大学化学, 2021, 36(4): 2005059-0 doi: 10.3866/PKU.DXHX202005059

教学研究与改革

基于“SPOC+慕课堂+腾讯会议+微信群”的在线教学实践——以仪器分析课程为例

张进,, 刘利, 姚思童, 张宇航

Exploration and Practice of On-Line Teaching Based on the Combination of "SPOC + MOOC Class + Tencent Meeting + WeChat Group": Taking Instrumental Analysis Course as an Example

Zhang Jin,, Liu Li, Yao Sitong, Zhang Yuhang

通讯作者: 张进, Email: ssgzh@163.com

收稿日期: 2020-05-22   接受日期: 2020-06-26  

基金资助: 辽宁省普通高等教育本科教学改革研究项目.  辽教函[2018]471号

Received: 2020-05-22   Accepted: 2020-06-26  

Abstract

Online teaching has been adopted by colleges and universities during the coronavirus disease outbreak. The problem for teachers and students is how to turn this crisis into an opportunity. Furthermore, it is important to ensure the quality of online teaching and explore new ways of teaching and learning. Therefore, a new form of online teaching of instrumental analysis course was developed using the combination of "SPOC + MOOC class + Tencent meeting + WeChat group." The practice of this new form of online teaching, that is, before class (guiding and helping), during class (teaching and studying), and after class (thinking and testing), shows a good teaching effect. In addition, it provides reference for online teaching.

Keywords: Instrumental analysis ; SPOC ; MOOC class ; Tencent meeting ; WeChat group ; On-line teaching

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本文引用格式

张进, 刘利, 姚思童, 张宇航. 基于“SPOC+慕课堂+腾讯会议+微信群”的在线教学实践——以仪器分析课程为例. 大学化学[J], 2021, 36(4): 2005059-0 doi:10.3866/PKU.DXHX202005059

Zhang Jin. Exploration and Practice of On-Line Teaching Based on the Combination of "SPOC + MOOC Class + Tencent Meeting + WeChat Group": Taking Instrumental Analysis Course as an Example. University Chemistry[J], 2021, 36(4): 2005059-0 doi:10.3866/PKU.DXHX202005059

自2020年1月以来,新冠肺炎疫情席卷全球,构成人类的重大灾难,使许多人类活动陷入停摆状态,包括从幼儿园到高等学校的各级教育教学活动。在教育部“停课不停教,停课不停学”的要求和指导下,高校教学活动全部在线上进行。教育部2月4日印发指导意见《疫情防控期间做好普通高等学校在线教学组织与管理工作》,要求积极开展线上授课和线上学习等在线教学活动,保证疫情防控期间教学进度和教学质量,保证在线学习与线下课堂教学质量实质等效[1]。我们沈阳工业大学仪器分析课程组教师秉承“以学生为发展中心”的初心,践行成果导向教育(OBE)的理念,利用优质网络资源和先进信息技术手段,用“爱”和“责任”探索并制定适合线上教学的实施方案。该方案将信息技术与教育教学深度融合,积极推进“教与学”的改革和创新,对教学全过程细化管理,力争优质高效地完成疫情下的仪器分析课程教学任务。具体来讲就是依托中国大学MOOC网,利用优质在线课程资源——“北京化工大学仪器分析MOOC”,建设“沈阳工业大学仪器分析异步SPOC”,采用腾讯会议进行线上直播,应用慕课堂小程序和微信群将SPOC和直播课打通、连接,建立“课前导学助学+课中讲学研学+课后督学思学”的全方位、一体化线上教学新模式。

