景斌 劉冬冬 翁大偉 趙相坤 張楠

0 引言

目前，醫(yī)學院校開設的計算機類課程主要有兩大類：一類是面向全校所有專業(yè)的公共基礎課[1-3]，比如計算機基礎、數(shù)據(jù)庫原理等；另一類是面向非臨床專業(yè)(如生物醫(yī)學工程、衛(wèi)生管理、法學等)的專業(yè)基礎課[4-6]，比如C語言程序設計、Java語言、醫(yī)學信息學、計算機網(wǎng)絡等。這些課程雖然在授課對象和難度上有所不同，但在教學方式上都采用理論授課外加上機實驗的形式，與其他學科課程相比，更強調(diào)理論水平和動手能力的同步提升，因而對計算機類課程的教學有著很高的要求。

在2020年初新冠疫情快速蔓延的情況下，直播式線上教學在所有大中小學校中如火如荼地開展起來。傳統(tǒng)的慕課(massive open online course，MOOC)在線課程一般采用錄播視頻的形式進行教學，單向?qū)W生進行課程內(nèi)容的輸出，而直播式線上教學能夠與學生進行更好的互動，對軟硬件要求較低，能夠更便捷地開展起來，因而廣受教師的喜愛。但直播式線上教學是一種新興產(chǎn)物，大部分教師此前都沒有線上直播的經(jīng)歷，在開展線上授課的過程中，新問題和新挑戰(zhàn)也是伴之而來，比如在教學準備或?qū)嵤┻^程上跟傳統(tǒng)課堂教學相比發(fā)生了很大的改變。為了今后能夠更好地開展線上課程，本文針對計算機類課程特點和要求，對線上教學的執(zhí)行進行了有益的嘗試和探索。

1 計算機類課程線上教學的特點

在傳統(tǒng)線下教學中，為了滿足計算機課程的教學要求，一般采用理論授課與上機試驗相結合的教學方式，學生需到機房進行操作實驗。機房實質(zhì)上是一種非常理想的線上教學環(huán)境，所有電腦軟件都已經(jīng)配置好，不存在操作系統(tǒng)和軟件版本問題;所有電腦在局域網(wǎng)內(nèi)通暢連接，不存在網(wǎng)絡延遲問題，教師可以一目了然掌握所有學生的情況，不存在師生交流不暢的問題，這些在線上教學上都很難滿足。此外，已有的慕課類計算機課程線上教學[7-8]通常以課程網(wǎng)站上的視頻錄像為主，輔以課上教學內(nèi)容的課件，慕課類課程實質(zhì)上可以算作是一種輔助自學類的學習平臺，且MOOC類課程不僅需要事先制作好課程視頻內(nèi)容，也需要相關網(wǎng)站的建設和支持，一般很難在短期內(nèi)保證高質(zhì)量內(nèi)容的快速上線。在這種背景下，直播式教學在2020年初疫情下發(fā)揮了不可替代的作用，上手簡單，開展便捷，易于推廣，但在實施過程中也面臨很多新問題。

1.1 直播式線上授課的硬件準備

線上授課的硬件一般需要電腦、話筒、耳機、手寫板、攝像頭(可選)，一般流程是通過臺式機/筆記本來播放課程PPT，使用麥克風進行語音輸入，利用耳機獲取上課的實時效果及反饋，借助手寫板用作課堂黑板的用途，考慮到計算機類課程有很多內(nèi)容涉及操作及程序演示，學生可能會有很多問題需要答疑，一般還需另一臺電腦或平板、手機用來顯示學生跟老師之間的文字答疑內(nèi)容，從而方便老師的及時回復或掌握學習情況。此外，在實際操作中，考慮到網(wǎng)絡可能存在不穩(wěn)定的情況，一般會在平臺上再注冊一個賬號，以學生身份獲取教師端授課的實時效果并判斷是否需要做出相應措施應對。

