“太阳电池技术”课程在线教学的探讨
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作者:谢佳乐 杨萍萍 马广兴
[摘 要] 2020年春季学期受新冠肺炎疫情的影响，高校纷纷全面推行在线教学，为在线教学实践和在线课程建设提供了发展机遇。但是，部分专业课程缺乏在线教学资源，教师和学生没有在线教学经验，面临诸多实际操作的问题。“太阳电池技术”课程在线教学过程中，总结出了一套从课程建设到在线教学，以及在线评价的有效方案，可以达到“标准不降低、效果不打折”，有效地推动了在线教学过程中信息技术与教育教学深度融合，以及教学方式与学习方式的改革创新。
[关键词] 在线教学;课程建设;教学评价;教学效果
[基金项目] 2018年度国家自然科学基金青年科学基金项目“超薄二维纳米材料修饰赤铁矿光阳极及光解水性能和表界面研究”（21703150）
[作者简介] 谢佳乐（1987—），男，河南濮阳人，理学博士，西南石油大学光伏产业技术研究院和新能源与材料学院特聘副研究员，硕士生导师，主要从事低维纳米材料在光电催化方面的应用研究;杨萍萍（1989—），女，四川德阳人，理学博士，西南石油大学光伏产业技术研究院和新能源与材料学院助理研究员，硕士生导师，主要从事柔性储能器件方面的研究;马广兴（1987—），男，河南漯河人，法学硕士，西南石油大学光伏产业技术研究院办公室副主任，科员，主要从事思想政治教育与高校学生党建研究。
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2021）07-0157-04 [收稿日期] 2020-03-09
新型冠状病毒感染肺炎（COVID-19）疫情发生以来，在全球多个国家和地区呈快速蔓延态势[1]。为切实防控疫情传播，按照“停课不停教、停课不停学”要求，高等学校在2020年春季学期开展了大规模、成建制的在线教学，对运用信息化手段推进教育教学改革具有重大意义[2]。目前，2020年春季学期在线教学已经完成，实践过程中暴露出一些问题，同时，也有很多有益的经验值得学习交流。本文将结合作者“太阳电池技术”在线教学实践进行阐述和讨论。
一、在线课程建设
（一）在线课程建设的挑战
1.优质信息匮乏。网络信息资源非常丰富是网络的典型特征之一，但对于专业课程而言则存在信息过于混杂，且优质资源匮乏的严重问题。以“太阳电池技术”课程为例，网络上没有系统和专业的公开课，涉及具体内容更是存在错误，如晶体硅的制造工艺。
2.课程形式单一。在线课程展现形式较为单一，多为慕课或直播授课。由于受到传统课堂教学的影响，在线课程的教学多是将线下教学直接搬到网络，导致学生学习兴趣减弱，无法保持持续的学习动力[3]。未来，这将制约在线课程健康有序地发展。
3.知识产权保护难。知识产权保护是在线课程建设的重要挑战，也是维护课程资源良性循环的必要条件。由于网络的便捷性，通过复制或者下载即可实现教育资源的传播，而不尊重原创者的知识产权。同时，也存在网络监管困难和个人信息泄露的风险。
（二）在线课程建设的对策
1.加强原创优质课程资源。在线课程应具有交互性、协作性、发展性和情景型的特点，也需满足多样化的学生需求。因此，课程资源的优质创作是在线课程建设的重要保证。课程资源的表现方式应该多样化，以学科、知识点和学生的特点作為出发点，以学生喜闻乐见的方式呈现。如PN结原理采用动画+讲解的方式呈现，便于学生理解具体的物理过程，取得了良好的教学效果。
2.锤炼优秀的课程建设团队。在线课程建设除了要求教师具备专业素养之外，还要求教师掌握信息呈现手段与技术的素养。教师应该在信息选择、获取、存储、再创造和传播等方面加强培训和锻炼，使自己具有较强的课程开发能力。与此同时，学校或者学院配备一名以上的技术开发者，实现与专业教师的深度合作，有助于课程更具有吸引力和传播度。
3.完善法律和资源整合。对于在线教育资源而言，既具有公益性，又需要知识产权的保护。应当完善知识产权和网络安全的法律制度，保护课程开发者的合法权益。同时，应当发展一些行之有效的网络技术，避免在线教育资源的不当使用和传播，可参考影视版权的保护措施。另外，教育部作为国家主管教育的最高机构，应当对在线课程实现有效的监管，规范网络平台和个人的行为，维护在线课程的良好运行。此外，可以建立整合各网站的课程资源，形成权威的专业资源库，便于课程开发、共享、管理和学生的学习，以及课程安全的维护。
二、在线教学
（一）在线教学的主要问题
