新一代信息技術(shù)背景下多平臺(tái)線上教學(xué)方法研究綜述

姚青山，于海鵬，谷春英

(1. 河南工程學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院，河南 鄭州 451191；2. 河南省智慧建筑物聯(lián)網(wǎng)工程研究中心，河南 鄭州 451191)

0 引言

新一代信息技術(shù)是國(guó)務(wù)院七個(gè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，隨著新一代信息技術(shù)的發(fā)展以及高等教育內(nèi)涵式發(fā)展的不斷深入，線上教學(xué)模式的研究逐漸進(jìn)入學(xué)者們的視線，多平臺(tái)線上教學(xué)方法的研究和實(shí)踐成為信息時(shí)代各層次教育教學(xué)領(lǐng)域的熱門項(xiàng)目[1-5]。從技術(shù)原理上線上教學(xué)平臺(tái)可以分為兩類：一類是基于B/S的分布式實(shí)時(shí)教學(xué)平臺(tái)，該類以動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)為技術(shù)基礎(chǔ)，以網(wǎng)頁(yè)形式提供多媒體信息展示和不同用戶之間的文本信息和文件數(shù)據(jù)的交互，具有代表性的如超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)；另一類是基于C/S的分布式實(shí)時(shí)教學(xué)平臺(tái)，以客戶端程序和服務(wù)器端程序?yàn)榛A(chǔ)，提供面向多媒體信息的即時(shí)交流和文件數(shù)據(jù)的交互，具有代表性的如騰訊會(huì)議、釘釘、QQ和微信等。多平臺(tái)線上教學(xué)建立在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的基礎(chǔ)上，利用單一的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，通過進(jìn)行資源整合形成教師通過多平臺(tái)切換讓學(xué)生能夠根據(jù)自己的生活習(xí)慣進(jìn)行選擇網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，解決了學(xué)生網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)單一性的問題，方便學(xué)生根據(jù)自己的習(xí)慣自主選擇學(xué)習(xí)平臺(tái)[6]。

20世紀(jì)90年代，英國(guó)已經(jīng)計(jì)劃在2003年前建設(shè)完成全國(guó)范圍內(nèi)教育網(wǎng)絡(luò)，到目前為止英國(guó)全境的學(xué)校都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)上教學(xué)[7]。美國(guó)的網(wǎng)絡(luò)教育發(fā)展相對(duì)比較迅速，美國(guó)已經(jīng)開始致力于第二代 Internet工程的實(shí)施，進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)教育的運(yùn)行速度[8]，而我國(guó)關(guān)于網(wǎng)絡(luò)教育的發(fā)展開始于2002年，并且取得了優(yōu)異的成績(jī)，培養(yǎng)了大批優(yōu)秀人才。

對(duì)于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的研究可謂是仁者見仁，然而多平臺(tái)線上教學(xué)的研究卻屈指可數(shù)，早在2005年謝幼如等[9]緊密結(jié)合我國(guó)高等學(xué)校的教學(xué)現(xiàn)狀，課程設(shè)計(jì)與教學(xué)改革的實(shí)際情況，通過大量的典型實(shí)例，介紹了有關(guān)網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計(jì)理論，開發(fā)技術(shù)，應(yīng)用模式與研究方法等內(nèi)容。李南[10]就如何解決網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中常見的用戶身份驗(yàn)證問題，提出了基于 AMP環(huán)境的不同的解決方案，并給出了每種方案的具體實(shí)現(xiàn)算法。周珊[11]利用APM Express開發(fā)組件，采用B/S體系結(jié)構(gòu)搭建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，詳細(xì)描述了系統(tǒng)的功能、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的開放性、交互性和自主性等特點(diǎn)。肖建等[12]運(yùn)用智能化儀表控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器技術(shù)以及嵌入式技術(shù)，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一種B/S架構(gòu)的云實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。本文在此基礎(chǔ)上，對(duì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源進(jìn)行整合，解決單一的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式中存在的問題，提出多平臺(tái)教學(xué)線上教學(xué)方法。

1 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)

