基于“MOOC+腾讯会议”的在线教学与实践——以微机原理与应用课程为例

许红霞 张利国 奥顿

北京工业大学信息学部自动化与人工智能学院，北京 100124

2020年春季教育部印发了《疫情防控期间关于做好普通高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见》，要求各高校充分利用MOOC 等优质在线课程教学资源，并依托各类在线课程平台、校内网络学习空间等，积极开展线上授课和线上学习等在线教学活动，实现“停课不停教、停课不停学”。北京工业大学面对短时间内教学从线下转移到线上的巨大挑战，提出“以学为本，多措并举”，切实保障在线教学质量，积极汇总包括雨课堂、学习通、腾讯课堂、中国大学MOOC、智慧树等在线课堂平台，帮助教师实现线下授课到线上授课的迁移，并通过校内教务管理系统和线上授课平台、移动端APP 的数据，全面支持春季学期的在线教学活动。微机原理与应用作为理论和实践并重的学位必修课程，遇到的问题尤为突出。一是微机原理与应用课程涉及理论原理、汇编语言程序设计、接口电路硬件设计，是学生反映难度比较大的一门课程，对其进行线上教学面临诸多未知挑战。二是实践部分需要学生亲自动手接线、调试，观察实验结果，而线上学习无法接触实验箱，这对硬件实验提出了挑战。面对这些问题和挑战，北京工业大学信息学部微机原理与应用课程组教师充分发挥主观能动性和创造性，探索混合教学的有效方法，创新教学模式和方法，保证了在线学习与线下课堂教学质量实质等效。

一、微机原理与应用课程的在线教学流程

微机原理与应用课程在疫情发生之前一直采取“课堂讲授+实验室软硬件实验”的教学方式，考试采取闭卷方式，但教案均已实现数字化，配有多媒体课件，在接到要求完全迁移到线上教学的通知后，课程组面临着几个选择。一是全部直播，在线上重现课堂教学，但是面临网速慢、链接不可靠的客观问题。二是采用录播，教师提前录制好授课内容，然后上传至在线教学平台。虽然这样可保证学生在线观看，但受在线教学平台上传文件大小的限制，教师需要制作、上传大量的授课视频片段，工作量较大，授课效果也易受各个教师录制质量的影响。三是充分利用网上优质教学资源，结合校内在线教学资源定制和平台建设，打造适于小规模、特色人群的在线教学新模式。课程组经过讨论后，采用了第三种在线教学方式，不仅将MOOC 与校园内的教学相结合，在发挥MOOC 课程低成本、高效率、易普及、开放包容、利于学生利用碎片化时间学习等优点的同时，吸收线下课堂在团队合作、个性化指导方面无可替代的优势，显著提升了学校教学质量。

具体的在线教学流程覆盖课前准备和引导、课中视频教学和在线互动、课后答疑和监督，如图1所示。

课前，教师利用微信和校内在线平台日新学堂搭建起线上班级。为了保障在线课堂教学任务的顺利进行，教师提前通过日新学堂发布预习内容，让学生可以自由选择时间、地点完成预习。这种学习方式促使学生由被动接受向主动学习转变，锻炼了学生的自主学习能力。同时，教师可利用在线平台，实时掌握学生的预习情况，上课前通过微信、学习通等点对点的消息发送方式，提醒仍未进行线上预习的学生，大大提升了预习质量。

课中，学生先进行在线签到，然后根据教师发布的本次课堂任务安排，进行MOOC 视频学习或者腾讯会议直播学习，并完成与教师的在线互动。教师通过学习通、微信等移动端APP，与学生实时互动答疑，有的放矢地指导学生，真正实现因材施教、分层次教学。

课后，学生完成作业以及章节测试，教师在线评阅，然后利用腾讯会议向学生反馈作业和测试中存在的问题，并利用在线教学平台的统计分析功能，评价学生的在线学习效果，提出建议反馈，督促学生在后续的学习过程中予以改进，以保证学习进度和教学质量。

