胡士強 余文勝 呂新穎

上海交通大學航空航天學院，上海 200240

受新冠肺炎疫情影響，2020 年上海交通大學（以下簡稱“我?！保┍究粕ㄗR核心課程機器的征途：空天科技采用了MOOC 和ZOOM 在線互動研討的組合教學模式。該課程已于2017 年在超星爾雅和中國大學MOOC平臺先后上線，課程主要知識點和內(nèi)容基本包含在慕課中，三年來全國選修該MOOC課程的學生已超過2萬人。原定的線下教學安排是：學生課前觀看MOOC 視頻，同時思考研討話題；課堂上教師在簡要串講知識點后，重點針對研討話題進行分組討論；教師帶領(lǐng)學生實時互動，并在討論過程中啟發(fā)學生的思維，讓學生對知識點的認識得到升華。此次將線下研討內(nèi)容轉(zhuǎn)移到線上教學，面臨的挑戰(zhàn)主要有以下兩點：一是擔心師生在線上的交互性和活躍度受限，令以興趣為驅(qū)動的學生感覺缺少了課堂上師生的面對面實時互動研討，缺少了沉浸式交流時的思想碰撞和啟迪氛圍；二是學生分散在全國各地，針對研討話題，提前分組離線討論準備不充分，從而影響線上直播時交互的研討效果。針對這些問題，結(jié)合我校通識核心課程機器的征途：空天科技的研討式教學要求，依托超星爾雅MOOC 平臺，我們開展了對MOOC+ZOOM 在線直播教學的重新設計與實踐探索，通過具體的教學活動進行多維度教學數(shù)據(jù)采集和分析，這種教學模式取得了良好的教學效果。

一、基于ADDIE模型的MOOC+ZOOM教學模式設計

（一）基于MOOC+ZOOM 的教學模型設計

教學設計中最常用的開發(fā)系統(tǒng)模型是ADDIE 模型，包括分析、設計、開發(fā)、實施、評價五個階段?；贛OOC+ZOOM 的ADDIE 模型主要包含“MOOC”“同學”“ZOOM”和“教師”四個要素。

1.課前MOOC+ZOOM 需求分析

課前需求分析是在線教學活動的首要環(huán)節(jié)，重點考慮學生需要掌握的知識點內(nèi)容、MOOC 視頻素材裁剪、開放式研討話題的準備以及ZOOM 直播主題確定和課堂直播時各段時間的分配等。

2.MOOC+ZOOM 教學活動設計

基于課前需求分析，開展教學活動系統(tǒng)設計。MOOC+ZOOM 在線教學活動設計主要包括以下幾方面。（1）課前教學公告，依據(jù)教學計劃安排確定在線教學內(nèi)容、設計在線教學公告材料，如組建課程教學微信群、在MOOC 平臺公告欄發(fā)布教學安排等。（2）ZOOM 在線直播教師和助教分工，主講教師負責按教學計劃開展直播教學活動；課程助教負責按主講教師要求進行學生分組、參與直播討論區(qū)學生討論并及時回答問題，保證ZOOM 平臺和直播設備的正常使用等。（3）在線教學活動設計，包括MOOC 平臺視頻播放進度控制、ZOOM 平臺直播教學計劃、教師課堂講授PPT、直播平臺小組研討話題設計及拓展閱讀資料分類設計等。

3.MOOC+ZOOM 教學資源開發(fā)

基于前期教學活動設計，進行教學材料等教學資源的開發(fā)，主要包括準備發(fā)布在平臺上的教學公告、教學材料結(jié)構(gòu)化、MOOC平臺視頻剪輯材料、ZOOM 平臺上用于課堂講授的PPT 以及用于直播平臺小組研討話題導讀和其他拓展分析資料等。

4.MOOC+ZOOM 在線教學實施過程

在完成相關(guān)準備工作的基礎上，按照預定計劃實施開展教學活動，主要包含如下步驟。（1）課程前——通過MOOC 平臺發(fā)布公告、授課視頻、核心知識點PPT 等，供學生在課前進行學習。組建微信群作為教師與學生的交流平臺，幫助學生解答相關(guān)問題。學生依據(jù)教學公告提前自主學習MOOC 教學視頻，提前圍繞開放性問題進行思考和準備。（2）課程中——教師提前進入ZOOM 直播平臺，調(diào)試相關(guān)影音設備，完成課前點名，按照既定教學內(nèi)容開展直播教學，通過ZOOM 平臺進行小組討論與互動交流。ZOOM 平臺的師生互動交流，可以提高學生的學習效率和興趣，促進學生對知識的深度理解和掌握。（3）課程后——教師結(jié)合知識點布置課后思考題，并提供課外閱讀材料。師生可通過MOOC 平臺互動討論區(qū)展開交流討論，從而加深學生對知識點的理解和認識。

