彭雙階 鄭高峰 李 波 徐章韜

（華中師范大學 數(shù)學與統(tǒng)計學學院，湖北 武漢 430079）

一、疫情背景下在線學科教學面臨的問題

一場突如其來的新冠肺炎疫情擾亂了社會的正常運轉(zhuǎn),新學期被迫延期開學,但教學還得繼續(xù),因此在線教學走進了教師的課堂中。 各級教育主管部門號召各級各類學校利用網(wǎng)絡平臺“停課不停教,停課不停學”。 疫情之下我國教育信息化受到了最嚴格的“考驗”,無論教師對在線教學這種方式理解不理解、認同不認同,在這種特殊背景下,為了不耽擱正常的教學進度,在線教學不得不開展。 這種在線教學方式不同于非疫情狀態(tài)下的教師自主嘗試,而是各級各類學校、各門學科齊上陣,所有學生一起上線,這種規(guī)模實屬罕見。在線教學剛開始的一個多月里,出現(xiàn)了各式各樣的問題。 如何正確地認識這些問題、研判這些問題、解決這些問題,確保在線教學的質(zhì)量不低于傳統(tǒng)課堂教學的質(zhì)量,不僅是教育管理者應關(guān)注的問題,而且還是教學硬件、軟件支持平臺,一線教師應關(guān)心的重大問題。 正確認識這些問題有助于我國教育信息化進程的升級換代。

在線教學是一場長期的變革,給教師教學方式的選擇帶來了很大的“沖擊”。 在線教學不只是把傳統(tǒng)的物理課堂教學“搬到”了網(wǎng)絡,在線教學方式很豐富,有在線視頻直播、在線語音直播、在線錄播, 學習線上慕課, 專屬在線課程（SPOC）,利用平臺學習課程資源,在線會議等多種方式。 一時間,在線教學恨不得把所有的教師變成“主播”。 面對豐富多彩的在線教學方式,沒有心理或技術(shù)準備的教師不得不仔細思索,究竟該選用哪種教學方式。 如果有與傳統(tǒng)實體課堂教學相近的在線教學方式,教師的教學經(jīng)驗就可以遷移過去,繞過技術(shù)的門檻,教師將不再“畏懼”在線教學。 從在線教學第一個月的實踐來看,有的教師在直播與錄播、視頻資源學習與文本材料學習等方式之間舉棋不定,或者說,不知道如何選擇最佳的在線教學方式。 故“不提倡、不建議每一位教師都制作直播課”。 經(jīng)過一個多月的在線教學實踐出現(xiàn)了6 種優(yōu)化組合方案［1］:視頻會議直播+即時社交軟件,如騰訊會議+微信；視頻會議直播+課程平臺,如ZOOM+云班課；直播課程平臺,如課堂派；網(wǎng)絡在線課程+即時社交軟件,MOOC+QQ；電視空中課堂+即時社交軟件,如電視直播+QQ；錄播+即時社交軟件,如視頻資源+QQ。 哪種教學方式適合哪門課程,教師適合哪種教學方式,還需要教師不斷地探索。

在線教學對教師的教學方法帶來了嚴重的挑戰(zhàn)。 教學方法從根本上說有兩種:一是講授法,二是發(fā)現(xiàn)法。 其他各種教學方法,可以看成是在這兩種方法基礎上生成的,是這兩種教學方法之間的一種張力。 在線教學更需要教師出色地運用啟發(fā)式講授法、基于問題驅(qū)動的發(fā)現(xiàn)法。 而啟發(fā)式講授法對教師有著較高的要求,要求教師更多考慮“如何講”“講什么”。 “如何講”是教師要精心設計講解的底稿,如同影視配字幕一般,要十分講究,每句話字數(shù)不要太多,信息量不要太大,吐字清晰,語速不能太快。 在邏輯上要層次分明,要點分明,重點突出,不能把學生講暈了。 “講什么”要求教師不能僅以信息傳遞為目的,而是要時時監(jiān)控學生對知識的掌握,不斷調(diào)控自己的授課進程。 不同于傳統(tǒng)實體線下課堂,教師可以自顧自地“滿堂灌”,在線教學要求教師以學生為中心,以問題驅(qū)動為抓手,時時把學生吸引在線上。

