疫情下检测与传感器技术课程线上教学探索

乔琳君

(西安航空职业技术学院 自动化工程学院， 陕西 西安 710089)

0 引言

2020年2月初教育部发文要求疫情防控期间做好高校在线教学组织与管理工作，文件要求采取政府主导、高校主体和社会参与的方式，共同实施并保障高校在疫情防控期间的在线教学，实现“停课不停教、停课不停学”[1]。陕教疫控组发〔2020〕15号关于做好疫情防控期间高等学校教学工作的通知，高校要高度重视疫情防控期间的教学组织工作，严密制定教学方案、全力组织实施，确保高标准高质量完成教学任务，最大限度降低疫情对教学工作的影响[2]。笔者所在学校积极贯彻落实教育部、省教育厅防疫期间线上开学工作的通知要求，现从线上教学以来平台选用、教学设计和教学实施等方面的问题进行探讨。

1 资源准备

为及时应对学生在家自主学习和线上直播的教学新形式，采用自制资源+资源库引入资源重构整合课程资源，包含微课、动画、实验仿真和习题测验等。 微课资源在职教云SPOC平台上传后，在今日课堂中引入，并在学习视频、PPT过程中根据知识点设置问题，思考完成问题后方可继续观看。使知识点更加细化，学生能带着问题思考学习，更好地掌握知识，同时防止学生仅仅积累学习时长的刷课现象。

2 平台选用

线上教学需要借助直播平台授课，同时需要专业的教学平台全程记录教学过程、采集教学数据，为教师的课程分析和教学研究作以支撑。综合比较各类直播平台和教学平台，最终确定“钉钉+Class3.0智能教学操作系统”的双平台全线上教学模式[3]。

2.1 Class3.0智能教学操作系统

职教云智能教学操作系统Class3.0教师 PC 端，可以实现课堂交互数据，教学板书数据等教学过程的全量采集，其工具随手可用，一键直达。各场景如白板、课堂、桌面、PPT和课程配套软件等可通过窗口工具快速切换，避免教学平台的反复退出进入。画笔功能可以选用任意颜色在任意界面圈画点评，让屏幕更加灵动。线上直播授课中借助白板书写，使分析讲解过程更加清晰。课堂面板主要在备课环节和教学过程中进行教学活动，增强课堂气氛。课后教学数据采集、教学反馈查看等。实际教学中也用到定时器、聚焦插入白板、拍照讲评和智能版信息的快速检索等小工具,如图1所示。

图1 智能教学操作系统应用界面

2.2 钉钉

钉钉(Ding Talk)是一种多端平台沟通工具[4]。线上教学初，建立钉钉师生群。线上教学过程中主要用到会议、直播、家校本功能。课前20分钟通过钉钉会议打开摄像头，相互查看笔、纸和学习状态等准备工作，展示作业和电路调试，师生彼此看得见更有课堂的氛围。直播授课时开通回放功能，便于请假或网络不固定的同学及时查看回放，保证学习不掉队；也可以用于学生复习和教师自查自纠。钉钉的多群联播既利于班级管理,又能保证合班同步上课。钉钉家校本作业批改时方便圈画标注、添加文字标注，语音回复、视频推送，达到精准批改，方便学生对症纠错和消化学习内容。

3 教学设计

3.1 教学形式

“检测与传感器技术”是高职电类专业的基础课程，实践性较强。结合人才培养目标、课程特点和高职学生学习兴趣，采用“理论讲解+实物展示(操作)+仿真展示(操作)”授课模式。实物和仿真训练具体实施过程为：线上开课前依据课程标准给每个学生在淘宝代付购置面包板和传感器电路套件，如光控路灯电路、温度上下限报警电路、酒精浓度检测电路、红外感应开关电路等；同时调查班级学生的电脑个数，依据电脑个数和学生动手能力强弱对学生合理分组，3-4人一组，确保每组一台电脑，给学生推送Multisim和Proteus仿真软件包和软件使用方法。新课前一周对学生布置实操训练项目和仿真训练项目，小组间线上讨论完成，上课时理论讲解后学生在线展示个人作品。“理论讲解+实物展示(操作)+仿真展示(操作)”的授课模式，既保证理论学习和实验内容同步进行，又实现学生课课有电路模型产出[5]，激发学生学习内动力。保证疫情期间学生操作训练不掉线的情况下，提升学生的实践能力、极大促进学生学习兴趣和积极性。