1.2 直播式線上授課的軟件準備

線上授課的軟件包括兩類：第一類是教學直播用的相關軟件，比如騰訊會議、釘釘、Zoom等，這些平臺在核心功能上比較類似，僅在界面或操作細節(jié)上有所差異，選擇的主要依據(jù)在軟件的流暢度和穩(wěn)定性上，如果某些軟件在長時間的教學中存在卡頓及掉線的情況，則可以盡量避開這些平臺。第二類是課程依托教學軟件，比如C語言的上機環(huán)境Dev C++，計算機基礎類的Microsoft Office、Photoshop等，這些軟件既需要在教師端安裝，也需要在學生端進行安裝以方便實驗，安裝過程涉及操作系統(tǒng)的差異問題。教師端教學軟件一般都按照教材中的軟件版本進行安裝，但在學生端由于操作系統(tǒng)的不同(大部分學生不具備更換電腦系統(tǒng)或者安裝雙系統(tǒng)的經(jīng)驗)，很多學生安裝的軟件版本跟教材有所不同，導致在軟件界面或操作上有所不同。這個問題一方面可以通過安裝虛擬機(如VMware[9])來解決，利用虛擬操作系統(tǒng)來達到跟教材的一致，但這也需要學生對相關軟件的使用有所了解；另一方面學生也可直接使用相關軟件的不同版本，但這需要教師在具體操作上能夠給予足夠的答疑。在教學軟件上還有一個重要問題是軟件的正版化問題，特別是在學生端，雖然一般學校可以提供一些基本的正版軟件，比如Microsoft Office，但一些非日常使用的軟件還不能得到有效解決，這時一般可使用軟件的試用版或者其他可替換的開源軟件。

2 直播式線上教學的實施

2.1 課前環(huán)節(jié)

課前一般需要過微信群或者QQ群通知學生線上教學的會議號或者登陸方式及時間，在臨上課前，教師可查點聽課人數(shù)，如果有同學未到場，則可讓班長或?qū)W委進行點對點的通知。另外，老師在課前一般需要將課程素材、練習的電子版和授課使用的PPT發(fā)給學生，在實驗課上，也需要將相關示例程序代碼發(fā)送給學生參考。

2.2 授課環(huán)節(jié)

在授課時，學生端一般只需登錄一個會議軟件端，并且會議端窗口不會鎖定屏幕，因而學生端的一個常見情況是“掛機”，他們可能沒有實時跟上課程的節(jié)奏和進度，這樣對理論課有很大的影響。相對于線下教學，老師很難實時觀察學生對講述內(nèi)容的接受情況，從而對一些重點內(nèi)容和概念進行強調(diào)講述。在線課堂由于種種原因限制，學生不能和教師形成有效的互動，從而導致教師講課時無法實時獲取學生的掌握情況，而只能根據(jù)往年經(jīng)驗和課堂測驗情況進行重點講述。授課過程中，一般只開放教師端的麥克風，學生端將會被禁言，因而學生的主要反饋手段是直播平臺上的文字聊天或者微信群聊天，教師需要在上課過程中注意是否有學生進行反饋。線上教學時，每個學生相對獨立，如果學生自律性較強，能夠很好地跟上課堂節(jié)奏，則可以取得與線下教學類似的學習效果；但如果學生自律性不強，則在線上學習期間很有可能在忙自己的事，無法專心于課堂。這與線下教學有很大的差距，比如在整體學習氛圍的保持上、在相互之間的良性競爭上、在師生間的課上課下溝通上，這種情況下好學生依舊可以繼續(xù)保持，但自律差的學生就可能更容易掉隊。因此，加強與學生的互動特別是盡可能覆蓋更多同學，對提高教學質(zhì)量有很大幫助。

從教學內(nèi)容上來看，醫(yī)學院校計算機類的課程一般都包含理論教學和實驗教學兩部分。

理論教學以講述PPT內(nèi)容為主，重點闡釋核心概念、算法，但不同課程也各有側重。像計算機基礎類課程，大部分學生在高中階段有所接觸，內(nèi)容上能夠很容易銜接上，因而大部分同學可以較快地接受。但是像C語言、數(shù)據(jù)庫原理類的課程，很多學生之前沒有接觸過，對課程的學習內(nèi)容、學習方法及學習目的都不了解，這部分的理論課需要教師進行更多的闡釋，多通過理論聯(lián)系實際的具體實例來加深對學習內(nèi)容的理解。

