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摘 要：虽然线上教学作为一种新的教学形式已经存在了很多年，但是相对课堂教学还是存在诸多问题， 如学生参与度低、面对面交流缺失、难以营造上课氛围等。线上教学始终都是一种必要且前景广阔的教学方式， 针对线上教学相比课堂教学存在的这些问题有必要进行探讨并寻求解决方案。文章将结合本科课程核信息获取与处理在线教学实践，通过交叉混合多种在线教学平台（雨课堂、腾讯视频、泛雅）并合理搭配，同时针对在线教学需求对教学内容、课堂练习、课后习题进行优化调整，以解决在线教学存在的低参与度与课堂氛围差的问题。该研究结果对其他专业课程线上教学也有一定的参考作用。
关键词：线上教学；雨课堂；线上教学平台
本文引用格式：何庆华 . 高校核信息获取与处理课程线上教学实践与思考 [J]. 教育现代化，2020，7（96）： 123-127.
Research on the Online Teaching of the Undergraduate Course Nuclear Information Acquisition and Processing
HE Qinghua*
(Department of Nuclear Science and Technology, College of Materials Science and Technology, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing, Jiangsu)
Abstract: Although developed for many years, compared to traditional classroom teaching online teaching still has the problems of low students' participation, lacking face-to-face communication, and poor classroom atmosphere. It is necessary to improve online lecture design and to develop new teaching methods to overcome these drawbacks of online teaching. In this work, we take the undergraduate course nuclear information acquisition and processing as an example to discuss these problems and to develop new teaching methods. In order to enhance the students’ participation and to improve classroom atmosphere, we give online lectures via optimally cooperating with online teaching platforms (Rain Classroom, Tencent Meeting, Fanya), and adjusting the teaching content, classroom exercises and after-school exercises according to the online teaching needs. This study may be helpful for other online lectures in other fields.
Key words: online teaching; rain classroom; online teaching platforms
相比课堂教学，线上教学作为一种新的教学形式出现的较晚，而且在本科教学中也碰到一些棘手问题，如课堂氛围差、学生参与度低等，其发展并不是一帆风顺。这里结合南京航空航天大学核信息获取与处理线上教学，探索线上教学的困难及解决方案。论文详细探讨了核信息获取与处理线上教学的具体形式，并分析了课堂中遇到的问题及解决思路，对其他专业课程线上教学有一定的参考作用。
一 核信息获取与处理课程的教学现状
