2022年5月以来,根据北京市和学校疫情防控相关要求,我校本科课程全面采取线上授课方式。为及时了解和掌握线上教学状态,稳定教学秩序,保障线上教学质量,校院两级本科教学督导组迅速跟进,通过课程直播或录播平台开展大范围、全覆盖的听课、巡课。截至6月1日,411名校院两级本科教学督导人员共线上听课1315次。
督导专家线上听课后一致反馈,我校教师以高度的责任心投入线上教学,快速适应从线下课堂到线上课堂的转变,本科线上教学秩序和教学质量良好。众多优秀教师和教学团队积极探索线上教学的新模式、新方法、新手段,增加师生互动、生生互动,努力提升线上教与学的效果。
现将校本科教学督导组推荐的课程,在线上教学实践和线上线下混合式教学探索中的优秀方法和成功经验,进行总结与分享,为广大教师和教学团队的教学改革与创新,提供一些启发与借鉴。
案例一:使命驱动、技术辅助,全力保障线上教学质量
“空气动力学”是国家一流本科课程,具有物理概念多、理论性强、重公式推导、重数理逻辑、重图形化思维等特点,一直是航空航天类专业的一门“重课”、“难课”。线上授课对教学的冲击大,带来板书难、互动难、反馈难等问题和挑战。为了保证教学质量,航空科学与工程学院“空气动力学”课程教学团队以“坚守三尺讲台、无愧教师本心”为使命担当,克服困难、积极探索、专题研讨、动态迭代,形成了如下几个创新性举措,确保完成高质量线上教学任务。
一是充分利用现代化信息工具。使用笔记本电脑加平板电脑并用的授课方式,平板电脑为主讲设备,通过手写笔实时批注PPT课件的方式,完成公式推导、概念剖析等需要板书的授课环节。笔记本电脑作为监控设备,实时监控授课过程中的网络状况,发现网络滞后及时调整授课节奏,将网络延迟对课程授课流畅度的影响降到最低。线上授课过程中全程有助教旁听,发现网络异常状况,助教将第一时间提醒授课教师。线上授课视频由助教全程录制,课后发送到“空气动力学”教学微信群,供同学们课后复学之用。此外,还向同学们推送“空气动力学”在中国大学 MOOC 开设的在线开放课程,供大家作为教辅资源选用。
二是营造乐观向上的上课氛围。采用共情的方式向同学们讲述授课教师2020年疫情期间线上上课和疫情防控的亲身经历,通报北京市和学校的最新防疫进展,从而引导同学们正确看待国家、北京市和学校的疫情防控政策,引起同学们的感情共鸣,缓解同学们的焦虑情绪,引导同学们珍惜眼前的学习机会,并让大家体会到,大到疫情防控,小到个人学业,只要积极作为,就一定能有收效。
三是适当调整课堂交互方式。考虑到同学们线上学习的场合、环境不同,线下授课中常用的教学问答交互形式不能完全适用。但为了促进同学们主动思考并动态把握教学效果,课堂问答环节仍然必不可少。为此,在线上授课的过程中减少一对一的提问,取而代之将课堂提问中的开放性问题变为判断题,让同学们通过腾讯会议的聊天功能在屏幕上打出自己的判断,然后由授课教师给出判断题背后的知识点解读。这一问答形式有效解决了线上一对一提问带来的耗时、音效难以保证等问题,能够引导学生积极思考,实现启发式教学,并把学生带入教师的讲课节奏,这一问答形式得到了同学们的认可。
四是全力保证线上教学质量。通过线上板书、分享课外阅读材料等方式丰富教学手段。在授课过程中,结合自身科研工作体会,深入浅出的讲解基本概念的内涵和外延,带领同学们明晰公式背后的物理概念,力求做到线上教学过程中讲授明晰、内容饱满、板书工整、逻辑严密。每节课后,在课程微信群中发送课外阅读材料,牵引学生探究知识背后的道理,激发学生通过科研的视角理解所学知识的兴趣。此外,严格按照原授课计划布置课后作业,以邮件的形式提交作业,并留出专门的线上时间进行答疑。