對于實驗教學，一般需要利用教材里的例子以及補充的課外例子來引導學生對編程的興趣。實驗課還需要教師很好地做好答疑的工作，很多學生在學習基礎和理解上有很大差異，很多時候雖然教師已為學生提供標準程序用來參考，但學生不時會有很多新奇的思路，特別是在編程實現(xiàn)上，教師大部分時間都用在答疑學生的編程思路上為什么存在錯誤，因此，實驗教學很考驗教師對內(nèi)容的理解程度及備課水平。一般來說，實驗課不適宜做很難的編程練習或者綜合實驗，需要讓學生從簡入難，逐步掌握，但如果班級里存在個別非常突出的學生，可以給這些同學準備一些較難的問題。像C語言的編程試驗，不同學生練習中存在的錯誤很少是一致的，除了極少數(shù)的共性問題，大部分問題都是因人而異的。有時是一些比較簡單的概念錯誤，但有時也會是一些非常隱蔽的錯誤，比如標點符號的錯誤使用，學生端在程序編譯運行時，雖可看到報錯提示信息，但因為編程經(jīng)驗不足，且報錯信息都是英文展示，如果報錯信息跟之前有所差異，則學生一般需要答疑。因教師無法在旁邊快速指導，單純口頭描述學生可能不會很快理解，一般只能讓學生把編程文件發(fā)送給老師，老師修改后再發(fā)送給學生，或者通過在線課堂對所有同學解析此錯誤。此外，學生還會存在一些理解問題導致的錯誤，此時需要把課堂PPT、教材中的相關例子通過正反兩種形式對比講解，從而幫助學生理解。這個時候線上的答疑不是很便捷，特別是在一些難點章節(jié)(比如指針、排序)，同時間可能很多學生都需要答疑，單靠教師一個人答疑無法滿足所有的答疑需求，因此可以適當通過建立一些教學小組來提升答疑效率，從而進一步提升學生的動手操作能力。

疫情發(fā)生以來，所有課程都轉(zhuǎn)到了線上教學，學生每天需要長時間坐在電腦前，不但會產(chǎn)生精神上的疲勞，也會產(chǎn)生比如用眼疲勞、環(huán)境久坐疲勞等身體疲勞，這對于學生的學習效率會有一些影響，特別是課程進行到學期中后期時，因此學生需要及早適應，并對學習方式和習慣進行調(diào)整。目前線上教學和線下教學采用相同的上課時間安排，但在今后線上教學的過程中，可以考慮適當增加一點課間休息時間。

2.3 課后環(huán)節(jié)

上課之后，一般需要給學生布置一些作業(yè)用以鞏固所學內(nèi)容，教師需要及時做出批改，并給學生做出反饋。線上作業(yè)的提交一般是通過郵件，師生間點對點的反饋主要是通過微信等聊天工具，特別是一些基礎不是很好的同學，需要花很多時間進行作業(yè)答疑。

2.4 考核環(huán)節(jié)

在線教學的考核目前基本延續(xù)傳統(tǒng)課堂教學的模式，將傳統(tǒng)的筆試轉(zhuǎn)換成機考形式，但這種考試很難體現(xiàn)出學生的真實操作水平，并且學生在自己電腦上進行考試，無法做到網(wǎng)絡隔絕，試題很容易通過網(wǎng)絡、手機或課本進行關鍵字搜索。計算機類課程最重要的還是理論和實操水平的同步提升，因此，在線教學模式下的筆試和實操考核的相關比例應予以適當調(diào)整，雖然課程考核涉及大綱的要求，不易改變，但在今后的大綱中，最好能夠單獨說明在線教學下的考核方式。