廣義的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)既包含支持網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的硬件設(shè)施又涵蓋支持網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的軟件系統(tǒng)，狹義上講，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)是基于互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，是支持網(wǎng)絡(luò)教學(xué)活動(dòng)服務(wù)的軟件管理系統(tǒng)的統(tǒng)稱，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)通過不斷的發(fā)展，到目前為止經(jīng)歷了三個(gè)階段，第一階段：點(diǎn)播式教學(xué)平臺(tái)，該平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)了教學(xué)資源的快速傳遞，學(xué)生可以通過該平臺(tái)通過點(diǎn)播視頻課件的方式隨時(shí)隨地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、查閱電子教案、完成線上作業(yè)等活動(dòng)；第二階段：交互式教學(xué)平臺(tái)，主要運(yùn)用即時(shí)通信技術(shù)開展教學(xué)活動(dòng)，該平臺(tái)以學(xué)生為中心，集成會(huì)議系統(tǒng)、聊天系統(tǒng)、電子郵件系統(tǒng)以及社區(qū)論壇等及時(shí)的為學(xué)生提供各種網(wǎng)上學(xué)習(xí)服務(wù)；第三階段：社會(huì)化教學(xué)平臺(tái)，該平臺(tái)利用社會(huì)化教學(xué)平臺(tái)建立屬于自己的學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)社會(huì)化。

B/S結(jié)構(gòu)是基于 web興起后的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，客戶端最主要的應(yīng)用軟件為web瀏覽器，該模式使客戶端得以統(tǒng)一，其系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的核心集中在服務(wù)器上，從而簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的開發(fā)、維護(hù)和使用，降低了客戶端的壓力，其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 B/S 結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structure Diagram of Browse/Server

常見的分布式實(shí)時(shí)平臺(tái)有：超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、教學(xué) OA系統(tǒng)，慕課等。B/S的分布式實(shí)時(shí)教學(xué)平臺(tái)主要功能分為用戶管理模塊，課程管理模塊，作業(yè)管理模塊，練習(xí)測(cè)試模塊四個(gè)模塊。用戶管理模塊主要功能有：用戶注冊(cè)、用戶登錄、密碼修改、信息維護(hù)。課程管理模塊主要功能有：課程選擇、課程任務(wù)、我的資料、離線課程、筆記本。作業(yè)管理模塊主要功能有：課后作業(yè)、在線答疑、作業(yè)上傳。練習(xí)測(cè)試模塊主要功能有：刷題寶庫(kù)、錯(cuò)題集錦、在線評(píng)估。

C/S結(jié)構(gòu)也就是我們熟悉的客戶機(jī)和服務(wù)器結(jié)構(gòu)，本質(zhì)上是軟件體系結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)是充分利用硬件環(huán)境的優(yōu)勢(shì)合理的將任務(wù)分配到Client端和 Server端，一定程度上降低了系統(tǒng)通信開銷，常見的C/S結(jié)構(gòu)分布式實(shí)時(shí)教學(xué)平臺(tái)有QQ會(huì)議、釘釘?shù)龋鐖D2所示。

圖2 基于C/S的即時(shí)通訊平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Structure Diagram of Distributed Real-time Teaching platform based on Client/Server

2 多平臺(tái)線上教學(xué)構(gòu)思

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)在一定的時(shí)期內(nèi)，達(dá)到了改進(jìn)教學(xué)手段，提高教學(xué)質(zhì)量的目的，首先，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)提高了教學(xué)的靈活性，使教學(xué)任務(wù)實(shí)現(xiàn)了時(shí)空的限制；其次，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)可以使學(xué)生更具有現(xiàn)場(chǎng)和真實(shí)感，提高教學(xué)的交互性；最后，通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，增強(qiáng)師生之間的溝通，實(shí)現(xiàn)多對(duì)多的教學(xué)關(guān)系。然而目前關(guān)于網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)的單一性特點(diǎn)，每個(gè)老師在授課的過程中使用的程序不同，要求同學(xué)們所安裝的程序也不同，另外學(xué)生學(xué)習(xí)工具的不足、部分網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)服務(wù)器存在的問題以及學(xué)生在線學(xué)習(xí)的適應(yīng)性和學(xué)習(xí)效果的差異性相對(duì)較大，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)具有一定的局限性。因此本文構(gòu)思了多平臺(tái)教學(xué)模式，設(shè)計(jì)圖如圖3所示。