在線教學需要軟硬件平臺的支持,平臺對教師信息化教學手段的運用帶來了很大的“制約”。經(jīng)過多年的信息化建設,已有多種課程資源平臺、社交平臺可供教師選擇。 如QQ、UMU、ZOOM、CCtalk、VoiceThread、微信、釘釘、云平臺、雨課堂、騰訊課堂、優(yōu)酷學堂、微師學堂、超星直播客戶端、超星學習通同步課堂、智慧樹、超星爾雅、學堂在線、中國大學MOOC、優(yōu)課聯(lián)盟、優(yōu)學院、高校邦平臺、好大學在線、國家虛擬仿真實驗教學項目共享平臺等教育部推薦的23 個在線課程平臺,以及一些商業(yè)網(wǎng)絡視頻平臺,如嗶哩嗶哩（B 站）等。 這些眾多的軟硬件平臺中,有的是商業(yè)公司為商業(yè)目的開發(fā)的,有的是高?；蚋咝Ｂ?lián)盟開發(fā)的,有的是教育公司研發(fā)的,有的適合直播,有的適合錄播、有的適合互動。 手段豐富,意味著技術(shù)先進,有多種選擇,但同時也意味著有時不知哪種平臺或手段更有利于在線教學,更適合自己。 從在線教學實踐來看,教師對多樣化的信息化教學手段并不完全適應,有的還處在摸索階段。

在線教學還需要一些網(wǎng)絡軟硬件條件的支持。 從在線教學的教學實踐來看,服務器容量不夠大、居家網(wǎng)絡寬帶不給力、卡頓、掉線、各種終端設備軟硬件的兼容性、高峰期用戶數(shù)和并發(fā)數(shù)太大,導致軟件系統(tǒng)平臺不夠穩(wěn)定等無序和混亂情況時有發(fā)生。 還有少數(shù)學生沒有終端設備進行線上學習,或在線學習時間過長,成天處于云平臺、網(wǎng)絡、手機客戶端、電腦終端的視音頻、文字圖片等各種融媒體的包圍之中。 這些情況的發(fā)生影響了在線教學的效果,沒有用在線教學的豐富手段吸引學生進入正常的學習狀態(tài),“錨”定在思考問題上。

由于教師缺乏信息技術(shù)環(huán)境下的面向具體學學科教學的TPACK［2］,在線教學中出現(xiàn)諸多問題在所難免。 在這次疫情中,出現(xiàn)許多勇于變革的教師,他們超前謀劃,主動求變,開創(chuàng)了在線教學的新局面。 根據(jù)A.Bandura 的社會認知學習理論,榜樣的力量是巨大的。 榜樣提供了可以借鑒、模仿的對象,深入研究典型個案,推動在線教學的有效發(fā)展,具有十分重要的現(xiàn)實意義。

二、“1+N 集中導學”模式在行動

“1+N 集中導學”模式,簡言之,就是教師主講一個主課堂,同時,在智慧教室同步運行N 個子課堂的模式。 “1+N 集中導學”模式不是此次疫情催生的在線教學模式,此模式由湖北省大學數(shù)學教學團隊率先在智慧教室中摸索出來,并已運行多年,取得了一些較為成熟的做法。 此次疫情檢驗了這個模式的可行性。

（一）組建教學團隊，集體攻關(guān)備課，名師授課

“1+N 集中導學”模式,按“協(xié)作分工、集體備課、資源共享、名師導航、規(guī)模效益”的方式進行運行。 依托省級“大學數(shù)學教學團隊”,充分發(fā)揮基層教學組織的協(xié)同攻關(guān)能力,教研室同仁們制作了豐富的電子教學資源,在starC 云平臺上運行,供同學們隨時隨地使用。 電子資源包括教學課件、案例、高等數(shù)學圖形系統(tǒng)（MathGS）工具與案例、電子教材、與高等教育出版社共同開發(fā)的新形態(tài)電子練習冊、數(shù)學模型動畫演示資源、數(shù)學之美欣賞資源等許多拓展性教學資源。