1 仪器分析异步SPOC的搭建

教学资源是教学“三要素”之一,是学生开展学习活动的基础[2]。根据《沈阳工业大学2019–2020学年春季学期本科教学工作方案》要求,我们依托中国大学MOOC网教学平台,选择“北京化工大学仪器分析MOOC”搭建“沈阳工业大学仪器分析异步SPOC”。SPOC是英文Small Private Online Course的简称,按照字面意义理解为“小规模限制性在线课程”[3]。中国大学MOOC网的SPOC是在学校云平台上利用MOOC (大规模在线开放课程,Massive Open Online Course)资源开设的面向校内学生的课程,是一种比MOOC更精致、更小众的在线开放课程,MOOC面向的学习对象是社会群体学习者,SPOC面向的学习对象是本校学生。异步SPOC是拷贝一门已经结课的MOOC课程的某学期内容,教师可以对源课程原有内容进行修改,按照自己课程的教学内容和进度进行设计和搭建,它更便于教师根据自身学校和专业的要求来建设课程资源、设计教学内容、调整教学进度以及对学生进行管理和学情分析。应用异步SPOC可以组织本校学生在线观看教学视频、多媒体课件等学习资源,参与讨论和答疑,进行考核和拓展学习等线上教学活动。这种模式的在线教学自主性较强、灵活度较高,与利用MOOC进行混合式教学相比,异步SPOC与本校教学结合得更为紧密。我们对北京化工大学仪器分析MOOC的源课程资源内容进行了修改,具体内容包括:按照本校教学计划调整章节顺序、筛选和补充教学内容、增加本校教学资源(如多媒体课件59个、实验视频17个、讨论内容60个、章节测试98道题、章节作业10道题、慕课堂练习库72道题、慕课堂问卷库40份、学习导航等)。在优质教学资源的基础上融入适合本校教育教学的多种类型教学资源,可以更好地满足学生对信息化、个性化在线学习的需求,并为在线教学的实施提供基础与保障。

2 “SPOC+微信群”课前助学导学

建设异步SPOC仅仅只是开始,任课教师如何“用好课”并引导处于居家环境的学生“学好课”,更值得我们思考和实践。远程在线教学,学生和教师失去了传统的面对面授课交流的方式,与学生的及时沟通就是面临的首要问题。借助学生在微信或QQ在线率高的优势,开课前我们按照教学班建立微信群和QQ群,将学习通知、授课安排、线上学习要求、腾讯会议上线信息等及时分享给学生,让学生在硬件(线上上课设备)和软件(线上上课心理)都做好准备。同时仪器分析课程组教师在短时间内搭建了异步SPOC,并在第一教学周2020年2月24日正式开课。

做好任务驱动式预习、引导学生做好课前的自主学习,是以教师“教”为中心转为以学生“学”为中心、实现“翻转课堂”的重要环节,对于疫情下的在线教学更是必不可少的重要组成部分。我们将2学时的教学内容整合为一个模块,精心设计“课前学习任务书”,做出详细导学安排,包括“课前–课中–课后”三阶段的导学。“课前学习任务书”内容主要包括六个部分,分别为课前须知、导学任务、学习目标、直播课堂教学安排、课前思考、困惑与建议。其中导学任务为学生课前预习做出了明确的安排,方便学生快速、精准找到学习资源提高学习效率;学习目标的设置使学生的学习目的和目标更明确;直播课堂教学安排让学生提前了解直播课进行流程,为上好直播课做好充分的课前准备;课前思考问题的设置是让学生带着疑问有目的地寻找答案以及疑问。学生在学习过程中的任何困惑和疑问都可以发布在仪器分析SPOC的讨论区,教师和助教会给予及时回复。我们以第二章第二节“气相色谱分析理论基础”为例展示课前学习任务书的具体内容,详见表 1

表1   课前学习任务书(以2.2气相色谱分析理论基础为例)

