提高线上教学质量的实践与思考

张红梅 王威翰

【摘要】利用互联网进行线上教学的模式突破了传统线下面对面教学在特殊时期难以实现的瓶颈，借助互联网还可以充分利用各种资源以丰富授课内容和形式，具有明显的优越性。然而，进行线上教学时教师通常不能及时有效地掌控课堂，教学质量难以保证。本文基于腾讯会议软件平台，以《传感器与信号调理》课程为例，针对线上教学所存在的问题，结合该课程线上教学的实践，分别从课前、课中和课后的整个教学过程，探讨了提高线上教学质量的方法，构建了一种基于线上直播、线上线下相结合的教学模式。实践表明，采用该模式，拓展了教学的时间和空间，充分调动了学生自主学习的热情，培养了学生主动思考和进行创新的能力，取得了良好效果。

【关键词】线上教学  教学质量  实践  思考

【Abstract】The mode of using the Internet to carry out online teaching breaks through the bottleneck that traditional face-to-face teaching is difficult to achieve especially during a special period， and can make full use of various resources to enrich the content and forms of teaching， which has obvious advantages. However， the advantages and disadvantages of online teaching coexist. Teachers usually cannot control the classroom in time and effectively， and the quality of teaching is difficult to guarantee. Based on the Tencent conference software platform， taking the “Sensors and Signal Conditioning” course as an example， this paper explored ways to improve the quality of online teaching from the entire teaching process before， during and after class， and constructed a teaching model based on online live broadcast and a combination of online and offline. Practice has shown that the adoption of this model has fully stimulated students enthusiasm for self?learning， cultivated students ability to actively think and innovate， and achieved good results.

【Keywords】online teaching; teaching quality; practice; thinking

【中图分类号】G642.0   【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2021）10-0138-03

随着互联网等技术的迅速发展，教学模式也随之发生着变化。利用互联网，借助各种学习平台支撑，进行线上教学的方式具有非常多的优越性，如低成本;方便灵活，不受时间和地域等限制;资源丰富、授课方式多样等。尤其在面对突发的重大事件时，线上教学更是发挥了重要的作用。2020年的一场新冠肺炎（COVID-19）疫情蔓延全球，迫使许多高校不得不以线上教学的形式开展教学工作。从本质上讲，这种应急的远程线上教学是暂时采用的替代方案，通常缺少严谨系统的远程教与学设计，难以保障学习成效。从长远来看，应急线上教学必将走向系统、常态化的在线教学[1]。从面授课堂转型为线上教学，这一教学模式的转变，需要将“以学生为中心”的教学理念与互联网自身的“交互性”结合，在新教学理念的指导下有针对性地进行教学设计[2]。为此，研究在线教学方法，提高线上教学质量，探索形成人才培养的新模式具有现实和长远意义。

随着信息技术、人工智能等的迅速发展，传感检测技术在各行业中的作用也愈加重要。《传感器与信号调理》是高等工科院校自动控制类、电子信息类等专业的一门理论与实践并重的专业必修课程，课程涵盖知识面广，涉及的内容多且更新快。以下结合《传感器与信号调理》课程线上教学的实践，来分析提高线上教学质量的途径，以促进人才培养的创新。

1.线上教学平台的选取以及教学内容设计

1.1 教学平台选取

据统计，我校教师在2020年新冠肺炎疫情期间为实现“停课不停学、停课不停教”的号召，主要采用了腾讯会议、腾讯课堂或珞珈在线（学习通）等软件平台开展了线上直播教学，不同的平台其特点也有所不同，例如腾讯会议性能稳定、可随时让学生打开摄像头和麦克风实现与学生的随时互动，也可让学生适时地共享其屏幕，师生可方便地进行讨论交流等;而腾讯课堂则具有签到功能，可方便统计学生上课人数等;珞珈在线（学习通）则具有签到、直播回放、在线考试等功能。

线上教学平台的选取应以稳定流畅性能为考虑重点，功能方面的不足可采用两种平台结合的方式予以增强。此外，线上教学可借助各种群与学生建立线上线下的交流互动。由于按学校要求上课前每门课程均建立了对应的QQ群等，老师们通常利用QQ群、微信群配合教学平台应用，这种方式充分体现了线上教学丰富的资源以及使用的方便性。

综合上面几种教学平台，结合疫情期间的实际测试效果，《传感器与信号调理》课程线上授课采用了腾讯会议软件平台直播，同时配合课前建立的课程QQ群进行课程资料上传及线下互动交流等活动，此外，将珞珈在线（学习通）作为备选平台。

应用腾讯会议软件平台授课时教师根据教学计划中具体上课时间可预定会议，亦可快速发起会议，只需提前将会议号等信息发送到课程群中，学生可通过电脑或手机等终端设备很便捷地加入到远程会议（远程课堂）中。教师通过开启屏幕共享功能可与学生同步观看课件，结合语音或视频直播的形式即可进行线上教学，语音实时授课可保证更好的流畅度。上课期间根据需要，教师与学生可在平台进行即时的语音互动，同时也可通过聊天窗口进行文字沟通。此外，还可对上课内容进行录制，方便学生课后复习。

