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摘 要：在 2020 年初，为响应教育部“停课不停学”的号召，线上教育几乎成为了最主要的教学方式， 这对慕课、SPOC 等教学方式提出了新的要求，也对雨课堂等新型教学工具带来了新的挑战。其中，大规模线上教育需要从教师端、学生端、高校课程端、工具端等各个角度进行新形势下的思考和审视，要充分考虑教师教学能力、学生学习条件、高校教学特色、工具的适用性等，形成适合课程特色、能够支撑教师学生“教”与” 学”的合适方案。文章以疫情期间线上教授的模式识别课程为例，从工科专业理论课的角度，针对教师端、学生端等总结了所采用的教学方法，反思了特殊场景下的线上教学方式及存在的主要问题。文中最后给出了现今热点议题的一些思考，以期对持续进行的线上教学方法及与传统线下教学经验的结合提供一些可行的思路。
关键词：模式识别；理工科课程；教学方法；线上教学
本文引用格式：刘子威，赵珊珊 . 高校理工科课程线上教学组织方法的探究——以模式识别课程为例 [J]. 教育现代化，2020，7（100）：108-112.
Discuss on Online Teaching Methods of Science and Engineering Courses in Universities
——Taking the Course of Pattern Recognition as an Example
LIU Ziwei1*, ZHAO Shanshan2
(1.College of Telecommunications & Information Engineering, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing Jiangsu; 2. College of Electronic and Optical Engineering, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing Jiangsu)
Abstract: During the spring of 2020, online education became the only way of teaching. This brought new problems to MOOC, SPOC and other teaching methods. At the same time, it brought new challenges to online teaching tools, such as rain classroom. Among all problems, the large-scale online education scheme needs to think and review from teachers’ side, students’ side, courses’ side and tools’ side. The scheme should take the teaching ability, studying conditions, courses’ characteristics and tools’ feasibility into consideration and give out a mature conclusion. Taking the course of pattern recognition as an example, this paper summarizes the adopted teaching methods from teacher’s and students’ sides. Moreover, we reflect on the online teaching methods and the main problems existing in the special scenes. At the end of the paper, we give some thoughts on the current hot topics in order to provide some feasible ideas for the combination of online teaching methods and traditional off-line teaching experience.
Key words: pattern recognition; lesson of science and technology; teaching methods; online education