在線教學由大學數(shù)學教學團隊某位副教授主講,在本文中稱之為“A 老師”。 教學督導評價A老師授課“能深入淺出,邊畫邊講,將枯燥抽象的數(shù)學理論具象地娓娓道來,啟發(fā)學生的數(shù)學思維,讓聽者總有恍然大悟之感”。 A 老師還是省青年教師講課比賽一等獎獲得者、省五一勞動獎章獲得者,科學網(wǎng)曾報道過其事跡。 讓熱愛教學的教師做教學,讓更多的學生接近名師,產(chǎn)生規(guī)模效益是“1+N 集中導學”的重要特點。

（二）在線教學的內(nèi)在邏輯起點是在線教育，關(guān)愛學生

重大疫情災難引發(fā)了我們對人與自然、人與社會、國家治理體系和能力建設等諸多方面的思考。 在線教學若僅僅立足于知識點講深講透的授受型講課是不全面的,還要立足在線課程思政的教學。 A 老師總是早早地進入在線課堂,播放音樂來迎接同學們的到來。 課間休息也會播放音樂讓同學們放松,課程結(jié)束后,也會播放音樂歡送同學們。 整個學習過程輕松愉快。 課堂開始時,A老師總會根據(jù)當前的抗疫形勢,結(jié)合數(shù)學在線教學的特點,不失時機地進行在線課程思政教育,疏導學生心理,對學生進行生命安全、公共安全、心理健康、學會感恩等方面的教育,給同學們以慰藉和安撫。 同學們都覺得A 老師講課時精神飽滿、態(tài)度熱情、有親和力,能吸引大家的注意力。 A 老師運用多種教學策略,較好地解決了“戰(zhàn)疫”期間非學?；虒W環(huán)境下和諧關(guān)系的重構(gòu)［3］。

在線教學與傳統(tǒng)線下課堂的最大不同點是教師學生不見面,降低了教師吸引力,或者說教師對課堂的掌控力在下降。 除了采用比傳統(tǒng)課堂教學更豐富的技術(shù)手段進行交互,吸引學生注意力外,更要激發(fā)學生的使命感和責任感。 國家和人民正在經(jīng)受前所未有的磨難,我們不思努力求學,不長報國之志,不增報國之才,是多么得不合時宜！ 這正是對學生進行價值塑造、理想信念教育、化“?！睘椤皺C”的好時機。 在數(shù)學課堂教學中不失時機又不生硬地進行課程思政教育正是知識增值升華的應有之義。 關(guān)愛學生,走進學生心里是最佳的教學起點。

（三）在線教學的動力運行過程重在信息技術(shù)與學科課堂深度融合，重在師生互動

信息技術(shù)和課程教學整合需要吸收傳統(tǒng)課堂教學的優(yōu)點。 完全把傳統(tǒng)實體課堂教學搬到網(wǎng)絡上,其效果可能還不如傳統(tǒng)課堂教學。 自2014 年起,A 老師和數(shù)學分析課題組就致力于數(shù)學學科的信息化教學,融合微課、慕課的特點,探索出了信息技術(shù)與學科課程深度融合的新路。 教學督導評價道:“本課程的教學形式充分體現(xiàn)了數(shù)學學科的特點,使用數(shù)位板將板書直接引入在線教學,邊演算推導邊講解,啟發(fā)學生的思維過程。 在板書的過程中,還自如地引用數(shù)學工具軟件生成幾何圖形,熟練地手繪三維圖形等,說明授課老師使用這些工具好像如臂使指,已經(jīng)將信息技術(shù)完全融入到課堂”。 “粉筆+黑板”的教學有一個重要優(yōu)點,就是板書的節(jié)奏與學生思維的節(jié)拍正好是同步的。 使用信息技術(shù)進行教學,要吸收傳統(tǒng)板書的優(yōu)點,恰當?shù)厥褂肞PT。 A 老師使用數(shù)位板配合日記本文檔,邊講邊寫,就如同傳統(tǒng)的“粉筆+黑板”一樣。 課后,所有板書都可以生成一個PDF 格式的文檔。 還可生成一個錄播視頻,供同學們反復觀看。 本學期共生成98 課時49 次板書文檔及相應的視頻課件。

