劉洪永 朱國慶 陳 南 季經(jīng)緯

1.中國礦業(yè)大學(xué)安全工程學(xué)院，江蘇 徐州 221116

2.中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省城市地下空間火災(zāi)防護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 徐州 221116

3.中國礦業(yè)大學(xué)煤礦瓦斯與火災(zāi)防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 徐州 221116

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”的深入發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”已成為當(dāng)前教育改革的重點(diǎn)。在高?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+教育”正處于初步發(fā)展和國家“雙萬計(jì)劃”穩(wěn)步推進(jìn)的檔口，突如其來的新冠肺炎疫情無疑成了在線教學(xué)改革和教育技術(shù)發(fā)展的加速器。為期數(shù)月的全員應(yīng)急在線教學(xué)是為應(yīng)對疫情防控而采取的權(quán)宜之計(jì)，屬于應(yīng)急性臨時(shí)舉措，多數(shù)課程無論從資源建設(shè)、平臺(tái)技術(shù)、組織管理，還是師生教學(xué)過程的心理狀態(tài)、軟硬件設(shè)施等各方面準(zhǔn)備均不充分，存在較大的被動(dòng)成分，甚至不少課程教學(xué)采取了簡單的線下課程線上傳播的形式，與真正意義上的現(xiàn)代信息技術(shù)與教學(xué)過程的有機(jī)融合尚存在較大差距。但其成績和不足卻可為下一步在線教學(xué)常態(tài)化的發(fā)展提供經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，如賈文軍、郭玉婷、趙澤寧通過大學(xué)生在線學(xué)習(xí)的聚類分析，從七個(gè)大類別研究了學(xué)生在線學(xué)習(xí)的體驗(yàn)現(xiàn)狀，得出了線上教學(xué)并不能完全取代線下教學(xué)的結(jié)論。廈門大學(xué)鄔大光教授團(tuán)隊(duì)的調(diào)查數(shù)據(jù)則進(jìn)一步指出，在線教學(xué)過程中學(xué)生自律性差和教師在線教學(xué)能力的短板是線上教學(xué)不能完全取代線下教學(xué)的主要原因。而工科專業(yè)核心課程涉及的專業(yè)知識(shí)難度較大、學(xué)生對基礎(chǔ)知識(shí)的依賴較強(qiáng)，加之在線授課教師難以實(shí)時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果而導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)效率低、學(xué)習(xí)效果差。要改變學(xué)生自律性差的問題，就要從課程的內(nèi)容和課堂設(shè)計(jì)入手，規(guī)避在線教學(xué)的缺陷，根據(jù)專業(yè)課程的特點(diǎn)開展高效在線課堂設(shè)計(jì)，吸引學(xué)生的注意力、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

本文將在問題解決六步法的基礎(chǔ)上，提出以“10+30+5+5”課程設(shè)計(jì)和“明確、表達(dá)、確定、試解、評價(jià)、提交”六步法授課方式為核心的高效在線課堂模式，并在消防工程專業(yè)骨干課程電氣防火中進(jìn)行實(shí)證。

一、在線教學(xué)反映出的問題

與傳統(tǒng)教學(xué)相比，在線課堂為師生提供了嶄新的教與學(xué)的體驗(yàn)。學(xué)生不僅能夠利用互聯(lián)網(wǎng)各種豐富、高質(zhì)量的課程素材，還能不受時(shí)間、空間的約束，更加方便地開展學(xué)習(xí)，享受“一對一”貴賓式學(xué)習(xí)體驗(yàn)，但與此同時(shí)，師生也感受到了前所未有的挑戰(zhàn)。

（一）在線教學(xué)教師需要投入更多的精力

在線教學(xué)需要更關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，教師需要投入更多的精力進(jìn)行課程內(nèi)容的劃分、課程素材的選擇，還需要重新學(xué)習(xí)、適應(yīng)各種授課平臺(tái)，并不斷對課程資源和素材進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。據(jù)統(tǒng)計(jì)，相比傳統(tǒng)課堂教學(xué)，90%以上的教師認(rèn)為在線教學(xué)需要更多的時(shí)間和精力，50%以上的教師認(rèn)為在線教學(xué)花費(fèi)的時(shí)間至少比傳統(tǒng)課堂教學(xué)所花時(shí)間多1倍。