3.2 内容设计

线上教学不同于线下课堂，看不到屏幕背后的学生状态，为保证教学过程有序实施且实施有效，教学设计尤为关键。按照注意力曲线理论[6]，学生的注意力在10分钟时达到高点，之后逐渐下滑。因此，为了让学生上课时始终处在高效的10分钟，将50分钟课堂划分为3个时段，每段时长15分钟左右，每段对应一个知识点，知识点讲解配套学生互动环节、练习环节。充分考虑学生居家学习环境和学习特点，做到讲练结合。以热电偶为例，教学设计流程图,如图2所示。

图2 教学流程

3.3 思政设计

新时代新形势下高校的专业课程在传授知识和技能的同时，要逐渐树立起知识传授与价值塑造紧密结合的教学理念，达到全面育人的目的[7]。以我国自主研制的运-20大型运输机在抗疫期间运送物资为思政切入点，本节教学知识点热电偶常用于飞机刹车系统的温度检测控制[8]。2月13日空军多架运-20运输机抵达武汉天河机场，来自各地近1000名军队抵达抗疫一线；4月24日运-20再次出征，运送我国三支军队抗疫专家组赴巴基斯坦、缅甸、老挝协助三国抗击疫情。引导学生学习抗疫英雄们的英勇无畏和家国情怀，国之重器运-20在国际抗疫中彰显大国担当，运送物资上的醒目标语“兄弟同心、其利断金”，告诉学生只要团结一心，所有的困难都会迎刃而解。从热电偶的应用入手，结合抗疫精神，做到知识与思政有机融合。

4 教学实施

4.1 平台备课

完成教学设计后，应用职教云智能教学操作系统Class3.0备课。将定稿的PPT和课程资源上传到职教云云课堂课程资源里。在云课堂创建课堂，在课中环节引入PPT，按照教学设计，在相应页码添加活动，如初始页添加签到，中间页添加讨论、提问和小组PK，结束页添加测验、作业和问卷调查等。添加效果图,如图3所示。

4.2 直播授课

4.2.1 课前调试

课前20分钟打开直播平台调试，记录授课内容标题，如光电传感器应用设计，便于后期复习时快速准确查找内容；开通回放功能，便于请假或网络不固定的同学课后查看回放，保证学习不掉队，也可以用于学生复习和教师自查自纠自提升；开始调试声音、PPT和课程平台等，为了让学生感到和老师的面对面上课，打开摄像头，将互动面板调制合适位置并锁定在首页，方便老师第一时间看到学生的回复。如果需要展示实物可选用群会议模式，也可采用群会议模式随机点名学生打开摄像头，检查学生的课前准备工作，如笔、笔记本等。根据上下课时间设置手机闹铃，以防上课超时，同时给学生如同在校上课的仪式感。所有准备结束如有时间，可播放新闻、课程相关的动画视频、学生喜欢的音乐等预热课堂。课间休息时可给学生播放Keep训练操，让学生适当活动，调节视力。

图3 云课堂课中环节

4.2.2 课中授课

正式上课时，理论讲解PPT时重点部分需用不同颜色标注圈画，动态、多彩的屏幕可以有效吸引学生注意力。同时结合白板书写，给学生思考时间。线上教学以来，用过钉钉和职教云Class3.0的白板，都比较好用，色彩可选、字号可调、图形可画，书写结果均可保存，Class3.0的白板保存后再调出来还可继续编辑。对理论强的内容也可采用纸上手写直播，准备红黑蓝中性笔各1支、彩笔1盒和教案纸数张，按需选用。相对看，手写直播讲解参与率、正确率也较好，通过学生的产出笔记能看出哪些学生真在学。学生反馈：手写感觉特别清楚、感觉回到学校上课了、手写网课以来听得最清楚的。反思参与度和正确率提高可能是对学生有了更明确具体的要求，手写时学生全过程也能跟得上，听得懂。