信息技術(shù)和課程教學整合需要深度融合,使數(shù)學變得更容易理解。 數(shù)學教師不反對信息技術(shù)與課程教學的整合,但不認同完全用普適信息技術(shù)代替學科工具,反對把“粉筆+黑板”能講清楚的內(nèi)容搬到屏幕上。 使用信息技術(shù)的目的是為了使學生更好地、更容易地理解數(shù)學。 這正是張景中院士教育數(shù)學所倡導的。 張景中院士也主張信息技術(shù)要深入學科［4］。 大學數(shù)學不同于高中數(shù)學,其抽象性強,不能以抽象講抽象,應化抽象為具象,進而培養(yǎng)學生的抽象能力。 學科工具正是為數(shù)學教學量身打造的,符合數(shù)學的思維特點,教師使用起來也方便。 這就要求教師認真研讀教材,找準信息技術(shù)和課程內(nèi)容有機融合的結(jié)合點,把合適的信息技術(shù)用在合適的地方。

在線教學要時時抓住學生,使之不走神,互動交流是非常重要的手段。 學生反映:“在直播講課過程中,A 老師也時刻關(guān)注著我們的彈幕,一旦發(fā)現(xiàn)我們有疑惑的時候,會放慢腳步,‘手把手’耐心地為我們解答。 A 老師偶爾也會在直播的時候開一些玩笑,活躍了直播時的氣氛。 他不僅是我們的老師,更像是一位知心朋友一樣,讓我們能輕松、愉快地學習知識。 這種直播課不僅讓我們收獲了知識,也結(jié)識了一位朋友。 走過路過不要錯過！”這是學生的心聲。 有互動的教學才是有效的教學。

（四）在線教學的適切檢驗點在于成效

在線教學不應看作疫情背景下的無奈之舉,而應看做教育信息化深度融入課程教學、進行終身學習、實現(xiàn)教育公平的一個契機。 終點是在教學過程中,通過精心設計有層次的認知問題、有成效的互動中逐步達成的。 在教學過程中,A 老師會提出一些問題,請同學們即時回答。 直播界面上可以顯示同學們的答案,使教師實時掌握課堂動態(tài)與學生的掌握情況。 A 老師還會發(fā)布一些客觀題,請同學們即時作答,答題的統(tǒng)計結(jié)果以直方圖的形式呈現(xiàn)。 根據(jù)顯示結(jié)果,有針對性地進行講解,取得了良好的效果。 同學們非常喜歡這種時時互動,用問題驅(qū)動學生去聚焦任務、專注思考的教學。 還有同學評價道:“A 老師講課真的很特別,講課很有方法,也很有思想、有邏輯,總是能做出有關(guān)知識的聯(lián)想和遷移,能夠?qū)⒅R系統(tǒng)地整理起來。 而且A 老師也不止一次地告訴我們數(shù)學的公式和知識點不是用來背的,這點我真的很認同。 只有自己理解了知識才不會遺忘,甚至能夠加強自己對于知識的理解和鞏固,真的羨慕化院的同學,我覺得這樣上課可能反而效果更好。”基于教師經(jīng)驗的評價與基于數(shù)據(jù)的評價在過程性評價中互相支持教師的教學決策。 J.Dewey 有一句名言:教之于學,猶如賣之于買。 沒有人把東西買走,不能說把東西賣掉了。 同理,學生沒有學會,老師不能說自己教過了［5］。

學生認為有成效的課才是好課。 這種效果并不一定是統(tǒng)計數(shù)字表達出來的,這也確保了在線教學的效果不低于實體課堂教學。

三、在線學科教學的新常態(tài)機制

疫情帶來的是檢驗與挑戰(zhàn),也帶來了傳統(tǒng)在線教學的升級換代。 隨著教育信息化2.0 的推進,將帶來很多觀念上的變化。 如思維類型觀念的變化,從工具型思維轉(zhuǎn)向計算思維、人工智能思維；教育技術(shù)觀的變化,教育技術(shù)不能僅停留在學習環(huán)境的營造上、教育場景的變更上,而是要滲透到學習系統(tǒng)、教學系統(tǒng)、教學決策之中,形成水乳交融的關(guān)系。 在線教學升級換代對師范大學具有重要意義。 師范大學肩負著培養(yǎng)基礎教育師資的重要使命和責任,師范大學教師的在線教學,不僅僅在于完成了規(guī)定的教學任務,更重要的是發(fā)揮了引領(lǐng)示范的作用,為未來教師勝任新形態(tài)教學樹立了可以模仿的榜樣。 基于典型個案,探討在線教學的新常態(tài)機制具有十分重要的意義。

