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【众志成城 抗击疫情】停课不停教——在线教学优秀案例十

信息来源:   点击次数:  发布时间:2020-04-17

一、教师个人简介:

施英,女,中共党员,博士,副教授,硕士生导师。

亚搏体育/大数据学院 数学信息与统计系教师。

工作正能量一句话:“不忘教师初心,立足本职岗位,无惧风雨,砥砺前行”。

   教学方面,主要承担留学研究生和本科生的全英文授课任务,包括《数值计算方法(英)》、《数学基础(英)》、《常微分方程(英)》等公共课程和专业课程。入选2015年“亚搏体育平台官方app本科生优秀班主任”,获得2019年亚搏体育平台官方app青年教师讲课比赛一等奖。科研方面,研究领域为数学物理与可积系统理论。已累计发表SCI学术论文15篇;主持国家自然科学基金1项,参与国家自然科学基金2项。入选2019年“亚搏体育平台官方app青年英才”。

二、课程介绍:

课程名称:数值计算方法(英),学时/学分:48/3,周三上午(3-5节)

课程性质:留学研究生公共课,学生人数:48人

授课班级:土木工程国际19级,化学工程与技术国际19级,智能制造与控制工程国际19级,先进制造与信息化国际19级,工程仿真计算与统计国际19级,数学国际19级,物理国际19级,机械工程国际19级

   本课程的前修课程有微积分、线性代数、微分方程。课程内容包括:误差理论、插值和拟合、数值微分和积分、求解线性方程组、计算矩阵特征值和特征向量和常微分方程数值解等问题。在教学中,以方法为中心,以例题为载体,注重方法的实用性和应用性,增加方法的算法设计,用算法缩短数学理论方法和应用方法的距离。引导学生认清方法的计算对象,了解方法计算原理和计算步骤,选择计算机语言(Python)编制程序,实现使用计算机求解数学问题。

三、选用的教学平台:

名称:ZOOM+微信群+ Email

原因:ZOOM有全英文界面,操作简单,容易上手。

   线上教学主要采用ZOOM视频会议直播加录播授课模式,便于教师和学生在课中随时进行交流(教师强制关闭学生 语音时学生可利用消息窗口发言交流),比较接近实际课堂的上课方式。非上课时间,利用微信群,组织学生进行课前准备、课后的交流和讨论;利用Email进行教学资料的发送,学生作业、随堂测验的上交和批改后返还。

四、主要教学环节

1. 课前

   疫情期间,在线教学的课前工作主要在两方面,教师方面:充分准备好各类在线资源,包括:教材,课件讲义,教师根据在线教学录播需要录制的知识点教学短视频,作业和测验习题答案,电子化教学直播过程中的公式推导笔记等;每次上课提前30分钟进入ZOOM教室,做好设备的调试工作(如教师本人的另一个ZOOM账号加入视频会议,确定耳麦的声音正常与否,确定屏幕共享没有问题等)。学生方面:利用微信群,引导和督促学生及时认真地利用教师共享的线上资源,进行有效的预习和复习;提前一天利用微信群提醒学生提前20分钟进入ZOOM教室,学生调试好上课设备,以确保能正常上课。下图是第一周的在线教学资料。


图1  第一周的在线教学资料


(1)线上教室的搭建

   为了3月2日开始的线上教学有序更有效的开展,本人在2月4日左右开始思考和学习如何开展“线上教学”这一自身从未经历过的教学形式。想到要如何把素未蒙面的涉及6个学院8个专业的48位研究生留学生召集起来进行线上教学,心中很是忐忑。在充分考虑了授课学生群体的特殊性(留学生、语言、时差、网络等),同时学习、试用、比对钉钉、ZOOM、QQ等直播平台,利用互联网搜索学习香港、新加坡等地学生的授课方式,于2月15日初步决定采用ZOOM+微信+百度网盘的方式展开非常时刻的教学工作。幸运的是在学校留管中心(如Ilenina Yao老师等)和亚搏体育留学生教务(如潘贺、朱凡老师等)的热心及时的帮助下,忐忑的心有所放下。因为于2月19日开始,利用10天左右的时间通过微信群成功地联系到了班上的46名学生,同时将37名学生顺利迁移到了ZOOM教学平台,对于没有联系到的2位学生和没有迁移到ZOOM平台的学生,在留管中心老师的帮助下,搞清楚了原因(已办理退学5名,4名回国网络差无法用ZOOM)。于2月24日开始直至3月3日(第一次课的前一天),通过微信群,指导学生如何利用ZOOM进行在线上课、反复告知学生上课的时间等。以争取最大限度地线上教学硬件资源的充分准备。

