能力培養(yǎng)，再到核心價(jià)值觀引導(dǎo)，逐層提升。設(shè)定教學(xué)目標(biāo)后，開始進(jìn)行直播前的需求分析，包括學(xué)情分析、授課大綱和內(nèi)容分析、學(xué)習(xí)需求分析。完成需求分析后，確認(rèn)授課大綱，打磨課程內(nèi)容，制作授課PPT，設(shè)計(jì)直播界面，調(diào)試直播設(shè)備，測試直播環(huán)境，演練直播流程，最后將PPT和直播鏈接下發(fā)給學(xué)生。

直播中，教師講授備課內(nèi)容，通過與學(xué)生進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng)和交流，打造群體學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)場域，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，并給學(xué)生布置課后思考和動(dòng)手作業(yè)。

直播課后，針對學(xué)生作業(yè)情況和課程的評價(jià)反饋，對直播教學(xué)設(shè)計(jì)和直播過程進(jìn)行復(fù)盤，發(fā)現(xiàn)存在的問題，思考解決方案，改進(jìn)教學(xué)方法，并對下次直播內(nèi)容和教學(xué)過程進(jìn)行重新調(diào)整和設(shè)計(jì)，完成教師教學(xué)閉環(huán)。

在教學(xué)閉環(huán)中，教師運(yùn)用PDCA循環(huán)理論對整個(gè)教學(xué)過程進(jìn)行質(zhì)量管理和控制，以保證線上直播授課質(zhì)量的不斷優(yōu)化。

1.2 學(xué)生學(xué)習(xí)閉環(huán)的構(gòu)建

直播課前，預(yù)習(xí)是學(xué)生學(xué)習(xí)閉環(huán)的第一步，也是確保學(xué)生學(xué)習(xí)直播課效果的起點(diǎn)。學(xué)生可主動(dòng)或在教師的引導(dǎo)和督促下對課程內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，以保證在每次聽課前，對內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)做到心中有數(shù)。

直播課中，學(xué)生需主動(dòng)參與教師所構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)直播間群體學(xué)習(xí)場，通過打卡、留言、連麥、提問等多種方式與教師進(jìn)行積極互動(dòng)，形成良好的網(wǎng)絡(luò)群體學(xué)習(xí)氛圍。同時(shí)，學(xué)生可以將直播中的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容、引發(fā)思考的問題、感受等記錄下來。

直播課后，學(xué)生完成教師布置的任務(wù)，對教師授課進(jìn)行反饋和評價(jià)，并進(jìn)行知識輸出和應(yīng)用，然后開始下一次直播課內(nèi)容的預(yù)習(xí)，完成學(xué)生的學(xué)習(xí)閉環(huán)。

在學(xué)習(xí)閉環(huán)中，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，基于PDCA循環(huán)理論對整個(gè)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行質(zhì)量管理和控制，保證學(xué)習(xí)效果的不斷提升。

1.3 雙閉環(huán)螺旋迭代

通過直播備課、課前預(yù)習(xí)和課程教學(xué)評價(jià)的相關(guān)環(huán)節(jié)，建立教師教學(xué)閉環(huán)和學(xué)生學(xué)習(xí)閉環(huán)之間的聯(lián)系，完成雙閉環(huán)的構(gòu)建?；谥R傳播、能力培養(yǎng)和價(jià)值塑造的教師能力金字塔，以及記憶、理解、應(yīng)用、分析、評價(jià)和創(chuàng)造的學(xué)生認(rèn)知金字塔，通過多次PDCA循環(huán)對教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)雙閉環(huán)進(jìn)行螺旋迭代，控制其每次迭代的質(zhì)量，在保證課程質(zhì)量底線的前提下，努力突破課程質(zhì)量上界。

2 網(wǎng)絡(luò)直播應(yīng)用案例分析

2.1 模式應(yīng)用

為驗(yàn)證基于雙閉環(huán)螺旋迭代的直播教學(xué)模型，作者在2020年3月3日到2020年4月7日之間，采用每周2次2課時(shí)(100 min)小鵝通直播教學(xué)平臺，面向2019級軟件工程、物聯(lián)網(wǎng)工程和網(wǎng)絡(luò)工程本科專業(yè)12個(gè)行政班共657人的“離散數(shù)學(xué)”直播課進(jìn)行了該模型驗(yàn)證，采用該模式對“離散數(shù)學(xué)”直播課程進(jìn)行了3次設(shè)計(jì)和2輪迭代。

2.2 模式效果和分析

對11次直播課數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，每次直播課平均聽課人數(shù)為666人，平均觀看時(shí)長為1小時(shí)58分15秒，具體如圖2所示。第1次直播聽課人數(shù)745人，覆蓋了12個(gè)行政班級、學(xué)校部分教師和其他學(xué)習(xí)者。從第5次直播開始，觀看直播人數(shù)穩(wěn)定在650人左右。經(jīng)過分析得到，學(xué)生會(huì)提前15分鐘進(jìn)入直播間，并在直播結(jié)束后在直播區(qū)進(jìn)行短暫的互動(dòng)和停留。另外調(diào)查了解到，少數(shù)學(xué)生由于網(wǎng)絡(luò)原因，沒有觀看直播。

圖2 直播課概況

在經(jīng)過第一輪迭代和第二輪迭代后，利用問卷星對657名學(xué)生進(jìn)行了2次調(diào)查，分別收到有效問卷反饋647份和564份，具體統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表1、表2所示。從表1可以看出，經(jīng)過第一輪迭代后，直播畫面的清晰度和美感度有大幅提升，有利于提升直播學(xué)習(xí)體驗(yàn)，課程講授速度和難度符合大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)要求。