信息技術(shù)的軟硬件基礎應滲透到學習系統(tǒng)、教學系統(tǒng)、教學決策之中。 流暢的網(wǎng)絡環(huán)境是開展在線教學的前提。 目前在線教學遇到的最常見問題是網(wǎng)絡卡頓。 建立互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)通的多鏈路高帶寬的教育專網(wǎng),大幅度提升網(wǎng)絡質(zhì)量,提高網(wǎng)絡平臺的穩(wěn)定性、流暢性、智能性,構(gòu)建能自動應對不良復雜環(huán)境的動態(tài)網(wǎng)絡系統(tǒng),是5G 移動通信服務教育的努力方向之一。 營造數(shù)字化、個性精準化的泛在網(wǎng)絡平臺,使之易接入、資源豐富、專業(yè)性強、互動性強,家長師生放心,又能自動記錄、分析學生的學習過程等特點,是學習、教學不可缺的平臺。 A 教師使用的平臺是自己多次使用的專屬課堂教學平臺,吸收了傳統(tǒng)實體課堂“粉筆+黑板”的長處。

探索人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)與教育的深度融合,用人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)支持、引領(lǐng)傳統(tǒng)教育與時俱進。 人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)不但要把教師從一些重復性、事務性的工作中解放出來,而且還要當好教師的“參謀”。 “因材施教”“以學定教”都要求教師的教學有針對性和個性化,而這也正是傳統(tǒng)教學做得不好的地方。 教育人工智能要能分析、計算建模每位學習者學習心理與外在行為表現(xiàn)之間的關(guān)系,為學習者提供及時有效的反饋,使學習者能自我反思,回答深層問題,解決認知因惑,提出有價值的問題；基于知識圖譜生成個性化的學習內(nèi)容,幫助學生盡可能地發(fā)揮自己的潛能。教育人工智能針對學習者個體的用戶建模,了解學習者的個性化學習需求、個性化學習診斷、個性化學習進程,使學習者以最適合的方式向正確的方向前進。 教育人工智能還要對教學過程進行監(jiān)控,捕捉學生的面部表情、姿態(tài)語言等,進行面部識別,給學習者畫像,即時向教師報告教學過程中學生的學習狀態(tài),使教師實時調(diào)整教學節(jié)奏,使教師既能基于經(jīng)驗診斷學生的學習情況,又能基于數(shù)據(jù)診斷學習的學習進展情況。 教育人工智針對學習者群體建模,使教師能從整體上更精準地調(diào)控教學進程,做好教師的智能助教。 教育人工智能還要能檢測學習效果,建立學習者學習結(jié)果與學習內(nèi)容、學習資源、教師教學行為之間的關(guān)系,幫助教師了解學習者的實時學習狀態(tài),使教師獲得更多的反饋信息,對教學過程進行再組織和優(yōu)化［6］。

加強崇尚教學的校園文化建設。 隨著破“五唯”的深入,SCI 論文不再至上,以本為本、回歸本分正在成為廣大教師的內(nèi)在認識和行動。 崇尚教學要正確處理好教學和科研之間的關(guān)系。 沒有科研支持教學是膚淺的教學,是沒有深度的教學；不指向教學的科研是沒有目標的科研,是沒有效益的科研。 人才培養(yǎng)、科學研究是大學的重要功能,片面地強調(diào)研究或教學都不可取,要統(tǒng)籌兼顧。學校一貫重視課堂教學、教學研究、教學創(chuàng)新,一貫致力于信息技術(shù)與教育教學的深度融合。 信息化是學校發(fā)展規(guī)劃的重要內(nèi)容,學校應超前布局信息化教學工作。 國家數(shù)字化學習工程技術(shù)中心為在線教學開發(fā)的云平臺,已成為教師創(chuàng)建課程教學空間,進行資源發(fā)布、在線作業(yè)批改、互動交流的重要平臺。 已建成一百多間智慧教室,教師運用智慧教室進行教學已成為新常態(tài)。 為幫助教師掌握信息化教學能力,教學發(fā)展中心廣泛聘請國內(nèi)外專家對教師進行專題培訓。 A 教師正是在這種氛圍下成長起來的教學骨干。 教育大數(shù)據(jù)研究中心致力于互聯(lián)網(wǎng)、人工智能背景下教師學生教學行為大數(shù)據(jù)的研究,基于智慧教室中運行的數(shù)據(jù),跟蹤參加“1+N 集中導學”模式的學生學習數(shù)據(jù),進行學習預警,收到了良好的效果。