随着慕课 [1-2]、SPOC[3-4] 等教学形式的发展及雨课堂 [5-6]、钉钉 [7] 等互联网教育工具的出现， 线上自主教学已经成为了越来越多学生、教师、高校接纳与采用的教学方式，但仍然无法取代传统课堂教学。然而，在 2020 年春季，线上教育几乎成为了第一季度最主要的教学手段 [8]。
由于大中小学教学内容、手段、学生特点差别大，各个教师群体采用的手段均不相同。其中， 小学低年级以丰富的素材及教师直播演示互动为主；小学高年级到高中大多以升学教学与习题训练为主要教学内容，因此以直播演示讲解与大量电子版习题为主；而高校教学以传授专业知识为直接目的，不同学科会根据各自特点，采用直播、录播、互动教学等方式。本文将以笔者的教学内容为切入点，主要关注高校工科类课程在线上教学阶段的教学组织，以线上教授的模式识别课程为例，总结所采用的教学方法，反思特殊场景下的线上教学方式及存在的主要问题。
一 教学方式归纳
在学校的指导下，多种教学手段及教学工具被用于线上教学，主要包括：
第一，依托现有慕课资源，开展线上教学。这种方式是与现有新形式教学最为接近的方式， 由于爱课程、学堂在线等在线平台上的慕课包括了完整的讲授、练习、测试等环节内容，授课教师只需要根据进度进行答疑及辅导，线上教学对已有慕课资源的课程冲击是最小的。
第二，没有开设慕课，但已有线上或多媒体教学资源。此类情况不是很多，多见于一些通识课程或专业课程，采用了国内外经典教材，配套有教材作者或相关领域专家的讲解视频，或教师收集有关教学内容的讲解视频等资源，能够配合教材内容，按照教学进度向学生进行教学。此类情况下，教师需要肩负教学秩序组织的任务，定时发放教学资源，同时监督学生按时按进度学习， 并完成习题和相关测试。相对来说，此类情况下， 教师有一定的额外工作量，在教学班级的日常教学活动的维护上，同时布置习题、批改习题等均要采用线上模式。
第三，没有现成可用的多媒体教学资源，采用直播讲授、电子材料、录制视频、线上互动相结合的方式进行教学。此类情况占据了教学活动的大部分，对于各个学校的专业课、限选课、任选课，由于采用教材不同、教学侧重不同、培养计划不同，很可能没有现成的教学资源。课堂教学时，主要依靠教师根据自己专业背景备课，现在转入线上教学模式，需要大量收集电子学习资料，以及由教师讲解转化生成教学资料，供学生学习。这类课程教师在此阶段的备课压力较大， 需要将教学的全部环节全部在线上开展。
二 面临的主要问题
前面介绍了几种可能出现的授课形式，但均是基于理想的授课条件设计的宏观授课框架。在实际准备线上授课过程中，如何依靠现有工具及资源组织合适的线上教学模式，还是会存在很多问题，下面从教师侧、学生侧、高校侧分别予以总结。
（一） 教师侧
由于不在校园和教室进行学习，教师在教学组织与管理中的分量远超过以往，而由于惯用的多媒体教室、黑板、习题册等内容均无法使用， 面临的挑战也更胜以往。一方面，由于此次疫情的突发性，很多教师，尤其是非新任课教师，并没有携带教材及教案回家，导致备课与授课时遇到困难，而直接使用网上的电子版教材存在版权问题。此外，正如文中提到的授课方式问题，授课资源，主要是讲授内容的电子资源的缺乏，也是绝大多数教师面临的问题。另一方面，教师由于无法和学生面对面，线上教学时难以掌控学生的到课情况和重难点的掌握情况，如果仅仅依靠学生的自觉性是难以达到教学效果的。在此情况下，如果实现考勤、习题、测验等教学环节，需要教师充分发掘现有信息化教学工具，同时根据学生实际情况调整节奏与方式，达到更好的效果。
此外，在线上授课过程中还出现了几个与线上教学间接相关的问题。第一，据统计，线上教学人数约在 2 亿左右，大多数线上平台在服务器端均无法承受如此海量的来自全国各个年级学生与教师的同时登陆，尤其在线上教学初期，集中出现网络卡顿、登录失败、服务器崩溃等问题， 甚至教师本身已处于网络连接不佳的区域，这要求教师在准备授课内容时充分做好网络不佳时的预案，以防授课被迫中断。第二，由于停工停学是全国全行业范围的，绝大多数家庭都是全家留在家中，此时，家庭生活、家庭成员的居家办公对于营造安静的授课环境也造成了一定的阻碍， 需要家庭成员间的互相理解与配合。此外，教师家中通常也缺乏必须的教具，这也是一个需要教师克服的问题。第三，部分教龄较大的教师，对于课堂教学非常有经验，但突然转向线上教学， 每天面对计算机与各种操作复杂的软件，会出现上手困难的情况，这需要教师本人与所在学校共同努力克服。
（二） 学生侧
学生操作各种线上授课工具与平台并不是十分困难，他们面临的困难分成客观与主观两个方面，而主观问题是主要问题。
客观方面，一是网络的卡顿问题，这一问题对绝大部分居住于城镇的学生来说均不是问题， 主要需要掌握线上教学期间家中网络的特点，及时与教师沟通，找到最合适自己的学习节奏，力争不耽误学习。但对于某些家庭条件较差，或者居住于偏远地区的学生来说，家中甚至没有网络， 听课需要登上附近的山头才有移动网络，这将导致学习难度与成本大大提高，对于这种情况，需要学校与教师及时摸清情况，制订针对性的教学方案，保证不落下任何一名学生。二是教材问题， 绝大部分学生在寒假期间没有将所有教材带回家， 导致学生没有教材学习。由于牵涉到版权问题， 需要由学校组织，找到解决方案，和教师的教材一起解决。