核信息获取与处理课程，是 2018 年新开的一门核科学与技术专业选修课，本课程重点介绍核信息特点及测量要求、核信息获取与处理系统构成、核物理常用概率统计知识、抽样与参数估计、脉冲信号处理及传输、脉冲信号处理电子学、核仪器标准、实验数据处理方法等。本课程通过 24 个学时的教学，教会学生如何利用这些知识，通过设计特殊的仪器设备，凭借一切人类可感知的声音、图像、数据等方式来获取原子核或亚原子粒子对象的信息，并教授学生如何定量测量辐射及学习射线知识、处理脉冲核信号、分析实验数据等，使学生可以通过统计学知识解决实验设计与实验误差分析的能力、具备实验测量及数据分析能力，最终能够利用这些知识设计特殊的仪器设备。这门课的知识点在工业、农业、医疗、天文、考古、安全、核医学、核分析等领域都有重要的应用。
这门课程涵盖的知识点是比较多的，涉及的领域也比较多。面临课时少内容多以及在线授课的现实，要求教师在短时间内引导学生对知识点理解、掌握与应用并达到教学要求，这就对在线教学设计提出了新的要求，是值得思考和研究的。在线教学在面对这种挑战时需要有相应的措施， 教师要对在线讲授的知识点进行合理筛选，对课内课外的内容进行优化，内外互补，相辅相成， 学生要对课堂以外的知识进行不同侧重的了解和把握。高质量、有深度的在线教学交互是促进深度学习效果的重要方式 [1]。
另外相比课堂教学，在线教学提高学生的参与度是普遍关注的一个问题，由于不能面对面沟通，很难监管学生端行为，在保证学生参与课堂这方面存在问题比较多，因此在线教学中增加师生互动是提高学生参与度的重要方法，通过在线教学平台互动、语音互动等方式让学生参与到课堂进程中，以学生为主体，提高学生参与度 [2-3]。本文将针对这些问题，结合核信息获取与处理课程这门课的在线教学实践，对上述问题的解决及存在的问题进行讨论和总结。
二 线上教学实践效果与思考
（一） 线上教学平台选择与对比
雨课堂是清华大学推出的一款基于 Office 软件的小型化多媒体教学工具，通过在教学课件中插入更多教学元素提升师生之间的互动，提升教学效果，让师生之间碰撞出更多的火花和释放更大的能量。雨课堂操作简单易学，教师只需要在PowerPoint（PPT）中安装雨课堂的插件，在上课播放 PPT 课件时启动雨课堂功能，将生成的雨课堂二维码或暗号分享给学生，学生就可以通过手机端微信雨课堂公众号与教学课件链接，实现师生之间的诸多互动，如手机端阅读课件，学生在线发弹幕可以提升课堂气氛，教师在线实时统计分析学生答题情况，以获取学生掌握知识点情况， 及时改进教学方案。目前全国已经有上万个真实课堂正在使用雨课堂进行教学 [4]，有效解决了传统课堂中普遍存在的教学方式单一、教学内容枯燥、教学效果评价片面的问题 [5]。雨课堂提供的数据统计分析功能可以帮助教师分析学生的学习情况和教学效果，及时精准地对教学过程进行调整 [6] 。
腾讯会议是一款电话会议办公软件，它在网络教学、直播或会议中网络连接稳定，平台维护及时，因此在本次教学中我们同时采用腾讯会议进行教学直播，一部分学生因为网络或平台问题登录不了雨课堂时还可以通过腾讯会议进行上课。
学校基于泛雅平台建设的精品课程（在线教学）平台主要作为本课程的课件、课后习题发布平台。泛雅平台由超星开发，以云端大脑作为智慧教学系统的核心，延伸出移动端、教室端、管理端，告别传统授课资源的存储形式，将教师的课件、视频、文档、作业、MOOC 等资料在云端存储，教师通过云端大脑发送信息，学生可以做到实时接收，实现了教学智能化 [7]，具体体现在：1）通过泛雅平台可以实现教学互动功能、资源共享功能、移动学习功能、教学门户的建设；2）教师能够进行课程建设、教学监控、资源共享；3）学生能够自主学习；4）并实现所有数据的整合，最终建设成一个理念领先、技术先进、国际化特色突出的网络教学中心。泛雅网络教学平台主要包含了 8 个大的模块，分别是：网络教学门户、教学资源库、学习空间、幕课建设、教学互动平台、教学管理评估、质量工程、移动学习。各个模块之间无缝衔接，协同发挥作用，为网络教学提供全方位支持 [8]。
考虑到对平台操作的熟悉程度、网络情况、平台稳定性等因素，再结合这门课的实际情况， 最终决定以雨课堂作为主要的网络教学平台，实现在线点名、提问、发送课件等任务，腾讯会议作为平行课堂直播平台，在上课时同时进行，形成直播双保险，尽量保证学生能通过其中一个渠道在线上课，同时鉴于泛雅平台的优点，课后作业及习题通过泛雅平台发布。具体细节总结在表1 中。
（二） 线上教学内容编排与教学设计
这门课的课程大纲涉及知识点多且杂，教师需要对讲授知识点进行合理筛选，对课堂内容和课外练习进行不同侧重点的分类，课堂内外互补， 相辅相成，这些问题对教学设计提出了新的要求。另外针对在线教学中存在的课堂参与度低的问题， 在教学设计中制订了方案。
1.教学内容设计