实物展示和仿真展示时选用会议模式。根据课前布置任务，学生展示自己在面包板插装调试好的电路或在仿真软件搭建调试的电路模型，展示电路工作现象，谈自己的问题和收获，教师针对学生调试过程中的疑惑、故障现象等问题总结点评。

4.3 课后总结

教学的终极目标是教学相长，学生掌握知识、有产出成果(笔记、仿真模型、电路模型等)、有获得感，教师教学能力提升有成就感。因此，课程结束后及时查看、分析学生学习数据，掌握学生学习状态；通过查看学生反馈和课程回放自查，结合督导组听课反馈，从课程内容组织划分、互动设计、平台使用技巧到语言是否精炼、语速是否适中、语调是否适宜，如果开启摄像头目光是否直视，学生能否感觉到老师和自己在交流，授课环境等细节问题，不断改进自己授课中的不足，为线上课程的持续完善积累经验。

5 课程特色

线上教学已实施2个月，从学生课堂反应、课后作业提交率与正确率和职教云平台学生课堂总结反馈看，线上教学效果良好。学校两级督导机制听课后从笔者的教学内容熟练程度、教学设计和思政点融入等评价指标进行反馈，授课效果优秀。

5.1 借力平台、奖励看得见

线上教学无法面对面直接看到学生学习状态、无法通过目光交流判断学生是否掌握学习内容，因此授课过程中及时关注学生学习状态，每个知识点结束时通过线上答题或提问、投票的方式了解学生掌握情况。整个教学过程中，为了实现以学生为主体的课堂，为了检测学生是否真在学，最大程度发挥职教云智能教学操作系统和直播平台优势，以教学活动增强课堂互动、互动时关注学生回复，出错的及时纠正并鼓励学习积极性，回答正确的同学提出表扬、课堂表现加分。打开职教云课中环节参与让奖励看得见，引导学生积极参与。课堂活动课堂表现加分过程,如图4所示。

(a) 课堂讨论

5.2 理实同步，实验不掉线

为了有效地训练和提升学生操作能力，实践训练和理论学习需同步进行。但由于目前学生还未返校，线上教学即便老师在实训室直播，学生没有动手无法体会无法达到在校做实验的效果。笔者采用仿真虚拟实验和实操结合的方式完成。课前指导学生在“高职电类专业基础课程”MOOC学习Multisim、Proteus仿真软件使用方法、电子元器件的识别检测、面包板的基本操作，并给学生发布实验内容和要求。学生课余进行电路制作或仿真练习，课上学生进行作品展示交流、教师分析点评。最终总结实验结果，仿真环节,如图5所示。

图5 仿真展示

5.3 钉钉家校本，纠错更精准

课后布置作业，笔者综合比较几个教学平台和直播平台，职教云作业批阅时以输入分数、文字评语和上传附件形式为主；腾讯课堂可以针对性地在作业图片上圈画修改、给出ABCD评价结果和文字评语；钉钉师生群里的作业批阅时可以在作业图片上圈画修改，文字标注，最为方便的是可以根据每个学生的问题给出语音或视频回复，既精准批改，学生又倍感亲切。最终确定选用钉钉师生群发布作业。作业批改过程,如图6所示。

图6 钉钉作业批改

6 总结

应用“钉钉+Class3.0智能教学系统”双平台和“理论讲解+实物展示(操作)+仿真展示(操作)”的线上教学模式，通过精心设计教学环节，熟练使用平台预设教学活动、有序有效组织教学过程，激发学生内生学习动力，活跃了线上课堂氛围，最终有效达成教学目标；同时，授课教师的信息化教学能力和教学数据分析能力显著提升。