圖3 多平臺(tái)教學(xué)模式Fig.3 M ulti-platform teaching mode

2.1 設(shè)計(jì)理念

利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)，進(jìn)行資源整合，改善單一的網(wǎng)絡(luò)教育模式，實(shí)現(xiàn)多平臺(tái)同時(shí)操作，解決單一網(wǎng)絡(luò)教育模式的各種問題。多平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)分為課前預(yù)習(xí)板塊、課中教學(xué)環(huán)節(jié)板塊、課后測(cè)試板塊。

2.2 技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式

課前預(yù)習(xí)板塊，教師通過不用的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)發(fā)布課前學(xué)習(xí)任務(wù)、課表信息、課件資料、本節(jié)所講授重點(diǎn)以及本節(jié)思維導(dǎo)圖，學(xué)生通過登錄不同軟件，進(jìn)行對(duì)課前學(xué)習(xí)任務(wù)的預(yù)習(xí)，了解本節(jié)課程所注意的事項(xiàng)、并對(duì)知識(shí)點(diǎn)提出質(zhì)疑，方面教師收集資料，根據(jù)學(xué)生回饋的信息有的放矢的進(jìn)如課中教學(xué)環(huán)節(jié)知識(shí)的講解。主要技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式可以根據(jù)QQ群、微信群、教學(xué)論壇等。

課中教學(xué)環(huán)節(jié)板塊，教師根據(jù)收集學(xué)生的反饋資料利用不同的平臺(tái)（如騰訊會(huì)議、釘釘、超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)等）進(jìn)行知識(shí)梳理，直播和錄播課程內(nèi)容、在線答疑等，學(xué)生利用不同的教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行線上學(xué)習(xí)，并在互動(dòng)環(huán)節(jié)提出學(xué)習(xí)過程中遇到的問題。

課后測(cè)試板塊的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式可參考課前預(yù)習(xí)板塊，教師在課中教學(xué)環(huán)節(jié)結(jié)束時(shí)通過不用的平臺(tái)發(fā)布習(xí)題任務(wù)，建立刷題群，通過刷題環(huán)節(jié)，讓學(xué)生掌握本節(jié)所講授的課堂知識(shí)，學(xué)生通過登錄不同平臺(tái)，接收任務(wù)并完成老師布置任務(wù)、同時(shí)參與刷題任務(wù)。

3 多平臺(tái)教學(xué)方法應(yīng)用效果分析

該教學(xué)方式來(lái)自基于教學(xué)實(shí)踐過程中的總結(jié)，本文以《物聯(lián)網(wǎng)信息安全》課程為例進(jìn)行介紹。

3.1 教學(xué)設(shè)計(jì)

《物聯(lián)網(wǎng)信息安全》課程的教學(xué)目標(biāo)是通過各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握物聯(lián)網(wǎng)信息安全的主要概念和技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生診斷系統(tǒng)錯(cuò)誤、分析系統(tǒng)安全隱患、防備系統(tǒng)遭受攻擊的能力。要求學(xué)生掌握物聯(lián)網(wǎng)信息安全的主要概念和技術(shù)，具備診斷系統(tǒng)錯(cuò)誤、分析系統(tǒng)安全隱患、防備系統(tǒng)遭受攻擊的能力，掌握系統(tǒng)安全的基本知識(shí)，建立關(guān)于系統(tǒng)安全的憂患意識(shí)，具備根據(jù)系統(tǒng)配置和運(yùn)行現(xiàn)象分析安全問題和策略的能力。教學(xué)方法方面，理論內(nèi)容采用直播、錄播和基于即時(shí)通信的網(wǎng)絡(luò)答疑方式，實(shí)踐項(xiàng)目采用錄播、結(jié)合遠(yuǎn)程協(xié)助的網(wǎng)絡(luò)答疑方式。教學(xué)的實(shí)施分為教學(xué)準(zhǔn)備、在線教學(xué)、課程考核三個(gè)階段，其中在線教學(xué)提供視頻、課件和參考資料。教學(xué)時(shí)間遵循學(xué)校課表時(shí)間。