1.2 教学内容设计

教学内容设计是确保教学质量的前提和关键，线上教学应针对课程具体特点并充分考虑线上教学特点，合理设计教学内容。按我校自动化专业的本科生培养方案，《传感器与信号调理》属于双语教学课程，课程教材选用的是RAMON PALLAá S-ARENY 和JOHN G. WEBSTER编著的《Sensors and Signal Conditioning》英文原版教材，该教材是信息技术和电气工程学科国际知名教材，结构体系完整，内容涵盖了本课程教学目标所要求的主要内容。相比中文教材，英文教材内容一般比较繁多，设计教学内容时应充分考虑到实际课时，结合英文教材特殊情况，适当将一些章节内容归纳整合进行讲授，各部分学时安排上既应考虑到授课内容的系统性又要突出重点。《传感器与信号调理》课程课堂教学计划课时为40学时，教学内容及课堂学时分配如图1所示，其中实验部分为12学时，单独安排。

为让学生理解和掌握本课程的知识点并达到在实际中灵活应用，应根据该课程教学目标和要求设计教学内容。本课程教学目的是使学生掌握传感检测基本理论、各种常见传感器基本工作原理及其相应信号调理电路以及常见传感器的工程应用。通过本课程的学习，学生应达到以下要求：

（1）掌握有关传感器以及测量的一些基本概念，深刻理解传感器在测量系统中的应用及其作用;掌握测量误差的一些基本理论，熟悉常见误差的基本处理方法;（2）重点掌握常见传感器的结构、特点、工作原理及其相应的信号调理电路;（3）掌握常见物理量、化学量等的传感检测技术;并能结合本专业背景，熟悉传感检测技术在实际工程中的一些应用。

在上述原则下，课堂教学内容设计以传感器及其相应的信号调理电路为主线展开，同时兼顾前续和后续课程的设置，将其中的部分内容合理分解到其他课程中去。如教材第八章，Digital and Intelligent Sensors部分，考虑到后续开设有《智能仪器》课程，该部分内容将不做重点讲解。针对每章具体内容，授课时应结合本专业的背景以及多数学生今后所可能从事的工作情况等，对其中的部分内容有所侧重。例如教材第六章Self-generating Sensors中，热电偶部分涉及知识点较多，同时热电偶也是工业上普遍应用的一类测温传感器，该部分内容为重点讲授内容。由于英文教材中热电偶测温电路部分涉及很少，在讲授时可补充增强热电偶测温电路分析等内容。此外，将相关科研成果引入课堂，贯穿于教学过程，结合实际工程应用中的具体问题进行深入讨论和分析，从而激发学生学习热情，促使学生更好、更深层次地理解和掌握该课程的重要知识点，提高学生分析和解决实际问题的能力。

2.课前资料的准备

课前资料包括教材、参考书、教学大纲、授课PPT等，这些材料是保证课程顺利执行和确保教学质量的首要资料，尤其在采用远程线上授课时。授课教师应将这些材料尽可能提前准备充分，并分发给学生，以便于学生课前熟悉授课内容及要求等，提前做好上这门课程的准备。此外，这些材料在后续的授课过程中以及学生巩固复习中也起着重要作用。

《传感器与信号调理》课程由于采用的是双语教学，课程资料课前到位就显得更为重要。在授课之前课程的电子教材、参考书、授课PPT、教学大纲等资料均发给学生参阅。学生通过课前预习可以更好地进入在线的课堂，更顺利地掌握所学知识，同时这些资料也便于学生课下复习巩固。

在利用网络进行线上授课的时候，前提是要能连上网络，我们很难保证在整个授课过程中每位同学的网络信号都是良好的，当网络信号差甚至短时连不上网时，可以让同学们参照当天要讲授的内容进行自主学习，并进行后续的辅导答疑。在这个过程中，上述资料起到非常重要的作用。同时，也克服了同学们由于网络中断所产生的焦急情绪。

为避免网络临时中断的情况，教师可以事先录制相关课程内容的视频文档，并根据需要有选择地发送给学生，不建议课前毫无选择地全部发给学生。學生可以根据自己的实际需要，对部分内容课后进行重学巩固，以便更好地掌握所学知识。然而，这样做也存在弊端，如课后重新学习是以时间为代价的，而且很容易使学生产生依赖的心理，导致在线上课时懒散自由、听课效率不高。鉴于此，线上教学方式建议仍以实时在线讲解为主，促使学生在上课时紧跟教师思路，积极参与课堂活动，实践证明该方式可达到甚至超过线下面对面授课的效果。