仪器分析课程课前学习任务书——2.2气相色谱分析理论基础
课前须知课程资源及学习平台:爱课程中国大学MOOC网沈阳工业大学仪器分析SPOC 授课方式:远程在线(SPOC +直播) 课堂互动教学:(1) 慕课堂;(2) 课程直播(腾讯会议) 直播平台:腾讯会议(会议码课前1天公布在微信群和QQ群) 参考教材:《仪器分析》(电子教材),朱明华、胡坪编,高等教育出版社 要求:(1) 本次自学任务完成时间:2020年3月10日前;(2) 提前10分钟进入直播课堂(腾讯会议)
导学任务观看视频1个:2.2色谱理论;阅读PPT文档1个:2.2“工大-PPT-色谱基本理论”;阅读教材8–16页。请大家认真观看视频、阅读多媒体课件和教材并书写好课前预习笔记
学习目标(1) 掌握分配系数和分配比等概念以及色谱分离基本原理。(2) 掌握塔板理论和速率理论。(3) 熟悉评价柱效能的指标和影响柱效能的因素。(4) 熟悉相比的定义和意义,利用实验手段求解分配比的方法。(5) 了解塔板理论和速率理论的优势和局限性
直播课堂教学安排(1) 签到(慕课堂) (2) 调查问卷和课前测试习题检查课前学生自学情况(慕课堂) (3) 随机选择学生展示课前预习笔记(屏幕共享)、教师答疑、解析共性问题(直播平台+慕课堂) (4) 重点、难点讲解和讨论(直播平台) ①分配系数和分配比的概念以及二者区别(提问+讨论+总结) ②如何求解分配比?(讲解+提问,启发诱导教学) ③塔板理论的内容(讲解+提问+总结,启发诱导教学) ④发布课中测试(1),学生限时线上作答,教师评价及释疑(慕课堂+直播平台) ⑤速率理论(讲解+提问+总结) (直播平台) ⑥发布课中测试(2)、学生限时线上作答,教师评价及释疑(慕课堂+直播平台) (5) 发布课后测试,作业、下次课程公告,问卷调查等(慕课堂)
课前思考(1) 如何定性解释气固、气液色谱分析的分离原理? (2) 什么是分配系数,什么是分配比,二者区别与联系? (3) 什么是相比,其数值有什么作用? (4) 如何通过色谱图来求分配比? (5) 色谱理论有哪些? (6) 什么是理论塔板数?什么是理论塔板高度?关系如何? (7) 塔板理论内容? (8) 速率理论内容? (9) 范第姆特方程式中各个字母项分别称为什么?受哪些因素影响? (10) 根据速率理论,如何操作,可以提高柱效? (11) 色谱分离分析的基本原理是什么? (12) 如何衡量色谱柱的柱效能和选择性?
困惑和建议任何困惑和疑问请在SPOC讨论区中发表,并关注回复

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课前导学的具体做法是提前一周发布“课前学习任务书”,引导学生观看中国大学MOOC平台上的仪器分析SPOC的视频和多媒体课件等资源以及阅读教材,进行仪器分析课程相关内容的自主学习;在SPOC平台以及慕课堂教学中发布课程公告,通知并督促学生按时、按要求完成课前自主学习;后台统计学生线上学习数据(视频、文档等教学资源观看情况等),了解学生完成情况;学生在讨论区中发布自主学习时遇到的疑问,教师在讨论区答复,这些教学数据和信息更利于教师进行课堂教学设计;主讲教师在课前使用慕课堂发布课前测试、调查问卷等掌握学生课前自主学习完成情况和效果。经过12周教学实践,通过调查问卷得到学生对“课前学习任务书”应用的反馈如图 1所示。所有学生认为“课前学习任务书”能指导其完成自主学习任务,是完成课前自主学习不可缺少的手段;大部分学生能全部完成自主学习任务并达到高效课前预习的目的;多数学生认为SPOC是线上自主学习的必要手段并能通过课前自主学习掌握50%–80%课程新知,梳理出有疑问的知识点,做到课堂上听课有的放矢从而提高线上课堂的听课效率。因此在“课前学习任务书”指导下更有助于学生在居家环境进行课前自主学习,从而达到导学助学目的。

图1

图1   “课前学习任务书”应用的反馈


3 “腾讯会议+慕课堂”课中讲学研学

“腾讯会议”是腾讯云旗下的一款音视频会议产品,受疫情影响很多学校采用“腾讯会议”解决学生在家远程上课问题[4]。它具有视频、音频、屏幕共享等功能还可免费容纳300人进行视频会议,是疫情期间替代普通“面对面”课堂的理想的空中课堂。“慕课堂”是一款微信小程序,它是中国大学MOOC研发的线上线下混合式教学工具,解决了“从慕课到课堂”的痛点问题。课前课后通过学校云平台完成教学管理,课堂上通过慕课堂完成数字化教学,其具有签到、点名、公告、练习、问卷、讨论等任务发布功能。“腾讯会议+慕课堂”联合使用帮助师生实现课中讲学研学,利用“慕课堂”智能工具,连接、打通了SPOC和在线直播课堂由疫情前的线上线下一体化教学演变为完全线上的一体化教学。