五是结合空气动力学概念进行思政教育。例如在讲授熵和不可逆过程的概念时,运用类比的方式,将疫情动态清零和社会开放之间的关系进行类比,在课堂上讲到:从疫情动态清零到社会开放是个不可逆过程,因为疫情动态清零才能带来社会开放,但是社会开放一定不能带来疫情动态清零;同样的道理,从热力学状态A到热力学状态B如果是熵增,则一定是不可逆过程。通过这一类比,同学们既对熵增和不可逆过程有了形象的理解,又对疫情防控政策形成了认同。从而收到了思政教育润物无声的效果。
案例二:提高课件质量、做实教学环节,提升线上教学质量
基于对线上教学特点的认识,宇航学院“计算流体力学”课程团队,有针对性地对教学课件进行改版设计,提高课件质量。同时做实课前、课中和课后三个环节教学活动组织工作,提高教学质量、保障教学目标达成。
1.课件制作
教师和学生在各自电脑端,完成线上教学活动,缺乏肢体语言等面对面交流,易形成“你讲你的、我听我的”的教与学脱节的不利局面。因此,从内容组织和表达形式两个方面提升ppt课件质量,增强课件的“代入感”,紧紧牵引学生跟着教师的思路走,尤其关键。
一是在内容组织上。结合教师科研实践,对计算流体力学知识进行梳理和提炼,建立知识树型关系图。按照知识的逻辑设计呈现教学内容,列举实例,介绍对应的理论知识。帮助学生迈过从理论知识学习到编程实践之间的这道坎,使得学生既掌握面上知识(树干、整体流程),又熟知线和点上的知识(树枝和树叶),还能上手编写CFD代码。
二是在ppt课件表现形式上。线上教学ppt课件清晰度不像线下教学中受学生座位远近影响,教师屏幕所见即学生所见。因此,课件可以优化。首先,采用16:9宽屏、使用字号稍小的粗字体(比如微软雅黑),这样可使单页ppt上能呈现更多内容,避免频繁翻页。其次,合理规划每个ppt页面,将单一页面合理分成4-6个区域,将一些重要的知识/公式写在最左边区域,且在后续几页里保留这些内容,仅在右边空白的地方介绍后续推导。这样方便学生联系前后内容,降低教和学的难度。最好,直接用兼容性好的Office自带公式编辑器,不至于换个电脑出现乱码。还可对同一个公式中某些变量着不同的颜色突出强调,就像板书的时候用不同颜色的粉笔书写一样。让“ppt展示教学”向“黑板板书教学”上靠拢,尽量把二者的优点都利用起来。
2.教学环节
一是课前环节。提前1-2天将课件、参考资料、伪代码或源程序,以及上课录播视频上传北航网盘,督促同学们提前下载预习,并发放预习题库,以检验自学效果。关键问题,可以拿到课堂进一步讨论。
二是课中环节。课中以教师讲授和提问讨论两大环节展开。依托精心准备的ppt课件,按照知识内在逻辑讲授,并借助参考主程序代码,增强点、线和面知识之间的联系。在公式推导的过程中模仿黑板板书过程,按照讲解进度、通过动画逐步展示相应公式,并用箭头(直线的、曲线的)给出公式之间的关联。也就是“一边讲一边板书”,重点部分多给学生一些思考时间,牵引学生跟着老师的思路来推进。在重点/难点教授环节,有针对性的增加提问讨论,剖析问题的本质,提升教学质量。此外,通过助教、微信群和腾讯会议小工具,高效完成考勤、举手、发言等互动活动。播放北航上下课铃声,增强教学活动的仪式感和即时性。
