李遠華 曾昭發(fā) 韓復(fù)興

（吉林大學(xué) 地球探測科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 吉林長春 130026）

一、教學(xué)實踐背景

2020年新型冠狀病毒疫情突如其來，圍繞“停課，不停學(xué)”的指導(dǎo)思想，各式各樣的在線教學(xué)方法成為研究熱點[1-2]。高校學(xué)生是一個龐大的特殊群體，疫情期間各高校在線教學(xué)面臨諸多挑戰(zhàn)，有大量學(xué)者圍繞教法、資源利用等問題，開展了豐富的研究與探討[3]。此外，隨著數(shù)字時代到來，“募課”“網(wǎng)絡(luò)課堂”等新形式在網(wǎng)絡(luò)課程不斷涌現(xiàn)，加上各類線上教學(xué)平臺的不斷發(fā)展，線上教學(xué)已然成為高校線下教學(xué)的有效補充，和常態(tài)化教學(xué)資源融合的發(fā)展方向[4]。當(dāng)前，融合式教學(xué)成為高校教育改革的重要方向之一，主要體現(xiàn)在“線上、線下的融合”“課程資源的融合”“學(xué)科之間的融合”“各類教學(xué)資源的融合”等方面[5]。但是，在疫情緊迫時期或突發(fā)生態(tài)事件背景下，高校還要面對正常運轉(zhuǎn)資源少、教學(xué)組織工作量大、條件限制多、學(xué)生需要關(guān)懷等諸多挑戰(zhàn)。如何有效地開展應(yīng)急性、長效性和有效性兼?zhèn)涞脑诰€教學(xué)工作顯得尤為重要。因此，我們有必要在這些方面不斷探索。

鑒于當(dāng)時嚴(yán)峻的疫情形勢，吉林大學(xué)果斷決定自2022年3月8日起將所有課程全部轉(zhuǎn)入線上教學(xué)模式。與此同時，吉林大學(xué)地球探測科學(xué)與技術(shù)學(xué)院即刻動員起來，對在線教學(xué)工作做出了具體部署，同時，鼓勵教師結(jié)合之前的在線教學(xué)經(jīng)驗和身邊的教學(xué)資源，努力改善在線教學(xué)效果。由此可見，線上教學(xué)仍然是高校應(yīng)對突發(fā)生態(tài)事件或傳染病疫情的有效手段。

從長春市奧密克戎變異株疫情和國內(nèi)幾次典型散發(fā)疫情來看，高校始終是疫情防控的重點單位之一。在疫情形勢升級期間，各大高校一般都會采取強有力的封閉式管理模式。高校教學(xué)工作具有特殊性，主要表現(xiàn)在：大學(xué)生課程數(shù)量多，課程的上課方式存在較大差異，學(xué)生上課交叉情況多；學(xué)生集中住宿，在隔離情況下活動范圍有限，人均活動面積就更少；如果出現(xiàn)突發(fā)的封寢管控情況，會給線上教學(xué)造成更大影響。由此可預(yù)見，在疫情突發(fā)引發(fā)的長期封閉環(huán)境下，線上教學(xué)會面臨師生心理壓力大和教學(xué)條件受限等諸多因素的制約。如何在特殊時期采用恰當(dāng)?shù)木€上教學(xué)方法快速進入教學(xué)狀態(tài)，確保教學(xué)質(zhì)量，保持學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)和專注度，減輕學(xué)生心理壓力，進而保障教學(xué)效果，這是一個值得時刻思考的問題！

為此，結(jié)合在線教學(xué)過程當(dāng)中遇到的問題和取得的成果認識，以數(shù)字教學(xué)資源基礎(chǔ)較好的鉆井地球物理勘探和數(shù)字高程模型（DEM）等課程為示范，積極開展突發(fā)疫情期間的在線教學(xué)方法改進實踐，從而為全院在線教學(xué)工作積累教學(xué)經(jīng)驗與技術(shù)積累，并將逐漸成熟經(jīng)驗及時分享。其中，在《數(shù)字高程模型》教學(xué)改革實踐時，采用“資源集成、體驗式和融入式”的融合式在線教學(xué)思路開展課程教學(xué)。在集成相關(guān)教學(xué)素材基礎(chǔ)上，通過較有特色的學(xué)生體驗式和融入式學(xué)習(xí)，較大程度地提高了同學(xué)們的課程參與度和融入感，有效地減輕了封閉期間學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力，取得了不錯的教學(xué)效果。