3.1 “腾讯会议+慕课堂”联手细化在线课堂教学管理

学生远程居家上课,其能否认真参与在线课堂的学习对教师而言是难于掌控的,为保证在线学习与线下课堂教学质量实质等效,我们借助腾讯会议音视频和慕课堂小程序实现对学生在线学习全过程的引导和管控,确保在线直播课堂教学质量。具体做法如下:①课前:电脑端慕课堂管理建立班级、认证学生、创建备课;课前半小时开启腾讯会议和慕课堂,在腾讯会议里将各个班班长设为联席主持人方便协助教师进行课堂管理;同时在慕课堂发布签到、课前测试、调查问卷,在腾讯会议通过音频或在聊天区文字提醒学生在慕课堂完成课前签到、问卷和课前测试;开始上课前5分钟,教师和学生都打开视频,由各班长进行视频点名,此时教师在慕课堂端查看学生出勤、课前测试、调查问卷等数据反馈,掌握学生课前自主学习情况以及通过慕课堂签到和腾讯会议视频查看学生出勤情况和课前学习状态,营造空中“面对面”的课堂氛围,并播放上课铃声,增强上课的仪式感。②课中:我们通过慕课堂的点名选出学生,在腾讯会议利用音视频和屏幕共享完成提问、讨论、分享等教学活动,还会根据授课内容在慕课堂发布2–3次课中测试,每次2–3道题,当堂检验学生对知识的掌握情况,实时掌控在线听课效果并及时解决学生的疑问。③课后:下课前在慕课堂发布本次课的课后测试、下次课程公告通知以及讨论内容;通过SPOC发布课后测试和作业,课后要求学生在规定时间内完成作业和测试;在SPOC讨论区发布讨论问题,课下学生通过查阅参考资料回复并参与评论。上述各项课下教学活动引导学生将学习和思考延伸至课下。如图 2所示,“课前–课中–课后”三个环节多项线上活动的进行确保学生不但能听课,还能积极参与在线课堂的各项教学活动,实现空中互动,助力教师讲学、师生研学。

图2

图2   “课前–课中–课后”三个环节多项线上活动


3.2 以“两性一度”为目标打造在线课堂

课堂教学设计和教学过程实施要瞄准高阶性、创新型和挑战度。首先借助中国大学MOOC网和慕课堂提供的学情数据,主讲教师根据学生的自主学习情况,决定课堂教学内容。基本思路为减少或略去简单易懂的基础性知识的讲解,聚焦重点、难点、解决复杂问题、完成复杂任务等高阶的具有挑战度的内容。SPOC教学视频中已作讲解的基础性内容,在线课堂不再重复讲解,但不代表对这一知识点学习完全放在课下由学生自主完成,而是换一种方式进行更深入的学习。将“记忆、理解、应用”这样低阶的教学活动安排在课下,由学生利用SPOC课下自主学习,但对其学习效果的评价和与之有关的“分析、评价、创造”类的高阶教学活动安排在线上直播中进行,如此将“低阶课堂”转变为“高阶课堂”。例如,在高效液相色谱分析这一章“高效液相色谱法的主要类型及其分离原理”的教学过程中,学生通过课下教学视频的观看和多媒体课件的阅读,已经学习了液-液分配色谱法的定义、分离原理、分类等基本知识,那么在线上直播课堂中,教师不再讲解,而是直接提问学生,如“液-液分配色谱法是如何分类的?”学生通常回答正确,即“正相液-液色谱和反相液-液色谱”,然后将问题抛给学生,举一色谱分析的实例,“该高效液相色谱法流动相为甲醇和水(15 : 85),固定相为ODS (十八烷基键合相),这样的液相色谱是正相还是反相的呢?”让学生利用所学的基础知识针对实际情况独立思考分析,做出判断。然后继续利用这个实例让学生总结“这两类液-液分配色谱法的应用有什么区别?”接下来,给出具体分析案例,让学生作出判断,“选择哪种分析方法,样品流出顺序如何?”这样的教学安排一方面检查和巩固了学生在课前线上基本知识的学习情况,另一方面引导学生分析、判断、解决实际问题。教师用心合理安排教学内容和改变教学方式就可实现低阶课堂向高阶课堂的转变。其次我们利用在线直播将“灌输课堂”变为”对话课堂”[5]。在上课的前10–15分钟组织学生分享其课前预习笔记,回答课前学习任务书中所布置的问题,这一环节有“生问生答”“师问生答”“生问师答”,教师可梳理出共性的问题和个性问题(如“高效液相色谱法的主要类型及其分离原理”这一节中,离子对色谱法的原理、离子色谱法为何使用抑制柱等共性问题;个别学生课前测试和课中测试回答错误的个性问题),在后续教学活动实施中完成共性答疑和个性辅导。利用40–60分钟对课程内容进行梳理及对重难点和学生有疑问的内容进行讲解,采用基于问题教学、项目教学、对比教学、启发诱导等新颖教学方式和方法进行,其实只要教师“用心”“用爱”就能让课堂变得精彩,带领学生开启由“问号”到“句号”再到“问号”的充满魅力的探究之旅。最后利用10–15分钟,以实验、生产、生活中的实际问题或科研前沿成果作为素材(如“镉米风波”“女儿村的故事”“关于空心阴极灯的几个问题”)设计研讨性问题,在慕课堂教学中的讨论区或SPOC讨论区发布,同时课上与学生进行探讨和交流,在这个过程为学生答疑、解惑并给学生设置新的问题引导他们寻找答案。这是一个由“课下延伸到课上再延伸到课下”的开放的学习过程,学生会在探索新知的旅途上收获满满。

