线上教学及线上指导毕业设计的实施和优势

孙微微，王金凤

（华南农业大学数学与信息学院，广州 510642)

0 引言

2020 年伊始，我国突发黑天鹅事件——新冠肺炎疫情。受疫情影响，所有大中小学的教学活动转为线上运行。从最初的忐忑怀疑，到变通适应，高效方便的线上教学方式已经赢得教师和学生的好评和欣然接受[1]。2020 年春季学期的教学任务是《操作系统》课程，如何保证线上教学效果不掉线，学生在家上学也能达到在校上学的效果呢？结合多年的线下教学经验，灵活使用线上教学手段，目前看来，达到了预期目的。

1 《操作系统》课程的线上教学方式

1.1 教学平台选择

《操作系统》课程的线上教学平台采用“QQ 群+智慧树慕课平台+腾讯课堂”的组合方式，各有各的用处，互为补充。

每年教学任务下达后，教师都会建立一个QQ 群，将教学班学生组织在一起。QQ 社交软件几乎每人都有并且日常在线，接受程度高，其在线上教学中的用处是可以上传分享电子版教材、PPT 课件、作业、实验指导书等文件，可以解答和讨论疑问，可以广播通知每位学生，征询学生意见或做简单调查时可以采用群投票群接龙等[2]。例如在学期开始前，通过群投票调查学生的电子设备和网络情况，结果显示：由于是计算机专业学生，人手一台笔记本电脑和一部手机，且随身携带回家，网络情况也普遍较好，具备线上教学的硬件基础。

得益于省级质量工程和校级质量工程的项目建设，华南农业大学数信学院操作系统课程组刚好在2019 年秋季学期完成了在智慧树平台上的慕课制作，所以线上教学的慕课平台首选智慧树。在制作慕课视频时，每章分5～8 个核心知识点，每个知识点制作一个10 分钟左右的视频。然而这些慕课只是课程的“骨干”内容，还需要大量的“肌肉”内容才能构成完整的《操作系统》课程知识体系，所以仅靠观看慕课视频是不能算作学习完或学懂《操作系统》的。大量的非核心内容和教师详细讲解还要依靠直播教学。除了慕课外，智慧树平台在作业、测验考试等方面提供了便捷独到的功能。

最常用的两个直播教学平台是钉钉和腾讯课堂。钉钉作为一个专用学习软件，学生平时应该不大会长期登录和在线，那么教师发在钉钉群的通知可能不会即时传达到每位学生，不过钉钉比腾讯课堂优势的是可以下课后马上生成回放视频和发布作业。由于已经建立了QQ 群，学生基本都会长期在线，同时考虑到全国中小学生都采用钉钉，为避免服务器负荷过重导致的卡顿，故采用腾讯课堂作为直播上课用的软件。腾讯课堂在下课后24 小时内生成课程视频，虽然慢一点，但还可以接受[3]。

在确定教学平台之后，教师先熟悉智慧树平台的翻转课堂、题库、作业、测验、学习进度跟踪等功能，然后再和学生用腾讯课堂试课，熟悉考勤、签到、举手上台发言、讨论等功能[4]。试课时间特意选在网络（应该）最拥堵的上午一二节课，意在检验所用网络的速度，结果显示腾讯课堂服务器的负载能力和网速普遍较好，仅少数学生反映偶有延迟。

1.2 线上授课过程的实施

线上直播授课主要采用腾讯课堂。每次上课前一两天，先在QQ 群中预告下次课要讲授的内容，要求学生先在智慧树平台上观看慕课视频作为预习，对要讲授的重点内容有初步的了解。上课前10 分钟，作为预备铃把腾讯课堂邀请码和链接发送到QQ 群中。

