“离散数学”是计算机专业的核心骨干课，是后续数据结构、操作系统、数据库、信息安全、计算机网络等多门专业课学习的基础。如何在防疫时期，确保“离散数学”课程的在线教学进度和质量是本门课程近期及后续教学改革的重要方向。

　　

　　一、主要挑战

　　

　　在防疫时期，使用线上讲授“离散数学”存在诸多挑战。

　　

 

　　图1 在线授课面临的挑战

　　

　　1、知识传授

　　

　　“离散数学”具有知识点多、内容抽象等特点。线下教学时，授课教师可根据学生学习状态的反馈情况，及时调整重组知识结构、优化教学内容、补充相关资料。在线教学环境下，教师更需需及时、有效、全面的了解学生的学习状态，为知识传授的改进提供依据。

　　

　　2、工具选择

　　

　　“离散数学”80人线上授课对网络基础条件、直播平台的可扩展性以及教学工具的易用性等方面提出挑战。教师选取的教学工具需满足流畅直播、知识回溯和交互留痕等需求。

 

　　3、师生互动

　　

　　“离散数学”更加强调交互式学习。线下授课时师生直接交互门槛较低。在线教学师生相隔千里，教师需借助线上平台优势，探索多种交互形式相结合的教学模式，激发学生远程学习的学习兴趣，提升互动质量和互动对教学的促进作用。

　　

　　二、调研学习

　　

　　为保障疫情时“停课不停教、停课不停学”的教学效果和质量，解决“离散数学”面临的线上教学挑战，授课教师崔晓晖和洪弋开展了教学工具测试和在线教学模式研究等工作。

　　

　　1、教学工具测试

　　

　　为摸清定位各类教学工具的特点和优势，对标“互动教学+直播教学”的在线教学要求，授课教师利用目标分解方法，建立了14个在线教学相关的测试问题，对现有教学工具进行了功能测试、压力测试和易用性测试。

 

　　

 

　　图2 教学工具分类测问题

　　

　　测试时，我们发现，虽然部分互动教学平台提供了在线直播或录播等功能，但是考虑到这些互动教学平台缺乏大规模在线直播的硬件支撑条件以及软件维护经验，为保障在线直播教学的通畅性，分别对互动教学平台和辅助在线直播软件进行测试。

　　

　　前期下发学生的调研问卷表明：部分学生网络环境一般，参与直播的流畅性或实时性可能无法保障。同时，部分学生希望教师提供回播，方便课后随时复习。为此，我们将对现有录屏工具进行了调研和测试，提出了不同操作系统下的免费、简单、操作便捷解决方案。

 

　　

 

　　图3 录屏工具测试

　　

　　2、在线教学模式研究

　　

　　根据“离散数学”互动教学要求，从“学情数据驱动教学改革”角度入手，依托互动教学平台的功能，形成了涵盖课前、课中和课后全教学业务、多维度互动、互动数据反馈相结合的在线教学模式。

 

　　

 

　　图4 在线互动教学模式

　　

　　课前。向学生发布配套或者相关的精品在线MOOC资源和授课时用的交互式PPT。学生提前学习在线MOOC资源以及授课PPT内容，标注在预习过程中遇到的难点问题。

　　

　　课中。结合课程中的关键知识点、易错知识点、扩展知识点和预习反馈的难点，随堂开展主动抢答、被动提问、随堂测试和问卷投票等互动教学活动，设置互动奖励分数，激发学生的学习的主动性和热情。

　　

　　课后。发布个人及小组作业，强化和反馈学生的学习效果。同时，发布单元自测，允许学生多次测试，了解个人学习情况。借助扩展话题，让学生了解所学知识在实际领域中的应用场景，帮助学生提升理论联系实际能力。

 

　　

 

　　图5 课下话题互动

　　

　　三、学情数据驱动教学改革

　　

　　学情数据是反应、统计和挖掘学生学习状态、教授方法收益和达成度持续改进的主要依据。

　　

　　围绕“离散数学”建立的在线互动教学模式，可收集3类学情数据：学生预习反馈数据；教师知识传授反馈数据；学生学习效果反馈数据。

 

　　

 

　　图6 学情数据组成

　　

　　预习情况反馈数据：教师收集学生预习基本情况以及预习过程中的学习痛点和难点数据，以便及时调整课程内容，开展“以学生为中心”的教学工作。

 

　　

 

　　图7 学生预习反馈

　　

　　知识传授反馈数据：教师收集随堂互动过程中能够反映的知识传授效果的数据，如抢答的正确率、互动的参与率等，以便及时了解学生当前学习状态并可在课后进行知识传授效果的数据分析工作。

 

　　

 

　　图8 学生互动反馈                   图9 随堂测试实时反馈数据

 

　　

 

　　             图10 学生抢答和互动综合情况　　

　　　　

　　学习效果反馈数据：教师收集课后各类互动活动的反馈数据，如作业提交率、作业准确率、单元自测易错题等，以便分析学生的综合学习效果。

 

　　

 

　　图11 学生作业完成情况

 

 

　　图12 单元自测错题情况

 

 

　　图13 学生课下互动总体情况

 

 

　　图14 学生学情综合画像

　　

　　四、授课经验

　　

　　1、工具使用经验

　　

　   术业专攻。建议配套使用成熟的课程平台组织课程、收集学情数据和管理课程资料。单纯通过直播工具、办公软件以及市场中小学教学平台难以满足学情数据收集需求。

 

　　大道至简。从数据的管理和应用角度，无论是教学工具数量还是课程资料的发布场所都应该遵循集约化原则，避免多个教学工具来回切换，课程资料多处存放和维护。

 

　　2、课程组织经验

 

　　他山之石。防疫时期为在线教学改革提供机遇。众多教学工具和MOOC资源已免费开放使用。借此时机，应充分利用已有在线资源辅助教学，实现巨人肩膀的优势作用。

 

　　互动频度。在线教学需要开展互动，但应把握互动的频率，不应为了收集数据而收集数据。

 

　　多次握手。教学过程中因网络资源不稳定，可能出现掉线、卡机等问题，教师要定时停下来，询问学生是否可以听到和看到课程内容，同时，还要检查录屏是否处于持续运行状态。

 

　　课前课后。“课前提前15分，课后延后15分”不仅可以提供足够的软硬件调试时间，同时，也可以模拟线下教学的课前和课后答疑，方便拉近师生关系。

 

　　板书思维。在有条件的情况下，可以依赖手写笔等设备，实时标注讲解PPT中重要内容，也可以调用教学互动平台提供的板书功能，进行重要公式的推导或对已有知识进行总结和归纳。

 

 

　　图15 在线教学板书互动

 

编辑：张薇

审核：刘尧