二、在線教學(xué)總體思路

數(shù)字高程模型是吉林大學(xué)地球探測科學(xué)與技術(shù)學(xué)院面向地理信息科學(xué)本科專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。針對地理信息科學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)的需要，數(shù)字高程模型課程被定位為技術(shù)應(yīng)用型課程。這門課程具有“技術(shù)特點突出、學(xué)生操作要求多、需較強理論知識為支撐”的特點，任課教師具有多年教學(xué)經(jīng)驗和較豐富的教學(xué)資源積累。因此，選擇數(shù)字高程模型作為本次在線教學(xué)方法研究的示范課程。

結(jié)合課程自身情況，同時考慮在線教學(xué)的特殊性，采用如下的思路設(shè)計在線教學(xué)工作：

（1）資源集成式管理與教學(xué)思路：由于教學(xué)方式轉(zhuǎn)入線上，傳統(tǒng)的教室教學(xué)模式不能直接硬搬至在線課堂。因此，將線下積累的各類教學(xué)資源進行數(shù)字化處理，然后通過自主開發(fā)的教學(xué)資源軟件集成在一起，將視頻、圖片、程序、文本等課程資源進行統(tǒng)一管理和多種形式的調(diào)用。同時，將教學(xué)要求、課程知識點、學(xué)生信息等各教學(xué)環(huán)節(jié)信息也一并整合起來，實現(xiàn)教學(xué)信息實時維護，教學(xué)資源靈活調(diào)用，教學(xué)心得及時反饋的教學(xué)模式。

（2）體驗式教學(xué)思路：首先，針對課程實踐性較強的特點，對于操作性較強或難于理解的教學(xué)內(nèi)容，將線下課程中的部分互動式教學(xué)方法轉(zhuǎn)移至線上。邀請學(xué)生通過圖形繪制、圖案主觀填充型、空間計算過程原理手繪等方式進行體驗。目的是通過同學(xué)們的動筆式體驗，增加他們對難點問題的主動體驗與操作記憶，并要求學(xué)生將這些材料按一定格式整理存檔，并在關(guān)鍵問題上加注教師的點評與分析。每當(dāng)完成一個周期的教學(xué)任務(wù)后，學(xué)生已然擁有一整套核心理論完整和關(guān)鍵技術(shù)齊全的圖文式分析材料，這有利于他們對課程內(nèi)容的整體掌握。這種思路可以讓所有同學(xué)們都參與到教學(xué)活動中，也減少了查考勤的工作量。除了實驗課外，要求同學(xué)們當(dāng)堂完解決完成關(guān)學(xué)習(xí)與操作，有效地減輕了同學(xué)們的課外學(xué)習(xí)負擔(dān)。

（3）融入式教學(xué)思路：由于疫情特別突然，個別同學(xué)們在封閉式管理下情緒難免波動較大，有些甚于出現(xiàn)厭學(xué)情緒，碰到稍難的更有可能“崩潰”。因此，將與同學(xué)們相關(guān)或年輕人關(guān)注的當(dāng)下流行元素加以利用，采用動畫、漫畫、圖片、游戲等方式融入各教學(xué)環(huán)節(jié)之中，可以讓學(xué)生產(chǎn)生親切感，還能在“新奇”“幽默”“快樂”與“熟悉”氛圍下主動參與學(xué)習(xí)。這不僅舒緩了封閉管理的心理壓力，又能幫助他們在無形中接納專業(yè)知識。