图2 留管中心Illenina老师热心帮助一起搭建线上教室


(2)线上教学资料的准备

   线下教学过程线上化(电子化)。利用软件AirServer将iPad Pro投屏到笔记本电脑,利用Apple Pencil、软件Screen Flow,以知识点形式录制线上教学的录播视频。录播视频的制作目的有:为因网络等原因不能进行线上授课的学生服务;为线上授课过程中跟不上进度的学生服务,学生可以课下反复观看视频进行学习。录制的视频尽可能做到清而小。所谓清,在用Apple Pencil进行公式推导过程中一笔一划要清楚,数学符号便于学生分辨;所谓小,录制的视频要便于利用Email传送给学生。

(3)线上教学资料的共享

   通过上课实践发现,对于不在中国的学生,无法使用百度网盘下载资料,故改为用Email进行教学资料的发送,学生作业、随堂测试的上交和返还。共享的教学资料,包括:电子化教材,课件讲义和PPT,教师录制的知识点教学短视频,作业和测验习题答案,电子化教学直播过程中的公式推导笔记等。

图 3 用Email线上教学资料的共享、作业的上交

2. 课中

   当线下授课转移到线上,在上课过程中,作为教师最为担心的问题就是互动的效果会打折扣,主要原因在于,线下授课教师一般按照教师讲解-提问-学生讨论-反馈-教师讲解的流程进行,在此过程当中,教师可实时现场密切观察到学生解决问题的细节,做好记录,并在最后教师讲解环节给出有针对性的指导。而在线上授课时,教师对学生的观察受限,无法实时观察学生,进而漏掉很多信息,影响对学生课堂吸收效果的分析,而且由于不能面对面观察到学员的微表情,很难及时判断学生听课的难点并作出节奏调整。此外,其他因素如场地限制、教具缺失等,都会使教师担忧线上互动难以有效进行。

(1)知己知彼,最大限度线上实时互动

   线上教学,所谓知己知彼,就是教师利用自己的另一个ZOOM账号加入在线ZOOM教室,以便实时监测在线教学过程中语音、屏幕共享等是否流畅无暇。线上教学,在知识点的讲解之后,必然要紧随知识点的测试,测试的方式有三种:一在线点名某位学生进行回答,进行屏幕共享;二给学生10-15分钟时间进行解答,然后通过Email在教师规定的时间内上交;三对于简单的问题,要求学生在聊天窗口中进行解答“Yes or No”。以此来实现最大限度的实时互动。下图是ZOOM在上课期间自动保存的聊天窗口的对话内容。教师在直播过程中,可以提问学生,学生的回答可以是简单的Yes或者No。另外,教师直播过程中,将全体学生静音处理了,学生可以利用ZOOM的聊天窗口向老师提问。同时,教师要求学生提问设置为“对所有人”,所以其他学生也可以看到这位学生的问题。这样教师在直播中可以适当放慢节奏,对学生不理解的地方进行进一步详细解释。注:下图是第一次课,考虑到学生适应课堂需要时间,故上课之初教师和学生协商将此次课程延长30分钟,以此提升教学效果,完成此次教学任务。

图 4 利用ZOOM的聊天窗口实时互动

(2)卓越教学始于教学设计

   记得曾经我们亚搏体育数学系组织的年终教学沙龙活动中,朱婉珍教授给我们青年教师作了题为“卓越教学始于教学设计”的教学讲座,使我受益匪浅。切实理会了上好一门课有“三要”:一要树立一种正确的教学观,立志做一名好教师;二要精心设计每一次课,全身心投入到教学实施;三要建立一种良好的师生关系,有效落实教学目标。线上教学亦是如此。以下是《数值计算方法(英)》第一周课程的在线教学的教学设计。