1.硬件和技术的问题。授课平台或网络硬件不能很好地满足师生的需要，出现如直播卡顿、掉线等问题;在线教学软件设计不完善，教学功能开发不够，需要师生安装2～3个软件来相互补充，增加了师生操作复杂程度。教师在线教学设备欠缺，无法满足教学过程的良好展现，如智慧教室匮乏、居家教学无法进行板书、实验课难于在线教学等。此外，受疫情影响，学生未及时拿到纸质教材，课程资料不足，仅能通过课件进行学习。部分学校在线教学调查结果表明，65%的教师和约50%的学生认为“网速和稳定性差”“教学平台功能不全或稳定性差”[4]。
2.学生参与度问题。在线教学临场感缺失，师生互动、授课节奏不易把握，学生的积极性难于调动;同时，学生在家庭环境下精力容易分散，听课效率不高，教师无法判断学生的上课状态，部分学生过分关注群聊天内容而忽略课堂授课内容。学生进行课前预习和课后学习的参与度低，自主学习的主动性低;课堂小组讨论缺少实现条件，面对电脑屏幕，缺少交流的氛围。“太阳电池技术”课程在线调查结果显示，仅有15%左右的学生可以坚持课前预习和课后学习的习惯，约12%的学生会积极参与在线的课堂互动环节。 3.情感交流的问题。在线教学过程中师生可以便捷地通过聊天工具、弹幕等多种形式进行交流和沟通，表面上似乎情感交流更多，但并未收到很好的效果。这主要是因为这种交流方式效率较低，属于非即时的社交行为，很难有效地实现情感交流。笔者认为，该问题是在线教学与传统教学最突出的差异，例如春季学期结束后，学生很难有印象深刻的课堂交流。
4.学习的问题。由于受到网络硬件或网速的影响，多数教师采用直播授课+在线答疑+小组讨论的综合方式，这就对学生自主学习能力提出了更高的要求。学生在屏幕另一端在线学习，其自我管理难度更大，会被网络信息或外部环境所侵扰。以实际授课情况来看，学生缺少主动学习的积极性，对于探究性课后作业多数没有很好地思考和作答。学生更喜欢被动听课，而不是做主动的参与者，更适应没有主动思考的课堂授课。
5.教学设计的问题。在线教学不是课堂教学的复制，教师需要转变教学观念、教学习惯、教学方法，适应在线教学模式。在线教学学生学习注意力易于分散，教学设计上应该形象、简洁地呈现知识点。以“太阳电池技术”在线授课经验来看，通过前半节课将主要学习内容讲清楚效果最好;为了更加易于学生学习，可以结合视频动画的方式讲解。在线教学的突出优势是：授课内容可以被记录下来，并且师生可以通过“回放”反复观看学习或发现教学过程的问题。
（二）问题解决路径
1.教师教学能力提升。提高教师的信息技术水平，不断进行在线技能的培训。课程平台提供优质的课程资源及功能齐全、界面友好的软件，与专业教师合作将信息技术与教学有机融合，发挥在线教学的最大效能。以教师团队为组织，优化教学设计，以学生喜闻乐见的方式制作简短、精准、专业的教学视频，利于学生短时间掌握知识点，以及便于在手机端观看。
加强教研活动，不断提升在线教学的技能，促进教学效果，提高教学质量。按学科建立交流群可以实时分享线上教学经验，老教师和新教师互帮互学，解决线上教学的困难。学校也可以梳理优秀的在线教学案例，通过公众号或专题教研活动进行推广，共享教学经验。
2.学生主体性强化。在线教学是“以学生为中心”的教学活动，教师是引导者、合作者和监督者。为强化学生的主体性，教师应当提出具体的学习任务和明确的学习要求，规范自主学习纪律，加强学习过程的监督和评价。建议采用任务驱动的方法激发学生的内在动力，对任务的目标、内容、形式、产出、评价都做出明确的安排，且任务最好贴近学生的生活实际。例如：在“太阳电池技术”课程中，安排学生根据实际寻找工具测量当地的大气质量，最后可根据学生分布绘制出我国各地大气质量的变化情况，激发学生的兴趣。此外，利用在线平台记录的学习数据科学判断学生的学习努力程度和效果，逐步培养学生主动参与学习的积极性，避免“不学习、无学习、假学习”的现象。
3.混合学习解情感困局。在线教学和课堂教学各有不同的特点和优势，未来教学应该是混合式教学，学生进行混合式学习，这样使得师生交流密切，学习又相对灵活。知识点的讲解通过在线教学视频学习实现，教师更多地开展更具交互性、复杂的课堂活动，或者开展针对性的教学辅导。混合式教学可以很好地兼顾教学的深度与广度，线上教学资源丰富，线下师生共同研讨，帮助学生深入认识问题的本质，促进学生独立思考的能力，以及合作、沟通等高层次技能[5]。