主观方面，线上教学期间，学生需要在家中开展学习。由于线上教学绝大部分教学过程都在计算机和手机上进行，同时，家庭成员的活动和家中事务同样会对学生产生干扰和影响，如何在这样的环境中，集中精力、约束自己，按照学校课表完成学习过程，是学生实际中面临的最大问题，但也可能是体现学生两级分化的重要时间。
（三） 高校侧
高校在教学组织上会处于相对被动的位置， 因为无法与教师和学生面对面进行教学组织与管理，会导致教学活动存在失控的可能。因此，高校在此次线上教学中承担着很大的压力。自开始线上教学，高校主要需要在线上解决以下几个问题，以确保教学顺利进行。第一，如何组织教师与学生正常开展教学活动。这一点是最主要的工作，包括制订线上教学计划、教学进度、联系电子教材、摸排线上教学资源等，并接收教师与学生的教学反馈，以便及时调整安排。第二，需要针对线上教学存在的问题集中及时开展培训与答疑。如线上资源与平台的利用、网络问题的应急预案等问题，开展线上培训，帮助不熟悉的教师尽快掌握线上教学工具，并宣传交流更多的线上教学方式，丰富教师的教学手段，提升线上教学效果。第三，如何继续监督指导教学过程。将教学督导制度扩展至线上，安排各级督导教师进入线上教学课堂，对教师的教学方式、教学效果、课堂互动情况等进行监督指导，尽可能保证线上教学质量。
三 采用的教学组织方法
经过第二节的框架梳理与第三节的问题总结， 本节将结合笔者所授的专业限选课模式识别的线上教学过程，介绍一套可行的线上教学方案。模式识别课程是一门 32 学时课程，面向电子信息工程专业大三学生开设。课程特点是应用性强，是当前的热点方向，因此，感兴趣的学生会更多， 且网络上资源丰富。此外，该课程的相关内容既有贴近生活实际的应用范例，又有数学推导严谨的分析过程，教师需要根据课程的实际要求把握授课深度与广度。下面分为考勤、授课方式、习题与辅导三个方面展开介绍。
（一） 考勤
根据学校要求及实际情况，本课程采用了组建 QQ 教学群的方式与选课学生建立了联系。考虑到选课学生接近 200 人，为兼顾考勤的有效性与效率，采用“课前全面签到 + 课间随机点名” 的方式保证学生注意力始终集中。对于课前签到， 开发了 QQ 群中的投票功能作为签到功能，这样能够获得每一个参与投票的学生信息。对每个选课班级设立单独的投票选项，这样既保证了全体实现考勤记录，也降低了教师记录考勤情况的难度，如图 1 所示。
对于课间随机点名，由于是线上教学，仅仅签到无法保证教学质量。采用随机提问授课内容的方式作为随机点名方式，既能够强调重难点， 又能够实现随机点名的目的。
（二） 授课方式
本课程属于授课方式中的第三类，没有现成的教学资源可用。结合学校对线上教学的要求， 对于网络不稳定、线上交流效果不足等师生互动和督导指导后，最终落实在教师线下录制教学视频，授课采用直播间共享视频资源的方式。教材由学校联系出版社提供了相应的电子版内容，解决了版权问题与教材问题。同时，在备课期间积极检索线上知识点的分析材料，将经典的案例及分析方法在教学视频中讲授出来，同时也给予学生链接，激发学生自主学习的动力。根据尝试与调整， 在线下课堂的两个课时 90 分钟中，准备60 ~ 65 分钟的视频内容，分为 4 个左右的短视频， 中间穿插课间随机提问点名和课间休息，能够有效支撑起两个课时的教学过程，并且不会让学生在观看视频时因为过于疲劳而分散了注意力。
（三） 习题与答疑
在线上教学过程中，由于无法获得学生的现场反应，习题和课后答疑是能够获得学生学习情况的为数不多的手段。在本次授课期间，共设计了三种习题。第一种是课间随机提问，但是通常是考察视频和课间中提到的知识点，比较浅显。第二种是每次课后留的课后作业，是考查当天课程所学的重难点知识的练习题。考虑到线下习题难以控制学生的抄袭情况，要求学生必须手写习题答案，随后拍照上交，这样能够一定程度上规避电子版作业的抄袭问题。第三种是采取了每两章一次的随堂测试，在线上授课时间留出 20 到25 分钟，布置 5 题左右的练习题，考查最近两章的学习内容，同样要求手写，在下课前提交。虽然这样的方式对于学生学习会带来比课堂学习更重一些的负担，但也是特殊时期保障教学质量的无奈之举。对于前文提到的网络条件较差的学生， 可以根据实际情况，适当放松提交要求。
四 思考
本节将针对三个问题展开思考。首先是录播方式的优势与劣势的探讨，这一问题是在与学生的交流中产生的，这的确是一个值得思考的问题， 其次是开展教学、教研交流、“百花齐放、百家争鸣”的重要性在此次线上教学期间更加凸显。最后一个问题是在教学组织中有教师提出的，即线上授课是否将延续。
（一） 录播的优势与劣势