5.MOOC+ZOOM 在線效果評價

MOOC+ZOOM 在線教學效果評價的目的是要達到“以評促教”“以評促學”的效果。2020 年春季學期在線教學結(jié)束后，將從師生互動次數(shù)、分組討論內(nèi)容及活躍度、討論效果與參與組數(shù)等進行效果反饋及數(shù)據(jù)統(tǒng)計，并依據(jù)學生對核心知識點的掌握情況形成數(shù)據(jù)分析表，從而評估學生學習的成效，促使教師改進教學方法，提升學生的學習效果。

（二）機器的征途：空天科技教學設計實踐

1.教學對象

2020年春季學期選修機器的征途：空天科技的學生共50人，來自全校的工科、理科、人文社科和生農(nóng)醫(yī)藥等多個專業(yè)，90%為大一或大二的學生。按原定線下課程的教學目標和教學大綱，該通識課程將重點在價值引領(lǐng)、知識獲取和創(chuàng)新思維訓練等方面進行教學設計，主要包含課堂講授、課堂討論互動、課堂啟發(fā)訓練、課程集體作業(yè)等環(huán)節(jié)。

2.教學目標

課程融入課程思政教學理念，落實價值引領(lǐng)培養(yǎng)目標。項目組利用ZOOM 視頻平臺，將課程思政引入教學互動環(huán)節(jié)，通過共享屏幕等方式，讓學生共同分享“科學家的小故事”，再現(xiàn)了科學家發(fā)現(xiàn)靈感、執(zhí)著追求和研制過程中的曲折歷程，極大地提高了學生的討論興趣。在具體互動討論環(huán)節(jié)，重點結(jié)合“錢學森與航空航天”“921工程三部曲”“中國的大飛機之路”等話題，共同分享科學家在航空航天領(lǐng)域的創(chuàng)舉和探索的艱辛之旅，激發(fā)學生的愛國熱情和專業(yè)興趣，為學生未來投身祖國空天事業(yè)播下種子。

要注重文理滲透，體現(xiàn)“新工科”綜合創(chuàng)新教學模式。由于課前學生觀看了MOOC 視頻，有些知識性內(nèi)容可適當減少講解，可以利用ZOOM 平臺開展更多的互動性交流和討論。本次在線教學探討的重點就是圍繞開放性話題展開，如星際移民的技術(shù)方案、小行星附著探測、21世紀幾次局部戰(zhàn)爭和當今社會的警示與思考等，充分體現(xiàn)了理工文管農(nóng)生醫(yī)藥等各學科的相互交叉，充分發(fā)揮各自的特長與優(yōu)勢。

3.教學設計

機器的征途：空天科技在線教學設計的基本思路是：課前充分利用已有的MOOC 課程，讓學生通過觀看剪輯視頻，了解相關(guān)航空航天知識，建立基本概念；在課中充分利用ZOOM 視頻平臺，開展啟發(fā)式在線研討交流，從而保證學生的參與度和活躍度，提高互動教學效果；在課后結(jié)合學校已有的Canvas 教學輔助平臺進行作業(yè)收集、公告發(fā)布及在線答疑，從而保證在線教學的效果。

在課中的研討互動環(huán)節(jié)中，我們期望通過導入“科學家的小故事”，描述空天飛行器及其信息系統(tǒng)的工作過程；通過VR 技術(shù)，參觀相應的航空和航天專業(yè)實驗室，將講解的內(nèi)容與實驗室設備逐步對應，加深學生對系統(tǒng)工作過程的理解；利用虛擬仿真實驗室開展實踐教學，通過虛擬制作、飛行、分析遙控無人飛行器系統(tǒng)，使學生暫時不去深究系統(tǒng)的工作原理和技術(shù)設計指標，而通過直觀的感受和認識，加深對空天飛行器及其信息系統(tǒng)的理解和認識。

課程教學安排如下：24 學時在線直播教學，包括空天科技起源與現(xiàn)狀、飛行環(huán)境與飛行原理、飛行器結(jié)構(gòu)與動力推進、飛行器機載設備與地面測控、航空飛行器與信息系統(tǒng)、航天飛行器與信息系統(tǒng)、空天飛行器與GNC 技術(shù)；6 學時虛擬實踐教學，主要包括制作、飛行與無人機操縱、航空機載電子系統(tǒng)與飛機模擬駕駛；集體設計與實踐，包括開放性作業(yè)（課堂討論3學時），其中課堂討論包含百年“星際旅行”“科幻小說”和“地球保護神”三個主題。

2020 年春季，機器的征途：空天科技課程的互動交流情況詳見表1。

4.教學效果分析與評估

本課程教學研究的主要特色在于，充分發(fā)揮MOOC平臺和ZOOM 視頻平臺在線研討的優(yōu)勢，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，加之利用上海交通大學已有的Canvas教學輔助平臺承擔公告發(fā)布、課程作業(yè)收繳、個別問題的非實時答疑等功能，從而完整地構(gòu)建了MOOC+ZOOM+Canvas 三平臺聯(lián)動的新教學模式，即課前知識學習（MOOC 平臺）、課中直播互動研討（ZOOM 平臺）、課后作業(yè)答疑（Canvas平臺）的在線教學新模式。其教學效果主要體現(xiàn)在以下幾方面。