二、基于日新学堂的微机原理与应用线上课前引导

（一）以任务为单位的在线知识体系组织

学习任务、学习资源、学习方式和学习服务是大规模在线教学的四个基本要素。采用何种方式有效地组织学习资源、提高学生自主学习能动性，是搭建在线教学环境的首要任务。疫情防控期间，为了支持“停课不停教、停课不停学”，网上教学资源丰富多样，其中教育部就组织了22个在线课程平台，免费开放在线课程超过2.4 万门。为了适应小规模、特色群体的在线课堂，我们依托日新学堂在线学习平台，以任务为单位，按照微机原理与应用课程的知识体系，通过优选MOOC 视频片段、自制录播视频、腾讯会议直播授课、章节测试等汇总在线授课的知识点。

以任务为单位的在线课程知识组织方式与加拿大学者George Siemens 的联通主义理论相符合。联通主义理论认为，知识分布在连接的网络中，学习是连接的过程，连接的对象是节点和信息源。联通主义理论注重学习者和学习资源各节点的整合和交互。因此，课程组教师通过多种形式的任务，将网络碎片化知识点按照课程知识体系进行聚合，构建在线课程的知识网络，对学习资源进行系统设计，将教师角色由课堂的主导者转为引导者、影响者，激发学生在师生分离状态下的内生动力，并借助日新学堂在线学习平台的任务点数据分析及发布功能，增强学生学习的自主性和自律性。

（二）任务驱动的课前预习与引导

由于在线教学中教师与学生无法进行面对面的交流，教师与学生的及时有效沟通就显得尤为重要。在线课程的课前引导主要包括以下几个步骤：首先，在校内在线管理平台日新学堂上建立班级，将所有选课学生添加进来，以便进行统一管理。同时，为了加强学校教务、专家督导组对课程的监督管理以及班主任对所在班级学生上课情况的深入了解，也将有关教师一起添加到班级里。考虑到当前学生移动端APP 使用率更高的特点，我们在学习通APP 和微信上创建班级群，提前将学习通知、授课安排、线上学习要求、腾讯会议上线信息等及时分享给学生。移动端的点对点即时通信，有利于教师对学生进行个性化的指导和监督，达到课堂教学不可能完成的精准化教学目标。

其次，进行任务驱动的课前预习，结合以任务为单位构建的在线知识体系，在每次课前发布详细的课堂任务安排，包括课前须知、预习任务、课前思考、在线课堂学习任务、直播腾讯会议预告、课后作业、章节测验安排等，任务覆盖了“课前—课中—课后”整个在线教学过程。这种任务驱动式的课前预习与引导，有助于将以教师“教”为中心的传统课堂教学模式转变为以学生“学”为中心的在线课堂教学模式。教师提前发布课程公告，明确要完成的任务，引导学生快速、精准地定位网上学习资源，提高学习效率。任务点的设置也使学生更明确在线学习的目标和进度安排，从而可以灵活地调整自己的学习计划：既可自己加强学习深度和难度，利用教师在线的机会进行更多的疑难问题讨论，又可充分利用在线课程突破时间和空间限制的优点，在课下抓紧利用碎片时间赶上课程进度。

最后，做好在线课堂考勤，督促学生进入线上学习状态。考虑到上网课高峰时段会出现流量拥堵的情况，每次在线课程正式开始之前15 分钟我们便开启日新学堂签到活动。对于缺勤或迟到的学生，教师可以在班级群发布签到统计情况，督促学生按时上课；同时由班主任在班级群里通知自己班级缺勤的学生，多渠道监督管理课堂。组织课前考勤在疫情开始阶段发挥了很大的作用，很快改变了学生松散的居家学习状态。在课程进行中，教师虽然无法查看学生是否在线，但可以通过日新学堂和学习通APP 组织课堂交互活动，譬如随机提问、抢答等，以此来间接抽查学生的在线课堂出勤率，从而达到通过辅助引导提高学生在居家环境中的自主学习能力的目的。