3.线上课堂时间的安排

课堂时间的把握与授课教师对该门课程内容的熟练程度及长期的授课实践经验密切相关，不同于线下授课，线上授课的课堂时间往往更难以掌控，这就需要教师事先根据教学目标和要求，将授课内容进行合理分解到每堂课。比如一节45分钟的课堂可以大体这样安排：2～5分钟简要回顾上次课核心内容;35～40分钟讲解本堂课程核心知识;3～5分钟总结本堂课重要内容及答疑。线上授课课堂时间具体安排需要教师根据自己讲解的进度以及本节课程内容的重要程度合理把握，能够根据实际情况适时调整，包括调整讲课语速、适时增加必要的讨论等。有时难免会出现一节课按计划安排的内容已讲完，但还有空余时间，这时就可根据实际情况进行课堂讨论、答疑、习题练习及作业讲解等。

4.授课方式

线上授课时教师很难及时了解当前的学生听课状态，为提高学生的学习兴趣和课堂参与度，应充分将学生的积极主动性激发出来，确保教学质量。为此教师可通过精心设计课堂教学内容，将难点分解，以引导提问、互动讨论等方式逐一剖析知识点，这样可以充分发挥学生的积极主动性，促使学生最大可能参与到课堂中来。此外，对于需要补充的课外拓展知识以及工程应用部分等可以问题、任务、专题等形式布置下去，学生可自由组成小组，通过线下查阅资料准备报告PPT，然后再在课堂上分组呈现出来，然后由教师组织学生就此进行交流讨论，并进行点评，同时教师进一步總结、补充和加强相关知识点。实践证明，线上教学采用这种方式时充分激发了学生的主动学习兴趣，调动了学生的学习热情，加深了学生对知识的理解和应用。这种教学方式颇受学生欢迎，一个专题下来，学生时常还有一种意犹未尽的感觉，达到了良好的效果。

为丰富授课形式，还可采用多种形式的线上授课方式，对有些和实际工业应用关联紧密的内容，可让学生观看有关该应用的精选教学视频案例，然后再针对其中的具体问题辅以必要的分析讲解和讨论。

5.课程考核评价方式

课程考核评价结果一方面反映了教和学的效果，同时也是客观分析教学质量的依据之一，线上教学课程考核方式可采取多种方式相结合的综合评估模式，例如课堂签到、线上讨论互动及线下学习情况、分组任务完成情况、作业完成情况以及期末测试等，由于线上数据的收集，对学生的课程评价都能够进行定量分析[3]，各项权重可根据实际情况赋值。期末测试根据课程性质可采用灵活的方式，比如课程报告、开卷考试等。测试内容尽量涵盖课程主要内容，同时突出重点需要掌握的内容，并充分考虑到线上考试特点，避免学生抄袭。

以《传感器与信号调理》课程为例，课程评价内容及权重如表1所示，每项均按满分100分进行赋分，最终成绩取各项加权和。

6.其他方面

通常线上教学对于操作性比较强的实验环节来说不容易实施，针对这一问题，可采用线上线下相结合的方式，条件允许时进行实际的线下实验以确保教学效果。同时，教师在线上教学过程中可以适当播放一些实际操作的视频，并以问题启发式诱导学生深入，逐渐掌握实验技能。同时可以增强综合性实验设计的研究，教师以问题为导向促使学生进行自主研究[4]，从中培养学生的探索精神和创新能力。教师也可基于实际实验室设备，开发一些相应的网络实验，或从长远发展来看，建立远程网络实验室，以生动形象的实验场景呈现给学生，学生进行网络实验时，如同身临其境，并可以通过远程操作实验设备来完成实验任务，从而达到实验教学的目的。

7.小结

线上教学突破了传统课堂教学模式的瓶颈，有助于培养学生较为全面的自主学习能力，具有明显的优越性，但同时由于缺少教师的面对面指导和课堂纪律约束，如何保证线上教学质量值得思考。本文结合《传感器与信号调理》课程线上教学的实际情况，给出了提高线上教学质量的一些方法。由于线上教学存在诸多不可控性，结合更多线上课程教学实践，探讨更加有效的线上教学方法仍值得进一步继续深入研究。在条件许可的情况下，采用线上线下混合式教学是一种较为推荐的模式。

参考文献：

[1]穆肃，王雅楠. 转“危”为“机”：应急上线教学如何走向系统在线教学[J]. 现代远程教育研究，2020，32（3）：22-29.

[2]李蕉，熊成帅. 从技术到理念：抗疫背景下线上教学的再出发[J]. 中国大学教育，2020（5）：61-67.

[3]傅城州.线上线下混合式教学与精准评价方法[J]. 电脑与信息技术，2020，28（3）：80-82.

[4]唐艳妮，李雪琴，赵云芳等.疫情中的大学物理实验线上教学探索[J]. 物理实验，2020，40（5）：31-35.

作者简介：

张红梅，女，教授，主要从事信号检测及处理、水下组合导航定位技术等方面的教学和科研。

王威翰，男，研究生在读。