1)帮助学生理解课程学习目标——课程引论,新课引言

2)帮助学生学会学习--采用有效的教学理论,创设良好的学习环境

   作为数学课程的教师,坚信“学习是主动建构知识而不是接受知识的过程,教学是支持建构知识而不是灌输知识的过程”。“数学教学”是有指导的再创造过程。学生学习数学应当在一定的情境中,这里的情境可以是物质现实中的,也可以是数学现实中的,无论哪一种情境都是一个实验性的现实。在这样的情境下学生可以“再创造”定义、算法、猜想和证明。教师的任务是引导和帮助学生进行这种“再创造”的工作,而不是把现成的数学知识灌输给学生。以下是第一周课中“误差概念及计算”的教学设计。


Step 1 教师创设情境,引导学生探索概念、创造概念


Step 2 应用概念解决问题,教师示范求解典型例题


Step 3 激发探索,引导学生积极参与课堂活动,练习、提问、讨论


Step 4 教师对知识点作总结归纳,同时设置问题,引发思考,进入下一个知识点“绝对误差、相对误差”的学习


3. 课后

    教师及时通过Email将在线教学资料共享给学生。利用微信群督促学生作业、观看教师制作的视频等方式,进行复习、巩固;同时做好课后答疑工作。

4.学生反馈

   线上教学,于教师于学生都是在摸索中前进。学生的反馈于教师而言非常有价值。本课程,学生课后整体反馈良好。教师根据学生的积极反馈,逐步调整在线教学的方式方法,以求取得更好的教学效果。部分学生的反馈意见如下:

五、教学反思

   经过这1个多月的线上教学,反思了如下一些问题:有的能相对容易解决,有的感觉则较难有效解决。

(1) 学生的时差问题

    非洲、东欧国家的学生,比北京时间晚几个小时,比如本课程是建议学生北京时间9:30开始进入ZOOM教室,9:50正式上课,但是对于有些国家的学生是凌晨(比如,课上学生学号911907802004姓名ATTAHI ERIC ISMAEL AMOAKON 专业INTELLIGENT  MANUFACTURING CONTROL ENGINEERING 所在城市科特迪瓦,阿比让市,上课是当地时间凌晨1:30)。教师需站在学生角度,通过录播的视频,课件资料等鼓励学生在无法进行线上授课的情况下进行线下自学,多与教师积极沟通。因时差问题,学生本人通过提高其出入境证明已经向教师申请不进行线上授课,通过教师给其发送教学资料(包括课件、录播的视频、ZOOM自带的视频会议录播视频等、作业答案、随堂测试答案等)。

(2) 有效和及时监督的问题

   在线上课过程中,教师以随机点名形式课中提问,每次总有那么几个学生总是不能联系上,不知是网络原因,还是学生的不良行为:即账户挂在网上,人其实不在听课。这一点,无法像线下教学那样,直接制止。因此,线上教学很难实现有效及时的监督。教师的弥补措施只能通过随堂测试和作业等来作点评,在下一次课,以鼓励形式来督促学生要一直在线听课。

(3) 硬件设施问题

   教师方面:硬件设施相对可以,亚搏体育领导对线上教学给予了很大支持。给全院教师,根据教师需要,统一配备手写板、蓝牙耳机、蓝牙摄像头等,对线上教学工作提供了很大的帮助。

   学生方面:有些回国的学生,因网络问题(没有网络,或者网络非常慢),学生本人已经向教师申请不进行线上授课,通过教师给其发送教学资料(包括课件、录播的视频、ZOOM自带的视频会议录播视频等、作业答案、随堂测试答案等)。

   最后,借此机会,对我们学校、学院、系所老师在整个在线教学过程中,给予的支持与帮助表示深深的感谢。对班上学生克服各种困难积极投入到在线授课表示诚挚的感谢。作为教师党员,祝愿我们伟大的祖国,伟大的党,更加美好。作为教师,要“慎始如终”,无论何时、无论何地都努力坚守自己的三尺讲台!



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