对教学内容进行分类。根据每章节不同内容的属性，对其进行分类，针对“偏重阅读”、“偏重练习”、“偏重讨论”、“偏重实践”等教学内容设计不同或者交叉的教学模式。例如在讲偏重实践的教学内容时，由于在线教学缺乏实践环节，可以利用核物理学生都熟悉的大型核物理实验例子，例如北京谱仪、欧洲核子中心、日本Spring-8 装置等，讲解核信息获取与处理的基本概念、原理和操作过程，从而让学生了解核信息获取与处理的原理，穿插一些核探测系统的实例， 先让学生熟悉实例再讲解相关的内容，对课程内容的理解具有重要意义，拉近课程内容和学生的距离。
针对教学内容构建交叉式教学模式。设计不同的教学模式，如针对“偏重于讨论”的教学内容， 则设计课前预习 + 课堂讨论 + 课后总结的教学模式。如针对前沿研究与课程知识结合的教学内容， 采用“文献阅读 + 文献报告 + 课堂讲解”的教学模式。
分析优化教学模式。应用已构建的交叉混合模式，观测教学效果，收集学生反馈，多角度评估该教学模式并不断进行优化调整，寻求最佳教学方式。
本课程的教学思路总结如图 1。
2.课堂习题及课后作业设计
针对这门课的教学设计、重点知识点及在线教学的特点，在网络教学过程中通过雨课堂和泛雅教学平台发布的题目主要分为：1）选择题；2）填空题；3）判断题；4）简答题；5）文献调研。其中前 3 个在雨课堂和泛雅教学平台中都有，简答题和文献调研只在泛雅教学平台中有（图 2），作为课后小作业让学生通过一定的文献调研和讨论进行作答，拓展学生的知识面和对这门课的理解。
在雨课堂上发布题目可以让学生对当节课的内容做及时复习和巩固，同时督促学生及时认真听讲，并通过雨课堂的数据分析工具掌握学生对知识点的理解情况，及时理清讲课内容的侧重点。其中简答题是对重点及难点知识点进行考察的重要手段，也是考查学生对多个知识点综合运动能力的方式，如中子 / 光子分辨的简答题就要求学生对中子和光子与物质的相互作用、脉冲信号等知识点有一个全面的理解才能很好的回答此题。在雨课堂发布限时回答的简答题可以很好地调动学生的参与度和加深学生综合运用知识的能力。但是在课堂中发布简答题的数量和次数要适当，在课后的简单题和开放型的文献调研可以适当增多。
（三） 线上教学问题反馈及改进方法
1.网络速度及平台稳定性
在本门课的在线教学实践中，学生平常反映比较多的一个问题就是由于网速慢导致的突然掉线、卡顿、无声音、画面延迟等现象，这个问题需要教师、平台、学生共同去解决，只有三方的网络都达到在线教学的要求了才能实现在线教学的流畅性，通过一学期的实践，本门课的在线教学基本是流畅的。在线教学平台由于同时登录人数太多造成的登录拥挤现象会偶尔存在，在开学初期雨课堂和泛雅教学平台会有这种问题，后面学校通过和雨课堂合作共建学校内部的雨课堂服务器，基本解决了登录拥挤的现象。
2.学生参与度
在线教学碰到的另一个问题是不能保证另外一端的学生是否在认真听课，为了提高学生的参与度，本门课采取了如下措施：
1）采取随机提问的方式促进学生关注课堂。因为提问时间和提问对象都是随机的（采用雨课堂的随机点名），学生只有时刻关注课堂进程才能保证及时回答问题。
2）采取线上限时答题的方式促进学生参与课堂。习题发布时间不定，而且回答是限时的，促进学生认真听课。
3）采取课后线上作业的形式促进学生参与课后练习。
3.问卷调查
在本课程线上教学结束之际，为了让学生自我表达，对参与学生进行了一次问题反馈调研， 采取了开放性问卷，一共有 58 名学生进行了反馈。从他们的反馈情况来看，学生整体对本课程采取的混合线上教学形式的态度是积极和肯定的。存在的问题在表 2 中列出。
三 结语
针对在线教学目前存在的问题，文章结合核信息获取与处理这门课的在线教学实践，寻求解决方案并进行讨论和总结。在实施互联网线上教学过程中，采用雨课堂、超星泛雅教学平台、腾讯会议等教学平台，并利用多媒体教学制作相应的课件，加入在线提问、在线答题、课后线上作业等内容，多维度加深学生对基本知识的理解， 也提高了学生的参与度。注重把理论的内容、思想， 通过形象的多媒体载体、互动讨论、调研等方式传授给学生，提高基本理论教学效果。基本知识的教学注重从综合性的、直观的实例入手，代入式地让学生分析问题、解决问题。同时，也注重培养学生的国际观和专业兴趣，通过对一些知名的实验设备及实验成果的介绍，激发学生对核物理的学习热情和探索兴趣。
由于上课时间为 24 学时，没有实践安排，如何提高学生核信息获取与处理的实践能力是个问题，今后讲课时在继续注重讲解实验案例的同时， 建议增加实验室实践参观及上机环节的时间，安排 8 到 12 小时上机实验。另外，核信息获取与处理在粒子物理与核物理实验、核技术应用、工业等方面有非常多的应用，讲课在这方面的内容偏少，今后应尽量采用更多相关实例。
参考文献
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