4.注重课程思政教育。发挥课程立德树人的作用，需要提高教师对课程思政的认识，明确教书育人是教师的首要责任[6，7]。尤其是处于疫情期间的在线教学，需要关注学生由于疫情导致的安全焦虑，以及其他情绪和心理问题。巧妙地把课程思政融入在线教学过程中，多向学生传递正能量的“抗疫”事迹，激发学生的爱国热情。教学行为是人与人之間的连续的直接的互动，属于社交行为的一种。建议采用常用社交工具（如微信、QQ、讨论区等）接收学生的反馈和情感表达，便于指导学生学习过程中的疑惑，及时了解学生学习生活情况，也便于学生之间相互交流。
三、在线评价
（一）在线评价的主要问题
1.过程数据收集不完整。在新冠肺炎疫情期间应急采用在线教学方式，导致许多平台或软件功能没有很好地契合教学过程的需要，或者教师教学资源不足以迅速转化为线上资料。从而，造成学生在线学习和教师教学的过程数据无法收集完整，如课前预习和课后学习时间、参与讨论情况等。这将削弱在线教学的大数据分析优势，限制精准地提升在线教学质量。
2.评价内容设置不合理。从教学过程来看，评价对象主要是学生和教师，具体评价内容包括课前准备、学习过程、交流体验、教学设计、教学组织和课后管理等[8]。以本次春季学期使用的“腾讯课堂”为例，可以发现对于课前准备、交流体验和课后管理等缺乏必要的评价，需要在未来的优化过程中增加。超星学习通平台在这些方面进行了很好的设计和功能组织，但是建好一门课程需要教师团队花费大量的时间和精力，不便于在疫情期间作为应急之举。
3.在线测试中的问题。2020年春季学期大量课程进行了在线结业考核，形成了一套有效的在线考核方案，如视频监考、在线试题命制与发放等。但是，也在考试过程中暴露出一些问题，如发现有考生利用聊天工具传递答案，或监控视频出现黑屏无法正常监考等。使用超星学习通进行在线测试中，简答题和计算题等需要书写在答题纸并拍照上传。虽然考试过程可以监控考生切换页面次数，但无法有效地区分是否在拍照上传。在线测试中，视频监考时常出现黑屏或卡顿现象，以及部分学生面临突然停电、环境干扰、中途掉线等突发情况。
（二）问题解决的策略
1.课程平台完善功能与硬件。由于高校课程的复杂性和不断发展变化性，在线教学平台应研发多样化在线教学解决方案，为高校选择资源和技术服务提供便利。课程平台与师生一道针对不同评价对象及教学过程，设计多种便捷方式开展过程考核，诸如抢答、互动、出勤、测试等都可以计入最终成绩。在线闭卷考试方式仍是在线考核应该主要采用的方式，课程在线考试应当提前进行演练，调试硬件设备和摄像头角度，使师生熟悉操作并发现问题，制定多种突发情况的应急解决方案，如突遇停电、中途离开等。在线闭卷考试对于如何防范学生作弊也需要进一步在技术上发展，笔者认为可以手写输入以避免切换软件作弊。此外，还要促进平台内不同模块间的信息互通，架起教学双方无缝衔接的沟通桥梁。 2.教師团队完善课程内容设置。教师团队选择合适的课程平台并完善课程的内容对于有效的在线评价至关重要。然而，该项工作非常烦琐、耗时，需要进行集体的课程设计创作，包括知识点讲解视频、预习任务通知、活动设计、调查问卷、话题讨论等。另外，利用学习分析技术和大数据手段，对学生学情进行个性化诊断与分析，并推荐个性化学习资源。仅就在线测试来看，试题的命制应该着重启发学生的思考，利于培养学生的创造能力，多设置开放性的试题，提高学生的分析问题和解决问题的能力。
四、教学监督与保障
（一）学校监督与保障
疫情防控期间的大规模在线教学对各高校而言都是前所未遇的特殊情况，对高校治理能力提出了考验。为确保“标准不降低、效果不打折”，教务处应负责统筹全校教学资源，协调教学各项具体事务，根据具体情况适时调整和发布相关的教学安排，协调教学评估处、网络与信息化中心等相关部门开展有关在线教学的培训、指导和技术支持。能够及时有效地将教学信息传达和反馈，保障教学需求和技术服务支持对接畅通，并对在线教学期间学生的学习状况进行跟踪，及时了解、发现和解决师生在教学和学习中的问题，保证在线学习与线下课堂教学质量实质等效。调查发现，学生的出勤率在95%以上，通过教学教案和课件检查及听课督导，教师教学准备情况较好[9]。未来，应建立一套完善的在线教学质量评价体系，从教学目标、教学内容、教学组织、教学技术、教学效果等多个维度进行测评，涵盖全课程、全周期、全员的监控督导体系，并实现长效的教学质量提升机制。
（二）家庭监督与保障
在线教学离不开家长的支持与配合。学生居家学习，家庭的学习环境与学校学习环境迥异，学生学习容易受到家庭环境的干扰。因此，教师尤其是辅导员应当借助班级微信群，积极争取家长的参与，让他们及时了解教学的安排并指导他们创设专注学习的家庭环境和情感支持，同时，也采集和传递来自家长的意见，根据家长反馈不断调整教学进度与安排。最终，确保教的行为能够对学的行为起到真正的促进作用。但是，需要避免过多地把任务转移给家长，避免增加额外不必要的负担。
