圖蟲創(chuàng)意

*來源：高等工程教育研究，作者：張丙印、于玉貞

2020年初暴發(fā)的新冠病毒肺炎幾乎使社會停止流動。為應對疫情影響，清華大學提出“延期返校、正常教學、發(fā)揮優(yōu)勢、保質(zhì)保量”的十六字指導方針[1]，要求全體師生落實“三位一體”的教育理念，立足學生學習成效，按原定教學計劃、依照教學日歷，以在線教學形式，按期正式開課，并充分保證遠程線上課堂質(zhì)量。如何實現(xiàn)這一目標，對所有任課教師都是一個突如其來的嚴峻挑戰(zhàn)。

一、在線課堂的特點和挑戰(zhàn)

這種特殊形勢下需嚴格按原課表進行的遠程在線課堂，具有既不同于傳統(tǒng)線下課堂，也不同于一般線上課程（如MOOC[2]）的顯著特征。與傳統(tǒng)線下課堂相比，它沒有教室和師生面對面上課的基本課堂形式；與MOOC等為代表的線上課程相比，它不是學生完全自主的在線學習。[3] 如果照搬傳統(tǒng)課堂或MOOC等教學的內(nèi)容、節(jié)奏、教學方式，就很難保證在線學習與線下課堂教學質(zhì)量的實質(zhì)等效。

這種特定網(wǎng)上課堂無論是對老師還是對學生都提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。[4] 對教師來講，網(wǎng)上授課面對的只有冰冷的電腦屏幕和麥克風，面前沒有學生，這和普通課堂在氣氛上有十分顯著的差別。進行網(wǎng)絡授課時，老師無法從課堂氣氛、學生表情等得到講課效果的直接反饋，從而使授課老師產(chǎn)生完全不同的心理體驗，甚至完全找不到上課的感覺，造成授課激情嚴重下降。此外，在這種在線講課過程中，老師無法直接監(jiān)控課堂的過程及學生的學習狀態(tài)。“學生們都在聽課嗎？聽懂了嗎？”等疑問會時刻縈繞在老師腦海。對學生來講，首先沒有一個嚴肅的、個人行為得到強制性約束的集體上課環(huán)境——教室。在個人單獨環(huán)境下，學生個體易受各種外界干擾因素的吸引和影響，易發(fā)生走神甚至完全離開課堂等問題。其次，一般認為，學生進行網(wǎng)絡上課時，能集中精力聽課的時間較短，網(wǎng)絡課程比較適合短時段、碎片化授課模式。MOOC在線課程的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，MOOC注冊學生僅從學習興趣出發(fā)，很多難以有效堅持學業(yè)。[5] 此外，線上網(wǎng)絡授課傳到學生端的通常是課程PPT錄屏屏幕、講課聲音轉(zhuǎn)播和窗口很小的教師頭像直播。和傳統(tǒng)課堂相比，PPT的屏幕和講課聲音可以有好于普通課堂的體驗，但老師講課的肢體語言、表情和情緒渲染等卻幾乎不會傳遞給學生，從而造成學生聽課氛圍的冰冷。

二、基于過程控制的在線課堂教學探索

上述分析顯示，師生面對面教學氣氛和溫度的缺乏，在線課堂過程有效監(jiān)控的缺欠，課堂教學效果評估依據(jù)的缺少，是在線課堂存在的重要問題。為此，結(jié)合清華大學本科生課程土力學2和研究生課程高等土力學，以提高在線教學學習成效為總體目標，重點探索了上述問題的解決方案。其中，土力學2為國家級本科生精品課；高等土力學為清華大學精品研究生課程。這兩門課都是典型的工科專業(yè)基礎課程。

1. 在線授課系統(tǒng)的搭建。

在線授課系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩個組成部分。其中，硬件系統(tǒng)是進行網(wǎng)絡授課最基礎的物理條件。老師講課的聲音和圖像能否清晰流暢地傳送給學生，是網(wǎng)絡課堂能否取得優(yōu)異效果的先決條件。根據(jù)我們的經(jīng)驗，應特別重視網(wǎng)絡連接和聲音直播系統(tǒng)的質(zhì)量，盡量采用高帶寬有線網(wǎng)絡連接和具有良好效果的專業(yè)聲卡套裝等。

在線課堂軟件系統(tǒng)是授課的工具。在線授課是否能順暢地進行各種教學活動，依賴于所使用的教學軟件的功能。經(jīng)多次嘗試，采用騰訊會議+雨課堂嵌套方式進行講課。騰訊會議等網(wǎng)絡會議軟件，聲像直播穩(wěn)定流暢，PPT共享屏幕可以給學生提供高質(zhì)量實時講課畫面。通過雨課堂可實施線上課堂的過程控制、對學生聽課過程進行有效監(jiān)督和管理，且雨課堂后臺數(shù)據(jù)還可對線上課堂的教學效果進行統(tǒng)計分析。[6]