在第一次课使用了录播授课后，在 QQ 教学群中产生了两种声音，有一小部分学生希望采用完全直播授课的方式，这样更加接近线下课堂。但大部分学生愿意使用录播的方式上课。在与一些学生交流后，总结出了对于两种声音的各种考虑。
录播的优势是十分明显的，学生能够获得教学视频资源，等于将上课过程录了下来，有了第一手的学习与复习资料。可以对不清楚的知识点反复听、反复看，不论从任何角度都是十分有利的。对于教师来说也有一定优势，即录播是线下准备， 可以反复推敲教学过程中各个知识点的讲授方法和教学手段的运用方式，提高教学视频的质量。
但录播的缺点也比较明显，就是课堂的互动明显减少，更加凸显学生被动接受知识，这一点对于部分学生来说可能是不愿意接受的。此外， 这也对授课教师提出了要求，每次课的内容要提前录一遍，上课时间再让学生学一遍，需要花费两倍的时间来完成教学。
最终，根据和学生交流，考虑到必须录制视频作为应急方案，决定采取前文所述的直播间共享视频的方式，这样既不浪费教师录制视频的时间，也可以利用直播间交流的便利条件和学生互动。最终学生反馈较好，当然不同课程有不同的特点，当面对其他课程时，需要根据实际情况做出教学安排。
（二） 开展教学、教研交流的重要性
这个问题其实一直存在，但通常被认为是专攻教学、教研的高校教师之间的事情。然而，不论原来主攻何方向的教师，只要仍然从事教学工作，都不可避免地成为了新型信息化教学队伍中的一员。此时，教学、教研经验就显得弥足珍贵， 学校也针对此情况，邀请相关领域有经验的教师开设线上培训，为广大教师传经送宝。
此外，线下教学实际上仍极大地受“教室— 讲台—黑板”这种模式的影响，而慕课由于教师和学生在时间和空间上的极大不同步，是一种基于自学的教学模式。但在此次线上教学中，空间的特殊、不对等（大多是家庭）与时间的同步， 使得不同学科、不同年级、不同阶段的教师创意百出，不论是教学手段、教学资源还是特殊教具的使用上，都大大突破了传统教学的模式。这时， 及时地交流能够形成教师之间思维和创意的碰撞， 大大拓宽线上教学组织的思路，提升教学效果。这一点，笔者在学校组织的教学培训和研讨中感触颇多，很多教学方案也是产生于相互交流中。因此，开展教学、教研交流的重要性在此次线上教育中凸显无疑。
（三） 线上授课是否会成为主流的授课方式
从目前情况看来，绝大部分课程都会面临返校开学时没有完成授课的情况，因此，当返校开学后，是否仍然采用线上授课？甚至今后线上授课（不仅是慕课）是否会成为一种主流的方式？ 这是越来越多的教师在经历过此次线上授课后会出现的疑问。
这个问题其实难以有统一的答案。一方面， 对于比较投入、经验丰富的教师来说，学生在课堂上的表情、声音、甚至姿态都能够帮助把握授课进度和难度，这些目前是难以在线上授课中获得的，线上授课基本是类似对讲机似的“半双工” 状态，且以教师讲述为主，在通常认知中，线上授课的效果是低于课堂授课的，对于一些实践类课程，更是无法单纯通过线上完成的。但另一方面， 也必须看到，部分线上授课平台结合 Powerpoint、微信等常用工具，对于课堂签到、答题已经表现出较大的优势，且在互动方面也一直在不断改进， 同时，伴随着通信技术的发展，5G 甚至 6G 时代的到来，虚拟现实 VR、增强现实 AR、物联网IoT 技术的发展，将人的感知、情绪在网络间传递， 甚至搭建可视化虚拟课堂也未必不可实现。因此， 相信在此次大规模线上授课的推动下，这一问题将逐渐获得自己的答案，为未来的教学注入新的血液。
参考文献
[1]陈萌 . 外语教学新模式教师发展新契机：《微课、翻转课堂与慕课实操教程》述评 [J]. 黑龙江教师发展学院学报， 2020，39（03）：34-36.
[2]张冰，张广亮 . 运用慕课、微课开展线性代数教学模式改革的研究与实践 [J]. 教育现代化，2019，6（A5）：90-92.
[3]庄少锟，刘贤昌 . 基于 SPOC 教学模式的通识教育选修课建设探究：以福州外语外贸学院为例 [J]. 教育现代化， 2019，6（98）：77-78.
[4]郑方方，陈素云 .“MOOC+SPOC”模式在国内高校教学中的应用 [J]. 柳州职业技术学院学报，2020，20（01）： 57-61.
[5]冀松，冯娟，卢秀丽 . 如何“有效”开展教研室活动：以“雨课堂的学习与实践”为例 [J]. 教书育人（高教论坛）， 2020（09）：62-63.
[6]刘萍 . 基于 TRIZ 创新理论的雨课堂设计与实践：以《C 语言程序设计》为例 [J]. 教育教学论坛，2020（12）： 200-201.
[7]张来英，吴伟泰，李海燕，等 .“双师网课”推动精准教学辅导与讨论：以钉钉网课为例 [J]. 大学化学，2020，35
（05）：33-37.
[8]杨金勇，裴文云，刘胜峰，等 . 疫情期间在线教学实践与经验 [J]. 中国电化教育，2020（04）：29-41.
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