（1）可以顯著提升師生的互動與交流。MOOC 的優(yōu)點在于能夠改變教師的授課模式，讓更多的學生從中受益。但由于MOOC 課程的單向廣播式教學導致教師與學生交互、討論延遲，教師對學生的問題無法及時回應。而ZOOM 直播平臺可以讓學生通過會議室模式和遠程視頻會議室的方式，更直接、更方便地與教師交流互動，師生討論的效率與頻次得到大幅提高?；赯OOM 直播平臺的教學方式可以使教師及時了解學生對知識的掌握程度，從而讓教師引導學生更有效地利用MOOC 平臺進行學習。

（2）可以促使MOOC 內(nèi)容及時更新。目前MOOC 平臺上教學內(nèi)容主要包括：教學視頻、拓展材料、討論話題、單元習題等，其中教學視頻制作與上線周期長，內(nèi)容更新與迭代緩慢。對于需要交互與實時在線討論的啟發(fā)式話題，則不適合制作成固化的教學視頻。教師可通過ZOOM 直播平臺將拓展主題內(nèi)容作為研討直播主題，利用直播平臺講解核心知識點，以保證同步最新知識，從而及時促進慕課內(nèi)容的迭代更新。

（3）能提升教育教學質(zhì)量。MOOC 作為在線教學的新模式，對學生自主學習能力要求較高，由于慕課學習的約束力不強，很多學生難以堅持到底。為了提高慕課在線教學的效果，機器的征途：空天科技通識核心課程授課借助成熟的慕課平臺，并結(jié)合ZOOM 視頻直播平臺，再輔以Canvas非實時答疑平臺。為了提高師生的互動和信息交互，應對大規(guī)模在線課程的網(wǎng)絡擁堵和網(wǎng)絡不穩(wěn)定等問題，我們組建了“2020 春季空天科技課程群”。組建該群的目的在于促進教師和學生的互動交流、學生間的學習心得分享與分組討論交流。MOOC+ZOOM 直播+Canvas 自學+微信群的模式有利于學生與教師、課程交流小組間進行交流與討論，從而完成小組討論、小組大作業(yè)等在線學習任務。通過2020年春季學期課程的運行效果以及學生的實時反饋可以看出，這種多平臺混合教學模式有效整合了各平臺的優(yōu)勢，實現(xiàn)了各平臺的深度融合，有效激活了學生學習的主動性和學習熱情，學生課后學習效率得以提高。同時，學生在ZOOM 直播平臺的發(fā)言頻率也大幅增加，這培養(yǎng)了學生的發(fā)散性思維和綜合解決問題的能力，達到提升學生學習興趣的目的，最終實現(xiàn)了教學目標。這種多平臺混合教學模式對于提升學生教育教學質(zhì)量具有重要意義。

三、結(jié)論和價值

本文基于MOOC+ZOOM 直播平臺，對機器的征途：空天科技通識課程進行了在線研討式教學設計與教學實踐，探索了疫情期間通識課程的在線教學新模式，積累了相關(guān)經(jīng)驗，主要包括以下幾方面。

1.構(gòu)建MOOC+ZOOM 在線教學模式，將課程知識點分解為10～15 分鐘的短視頻，充分利用學生的碎片化時間，讓學生了解基本知識；同時利用ZOOM 直播平臺進行開放式問題分組討論和師生在線交流，保證在線的實時交互性。

2.基于ZOOM 平臺的研討式直播教學激發(fā)了學生的學習熱情和主動性，克服了MOOC 教學單一“灌輸式”造成的學生只能被動接受所學知識的缺點。引入基于ZOOM 直播平臺的在線分組討論與師生實時互動交流，為探索培養(yǎng)具有專業(yè)知識、人文素養(yǎng)和批判性思維能力的高素質(zhì)人才提供了有效路徑。

3.MOOC+ZOOM 在線研討式教學可以有效解決單純基于MOOC 在線單向傳授型教學中無法實現(xiàn)的主動式學習、啟發(fā)式研討交流的問題。

4.在線開放式問題研討式教學過程中，學生能夠結(jié)合研討話題充分利用網(wǎng)絡終端設備，實時獲取相關(guān)知識，深度探討交流相關(guān)話題。這個過程能加深學生對交流問題的認識，讓學生利用更多的時間進行發(fā)散式思考、創(chuàng)新式思考，這為課程培養(yǎng)目標達成提供了很好的實現(xiàn)途徑。

基于MOOC+ZOOM 直播平臺的在線研討式教學模式是一種能夠在當今知識獲取多元，強調(diào)開放式問題探討以及師生啟發(fā)式互動交流的前提下，培養(yǎng)學生具有團隊意識、創(chuàng)新思維的有效在線教學模式。