上课时间到，在腾讯课堂中“分享屏幕”开始上课，教师电脑上的PPT 演示、视频播放、代码运行等所有操作学生都即时可见。由于学生面对自己的电脑，看得清听得明，所以比传统教室上课时更能集中注意力，学习效果更佳。但是教师面对电脑屏幕讲课，缺少在传统教室时面对数十名学生的现场感，无法即时通过学生表情和提问了解学生对知识点的掌握程度。为防止教师“自言自语”以及增加师生互动，可以将腾讯课堂的“讨论框”置于最前，课上穿插小问题时学生抢答答案，有疑问时即时提出，教师看到后马上解答。这种方式反而比传统教室的互动能力更强，因为现在的学生在文字互动时很活跃，但在教室里面对老师时却“腼腆寡言”的现象较普遍，而且传统教室里提问时一般只有前排学生的回答能被教师听到并点评，线上则没有这个限制。

如果需要考勤是否学生迟到或旷课，可以在上课时随时“导出成员列表”，也可以设定90 秒的“签到”时间。下课后的“考勤记录”功能里，还可以看到学生进入退出的时刻、在线上课的时长、观看回放视频的时长等等。腾讯课堂提供的这些小功能比以往线下教学时节省了大量点名和签到时间，同时更加准确精细。

传统教室有一项独特的功能，就是可以板书推导算法过程。怎样在线上授课时将板书内容清晰明了地呈现出来呢？采用的方法是利用PPT 的动画功能，事先做好推导步骤，播放+讲解同步。例如以往在讲授“生产者-消费者问题”小节时，对于wait()和signal()操作实现进程互斥以及wait()操作顺序颠倒可能导致进程死锁等内容，总是要一步步板书推导并发进程伪代码的执行过程。线上授课时事先做好替代板书PPT，逐步播放并讲解流程，学生很快即可理解。

1.3 作业和随堂测验

作业和测验主要采用智慧树平台。传统线下教学时每章需要留作业，学生在做作业的过程中，复习和巩固本章知识，教师批改时可以掌握学生易错的知识点，点评时可重点讲解。线上教学无法上交纸质版作业，只能变通适应。开始时是让学生做完纸版作业之后，拍照上传给教师，后来发现这种方法数据量巨大且批改不方便。后来改在智慧树平台上建立“翻转课堂”，在“作业考试”栏目里留作业，并设置提交的截止时间。学生提交作业时可以直接键盘输入文字，如果是必须画图的解答，可以上传手画图的拍照图片，和线下教学时的作业模式差别不大。

华南农业大学要求每门课程必须进行至少两次的随堂测验，作为平时成绩的重要部分。线下教学时是采用纸质试卷的方式，线上教学的测验同样转移到智慧树平台。教师先设置题库，以判断题、选择题等客观题为宜。然后新建考试，从题库中抽取若干题，设置分值和开始结束时间。学生提交之后即时判分。智慧树会自动给出考试分析结果，包括分数分布、各题得分率等。那些得分率较低的题目就是最难理解或者易混淆的知识点，教师可以重点讲解。由于在智慧树上组卷很容易，所以将原定的每学期两次随堂测验，改成了测验六次，每两章一次测验，可以起到及时检验学习效果和督促学生学习的作用。预计在将来恢复线下正常教学之后，随堂测验仍然会采用在智慧树平台进行这种形式。

图1 测验的分数分布例子

图2 得分率最低的题目例子

1.4 督促学生学习

虽然计算机专业在华南农业大学属于高考分数最高的专业之一，学生的领悟能力、学习积极性、活跃程度普遍较好，但难免会有部分学生的学习主动性和自律性较差，需要教师的外界监督才能完成学习任务。线下教学时可以直观观察学生的听讲专注情况，通过点名、提问、作业、测验成绩等反馈来督促学生学习。线上教学师生隔空互动，除了尽量用风趣的语言和比喻把难理解的操作系统概念和原理讲解得通俗易懂、提高学生的学习兴趣之外，还可以采用以下督促手段：在授课时穿插小问题，然后随机点名，学生文字或语言回答；增加作业和课堂测验的次数，加大在平时成绩中的比重，迫使学生及时复习教学内容；在课程群中把一些共性问题公开讨论，勤奋好学的学生一般会活跃参与，以此带动其他学生的积极性；利用智慧树的学习进度统计功能督促学生学习。例如下面是在QQ 群中公布智慧树慕课的学习进度后台统计图（左图）、表扬了学习认真的同学并宣布奖惩措施，一周后再次统计的学习进度图（右图），二者对比明显。