3 醫(yī)學計算機類課程在線教學的新構想和嘗試

目前，國內(nèi)疫情雖已得到控制，但零星散發(fā)病例依舊可能對局部產(chǎn)生很大影響，線上課程需要時刻準備。另外，為了防疫的要求及教室空間的限制，目前比較主流的一種上課方式是線上+線下的組合教學，因此，線上教學在一段時間內(nèi)仍將繼續(xù)存在并發(fā)揮作用。針對計算機類課程自身的特點及線上教學效果的需要，未來醫(yī)學院校計算機類課程在線教學可在以下方面進行有益的嘗試和調(diào)整。

(1) 構建統(tǒng)一的虛擬教學平臺，方便學生端的在線學習。

通過課程調(diào)查發(fā)現(xiàn)至少有1/3學生在計算機系統(tǒng)或軟件上與教學要求存在差異，特別是不同操作系統(tǒng)上的差異比較明顯，比如Mac系統(tǒng)的編程軟件、編程文件跟Windows系統(tǒng)有明顯不同，并且很多學生都在操作系統(tǒng)和軟件的安裝上存在一些困難，這會對學生的學習有一些影響。針對此問題，目前最佳的方案是構建一個統(tǒng)一的在線虛擬教學平臺，通過安裝虛擬機(提供已安裝好所有軟件的系統(tǒng)文件)或通過遠程軟件連到機房電腦，從而為學生的在線學習提供支持。疫情期間，C語言教學中使用了菜鳥工具中的在線編譯工具(https://c.runoob.com/)，通過使用統(tǒng)一的Web在線調(diào)試，最大限度地屏蔽平臺差異，與微信群結合使用，增強了與學生的互動，提升了教學效果。

(2) 引導學生快速適應在線教學，改善學習習慣及學習方法。

目前來說，很多學生可能會存在對在線學習不適應的情況。在線學習形式相對單一，學生如果還是采用課堂教學的學習習慣或者方法可能會存在明顯的不適應，比如課堂教學中，學生手中有教材，可以跟課堂PPT內(nèi)容相互印證，也可通過記錄筆記把握要點。但在線學習下學生手里一般只有教材的電子版，這個時候?qū)W生更依賴于課堂講解，盡管線上課堂可以備份記錄，但相較之前依舊有很大的變化。在線上教學下，學生最有效率的學習方法應該是能夠提早預習下次課的學習內(nèi)容，帶著問題來聽課，這樣才可能在線上學習取得較好的學習效果。另外，為了彌補學生因網(wǎng)絡狀況不佳而影響學習質(zhì)量的問題，每次對課堂內(nèi)容進行同步視頻錄制，方便學生回看復習。

(3) 建立學習小組，利用同學間相互督促提升學習效果。

在計算機類課程的線上教學中，理論性和實操性皆有，學生基礎和理解水平也存在較大的差異，而線上教學不容易發(fā)揮學生間的良性督促作用，因此可建立一些學習小組，通過小組內(nèi)分工共同完成一些稍大的程序或作業(yè)，充分利用組內(nèi)討論來實現(xiàn)組內(nèi)共同提高，同時也可增加學生間的互動，活躍課堂氣氛。一般情況下，不同學習小組要盡量均衡，小組內(nèi)需要有一些學習突出且主動的學生，通過他們的指引，提升組內(nèi)基礎相對較差的學生，從而提高整體的學習效果。另外，適當增加研究生助教數(shù)量，一方面提升了實驗課的答疑效率和教學效果，另一方面也鍛煉了研究生臨場發(fā)現(xiàn)問題、處置問題的能力。

4 展望

在未來很長的一段時間內(nèi)，疫情風險都會存在，雖然國內(nèi)相對風險不大，但在疫情防控的一些關鍵時間節(jié)點上，線上教學依舊有不可取代的地位。對于大多數(shù)院校來說，2020年都是線上教學的起始探索之年，一輪完整的線上教學下來，一線教師都能夠獲得全程的教學體驗，收獲了很多教學經(jīng)驗，也有很多教訓值得反思。

未來的線上教學有很大的成長空間，計算機教育技術的發(fā)展也日新月異，希望未來在大家的共同努力下能夠有更加專業(yè)的教學平臺、更加完善的線上教學環(huán)境、更加合理的教學模式，從而推動醫(yī)學院校計算機類課程線上教學的不斷發(fā)展。