表1 第一輪直播課調(diào)查

表2 第二輪直播課調(diào)查

從表2可以看出，經(jīng)過第二輪迭代后，直播畫面的美感度依舊有提升，可進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的直播學(xué)習(xí)體驗(yàn)。另外，隨著課程內(nèi)容的不斷深入，課程節(jié)奏依舊符合絕大多數(shù)學(xué)生的要求，但是對于偏抽象和理論的“離散數(shù)學(xué)”課程，認(rèn)為課程內(nèi)容偏難的學(xué)生比例有小幅度提升，學(xué)生對于直播課程評價(jià)5星占比33.51%，4星占比50%，符合大部分學(xué)生對于直播授課質(zhì)量的預(yù)期。

對647份和564份有效問卷進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，分析學(xué)生對于課程內(nèi)容學(xué)習(xí)的認(rèn)知情況，如圖3所示，縱坐標(biāo)為人數(shù)比例，橫坐標(biāo)為認(rèn)知層次。經(jīng)過第一輪和第二輪迭代后，對于課程內(nèi)容的知識掌握情況是：記憶層次人數(shù)為421和165，理解層次人數(shù)為162和248，應(yīng)用層次人數(shù)為67和86，分析層次人數(shù)為5和57，評價(jià)層次人數(shù)為2和8人，記憶層次人數(shù)比率下降34.82%，理解、應(yīng)用、分析和評價(jià)層次人數(shù)比率分別上升19.31%、5.05%、9.35%、1.11%，而創(chuàng)造層次的人前后都為0。分析結(jié)果說明經(jīng)過兩輪迭代，學(xué)生的學(xué)習(xí)層次有一定提升，但高階思維層次的學(xué)習(xí)認(rèn)知依舊偏低。因此隨著課程的深入開展，依然需要進(jìn)一步對學(xué)生的學(xué)習(xí)閉環(huán)進(jìn)行優(yōu)化。

圖3 學(xué)生課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)認(rèn)知

在第一輪迭代前、第二輪迭代前和第二輪迭代后，對12個(gè)行政班級中3個(gè)班的作業(yè)完成情況進(jìn)行抽樣調(diào)查，以A、B、C三等對作業(yè)質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)，具體統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表3所示。從表3可知，學(xué)生提交作業(yè)的情況有改善，且作業(yè)質(zhì)量基本符合正態(tài)分布。

表3 學(xué)生作業(yè)完成情況

另外，第一輪迭代前、第二輪迭代前以及第二輪迭代后，3次直播課的討論互動(dòng)次數(shù)如圖4所示。從圖4可看出，經(jīng)過教學(xué)模式的迭代，群體討論氛圍得到了較好的提升。

圖4 直播互動(dòng)討論

基于以上調(diào)查數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，得出如下結(jié)論。

(1) “離散數(shù)學(xué)”課程內(nèi)容相對抽象，教師可通過例題讓學(xué)生理解概念、定義和定理。直播過程中，對于例題的講解需適當(dāng)放慢節(jié)奏，以便學(xué)生思考和進(jìn)行理解。另外，對于講解內(nèi)容的寬度和深度、公式的推導(dǎo)和證明，以及互動(dòng)的頻率，可以基于雙閉環(huán)螺旋迭代模式進(jìn)行多次迭代，促使學(xué)生掌握課程大綱中所涉及的基本知識點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手編程能力，引導(dǎo)學(xué)生思維從低階向高階躍遷，并塑造正確的價(jià)值觀，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

(2) “離散數(shù)學(xué)”課程偏基礎(chǔ)數(shù)學(xué)理論，相對抽象和枯燥，對教師在網(wǎng)絡(luò)直播課堂中的互動(dòng)、交流、表達(dá)和幽默等教學(xué)素質(zhì)提出了更高的要求。同時(shí)，直播教學(xué)也考驗(yàn)教師在教學(xué)過程中，應(yīng)對各種突發(fā)狀況的能力和心理素質(zhì)。教師自身經(jīng)驗(yàn)、素質(zhì)和能力可通過雙閉環(huán)螺旋迭代教學(xué)模式進(jìn)行不斷提升。

(3) “離散數(shù)學(xué)”課程設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)、課程內(nèi)容的質(zhì)量、PPT的美感度、直播平臺的穩(wěn)定性、直播界面的布局和色彩光線等要素也需要多次迭代，以增強(qiáng)學(xué)生的直播學(xué)習(xí)體驗(yàn)，滿足個(gè)性化、品質(zhì)化的學(xué)習(xí)需求。通過對各要素不斷進(jìn)行優(yōu)化，從而打造和建設(shè)高質(zhì)量的線上課程。

另外，直播平臺需要具備回放功能，或需授課教師對直播進(jìn)行全程錄屏，以解決部分學(xué)生由于網(wǎng)絡(luò)或其他突發(fā)狀況而無法觀看直播的問題。

3 總結(jié)

本研究基于教學(xué)相長思想、PDCA、布魯姆認(rèn)知和群體學(xué)習(xí)理論，結(jié)合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的閉環(huán)和生物學(xué)的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，提出了一種雙閉環(huán)螺旋迭代的直播教學(xué)模式，并通過“離散數(shù)學(xué)”網(wǎng)絡(luò)直播課對該直播模式的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。本研究認(rèn)為，該模式能夠有效促進(jìn)教師能力、學(xué)生認(rèn)知以及課程質(zhì)量“三位一體”的不斷提升，并保證網(wǎng)絡(luò)直播線上課在首先成為合格硬課的前提下，不斷向著高階性，創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性的金課上界去提升和突破。