【前言】目前我校在线课堂教学如火如荼，老师们在各大教学平台化身“直播高手”“网课达人”倾心打造精彩课堂，有效保证了在线学习与线下课堂教学质量实质等效。为进一步推进信息技术与教育教学深度融合，创新线上教学模式，培育和打造线上“金课”，发挥优秀案例引领示范作用，教务处通过此专栏搭建学习交流平台，总结在线课堂教学经验，展示在线课程建设成果，供老师们参考、学习和借鉴。

【本期分享】自动化学院唐德翠副教授、袁飞老师：《计算机控制技术》基于腾讯课堂+学习通的云教学设计

一、课程简介

《计算机控制技术》是作为我院控制类专业的一门专业必修课，课程主要以微型计算机为控制工具，介绍计算机控制系统的基础知识和基本应用技术，重点讲授数字程序控制的基本原理、数字采样控制的基本理论、数字控制器的设计方法以及微型计算机控制系统硬、软件的组织与设计。课程注重理论与实际结合，具有实践性强，与专业基础课密切相关、专业技术内容更新快等特点。学生通过对前期课程和该门课程的学习，能综合应用所学知识，对计算机控制系统进行设计、开发、改造和维护等工作。

二、在线教学方案

1.闭环式云教学整体方案设计

《计算机控制技术》作为省级精品资源共享课，经过3年的建设，已拥有较成熟的教学资源。为确保在线学习效果，课程团队结合多年面授课程经验及互联网教学的特点，经过前期对希沃白板、超星直播、云班课等平台测试和讨论，选用腾讯课堂作为直播平台，学习通作为视频资源、签到、主题讨论交流、测试等学习任务实施平台，最终设计了基于腾讯课堂+学习通的《计算机控制技术》闭环式云教学方案（如图1）。

图1 计算机控制技术闭环式云教学方案

对照图1闭环教学方案，将教学过程分解为课前、课中和课后三个环节。课前以教师为主体，以给学生提供“精口粮”和培养兴趣为目标，优化课程知识点，精心设计教学内容。课中以学生为主体，融入课程思政、引入奖惩制度，注重讨论环节，突出老师的引导和调动作用，帮助学生高质高效地吸收这份“精口粮”。课后及时反馈学情，敦促学生巩固所学内容，实现课程知识无盲点，实时调研课堂设计，师生协作，滚动优化课堂设计方案。通过“引导自学、积极讨论、及时反馈”实现闭环式在线教学。

2.课前：基于超星泛雅平台的云教学资源设计

超星泛雅平台开放、灵活，网站框架全面，老师可以根据自己想法自主设计课堂内容和教学环节，非常适合交互式教学。

         图2. 课前准备环节

(1)录制慕课视频

考虑到过长时间学习视频易导致注意力分散，每个视频总时长不要超过20分钟。在此阶段关键工作是优化电子课件，录制慕课视频。具体做法是将面授一节课的通篇内容以知识点来分解，每个知识点录制一个小视频。对简单的知识点看一遍即可，对没学懂的小知识，只需反复播放学习单个小视频即可，有效解决了长视频通过拖放、快进、倒退等方式来反复查看视频的不足。目前同学反馈也确实证明了这样的视频更讨人喜欢，用他们的话说全是“干货”、“简介明了”，特别适合自学。

图3 慕课视频时长及查看情况与学生反馈

(2)设计教学环节

录制完视频，接下来就是对整个课堂环节进行精心设计，云班课、学习通在课堂设计方面提供常见功能差不多，如签到、测试、主题讨论、问卷投票、分组任务等。但学习通在课程内容设计及课程内容管理方面更清晰明了。老师可以借助课程内容管理精心设计课堂内容。每一个知识点基本有五部分组成：知识点导航、学习任务、课程视频、章节测试、讨论主题。(如图4)

图4 教学单元设计内容

(3)精编作业题库及测试题库

根据录制内容精心设计章节测验题库，此部分试题难度宜简，主要用于课堂检验看完视频后吸收理解知识效果，以鼓励和调动积极性为主。测试题库则是一周所学知识组成的试题库，主要用于检验本周所学多个知识点综合掌握情况，题目难度高于知识点作业题库，内容除了本周所学基本知识外，还包含讨论阶段涉及到的拓展知识及课外知识，成绩计入总评成绩。

(4)设置讨论主题及分组作业

此部分内容要根据课程内容灵活而定，应用性实践性较强的知识可以展开多个开放式主题，而对于本身理论较强而又和应用实际不太容易结合的知识点，则可辅以习题练习，做到一个知识点的举一反三，彻底掌握。

(5)发布课程内容及通知要求

通过学习通发布课程微视频、知识点要求、目标要求，并发布通知提醒学生提前自主学习，根据学生查看资源进度情况、章节测验成绩记录平时成绩。

(6)设计奖惩制度

为确保在线教学课堂效果，尤充分调动学生课堂参与度与积极性。特制定如下奖惩规则：

    ①课堂抢答环节：抢答且答对奖励5分，抢答但未答对奖励1分。

    ②随机选人环节：被选到但5分钟没响应扣5分，被选到能及时响应但回答不出问题扣1分。

    ③在自由讨论及问答环节：提出原创性问题奖励5分，提出原创性问题且有深度奖励10分，能够解答同学问题奖励15分。

3．课中——基于腾讯课堂+学习通的在线课堂设计

正式上课前，我支部给我院大一大二学生在线直播了第二课堂——额温枪设计，通过三次课的直播调查情况来看：大部分学生反馈直播时间超过35分钟就开始走神，注意力不集中，学习效果打折扣。另外，结合第一周在线课程结束后不同班级问卷反馈结果来看，绝大部分同学仍然希望有一定时间的直播。所以，综合来看，在线课堂设计形式一定需要多样化，以便更好调动学生积极性和参与度，本课程每周一次三学时，其课程环节及时间分配如图5所示。