（二）在線教學(xué)需要更有吸引力、更高效的教學(xué)設(shè)計(jì)

在線教學(xué)不是簡單地通過直播，將傳統(tǒng)線下課堂轉(zhuǎn)移到線上或者讓學(xué)生在線自學(xué)，而是需要更精煉的語言、更高效的時(shí)間分配和更好吸引學(xué)生的課堂黏性。同時(shí)，在線教學(xué)會(huì)放大教師在言語和肢體動(dòng)作的瑕疵，并被互聯(lián)網(wǎng)記錄和傳播。不同于在線會(huì)議，在線教學(xué)是教學(xué)活動(dòng)，應(yīng)通過教學(xué)手段實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，尤其對于實(shí)踐性較強(qiáng)的工科專業(yè)課程，僅通過教師的單向知識(shí)輸出難達(dá)到教學(xué)目的。

（三）在線課堂學(xué)生的參與度低，學(xué)習(xí)效果差

相比于面對面的線下課堂教學(xué)，在線課堂化有形于無形，學(xué)生沒有了教師的實(shí)時(shí)監(jiān)督，學(xué)習(xí)投入程度會(huì)降低。受時(shí)間限制，在線教學(xué)過程中，教師無法與學(xué)生通過眼神、表情等進(jìn)行即時(shí)互動(dòng)，學(xué)生普遍存在不會(huì)被教師點(diǎn)到的“僥幸心理”，聊天室、彈幕等互動(dòng)途徑看似比線下課堂更活躍，卻很難達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。隨著在線教學(xué)時(shí)間的延長，學(xué)生的課程互動(dòng)參與程度越來越低，甚至出現(xiàn)教師拋出討論任務(wù)后得不到回應(yīng)的現(xiàn)象，當(dāng)然，學(xué)生也難以通過有效互動(dòng)獲得學(xué)習(xí)積極性的正向激勵(lì)。

（四）學(xué)生自我管理能力參差不齊、在線教學(xué)的線下學(xué)習(xí)效果難以保證

學(xué)生一般通過電腦參與在線課堂，但同時(shí)使用多個(gè)社交聊天工具或在線教學(xué)工具時(shí)，聊天不僅會(huì)占用學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間，還會(huì)嚴(yán)重影響學(xué)生學(xué)習(xí)的投入程度，讓學(xué)生難以集中精力深入思考教師拋出的問題。在線教學(xué)內(nèi)容比傳統(tǒng)課堂更加精煉，學(xué)生需要更長時(shí)間的課前預(yù)習(xí)、課后拓展和復(fù)習(xí)鞏固，才能掌握在線教學(xué)的內(nèi)容。這占據(jù)了學(xué)生大部分的課外時(shí)間，擠壓了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主思考、自主探究的時(shí)間，影響了課程高階能力的培養(yǎng)。加之學(xué)生的自律性和時(shí)間管理能力參差不齊，在線教學(xué)成為加劇學(xué)生成績分化的助推器。

相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，超過一半的學(xué)生認(rèn)為線上學(xué)習(xí)效果不如傳統(tǒng)線下教學(xué)。學(xué)生在適應(yīng)了在線教學(xué)形式的新鮮感和教學(xué)方式的便利性后，會(huì)將關(guān)注點(diǎn)集中在課程本身的收獲和感受上。在線教學(xué)的設(shè)計(jì)成為事關(guān)在線課堂學(xué)習(xí)體驗(yàn)、學(xué)習(xí)效果和高階能力培養(yǎng)的關(guān)鍵因素。在教學(xué)過程中，教學(xué)資源的選擇、課程進(jìn)度的控制、講授與互動(dòng)時(shí)間的分配、學(xué)習(xí)效果的評測等均需進(jìn)行精心的設(shè)計(jì)。