加強基層教學組織、團隊建設,分工協(xié)同,合力攻關(guān),追求有效益的教學。 不可否認,在線學習的勞動強度遠高于實體課堂的學習,學生很容易疲倦,制作粗糙的視頻,沒有激情、沒有邏輯地授課,無異于催眠曲。 在線授課更應追求教學的藝術(shù)性。 追求教學的藝術(shù)性,就要打磨在線教學的每一環(huán)節(jié),從課程標準的擬定,學情分析、教學起點的切入,教學過程中的問題設計,教學目標是否達成的檢測,教學平臺、手段的選用,教學資源的配備,均需發(fā)揚工匠精神,精益求精。 以一己之力完成上述工作,吃力不一定討好。 以制作精美影視劇為例,首先是作家提供優(yōu)秀的劇本,其次是編劇改編成適宜表演的底本,然后總導演、各種分導演、劇務給演員提供指導和服務,最后是后期藝術(shù)性的制作。 在線教學是一個系統(tǒng)工程,要發(fā)揮基層教學組織、團隊的協(xié)同能力,合力攻關(guān)。 數(shù)學教學要上通數(shù)學研究,下達學生心理。 長于數(shù)學研究的教師,可以主動請纓,把前沿數(shù)學研究問題轉(zhuǎn)化為以資教學之用的訓練性問題；長于教學研究的教師,可以把教學之用的訓練性問題編成校本課程教材；教研室的教師們堅持集體備課,相互聽課,進行公開課、研究課研討,相互切磋,增進了解,共同提高；長于信息技術(shù)的教師發(fā)揮長處,制作各種動畫、電子模具；長于表達、表演的、醉心于教學的教師把這些研究成果在講臺上精彩地演繹出來；長于影視頻制作的教師,可以把精心打磨過的優(yōu)質(zhì)課,精心剪輯,建成系統(tǒng)的課程資源庫。 進行基層教學組織、團隊的培育、建設是形成合力,打造金課,教學研究與創(chuàng)新的組織保障形式。 在這種機制的運行下,每位教師的能力得到了各得其所的發(fā)揮,每位教師的積極性都得到了激發(fā),每位教師都得到了發(fā)展,教學質(zhì)量得到了保障。 另外,學?；谧陨磙k學優(yōu)勢,聚焦國家教育信息化2.0 時代的重大使命和需求,整合校內(nèi)學科資源,成立人工智能教育學部,促進人工智能與教育的融合創(chuàng)新,力爭搭建“人工智能+教育”領(lǐng)域國家技術(shù)創(chuàng)新中心,培養(yǎng)更多優(yōu)質(zhì)的未來教師。

四、在線教學和傳統(tǒng)課堂將互促互補，促進教學組織形式的變革

新冠肺炎疫情帶給人們的不能僅僅是傷害,還應該是一場深層次的反思,一場深刻的糾錯。后疫情時代將帶來高校教學范式的轉(zhuǎn)型［7］,教師教學發(fā)展將逐步走向自覺［8］。 推進在線教學的必要性不是為了取代傳統(tǒng)課堂教學,也不是為了說明在線教學更有效,而是說各種教學組織方式都有存在的理由,都有各自的功用。 在線教學也有許多傳統(tǒng)課堂教學所沒有的特點,但它的時空跨越性、反復播放性、受眾性多等特點,為有心向?qū)W的學生、為優(yōu)質(zhì)教學資源的傳播提供了極大的便利。 而這種便利性顯然不是為這場疫情設置的,但卻克服了應對因此帶來的教學不便,驗證了這種教學組織形式的便利性。 以典型樣例驅(qū)動在線教學的新常態(tài)機制研究,促進線上線下教學互通、實體虛擬教學空間優(yōu)勢互補,變革在線教學模式,使在線教學做得更好,是研究者及教學者的共同期待達成的目標。