三、實現(xiàn)手段

1.資源集成與動態(tài)管理

當(dāng)前，“超星學(xué)習(xí)通”“雨課堂”“釘釘”“騰訊課堂”等在線教學(xué)平臺或軟件可以解決教學(xué)資源集成和在線教學(xué)問題，為高校教師提供了強大的技術(shù)支持。為了實現(xiàn)自主性控制和靈活方法調(diào)整，在本次教學(xué)過程中，采用C+OLEDB數(shù)據(jù)庫二次開發(fā)技術(shù)自主研發(fā)“ForCourse”綜合教學(xué)軟件，用于完成各類教學(xué)資源的整合；從實現(xiàn)技術(shù)上說，首先，采用相對路徑方法實現(xiàn)單機數(shù)據(jù)庫的架設(shè)，能有效地減少大數(shù)據(jù)量教學(xué)資源在網(wǎng)絡(luò)端的加載時間。其次，在數(shù)據(jù)庫內(nèi)分別構(gòu)建“課程信息”“教學(xué)信息”“軟件參數(shù)信息”等關(guān)系型數(shù)據(jù)表，進而實現(xiàn)對課程說明信息、教學(xué)提綱、教學(xué)知識點的分類管理，并對教學(xué)平臺的字體大小、標(biāo)題樣式等參數(shù)進行個性化設(shè)置。然后，通過SQL語句與C語言嵌入式組合，實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的添加、刪除、修改和查詢等操作。最后，針對圖片、視頻等素材，采用層次文件夾形式進行管理，并通過文件名自動識別與數(shù)據(jù)庫查詢相結(jié)合的方法，實現(xiàn)課程章節(jié)與教學(xué)素材的自動匹配；從功能上說，該款軟件具備“課程結(jié)構(gòu)管理”“課程資源配置”“綜合在線教學(xué)”等功能，不僅能通過程序控制實現(xiàn)對各類教學(xué)資源的靈活配置，而且還可以實現(xiàn)在線教學(xué)時，通過教學(xué)平臺可以對接教學(xué)資源，實現(xiàn)自由、靈活的教學(xué)素材信息對接；軟件可實現(xiàn)對MP4（視頻）SWF（動畫）JPG（圖片）GIF（動圖）等形式教學(xué)資源分布式管理與調(diào)用，并為這些資源提供了數(shù)據(jù)接口，可被其他的教學(xué)平臺調(diào)用。

當(dāng)然，現(xiàn)有各種教學(xué)軟件能功都較為完善，能滿足大部分教師的教學(xué)要求。但是，對于有個性化教學(xué)和自主改進需求的教師來說，自主開發(fā)教學(xué)平臺是個不錯的選擇。

2.體驗式教學(xué)的實現(xiàn)方法

與線下教學(xué)不同，網(wǎng)絡(luò)課堂很難給同學(xué)們發(fā)放實物材料，學(xué)生們也不能方便地打印各類材料，更不能實時地與學(xué)生進行深入互動和情景對話。從思路上講，針對難點內(nèi)容引出核心原理等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，精心準(zhǔn)備各種教學(xué)素材。要求同學(xué)們從上課開始，根據(jù)老師提供的“題目”或“展示材料”在相應(yīng)的時間段進行體驗式操作或完成規(guī)定動作，讓學(xué)生體驗到核心原理的基本思想和發(fā)展過程，而不一味地用眼看、用耳朵聽。實際操作流程是這樣考慮的：鑒于疫情期間的特殊性，要求同學(xué)們每次課前隨便準(zhǔn)備1張近A4大小的紙張，教師通過直播的共享屏幕向?qū)W生展示教學(xué)素材與思考題，要求學(xué)生簡單地繪制原理圖，自主地完成問題分析或表格填寫。然后，利用直播平臺語言提示學(xué)生如何思考與自主操作；最后，通過程序控制附加攝像頭向?qū)W生展示教師桌面的手部動作，為學(xué)生講解關(guān)鍵原理與解決思路，和他們一起共同體驗對一個具體問題思考過程，牢牢地抓住學(xué)生的注意力，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。具體實現(xiàn)方法是：通過騰訊會議、超星學(xué)習(xí)通等軟件實現(xiàn)課程的直播，以共享屏幕方式向?qū)W生展示教學(xué)桌面，然后調(diào)用開發(fā)的教學(xué)平臺，通過嵌入（PPT）或窗體程序方式展示教學(xué)素材，利用直播平臺的攝像頭展示教師教學(xué)形象，通過C語言控制自主接入的攝像頭，以手部頂端成像方式向?qū)W生演示難點問題。

另外，針對一些常識性問題，會要求學(xué)生想象自己就站在事件發(fā)生時的地形（地理）環(huán)境之中，要求他們思考其中的關(guān)鍵性問題，并在課程記錄卡上寫下自己的真實想法或根據(jù)展示的圖形做答。最后，教師再為大家講解其中的關(guān)鍵性問題，幫助他們正確地理解相關(guān)問題。