三是课后环节。设置难度逐级递增的课后作业,推动学生将课堂学习向课后巩固学习、实践学习延伸。具体包括复习提纲/题库(基础题、用于巩固重要知识点)、公式推导(中等难度题、提升学生公式理解能力、促使其在点-线-面知识间融会贯通)。最后,还有2道具有递进关系的编程大作业,引导学生从课堂理论知识学习向编程实践及应用过渡,从而达到计算流体力学课程的最终教学目标。
案例三:线上教学“三步曲” 牢牢抓住学生眼球
国际通用工程学院“科技与工程伦理”课程采用的“课前思考+热点问题引导+课间研讨”的线上教学“三步曲”,牢牢抓住了学生的眼球,学生上课紧盯课程内容,积极思考,课上参与度高,教学效果好。
1.课前思考
教师在上一节课下课前给学生布置与本节课教学内容相关的一些问题请学生思考,让学生带着问题去学习。
2.热点问题引导
教师结合课程内容,通过介绍社会关注度较高的热点话题和具体案例,引起学生关注,启发学生思考,深化学生对课程内容的理解。
3.课间研讨
教师根据上课内容提出一些开放性的问题供同学们研讨,打开学生思路,鼓励学生说出自己的想法,营造课堂气氛,加强“师-生”及“生-生”交流,提高学习效果。
案例四:基于多媒体技术的线上沉浸式教学
针对线上教学双方弱耦合引起的教学效果衰退问题,电子信息工程学院“信息论基础”课程组利用多媒体技术,加大线上教学供给侧的输出。
对于教学难点,在问题引入环节,制作了MG动画,采用叙事性的动态影音展示了知识点的应用背景,并按照《信息论》的研究思路抽象为数学模型。在理论讲授环节,利用影像资源重组教学内容,把抽象的证明、推演表现得形象、具体,让学生“眼前一亮”,有助于学生对知识点的准确把握。在方法的应用环节,设计有“戏剧性”的案例,把枯燥的计算过程进行动态演示,进一步提升学生的认知水平。
通过应用多媒体技术,创设声像情境,让学生“沉浸式”听课、“所见即所得”,进而有所感。从课后学生与老师的讨论中可以看出,该方法对“信息论基础”课程的线上教学产生了积极的促进作用。
案例五:问题驱动与主客观评价的线上教学探索与实践
线上教学为异位散布式学习,由于缺乏有效监管和约束,并受学生学习主动性、持续性和学习环境的影响,很难保障教学目标的达成,因此,线上教学对教学设计和过程管控都提出了很高的要求。仪器科学与光电工程学院“误差理论与数据处理”课程借助本课程团队在中国大学MOOC开设的在线开放课程,采用中国大学慕课堂和翻转课堂结合的方式组织教学,探索并实践了通过问题驱动与主客观评价的方式,调动学生线上学习主动性的在线教学方法。在教学内容安排与组织上采用课前、课中、课后三个阶段组织教学活动。
1.课前学习阶段
为敦促学生主动学习,使其扎实掌握基础知识,及时发现难点问题,本课程在授课前先给学生确定需要观看的 MOOC视频, 并要求学生在看完视频后在线完成和该章内容相关的知识点概念测试题,并给学生留了两道可进一步思考的拔高问题。
中国大学慕课堂有很好的客观数据统计功能,可以很清楚地了解所有学生的整体课前学习情况,也可以了解每一个学生的详细学习情况。由此可让教师及时了解学生在课前的学习情况,并客观督促学生在线认真学习。
2.课中学习阶段
课中以教师讲授和讨论学习的方式分三个环节展开。首先,教师提问学生在观看线上视频时的问题,教师针对学生的问题回答,并辅以适当的讨论;然后,教师在线详细讲解该章的重点和难点内容;最后再和学生展开讨论课前布置的两道拔高问题。课中通过和学生的互动讨论调动学生的学习积极性,并评价学生学习的达成度。
3.课后学习阶段