二、高效在線課堂的構(gòu)建

（一）高效在線課堂的內(nèi)涵

高效在線教學(xué)是指以盡量少的時(shí)間和師生勞動(dòng)投入，通過提高在線教學(xué)過程中教與學(xué)的效率以實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果的最優(yōu)化、教學(xué)效益最大化的教學(xué)活動(dòng)。高效在線課堂教學(xué)的特征是最大限度地落實(shí)以學(xué)為主的思想，充分發(fā)揮和調(diào)動(dòng)學(xué)生的主體性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，讓學(xué)生“心動(dòng)、神動(dòng)、腦動(dòng)”。高效在線教學(xué)要做到“三講四不教”，即講核心、講本質(zhì)、講差異，“講”不是講授，而是點(diǎn)評，這也是考核測評的重點(diǎn)；“四不教”是線下自學(xué)能解決的不教、學(xué)生通過互動(dòng)探討能解決的不教、學(xué)生通過查文獻(xiàn)查資料能解決的不教、需要通過線下實(shí)踐才能夠獲得的在實(shí)踐前不教。

（二）高效在線課堂的評判標(biāo)準(zhǔn)

判斷在線教學(xué)是否高效，主要著眼于以下七點(diǎn)：1.教學(xué)目標(biāo)是否落實(shí)了知識(shí)與實(shí)踐技能、過程與思維方法和思政與價(jià)值倫理等“三維”要求；2.教學(xué)程序是否實(shí)現(xiàn)了“先自學(xué)、中測評、后講授”的流程；3.講授內(nèi)容是否由“單靠教材”變成了“基于教材”；4.教師的角色定位是否由“主演”變成了“導(dǎo)演”，甚至“編劇”，而學(xué)生的角色定位是否由“觀眾”真正變成了“主角”，甚至“導(dǎo)演”；5.教學(xué)手段是否實(shí)現(xiàn)了可考評、可復(fù)看并留下痕跡；6.教學(xué)過程是否線上開放、全員參與、有效互動(dòng)；7.在線教學(xué)任務(wù)是否實(shí)現(xiàn)了“節(jié)清節(jié)畢、章清章畢”，不留尾巴。

（三）以問題解決六步法為核心的在線課堂設(shè)計(jì)

高效在線課堂的實(shí)現(xiàn)離不開高效的教學(xué)設(shè)計(jì)。工科專業(yè)課程涉及復(fù)雜的工程背景，其解決方法和技術(shù)邏輯是工程教育的核心。美國克利夫蘭州立大學(xué)的Charles KAlexander 提出的六步法將解決問題的思維過程具體化為可操作的步驟，具有良好的普適性，一般工程問題皆可運(yùn)用六步法來加以解決。其包括六個(gè)步驟，故名六步法，具體如圖1所示。

六步法中，步驟①“明確問題”是整個(gè)過程的關(guān)鍵和核心，事關(guān)后續(xù)各步驟的深度和成敗以及母知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)效果。步驟②“表達(dá)問題”及其可能的解決方案，可以通過頭腦風(fēng)暴盡可能全地找出來，這樣既能節(jié)省該環(huán)節(jié)的時(shí)間，又能避免后續(xù)環(huán)節(jié)的失敗。步驟③“確定可選解集及最大可能方案”是對問題解決者的一個(gè)考驗(yàn)，是確定解決方案的邊界和能否有解的關(guān)鍵，是僅次于步驟①“明確問題”的核心步驟。步驟④“嘗試解決問題”是將嘗試解題的過程、每個(gè)解題方案都詳細(xì)記錄下來，如果求解失敗，則可以檢查整個(gè)求解過程。步驟⑤“評價(jià)解決方案”，完成對所有解的評價(jià)，并給出問題的最優(yōu)解。步驟⑥“滿意評價(jià)、提交方案”是控制問題能否解決的核心步驟，也決定了步驟①“明確問題”是否成功。

（四）高效在線課堂的組織設(shè)計(jì)

高效在線課堂的組織設(shè)計(jì)就是如何在一節(jié)50 分鐘的課內(nèi)高效地實(shí)現(xiàn)以問題解決六步法為核心的課堂設(shè)計(jì)。根據(jù)高效課堂的內(nèi)涵和人類的認(rèn)知規(guī)律，高效在線課堂可分為以下三個(gè)基本模式。