2. 基于過程控制的在線課堂教學方案。

通過對課程教學內(nèi)容的重構(gòu)和課堂過程的分割，提出并實踐了基于過程控制的在線課堂教學方案。圖1是該方案的主要組織圖。

圖 1  基于過程控制的在線課堂教學方案

根據(jù)學校按課表正常教學的要求，同時為避免課程過度碎片化，仍堅持每節(jié)課45分鐘的基本模式。同時，為適應網(wǎng)絡課程的特點，對每節(jié)課的教學內(nèi)容進行梳理和重構(gòu)。將每節(jié)課的教學內(nèi)容劃分為多個教學區(qū)塊，區(qū)塊內(nèi)的教學內(nèi)容由1個或多個關(guān)聯(lián)主題構(gòu)成。各區(qū)塊間不設休息間斷時間，而是通過區(qū)塊總結(jié)測試進行區(qū)隔。每個區(qū)塊的講課時間大致設計在10分鐘左右，一般不超過15分鐘。必要時，區(qū)塊內(nèi)設置討論、答題等交流互動環(huán)節(jié)[7]，以降低單個區(qū)塊連續(xù)講課的時長。

這種課程組織模式下，每節(jié)課都會在不確定的時間進行4、5次的互動活動。除具有分割講課時長的作用之外，在區(qū)塊間和區(qū)塊內(nèi)設置的測試和互動活動還會起到課堂過程控制及課堂教學效果檢測的綜合作用：①貫穿課程全過程的控制。課前會向?qū)W生強調(diào)，一定要進入雨課堂并務必參加每次答題和互動活動。對未參加答題的同學，老師傾向理解為該同學可能當時未在聽課。因而，隨機貫穿在課程全過程的互動活動，會給學生構(gòu)成某種壓力，以彌補學生個體聽課環(huán)境強制性約束差的不足。同時，雨課堂和后端記錄會成為老師掌握學生聽課參與度和專注度的客觀數(shù)據(jù)。②網(wǎng)絡教學氛圍的改善。對師生雙方來講，缺乏普通課堂的教學氛圍是網(wǎng)絡授課的重要缺陷之一。貫穿課程全過程的這些答題和互動會增加師生雙方的存在感，改善和提高課堂的氣氛和溫度。③課堂教學效果的評估依據(jù)。多年使用雨課堂的經(jīng)驗表明，精心設計的即時課堂練習和討論等互動活動可成為課堂教學效果比較準確的評估依據(jù)。

在這兩門課線上授課中，用區(qū)塊間總結(jié)測試替代了原來講課中各部分的課程總結(jié)部分，主要采用的題目形式為多選題。對區(qū)塊中的互動，通常針對重要概念或有趣問題進行互動討論。

三、基于雨課堂后臺數(shù)據(jù)的教學效果分析

注重學生學習成效是現(xiàn)代化教學模型的主要內(nèi)容之一。[8] 為此，設計有效的學習成效實時檢測方法十分重要。截至3月30日，土力學2講授了第1章和第2章共4次課總計8學時；高等土力學講授了第2章和第3章共6次課總計18學時。下面結(jié)合上述10次課堂得的雨課堂后臺數(shù)據(jù)進行相關(guān)分析。

使用雨課堂進行課堂教學的一大優(yōu)勢是可獲得課堂出勤率，以及每個學生參加課堂互動和課堂練習的各項詳細數(shù)據(jù)記錄，可作為課堂教學過程和教學效果分析的第一手基礎數(shù)據(jù)。這對于普通課堂也十分重要，對于網(wǎng)絡課堂其重要性更加突出。網(wǎng)絡課程跟蹤的數(shù)據(jù)可讓教師更好了解學習者學習行為的特征。表1給出了2020年2月28日第1次課由雨課堂后臺導出的部分學生數(shù)據(jù)的示例，包括課堂簽到時間、參加課堂互動及每道課堂練習題的回答情況等。下面結(jié)合土力學2和高等土力學10次課所取得的課程數(shù)據(jù)進行具體分析。

表 1  土力學2-第一章 擋土墻上的土壓力—課堂情況-2020-02-28

1. 課程出勤率和聽課保持度。

《土力學2》選課人數(shù)32人，《高等土力學》選課人數(shù)21人。雨課堂統(tǒng)計數(shù)據(jù)整理所得課程出勤率和聽課保持度情況如表2所示?？紤]到雨課堂有時會發(fā)生一定延時，故統(tǒng)計時以進入課堂晚于2分鐘記為遲到?？梢?，10次課共有曠課1人次，遲到11人次，參加答題平均比例為97.5%。出勤率總體優(yōu)于一般普通課堂。由于課堂答題都是在課程進行中隨機進行的，兩門課共計61次答題互動中，97.5%的平均答題率，說明學生總體聽課保持度非常好，絕大多數(shù)同學在上課的絕大多數(shù)時間段沒有離開課堂。