3.2 教學(xué)實(shí)施

3.2.1 教學(xué)準(zhǔn)備

教學(xué)準(zhǔn)備包括理論教學(xué)準(zhǔn)備和實(shí)踐教學(xué)準(zhǔn)備兩個(gè)方面。在理論教學(xué)準(zhǔn)備方面，PPT課件以學(xué)時(shí)為單位，一般學(xué)力的學(xué)生 25分鐘能夠?qū)W習(xí)完畢，需要擴(kuò)展的內(nèi)容放入?yún)⒖假Y料，作業(yè)和章節(jié)測(cè)試的設(shè)計(jì)與平臺(tái)配置；錄播視頻的時(shí)間控制住25分鐘以內(nèi)。實(shí)踐教學(xué)準(zhǔn)備包括實(shí)驗(yàn)任務(wù)書、指導(dǎo)書、實(shí)驗(yàn)過程錄播、實(shí)驗(yàn)軟硬件清單等。以上教學(xué)資源均在課前通過基于B/S的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)和基于C/S的即時(shí)交流平臺(tái)向?qū)W生發(fā)布

3.2.2 在線教學(xué)

該階段主要包括基于人臉的在線考勤、基于騰訊會(huì)議、釘釘軟件的直播、基于所有平臺(tái)的在線答疑和遠(yuǎn)程協(xié)助。考慮到學(xué)生上網(wǎng)條件的差異和可能的網(wǎng)絡(luò)通信異常，在線考勤的時(shí)間范圍適當(dāng)寬松。實(shí)踐內(nèi)容的答疑方面，對(duì)于需要“手把手”指導(dǎo)的學(xué)生，我們采用基于QQ、EV等多種即時(shí)通信平臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程協(xié)助式的指導(dǎo)。

3.2.3 課程考核

考核維度包括考勤、學(xué)習(xí)任務(wù)完成情況、作業(yè)和章節(jié)測(cè)試結(jié)果、實(shí)驗(yàn)完成情況和在線考試成績(jī)。其中學(xué)習(xí)任務(wù)完成情況包括在B/S學(xué)習(xí)平臺(tái)上的學(xué)習(xí)完整性和過程連續(xù)性；在線考試過程采用了釘釘、騰訊會(huì)議平臺(tái)進(jìn)行基于人臉、身份證的視頻簽到和監(jiān)控，保障了考試成績(jī)的客觀性。

3.3 教學(xué)效果分析

基于新一代信息技術(shù)的多平臺(tái)線上教學(xué)方法為學(xué)生提供了多種可選平臺(tái)，保障了所有學(xué)生的學(xué)習(xí)條件；通過多臺(tái)環(huán)境和學(xué)習(xí)任務(wù)下達(dá)方式，兼顧了線下學(xué)習(xí)、實(shí)踐和線上學(xué)習(xí)，在很大程度上消除了“不見面”的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相對(duì)于實(shí)地教學(xué)的；面向多平臺(tái)教學(xué)方法的教學(xué)創(chuàng)新提高了學(xué)生的線上學(xué)習(xí)適應(yīng)性和學(xué)習(xí)積極性，表現(xiàn)為學(xué)生的線上、線下學(xué)習(xí)積極性貫穿于整個(gè)學(xué)期、學(xué)習(xí)任務(wù)的完成實(shí)時(shí)性和質(zhì)量不低于、甚至局部明顯超過現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，期末平均成績(jī)也比普通的線下教學(xué)模式提高了8.6個(gè)百分點(diǎn)，

4 結(jié)論

基于新一代信息技術(shù)的多平臺(tái)線上教學(xué)方法是建立在新一代信息技術(shù)普及的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)出來(lái)的一種滿足師生互動(dòng)的一種教學(xué)方法，多平臺(tái)線上教學(xué)方法的構(gòu)思隨著本人教學(xué)應(yīng)用中不斷的完善和發(fā)展，最終形成了一套相對(duì)完善的教學(xué)體系，其較之于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式有以下幾種優(yōu)勢(shì)，（1）滿足了不同平臺(tái)的相互切換，可以讓學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)條件進(jìn)行選擇適合自己學(xué)習(xí)的軟件；（2）解決了學(xué)生接受教授知識(shí)的提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，也為教師在教學(xué)過程中實(shí)時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)以及學(xué)生在學(xué)習(xí)過程、刷題過程以及互動(dòng)中遇到的難題和問題；（3）師生互動(dòng)過程中，由于可以隨時(shí)切換不同的學(xué)習(xí)平臺(tái)，因此在一定意義上解決了單一的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式因服務(wù)器的不穩(wěn)定性出現(xiàn)的卡頓現(xiàn)象?？傊嗥脚_(tái)線上教學(xué)方法是一種具有開發(fā)價(jià)值的線上教學(xué)方法。