课后为进一步调动学生的学习积极性,课程教学团队为学生提供了多类型的试验数据,要求学生利用该章所学内容对上述数据进行回归分析,然后在下一次课进行翻转课堂展示。通过学生对复杂问题的深入分析预测,激发学生的主动学习兴趣,通过学生实践练习达成课程的授课目标。
案例六:追求线下教学情景与效果的在线教学探索
1.课堂互动的设计与实施
物理学院“基础物理学(1)”课程教学团队在线上授课过程中,结合课程内容,在PPT中插入精选的(1分钟内的)短视频引入问题,比如共振线下、电磁感应现象等,引导学生观察、分析短视频中蕴含的物理问题,并抽一两个学生发言,其他学生补充。进而,教师引导学生从身边生活中举例,深化拓展,从而引申出课程内容,顺利展开课程核心内容的研讨或讲授。
利用特别设计的“小故事库”活跃气氛、激发兴趣,或结合“课程思政”内容,同时实现润物无声的课程育人效果。
2.教学辅助工具的综合使用
理科课程包含了大量微观图像描述、物理机制分析和数学语言表述的推导等大量的有难度的特殊环节,仅靠PPT线上演示难以达到线下授课的效果,一些学生存在理解困难等问题。为解决这些线上授课的特有问题,借助各种教学辅助工具,生动、形象并可视化地使教学过程活起来,实现了较好的教学效果。2020年物理学院为教师们集中采购了手写板、外置摄像头等辅助硬件,为线上教学呈现较好的效果提供了一定支撑。
本学期课程团队重新设计了授课PPT,在需要数学推导或插入包含过程变化的草图页面,调整、留出空白区域。在逐句或逐行播放PPT的过程中,使用平板电脑或手写板插入手写公式的推导环节或勾画物理图像草图等,并让学生参与其中,宛如身临其境。还有的老师利用白板替代线下上课的黑板,需要时切换到外置摄像头,同步传送板书过程。多种工具的合理使用,大大改善了线上授课存在的问题,实现了接近线下授课的效果。
3.学习效果的跟进与监测
为掌握线上授课的效果,课程团队在备课过程中设计了与课程进度关联的问卷,使用问卷星等手段发放问卷,在很短时间内回收问卷,通过统计结果来了解学生对相关知识的掌握情况,发现存在的问题。同时建立了课程基础内容与前沿研究或应用的研究型题库。这些题库可用于阶段小论文或课堂研讨等环节,其成绩计入平时成绩中。
案例七:以信息化工具赋能线上师生互动与课程思政
法学院“刑事诉讼法”课程借助现代信息技术手段,以多种方式克服空间距离带来的交流障碍,保障线上课堂师生互动效果。
一是课前。在“北航在线教学平台”布置预习任务,要求学生按时在平台提交预习作业,教师综合分析学生预习情况,据以调整教学方案和把握讲解重点。在学生对基础知识已经掌握的情况下,教学方案更多引入国家司法改革新动态、新发布指导性案例等契合大纲但高于教材的高阶性内容,增强学习挑战度,促使学生思考所学知识在国家治理大局中的意义和作用方式,提高学习站位,提升学生面向未来、把握国家法治发展战略的能力。
二是课中。熟练地将腾讯会议各项功能用于服务教学互动,借助“签到”功能实现在线考勤,线上教学中经常以多元化问答方式进行师生互动,包括:(1)以会议音频功能实现“一对一”问答互动;(2)以会议“投票”功能实现“一对多”问答互动(将“投票”功能用于随堂布置选择题)与学习效果检测;(3)以聊天室功能实现不便语音回答的学生(在图书馆听讲,或者宿舍他人在上其他课)也能回答问题,并通过聊天室弹幕及时了解学生对某一问题进一步讲解的要求。
三是课后。对有学生因返乡在途而请假的课时,借助“云录制”和“会议纪要”功能,实现课程同步录制和生成文字记录,课后将录制链接发给请假学生,以便回看学习,不因返乡在途而影响学习进度。