表 2  課程出勤率和聽課專注度

2. 學生客觀題測驗成績分析。

雨課堂在后端詳細記錄了所有學生課堂客觀練習題的所有答案，可用來進行課堂學習效果的分析。課堂練習以多選題為主，一般每節(jié)課進行5、6題的現(xiàn)場測試，每題包括4、5個選擇判斷。其中，約50%的選項主要用來強調(diào)相應區(qū)塊教學內(nèi)容的重點概念；另50%的選項適當增加了一定難度，包含有一定的推理判斷和綜合性判斷等。總體看，練習題具有一定的廣度難度，且由于沒有要求學生進行課前預習，因此，測試結(jié)果可作為衡量課堂教學效果的客觀依據(jù)。

對于多選題，當每題選項較多時，可認為是對所給所有選項進行獨立判定。因此，統(tǒng)計多選題成績時，對得分判定方法進行了修改，將多選題每個選項都看作獨立的判斷題，根據(jù)雨課堂記錄的學生提交的答案（見表1），每個選項正確判別得1分。按這種評分方法，土力學2中4次課滿分成績分別為：23分、24分、25分和17分，共計89分。表3給出了統(tǒng)計得到的部分學生百分制測驗成績表。

表 3  土力學2學生測驗百分制成績表

成績分布十分合理。其中，≥95分3名；90~94分10名；80~89分8名；70~79分9名；<60分2名，班級總平均82.6分。課程成績總體反映了學生個體學習能力和課堂聽課的投入程度。需指出的是，使用的練習題具有一定的廣度和難度，未要求進行課前預習，且是講課后立即進行答題的。因此，成績總體是十分令人滿意的。其中，兩位成績較差的3#和31#同學，二人曠課1次，未參與答題次數(shù)共計16次，未參與答題次數(shù)占全班總數(shù)27次的約60%。可見，聽課投入不夠是造成這兩位同學成績差的直接原因。

高等土力學中6次課共包括124個判斷題，滿分成績124分，按同樣方法統(tǒng)計，平均成績?yōu)?0.7分，分布總體合理，反映了學生個體學習能力和課堂聽課的投入程度。

3. 和2019學年春季學期相應成績的對比。

在今年進行的課堂多選題練習中，有2道題目和2019年春季學期普通課堂的練習完全相同。這些課程測驗題目沒有發(fā)給過學生，可認為它們并沒有擴散。這2道題目得分年度的縱向比較見表4。

表 4  學生測驗成績表

表4成績對比顯示，今年2道題的平均成績都明顯好于2019年。要說明的是，2019年春季學期只是建議和提倡學生進入雨課堂，未強調(diào)一定要參加課堂練習，所以，每次都有一些學生沒有參加答題。從一般規(guī)律理解，聽課認真、學習成績好的同學參加答題的積極性相對較高。綜上分析，可認為今年在線聽課效果好于2019年的普通課堂，至少教學效果沒有降低。我們認為，這和今年的嚴重疫情激發(fā)了同學們的愛國情懷、增強了共度難關(guān)的意識和學習熱情有一定的關(guān)系。

4. 學生反饋調(diào)查情況。

課程結(jié)束前，對課程教學情況進行了調(diào)查。為了解學生的真實看法，調(diào)查采用雨課堂匿名投票方式進行了4個方面的匿名問答，結(jié)果見圖2。

圖 2  學生調(diào)查反饋情況

調(diào)查結(jié)果表明，學生認可度總體較高，說明本文基于過程控制的在線課堂教學方案總體達到了預期效果，可為同類課程提供借鑒。但投票3的結(jié)果也顯示，盡管課程采取了諸多過程控制的措施，仍僅有3名同學自認可在大于90%的時間內(nèi)集中精力聽課，約有19.4%的本科生和14.3%的研究生自認能集中精力聽課的時間小于2/3，說明線上授課如何吸引和保持學生聽課的注意力，是主要的挑戰(zhàn)之一。

四、結(jié)語

廣大清華教師積極投身于這場突如其來的網(wǎng)絡授課戰(zhàn)斗，努力探索和適應新的教學方式。網(wǎng)絡線上授課對絕大多數(shù)教師都是新生事物，完全適應這種模式還需要進行艱苦的努力和探索。傳統(tǒng)課堂是一種群體共同學習，線上課堂則主要為個體學習。構(gòu)筑有助于團體學習的氛圍等，是前一階段未加重視的問題，后續(xù)應重點關(guān)注和研究。

參考文獻

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本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號“高等工程教育研究”，作者張丙印、于玉貞。文章為作者獨立觀點，不代表芥末堆立場，轉(zhuǎn)載請聯(lián)系原作者。