1.“10+35+5”模式，即教師用10 分鐘闡述學(xué)習(xí)任務(wù)并點(diǎn)撥分解引導(dǎo)，學(xué)生用35分鐘進(jìn)行分工合作—自主探究—展現(xiàn)拔高—串插鞏固—達(dá)標(biāo)測評，教師最后用5 分鐘總結(jié)點(diǎn)評。

2.“10+30+5+5”模式，即前10分鐘為預(yù)習(xí)交流，引導(dǎo)學(xué)生歸納出問題、發(fā)現(xiàn)疑點(diǎn)；中間30分鐘，教師針對各小組確定的問題進(jìn)行合并整理，并結(jié)合教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行引導(dǎo)、分析、總結(jié)；后5 分鐘通過測評讓學(xué)生鞏固本節(jié)課的知識(shí)要點(diǎn)；最后5分鐘教師總結(jié)點(diǎn)評。

3.“35+5+10”模式，即前段35分鐘，讓學(xué)生充分展示上節(jié)課后10分鐘和課下自主預(yù)習(xí)的成果，學(xué)生通過追問質(zhì)疑，提升學(xué)習(xí)目標(biāo)，從而達(dá)到舉一反三的目的。而后教師用5分鐘進(jìn)行總結(jié)點(diǎn)評，最后10分鐘教師圍繞該知識(shí)點(diǎn)引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)拓展，布置課后思考題。

三、高效在線課堂的實(shí)踐

電氣防火課程是中國礦業(yè)大學(xué)消防工程專業(yè)的專業(yè)主干課，主要講授電氣火災(zāi)的形成機(jī)理，從設(shè)計(jì)源頭改進(jìn)電氣防火措施以及電氣火災(zāi)監(jiān)控等預(yù)防手段。電能是當(dāng)今使用最廣泛的能源，也是主要的能量供給方式，本課程的教學(xué)質(zhì)量對學(xué)生專業(yè)知識(shí)體系的構(gòu)建具有重要的影響。本課程的教學(xué)目標(biāo)除了讓學(xué)生掌握電氣火災(zāi)的概念、原理和工程方法，最重要的高階目標(biāo)就是使學(xué)生能夠正確運(yùn)用這些概念、原理和工程方法確定復(fù)雜工程的電氣火災(zāi)隱患，提出預(yù)防電氣火災(zāi)的解決方案。因此，在線教學(xué)過程中如何引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生形成科學(xué)、規(guī)范的解決工程問題的思維方法，提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合解決工程問題的能力，是在線教學(xué)亟須解決的問題。

在電氣防火課程教學(xué)中引入問題解決“六步法”，首先需要對課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化梳理，整合凝練出核心知識(shí)點(diǎn)，構(gòu)建知識(shí)體系。為獲得良好的教學(xué)效果，在線教學(xué)的知識(shí)點(diǎn)應(yīng)難易適中，其解決方法具有多樣性和典型性。其次，根據(jù)知識(shí)點(diǎn)確定相應(yīng)的教學(xué)形式。問題解決“六步法”具有清晰明確的操作步驟，各知識(shí)點(diǎn)可根據(jù)其屬性靈活確定對應(yīng)的教學(xué)形式。在教學(xué)實(shí)踐中筆者選用了事故案例導(dǎo)入式、現(xiàn)實(shí)問題導(dǎo)入式和網(wǎng)絡(luò)觀點(diǎn)導(dǎo)入式等教學(xué)法，通過常識(shí)推理向?qū)W生提出問題，快速將學(xué)生帶入情景，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與討論的熱情，啟發(fā)學(xué)生提出問題和質(zhì)疑思辨，提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、系統(tǒng)解決工程問題的能力，具體做法如下。