图3 督促前后的学习进度统计图的对比例子

1.5 线上教学相比于传统线下教学的优势

相比于传统线下教学，线上教学有以下几个优势：

（1）打破时空限制，随时可以进行。特别是腾讯课堂等平台的课堂视频“回放”功能，不仅可以为网络不顺畅时不能在线听课的学生提供后备保障，而且可以让学生复习时对难点反复观看，也可以让教师把自己的讲课视频下载下来，自己观摩可以发现以前不自知的讲课习惯和缺点，有意识地加以改进。

（2）师生互动更容易。现在的学生在网上虚拟社会比在现实社会中活跃敢言，以前教室上课时教师有意互动，仅几个前排同学参与互动，效果不好。反而是现在线上教学时的QQ 群和讨论框中，没有面对面的社交压力，学生活泼很多。

（3）学习进度统计、测验成绩统计方便、直观。各种教学平台基本都有学习进度统计功能，便于教师掌握学生的学习情况。在线测验功能非常有用，特别是根据得分率准确判断学生对哪些知识点掌握比较薄弱，这是线下测验不能比拟的优点。

（4）以往学期经常遇到清明五四等等放假，导致不同教学班进度不一致，如果补课还要协调时间、教室、审批等问题。线上教学时也遇到清明放假问题，解决方法很简单，另外一个教学班上课时，被延误的教学班（该时间段刚好没课）跟着一起上即可，根本没有教室容量、不同校区通勤等限制。如果时间冲突就找该班无课时间段单独补课即可。

2 线上指导毕业设计

高校教师在春季学期除了课堂教学之外，还有一项重要任务——指导学生的毕业设计和毕业论文撰写。以往流程是：要求学生在毕业设计任务书下达后的两三个月内先设计开发毕业设计的程序系统；然后春季学期开学后的两周内，带笔记本电脑来教师办公室检查系统功能是否齐备、工作量是否达标等，修改补充合格后可以开始撰写毕业论文；毕业论文初稿交教师检查，提出修改意见，返回学生修改，再检查再修改，多轮修改后定稿；教师评阅毕业论文，同时学生准备毕业答辩；毕业答辩时分成答辩小组，其他教师提出问题和意见，学生回答并在答辩结束后根据意见修改毕业论文，最后提交终稿。

由于疫情影响不能返校，面对面的检查程序、汇报进度、修改论文等无法进行，只能转为线上。在确定所带毕业生之后，建立一个QQ 群，不仅方便群发通知和共享文件，而且便于线上检查程序。学生发起“分享屏幕”，即可和教师进行视频和音频交流，教师可以看到学生电脑上程序的运行。最大好处是随时可进行且节省通勤时间，避免了以前学生忙于春招考研考公实习、教师上课开会等时间冲突的矛盾，比以往流程效率高很多。修改毕业论文亦是如此，学生发来电子版初稿，教师直接在电子版上批注修改意见，学生修改后返回也易于看到修改是否达到教师要求。

毕业答辩是毕业设计最后一个环节，同样可以在线上通过视频会议等形式进行。每个答辩小组包含约20 个学生和5 位教师，同时登录视频会议平台。答辩学生“分享屏幕”即可演示其答辩PPT 或程序，教师利用发言功能即可提问。除了没有聚集在同一间教室，答辩过程、效果与以往没有太大区别。

3 结语

虽然线上教学是近期才开展的新教学形式，然而经过实践发现，线上教学打破了时间空间局限、学生可重复观看课堂视频、在线测验和作业更方便、统计学习进度更准确快捷，这些都是线下教学所不可比拟的优势[5]。如何进一步完善线上教学的课程教学方案、强化教学过程评价和学生学习效果评价，是仍在研究的内容。在恢复正常教学之后，如何弥合线下教学和线上教学的差异并将线上教学方法和线下课堂教学有机结合起来，各取所长，改进线上教学方法作为今后线上线下混合式教学的有益补充，也是一个值得探索的方向。