4 “SPOC+微信群”课后督学思学

学生在慕课堂和中国大学MOOC平台进行课后测试和章节自测;统计学生课上答题数据和学生平时章节测试和作业数据,进行学情分析;每节课选取3名同学在微信群中分享学习笔记,一方面对学生听课和复习起到督促作用,另一方面班级同学间也可以相互学习和借鉴;在SPOC讨论区设置讨论主题,学生积极参与讨论和回复,督促学生课后思学;不定期在微信群发布后台视频观看人数数据、文档浏览人数、随堂讨论参与人数、课堂榜单等的截图,督促学生积极完成各项教学活动;图 3图 4分别为班级和个人的各项教学活动统计数据详情。

图3

图3   班级学习数据统计详情


图4

图4   个人学习数据统计详情


自2月底开课以来,线上考核人次已达790人、发布课堂教学活动次数为119次、累计课堂参与总人次达7392次。教师根据平台给出的学情统计数据对学生进行个性化分析,督促后进,帮助他们解决困惑,还为学有余力的学生提供高阶学习资料。课后利用“SPOC +微信群”打开在线课堂之门,将在线课堂时间和空间进行延伸,将“封闭课堂”转变为“开放课堂”,促进教师对学生、学生对学生的督学以及学生和教师的思学,达成教学相长。

5 结语

受疫情的影响“停课不停教,停课不停学”是2020年春季新学期的特殊“打开方式”,这是一场人类面对的危机,同时也是契机,尝试化“危”为“机”,作为高校教师的我们就要抓住机会推进“教与学”的方式变革,提升在线教学能力,深度融合信息技术与教育教学,为疫情后线上线下混合式教学积累宝贵经验。另外,在线教学模式不应在疫情结束后被弃之而去,而应长期坚持推进线上线下混合式教学。正如教育部高等教育司司长吴岩所说:“我们再也不可能,也不应该退回到疫情发生之前的教与学状态,因为融合了‘互联网+’‘智能+’技术的在线教学已经成为中国高等教育和世界高等教育的重要发展方向[6]。”

参考文献

教育部应对新型冠状病毒感染肺炎疫情工作领导小组办公室关于在疫情防控期间做好普通高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见. [2020-02-04]. http://www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202002/t20200205_418138.html

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冯霞; 刘俊吉; 李松林; 孙艳; 朱荣娇; 朱莉娜; 陈丽; 王玉新; 张小涛. 大学化学, 2020, 35 (5), 92.

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康叶钦. 清华大学教育研究, 2014, 35 (1), 85.

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李志义. 中国大学教学, 2018, (12), 24.

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介绍疫情期间大中小学在线教育有关情况和下一步工作考虑. 中华人民共和国教育部新闻发布会. [2020-05-14]. http://www.moe.gov.cn/fbh/live/2020/51987/

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