1.將問題解決六步法概述為明確、表達(dá)、確定、試解、評價(jià)、提交，便于教學(xué)時(shí)表述。

2.在各步驟中合理設(shè)置問題，向?qū)W生發(fā)問，引導(dǎo)學(xué)生思考與參與。

教學(xué)的一般過程為:首先以知識(shí)點(diǎn)的導(dǎo)入案例開篇并拋出解決思路:“什么措施能夠解決這個(gè)問題呢？請同學(xué)們嘗試采用六步法進(jìn)行分析！”在等待期間教師根據(jù)以往互動(dòng)的情況確定提問的目標(biāo)學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)發(fā)言:“哪位同學(xué)來確定要求解決的問題？”這時(shí)，若有學(xué)生主動(dòng)回答，教師便引導(dǎo)學(xué)生正確地表述問題，若無響應(yīng)，則可提問目標(biāo)學(xué)生。后面的步驟類此進(jìn)行。從筆者的實(shí)踐來看，教學(xué)過程均能順利進(jìn)行，用時(shí)與線下課堂相當(dāng)。為了順利推進(jìn)教學(xué)進(jìn)程，落實(shí)學(xué)生的全員參與，筆者在開課前將學(xué)生按4～6人進(jìn)行分組，明確各組的組號及每位學(xué)生的組內(nèi)順序號，便于教師的提問和互動(dòng)。

下面以配電方式的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)為例進(jìn)行說明。筆者從生活中常見的電腦機(jī)箱漏電入手，啟發(fā)式地引入低壓供配電方式，將枯燥的接地方式融入問題的解決，從而提高學(xué)生歸納問題、解決問題的能力，“10+30+5+5”具體教學(xué)設(shè)計(jì)見表1。

上述教學(xué)設(shè)計(jì)在2018年的電氣防火課程開始試驗(yàn)，并在2019—2020年第二學(xué)期進(jìn)行了線上教學(xué)實(shí)踐，取得了良好效果。

1.學(xué)生聽課積極性得到提高。學(xué)生的上課簽到率一直保持在97%以上，而該課程以往的出勤率一直保持在70%～80%。

2.學(xué)生聽課的注意力集中度得到提升。筆者通過統(tǒng)計(jì)了解到，學(xué)生上課過程中簽到和提問的在線響應(yīng)時(shí)間較線下授課有了很大的提升。

3.學(xué)生回答問題的主動(dòng)性得到較大提升。隨著對六步法的熟悉和掌握，學(xué)生主動(dòng)回答問題的比例明顯提高，學(xué)生參與教學(xué)過程的積極性得到提升。

4.學(xué)生的成績有了較大提高。通過教學(xué)內(nèi)容和課堂組織形式的設(shè)計(jì)，每個(gè)學(xué)生都感受到了課堂的熱情與溫度，從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾魈骄渴綄W(xué)習(xí)。在課程的內(nèi)容逐年增加、課時(shí)量不變而試題難度和能力考核分值不斷提高的情況下，課程的期末試卷平均成績由改革前的790分上升到2020年的879分，成績明顯提高。

四、結(jié)語

經(jīng)過三年的實(shí)踐，特別是2020 年的線上教學(xué)實(shí)踐，筆者認(rèn)為，以“10+30+5+5”課程設(shè)計(jì)和“明確、表達(dá)、確定、試解、評價(jià)、提交”六步法授課方式為核心的高效在線課堂模式是一種能切實(shí)提高工科專業(yè)課程在線教學(xué)質(zhì)量的有效方法。課程內(nèi)容的優(yōu)化設(shè)計(jì)與授課方式的改革，充分利用了網(wǎng)絡(luò)空間的便利性，改變了以教師PPT 教授為主的課堂氛圍，顯著提高了學(xué)生的聽課積極性、注意力集中度以及回答問題的主動(dòng)性，得到了學(xué)生的普遍認(rèn)可。

在電氣火災(zāi)課程在線教學(xué)中引入六步法開展教學(xué)的實(shí)踐表明，其教學(xué)效果是正面的，但相關(guān)量化評價(jià)指標(biāo)和數(shù)據(jù)尚存不足，這是后續(xù)工作需要加以研究解決的問題。本文可為工科專業(yè)核心課程的“金課”建設(shè)提供思路和借鑒。