三、基于“MOOC+腾讯会议”的微机原理与应用在线课中传授

（一）理论部分的在线授课与管理

微机原理与应用课程理论部分的学时占总学时的85%，为了从多维度构建在线教学体系，我们以“MOOC+腾讯会议”的视频教学和直播教学相结合为主要在线授课方式，同时辅以课前的在线资料库、题库、作业库。教师制作并上传多媒体课件、教材电子版、实验讲义电子版、汇编语言集成开发环境、实验仿真安装软件等建立课程资料库，以支撑学生课下预习和复习。此外，为了支持作业、章节测验、考试等环节，必须提前建设题库。虽然中国大学MOOC 课程也设置了一些测试题，但题量不足，类型也不够丰富，尤其是缺乏针对性。为了提高本专业学生对微机原理与应用课程的掌握程度，更好地查漏补缺，也为了使教师对学生有一个直观的考核，建设在线题库是非常有必要的。题库应类型丰富，包括单选、多选、判断等客观题，也包括简答、论述、应用、综合等主观题，填空题根据评分方法的不同，既可作为客观题也可作为主观题。作业库建设一般和课程章节设置保持一致，以主观题目为主，但不局限于主观题，也可从题库中选取。

根据教育部要求各高校充分利用MOOC 等优质在线课程教学资源的精神，微机原理与应用的在线授课采用“MOOC+腾讯会议”的组合方式。中国大学MOOC是国内优质的中文MOOC 学习平台，西安交通大学的国家精品课程微机原理与接口技术已经开设在线课程9 次，有近万人参加了学习，虽然每次开课用的教材不同，但知识体系与微机原理与应用课程相似度很高。因此，我们就根据课程大纲，选取相关视频片段进行二次编辑，共享给学生，形成小规模的SPOC 课程。考虑到大学MOOC 是针对重要知识点的概括性讲授，对于知识点之间的衔接以及次要知识点的介绍缺少翔实的讲解，我们通过腾讯会议直播授课来弥补这一不足。而课程大纲中没有的部分内容，则通过录播或直播的形式进行内容补充，最终形成和课程大纲一致的、完整的在线授课体系。

（二）实验部分的在线仿真与演示

微机原理与应用有8 学时的实验，是在实验室的GX-8000 实验箱上进行的实操物理实验。在疫情期间，由于学生无法到学校，如何实施在线实验教学成了我们面临的一个挑战。课程组经过广泛调研之后，确定使用仿真软件Proteus 7.5 进行8086 系列的可编程接口实验。Proteus 软件是英国Lab Center Electronics 公司出版的EDA 工具软件，集成了原理图布图、PCB 自动或人工布线、代码调试、微处理器与外围电路协同仿真等功能，支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DSPIC33、AVR、ARM、8086 和MSP430 等多种处理器模型，拥有超过27000 种元器件的仿真器件库。利用Proteus7.5 开展线上微处理器可编程接口的综合实验，结合虚拟仿真技术和计算机多媒体技术，引导学生历经从元器件选择、线路图设计与绘制、接口汇编程序设计与调试，到实验仿真运行过程和状态观察的整个实践过程，在一定程度上取得了实物演示实验的效果，是疫情期间开展在线实验一个比较好的解决方案。在线实验的授课方式主要是利用腾讯会议进行直播，教师演示仿真软件的使用和实验操作过程，学生遇到调试问题也可通过腾讯会议的共享屏幕功能进行课堂在线互动。

四、基于移动端APP 的微机原理与应用在线课后评价与监督

考核评价是量化学生学习效果的重要方式，同时也能为教师反馈学生的学习情况，有助于教师及时调整授课方式和改进教学方案。日新学堂在线平台具有良好的过程管理和统计分析功能，包括在线任务学生完成情况统计与分析、章节学习次数统计、章节测验和作业成绩统计、课堂活动与课堂积分统计等。这些功能便于辅助教师进行学情分析，在无法进行面对面教学的环境下不但可以对学生听课和复习起到督促作用，也可以激励班级学生间相互学习和竞争，从而积极完成各项教学活动，提高自己在班级中的排名。

五、结语

2020 年春季学期虽然以一种特殊的“打开方式”启动，但我们要善于在危机中育新机、于变局中开新局，抓住机会积极探索信息技术与教育教学的深度融合，提升教师的在线教学能力，并且要长期坚持推进教与学新模式的探索，使其能够在更广泛的教学领域发挥作用，为提高教育教学质量服务。