工科基础课线上线下融合教学研究与实践——以电路原理课程为例

李晓歌， 李 骞

(河南牧业经济学院 能源与智能工程学院，河南 郑州 450008)

0 引言

在教育信息化迅猛发展的今天，对优质教学资源实现共享，在课堂教学中充分利用智慧教学工具，使用多样化的教学手段，已经是对教师教学的必备要求，也是高校教学改革的重点方向之一[1]。在线下教学时，通过合理融入线上教学的优势，把线上和线下教学的优点尽可能多地发挥出来，把课堂教学进行得更加生动、高效。在无法进行线下教学，只能进行线上授课时，通过让学生进行无缝转换，快速适应线上教学，并且合理设置教学环节，最大限度保证教学效果。本文结合具有代表性的课程，对上述问题进行研究和探索。

电类课程是很多工科专业的专业基础课，具有工科专业基础课较为普遍的理论抽象、较难理解，实践性强、实验比例较大等特点[2]。本文结合电路原理课程探索线上线下的教学规律，对工科类基础课的教学具有较为普遍的借鉴意义。

1 线下教学中高效融入线上资源

1.1 线下教学的优缺点

线下教学的优势非常明显，对于学生来说，有学习的环境和气氛，干扰因素少，更容易快速专起心来投入学习。对于老师，对学生的听课情况可以进行实时的观察，有针对性地及时调整，和学生面对面的互动更加高效。传统线下教学的缺点主要有：预习和复习阶段对学生的把控效果有限。课堂教学阶段，线下教学多是以老师讲授为主，形式较为单一，长时间的课堂教学会让学生产生疲劳感，注意力不能长期集中，影响教学效果。在线下教学中合理利用智慧教学工具，在课堂中融入丰富多样的线上资源，能很好改善这个问题，提高教学效果，主要可以通过以下途径。

1.2 充分利用精品在线课程资源

目前我国有非常丰富的在线精品课程资源。从2013年国家教育部开始推动在线精品课程建设，以慕课为主要形式的精品课程建设迅猛发展。目前我国的慕课数量与学习规模已位居世界第一，上线课程三万多门。几乎每门课都能找到对应的线上精品课程资源[3]。目前知名度较高，适合高等教育的慕课网站有:中国大学慕课、学堂在线、爱课程、好大学在线、慕课中国等[4]。以电路原理课程为例，仅中国大学慕课上，国家级精品课程就有一百多个，来源涵盖了各种层次的院校。这些课程讲解风格各异，都有各自独特的魅力，不仅对学生学习是一种很好的参考，教师也可以通过这些课程，参考其他老师的课程设计和教学经验。推荐学生从这些课程中挑出一到两个，在预习和复习阶段作为辅助，尤其在遇到课程的难点时，从这些慕课中学习不同老师的不同思路，往往能高效地解决问题。在近几年的教学中，推荐学生以学堂在线平台于歆杰老师主讲的电路原理课程为主要参考，学生反映获益匪浅。

除了国内的精品课程，也可以给学生推荐一些国际知名大学的优秀在线课程，帮助学生开阔视野。比如网易公开课中就提供了大量国际知名大学的在线课程。在电路原理教学推荐的几个视频中，麻省理工学院ANANT AGARWAL教授的电路和电子学，是最受学生欢迎的一门课程。

1.3 灵活利用智慧教学工具

在线下授课中灵活利用智慧教学工具提供的教学互动功能，可以有效调动课堂气氛，增加学生参与度，同时可以更精准地把握学生的听课情况。常见的智慧教学工具有雨课堂、微助教、课堂派、班级优化大师等[5]。不同的智慧教学工具提供的互动功能比较类似，根据偏重的应用场景不同会稍有不同。其中前三种比较适合大学教学。以雨课堂为例，在课前可以对学生发送公告、PPT(PowerPoint)、链接，供学生预习。课后可以发送作业。在课中有很多丰富实用的互动功能。常用的功能有：

1)随堂测试：在讲过一个知识点后向学生发布随堂测试，限时完成。教师端可以在测试后立即看到每道题学生整体的答题情况，每个学生的作答情况，学生在学生端也可以看到自己是否做对，有多少人做对。以此把握学生对知识点的掌握情况。

2)弹幕+词云：对于老师提出的问题，学生可以发弹幕讨论，并且可以根据这些弹幕生成词云，出现频率越高、共识性越高的讨论，会以越醒目的方式显示。实现快速的互动和知识众筹。

3)点不懂：学生在手机端可以对PPT不懂的页点击“不懂”，教师端可以用这些数据实时掌握学生听课时难点所在。

4)随机点名：可以用摇号的方式随机挑选同学提问。

丰富的互动会督促学生注意力更加集中。一方面这些互动生动、有趣，可以活跃气氛，另一方面得到的互动中数据可以帮助老师随时把握学生的听课情况和对所讲知识的接受情况。这是都是传统的线下教学不能做到的。