 图5 在线课堂环节设计与时间分配

(1)融入课程思政，加强学生信念教育

  本次课程讲授计算机控制系统结构图及工作原理，通过控制系统结构和工作机制的剖析，类比引出“人生处处是闭环”的思政元素，并在课堂中融入信念教育，引导学生在每个阶段都要设定好人生目标值，把控好人生实际值，做到人生闭环 “无误差”或“小误差”控制。尤其号召同学们在当前停课不停学的特殊时期，更是要不负韶华，做一个自律的人，为实现自己现阶段的人生目标而努力。

图6 计算机控制系统结构图

图7.人生闭环结构图

图8云课堂学习实景(课程思政环节)

(2)以学生为主体，实施因材施教

直播主要帮学生梳理知识点之间逻辑关系并补充和拓展微视频中没有的知识点，重点根据直播中学生提出的即时性问题开展师生、生生互动和讨论，既避免直播课堂和慕课视频的重复，更重要的是实现知识内容在深度和广度的延展，实现真正的因材施教。

(3)引入奖惩机制，提高课堂参与度

直播过程中穿插设置大量提问，通过学习通的抢答和选人功能请学生回答问题，制造“快+紧”课堂氛围，既提高课堂有趣性，又对学生形成一定压力，从而提高学生的专注力与参与度。通过一系列奖惩制度，鼓励和督促学生积极参与课堂，实现讨论环节的真正目标。

(4)在线课堂实景教学与效果 

 通过课前和课中的精心准备和设计，实际的在线学习效果也是喜出望外，令人欣慰。直播课堂中同学们问答问题非常积极，部分同学提出的问题新颖有难度，且能将其它课程所学与本课程知识对比思考，足以说明学生在直播教学课堂中能紧跟老师节奏，时刻带着问题听课，注意力集中，相比面授课堂放得更开，思考更专注，知识掌握好，第一单元测试成绩令人满意(见图9)。

图9 云课堂测试成绩(第一单元)

讨论环节气氛热烈，同学之间相互答疑提问积极，形成非常好的课堂氛围，图10为课堂最后环节总结讨论阶段的部分聊天内容。

图10 云课堂讨论环节部分聊天内容

4.课后——基于学习通的反馈优化和调研

(1)及时调研

课后对本课程在线教学设计模式进行头脑风暴和讨论(见图11)，师生群策群力进一步优化本课程在线学习模式，以对抗长时间在线学习的疲惫感，从而更好的为学生服务。

图11云教学模式调查结果

(2)学情反馈

课后将平台记录的学习数据及时导出并做较全面的分析，通过课前资源自学情况、签到情况、课前小测成绩、课堂回答问题参与度、单元测成绩等多维度了解学生学习情况，并对前15名学生公开表扬、对末尾5名学生发私信督促与预警。

图12 第二周云课堂学情分析TOP15

三、 教学体会

1．动态调整，滚动优化教学环节

目前已经上完两周在线课程，体会集中表现为三点：

①第一周云课堂异常活跃，讨论热度很高，比面授活跃度高出很多，很是惊喜。

②第二周课堂活跃度有所下降，需要不停设置问题才能启发学生参与课堂，互动人员经常是老面孔。

③测试环节一定要有，而且也是学生最关心和最感兴趣部分，此部分应该继续推进和优化，试题难易度比例把控好，既让学生有成就感同时又不至于太轻视。

针对以上三个问题，在局部范围内展开调查后总结，原因主要有三点：

①第一周开通在线上课，从未有过，形式很新颖，学生期待且兴奋度高，而且线上学习，不用面对面，大家普遍比较能放开，避免了面授的不好意思，所以课堂异常活跃。

②已经连续上了一周线上课，新鲜劲儿和兴奋度已经降低，故第二周课堂活跃度开始下降，出现两级分化现象。

③大家普遍更关心期末的总评成绩，所以对每次测试成绩很重视，同时内心也希望老师通过平时抓紧来减少期末忙不过来的囧态。

针对以上出现的“三现三因”情况，在线课堂环节设置需要动态调整、滚动优化，老师要不停想招、设置话题来把控课堂，调动更多的人参与课堂，从而达到“学好教好”的双赢局面。

2．线上线下相结合的教学模式更有活力

传统面授模式已经实施几十年，其突出优点是在统一的时间空间实施教学活动，便于管理和监督，特别适合强实践性的情景教学和实验课程。但其缺点也十分明显：知识单向传递，互动讨论、测试环节不易开展（尤其大班授课），绝大多数时间都是教师一人“唱独角戏”，碍于害羞等多方原因，学生参与度很低。

在线授课作为一种新的授课方式，其突出优点是突破时空限制，便于不同地方的学习者根据自己的时间自主学习。尤其通过不停回放和查看，学习者可以根据自己的学情自主把控进度，这也是传统面授课程永远无法企及的优点。其突出缺点表现为两方面：1.只适合高度自觉的学习者。2.对教师的责任心和职业道德要求极高。因为在线授课的质量与效果基于前期教师为学生提供的“精口粮”及课堂环节的设计。基于这些特点，目前在线授课更多的是应用于社会机构教学。

此次疫情特殊时期，全国大规模实施在线教学，授课效果整体非常不错，深受师生欢迎。一方面学生认为学习更自由，更自主，知识掌握更好。另一方面，能把老师从无休止的交通奔波中解放出来，节省通勤时间，更好的投入到课程建设和教学改革中。

接下来的教学将充分借助各种现代化技术和平台实施线上教学和线下教学深度融合，发挥线上线下教学各自的独特优点，做到真正使课堂翻转，提高教和学的质量，实现师生教学相长。