3.融入式教學(xué)的實現(xiàn)方法

融入式教學(xué)通過如下方式實現(xiàn)：一種方式是圍繞難點和重要知識點，將時下年輕人喜聞樂見的流行元素（如電影、音樂等）融入教學(xué)素材之中，提升課程對學(xué)生的吸引力與代入感，以提出的問題作為引導(dǎo)，提出學(xué)生關(guān)注的點，開展引導(dǎo)式討論教學(xué)。此外，還在教學(xué)材料中，融入了與學(xué)生相關(guān)的元素，包括學(xué)生的實際操作照片、學(xué)生作業(yè)照片、學(xué)生探討問題的照片和視頻等，使得學(xué)生看到相關(guān)內(nèi)容就會產(chǎn)生天然的親切感，可有效地提高學(xué)生的沉浸感，對于舒緩學(xué)生情緒，提高學(xué)生課堂注意力、減少學(xué)生對難點問題抵觸情緒等方面具明顯效果，特別在連續(xù)多日的封閉式管理期間教學(xué)更為突出。具體的技術(shù)實現(xiàn)途徑是：分析與收集當(dāng)前對學(xué)生有正面影響的流行音樂、視頻等元素；并利用音頻、視頻處理軟件完成后期剪輯和動畫嵌入等工作，從而實現(xiàn)視頻類教學(xué)素材的加工；對于圖片素材來說，可以通過收集、手繪和電子繪圖等方式展現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容；對于難于理解的知識點，還可以通過Flash動畫、GIF動畫制作等方式加工出教學(xué)過程可控動畫素材。

結(jié)語

通過在上述方面的思考與教學(xué)嘗試，讓每位同學(xué)都能有效、全程地參與到線上教學(xué)中，有效地幫助他們梳理和理解關(guān)鍵知識點；同時，輕松的上課方法和氛圍讓同學(xué)們可以放松心態(tài)，自覺地加入課程學(xué)習(xí)中，緊跟教師的上課思路與節(jié)奏，還有利于排解疫情期間的部分負面情緒，學(xué)生普遍反映效果良好。本文采用的方法具有“平戰(zhàn)結(jié)合”特點，上述方法完全可以在線下課堂中完美復(fù)制重現(xiàn)，并在課堂中繼續(xù)發(fā)揮數(shù)字化教學(xué)的優(yōu)勢。

（1）通過資源集與自主教學(xué)平臺的程序控制，可以實現(xiàn)教學(xué)資源的有效整合與靈活展示，可以根據(jù)課堂進度、課堂氣氛、學(xué)生需求，實時、隨機地調(diào)配教學(xué)資源，在一定程度上實現(xiàn)了非線性式地課堂教學(xué)模式。此外，還可為課程教學(xué)資源的不斷積累奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

（2）本文采用的“體驗式教學(xué)”方法，簡單易行，可讓所有學(xué)生在課堂時間內(nèi)全程參與教學(xué)過程，同時通過自主式的學(xué)習(xí)體驗，幫助學(xué)生形象化、伴隨邏輯思想地掌握難點知識。同時，也給學(xué)生表達思想提供了空間與正能量的限制范圍，也是一種不錯的思政教育方式。

（3）本文采用的“融入式教學(xué)”方法，可讓學(xué)生感受到自己就在課堂里，能有效地提高學(xué)生的專注度，減輕他們的課堂壓力。

然而，疫情期間學(xué)生可能缺少相關(guān)設(shè)備，一些復(fù)雜的教學(xué)材料也不能由教師代為處理，學(xué)生的操作能力有差異，會對教學(xué)進度產(chǎn)生一定影響。因此，教師需要提前做好安排，精心設(shè)計，盡量不給學(xué)生添加額外負擔(dān)。

當(dāng)然，每門課都有自己的特點，每位教師都有自己的風(fēng)格和特長，上述內(nèi)容僅供各位同仁參考。我們認為，教學(xué)手段確實可以提高教學(xué)效果，良好教學(xué)設(shè)計是前提，合理技術(shù)手段與教學(xué)方是支撐，對課程專業(yè)知識體系正確傳達與科學(xué)化表達則是重要基礎(chǔ)。