案例八:探索构建“生生共学”线上学习共同体
马克思主义学院“马克思主义基本原理概论”课程巧用腾讯会议、在线共享文档、雨课堂等平台,探索构建“生生共学”线上学习共同体,让新媒体赋能传统思政课教学,凝聚学生关注力,提升线上教学成效。
课程在课前运用腾讯会议,教师与学生就小组研讨内容展开充分交流,做好上课准备。在课堂上,教师讲授和小组研讨时综合运用腾讯会议个人开麦发言、共享文档小组呈现观点、雨课堂全体学生答题等方式,实时共享全班学生的瞬时思考,再请同学们在教师引导下进一步深入思考,并通过组内自评、组间互评、教师评价等方式丰富小组展示的评价体系,提升课堂参与积极性。
“生生共学”线上学习共同体模式可以将学生从看不见的、沉默的大多数转变为看得见的、活跃的思考主体,从被动的、孤立的知识接受者转变为主动的、合作的知识创造者;将教师从单向知识输出者转变为线上课堂的讨论协调者和思想引导者,用争鸣凝聚注意力,用启发提升思想力,用交互形成共同力。
同时,在大班教学和科研课堂的小班教学中,探索使用导向深度学习的“代入式”线上教学法。例如,为了更好地让同学们理解什么是资本主义基本矛盾、为什么资本主义经济会爆发危机等问题,教师精心设计了“市场中的生产者选择”、“资本大鳄养成模拟”、“危机前夕的抉择”等情景,让学生代入各种身份,进行一轮轮的自主选择。在这一过程中,学生切身感受到了资本家个体利益与整体利益的对立,也体验了自身命运的改变及其背后的社会历史变迁,这启发他们深入思考历史规律的必然性与主体选择性之间的关系。
“代入式”教学法在大班教学和小班教学中都发挥了积极效果。在大班教学中,让所有学生都作为历史主体深入参与到课程中来,充分调动学生的积极性,增强学生在课程中的参与感和体验感,学生甚至在课后都持续热烈讨论课程内容。在小班研讨中,“代入式”教学法为学生提供了一步步深入探讨的研究内容和话题,激发学生学习热情,有效提高研讨质量。
案例九:以学生为中心构建线上线下教学闭环
“中国近现代史纲要”课程的线上教学设计在于建立一个线上线下相结合的教学闭环,深入到课前、课中、课后三个阶段中。
第一,课前阶段,利用微信、电话等方式及时答疑,对问题集中点在课程中进行回应,并在教研室部署的基础上,通过问题域形成的专题化教学来开展课程。通过指导“学生展示”了解学生知识水平,指导学生预习,把握学生的学习兴趣点和关注点,通过历史事件表达思政内容,利用主题鲜明、图文并茂的PPT吸引学生的注意力。
第二,课中阶段,在热身环节,根据上节课内容进行提问,点名同学回答,引入本节课程内容,同时对于过去专题出现的关联知识点设置问题进行提问。将《国家记忆》《百炼成钢》等纪录片视频加入到课堂中,让学生带着问题观看视频,进行思考。关注对话框、微信学生随时提出的问题,进行及时回应,进行师生有效互动,把握教学契机。课程结束时,教师对本节课内容进行总结,提出思考问题,为下节课做出铺垫。
第三,课后阶段,学生展示互动。学生根据教师的专题式讲授内容,自己组队、自己选题,通过自学和团队合作完成主题凝练、材料组织,教师与学生多轮沟通修改小组展示PPT。学生课堂展示后,教师进行深度点评,带领学生深度探讨,预留学习空白,提升学生研究式学习能力。
案例十:“以研促学、以辨促思”的线上线下互动教学模式
为了适应本学期的线上教学,外国语学院“中西交流概要”教学团队经过反复探讨,对考核方式和教学内容进行了相应调整,形成了“以研促学、以辨促思”的线上线下互动教学模式。具体做法如下:
1.为了帮助同学们更好完成期末结课大论文,课程团队设立了“论文导师制”,四位老师各组建了一个论文组,建立相应微信群,为同学们提供24小时的论文选题和写作指导。
2.教学中加大学生自学力度和教师课前课后的辅导力度,教师课前利用课程微信群发送学习资料,课上利用腾讯会议和微信群进行分组讨论和集体讨论,学生课后分小组准备阶段性的PPT汇报演示。
3.无论是课程内容学习还是小组讨论和期末大论文,教师始终将价值引领和思辨元素有机融入其中,发挥课程思政的隐形育人功效。以研促学,以辨促思,充分发挥学生的学习主体作用和教师的支架辅助作用,让“中西交流概要”线上教学同样精彩。
案例十一:线上实验“动起来”
突如其来的疫情给线下课堂按下了暂停键。为了最大程度达到实体实验的效果,中法工程师学院对线上实验课程的教学设计、课堂组织、互动方法和直播手段进行了改革创新。在闭环内教师的帮助下,实验设备(光学显微镜及实验配件)放置在教师家中,为线上实验提供保障。实验通过多机位直播配合腾讯会议+微信方式进行。在理论讲解部分通过动画、短视频和实物直播,让学生们理解实验原理、仪器特点和操作要求。在操作部分,教师则充当纯粹的执行者,完全按(某个)学生的指令完成实验操作而不加任何变动,同时把实验过程直播呈现给学生,还原了学生自己动手实验的过程,提升了学生的实验体验。实验过程中出现了“突发”的意外结果:为了实现测微目镜的叉丝分划板与样品消视差,调节物镜与样品之间距离时,本应得到样品离焦后的模糊图像,但实际调节时摄像头中出现的样品图像始终清晰。针对这种“怪”现象,教师及时与学生展开讨论,并从摄像头的自动对焦功能出发,讨论人眼的结构、参数和自动调节功能,再拓展到目视光学仪器的一般性要求,使教学效果得到了很好的提升。
实验过程中充分发挥腾讯会议和微信各自的优势,开展多种形式的师生、生生以及人与仪器之间的互动,通过“动起来”的线上实验,尽可能还原了线下实验的体验和感受,为线上实验提供了新的思路。
案例十二:精心设计教学环节 充分激发学习兴趣
国际学院的汉语课教学采用了腾讯会议直播和班级微信群相结合的方式开展线上教学。汉语作为语言课,师生互动几乎贯穿全程,学生的线上课堂参与度较高。
为保证线上教学效果,教师精心准备教学方案,丰富教学内容,如:课件中插入大量图片和音频,生动形象地展示教学内容,激发学生学习兴趣;精心设计每页PPT内容的呈现顺序,循序渐进;额外编写了大量课外的情景对话和练习,反复操练;通过任务设计将学生在线学习与日常生活场景结合起来,鼓励学生在课堂上用汉语进行汇报分享等。
精心设计教学环节,环环相扣,让学生没有时间分神;充分调动学生的学习热情,利用汉语游戏、有趣视频等活跃课堂气氛,让学生感受到课堂乐趣,主动参与课堂学习;分组练习,分组讨论,将学生两人一组分成若干固定的小组,操练时直接组队,这样既减少了临时找搭档的时间,也减少了学生缺课的几率,同时使每位学生都能积极参与到课堂互动中。
课后,每节课都有视频回放,重难点录制讲解视频并上传唐风汉语平台,学生可以多次回放,强化学习。使用微信群、唐风平台、班小二等分享学习资源,布置课后作业。线上教学期间作业的形式与常规不同,增加了很多口语和听力的练习,学生需提交语音、小视频作业。批改作业时坚持做到每份作业都有点评,大大提高了学生认真完成作业的积极性。
虽然线上无法如线下课堂般交流自如,但我们通过不断优化教学方法,使用信息化工具,充分激发学生的学习兴趣,提升了课堂教学质量,确保了在线教学达到预期效果。