1.4 高效利用课程管理平台

早期课程管理平台一般用于上传教学资料、布置作业、保存课程考核相关数据等。随着线上课程越来越多的开展，目前很多软件都兼具课程管理、在线直播教学、教学互动的功能[6]。目前高校用的最多的课程管理平台是超星推出的学习通，前面提到的雨课堂、课堂派等也具有类似功能。以学习通为例，可以在课前给学生上传资料，布置预习。课后可发布作业，作业在线批改、加批注批语和线下一样方便，同时线上作业更方便学生保存、复习。可以发布讨论，让学生跟帖参与。学生的考勤、作业、任务点完成、章节测验、课堂活动参与等情况，都有详细的数据记录，可以根据需要生成平常成绩。利用课程管理平台可以精准把握学生课下的学习情况，更方便地收集、管理和利用教学过程中的各种数据，使得线下教学和学生的课下沟通更方便、高效。

2 线上教学设计关键点

2.1 线上教学优缺点

线上教学最大的优点就是不受时间和空间的限制。这个优点也让人们在网络上享受到了很多优质的教学资源，更好实现了教育的个性化和公平性。线上教学缺点也是很明显的，对于老师来说，不容易把握学生实时的听课情况，难以对学生进行有效的管控。对学生来说，缺乏学习氛围，长时间面对电脑屏幕，容易产生疲劳感，注意力难以长时间集中[7]。

针对线上教学的不足，教师对课程的教学设计需要有明显的特点来克服这些不足。相对于线下教学，这些特点可以归结为碎、动、减。碎，是指要把原来一节课的时间打碎进行授课[8]。线上授课让学生面对电脑集中注意力50 min左右的时间是比较难的，把要讲授的内容缩减或拆分，每次30 min左右的时间，并且形式要多样化、有吸引力；动，是指在授课过程中，为了抓住学生的注意力，要采用比课堂授课更丰厚的互动手段；减，如果有效地做到碎和动，势必要适当缩减在课堂上讲授的内容，因此需要采取更有效的措施，确保学生在课外能进行更多的有效学习，取得可衡量的学习成效。因此，线上教学有以下关键点。

2.2 创新线上教学形式

在线上课中采用新颖、多样的教学形式，能有效提高学生的注意力，延长注意力集中时间。精选慕课学习片段、生动的动画或视频，作为老师讲课部分内容的代替穿插进课堂，会大大提高课堂的趣味性。对于一些比较抽象的理论，可以辅助相应的实验讲解。可以用仿真软件实现仿真实验，也可以自己录制或者在网络上找相应的实验视频。以电路原理课程为例，很多国际名校的公开课中，教室同时也是实验设施完备的实验场所，很多知识点都是伴随实验讲解的。穿插实验一方面可以帮助学生理解理论内容，另一方面也在一定程度上缓解不能实操做实验的问题[9-10]。

2.3 多渠道加强互动

互动是抓住学生注意力的有效方式，线上教学要比线下教学设计更多的互动。在内容方面，可以提出更多问题，插入课堂练习。在手段方面，线下教学中用到的教学互动工具的功能，在线上教学中能有更好的用武之地，并且经过线下教学的使用，学生会完全没有陌生感，很快上手。除了互动功能，很多直播软件都有专门适合线上使用的互动功能。比如直播教学时教师经常使用的连麦功能，可以方便实现对学生一对一的提问、交流；再比如现在腾讯会议、雨课堂等具有的多人互动批注功能。所有参与课堂的人都可以在共享的屏幕或白板上进行互动批注，用文本、画笔、图形等工具进行辅助讨论，讨论结果还可以保存。这些互动方式使得在线交流更加接近面对面交流。

除了课堂上的互动，课下的互动也必不可少。由于不能和学生面对面交流，学生没有让老师当面答疑的机会，所以各种线上答疑环节要畅通。除了利用日常的交流工具如微信等，利用教学管理平台答疑也会非常高效。例如学习通，不添加好友就可以向老师私信，可在讨论区发布大家都可见并回答的留言等。老师要鼓励学生课下多问问题。

2.4 多手段促进学生自主学习能力

在线教学在课堂上的内容需要适当减少，就需要教师一方面进行更精细的教学设计，梳理出课堂内和课堂外的教学内容，另一方面也需要采取有效措施确保学生能在课外进行有效的学习，取得可衡量的学习成效。

学生课下的学习情况可以通过智慧教学工具进行监督，例如学习通可以把预习设置成任务点，学生前面的任务点不如实完成就不能进行后面的任务点。老师可以跟踪每个学生任务点的完成情况。雨课堂可以提前给学生发布预习PPT，教师端可以查看每个学生PPT浏览的页数。当然这些软件的监督功能只是表明学生进行了学习，对学习效果的衡量至关重要。在每次课前加入测试是衡量学生课外学习效果最直接有效的方法。如果担心在线测试有作弊的可能，可以利用在线考试的方式发布测试，很多课程管理软件有比较完善的在线考试功能。比如学习通，可以随机抽题组卷、乱序题目、监测学生屏幕切出情况防作弊等。

3 结语

信息技术的发展日新月异，在线教学的方式、智慧教学工具的功能更新很快，因此线上线下教学方法是需要教育工作者进行持续探索、不断学习的[11]。这也要求我们一线教师对课程设计多做思考，和同行多做交流，及时学习教学的新方法。在把握线上线下教学中的关键点的前提下，提出更多教学功能需求，而发达的信息技术也会越来越好地实现这些功能需求。教育工作者和信息技术工作者的共同努力，会使得线上线下教学取得更为迅猛的发展。