参考文献
[1]孙吉胜.新冠肺炎疫情与全球治理变革[J].世界经济与政治，2020（5）：71-95.
[2]刘强.教育部：利用网络平台，“停课不停学”[N].农民日报，2020-02-01（2）.
[3]乐传永，许日华.高校在线教学的成效、问题与深化[J].教育发展研究，2020，40（11）：18-24.
[4]陈武元，曹荭蕾.“双一流”高校在线教学的实施现状与思考[J].教育科学，2020，36（2）：24-30.
[5]刘振天.一次成功的冲浪：应急性在线教学启思[J].中国高教研究，2020（4）：7-11.
[6]高国希.教师课程思政意识与能力的提升[J].教育研究，2020（9）：23-28.
[7]林丹丹.新时期高校课程思政建设的优化路径研究[J].教育教学论坛，2020（21）：61-62.
[8]许邓艳，王莹.基于MOOC的大学英语教学评价与改进[J].职业技术教育，2020，41（17）：67-71.
[9]胡小平，谢作栩.疫情下高校在线教学的优势与挑战探析[J].中国高教研究，2020（4）：18-22.
Discussion on the Online Teaching of Solar Cell Technology Course
XIE Jia-lea，b， YANG Ping-pinga，b， MA Guang-xinga
（a.Institute of Photovoltaics， b. College of New Energy and Materials， Southwest Petroleum University， Chengdu， Sichuan 610500， China）
Abstract： In the spring semester of 2020， affected by the COVID-19 epidemic， colleges and universities had carried out online teaching in an all-round way， which provided a development opportunity for online teaching practice and online course construction. However， some professional courses were short of online teaching resources. Teachers and students did not have online teaching experience and faced many practical problems. In the online teaching process of the Solar Cell Technology course， a set of effective programs from course construction to online teaching and online evaluation were summarized， which could meet the requirements of the education standards and achieve satisfactory teaching effects. The teaching experience can effectively promote the deep integration of information technology and education and teaching in the online teaching process， as well as the reform and innovation of teaching methods and learning methods.
Key words： online teaching; course construction; teaching evaluation; teaching effect
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