工科教學(xué)視角下的在線教學(xué)平臺對比分析

林連冬 藍(lán)潤澤 陳芬芳

【摘要】為適應(yīng)新時代工科人才培養(yǎng)要求，落實教育部以提高學(xué)生實踐能力為目標(biāo)，以信息化技術(shù)為依托構(gòu)建虛實結(jié)合的教學(xué)平臺建設(shè)目標(biāo)，本文在對主流在線教學(xué)平臺的功能總結(jié)的基礎(chǔ)上，提出了適合工科在線教學(xué)的ICT輔助工具使用方案，并且結(jié)合大數(shù)據(jù)和人工智能在工科教學(xué)中的應(yīng)用總結(jié)了目前在線教學(xué)平臺的不足之處并從提高工科實踐教學(xué)的角度提出改進(jìn)建議，為在線教學(xué)領(lǐng)域相關(guān)研究人員和高校教師提供有益參考。

【關(guān)鍵詞】在線教學(xué)平臺;人工智能;信息化技術(shù);大數(shù)據(jù);工科教學(xué)

引言

我國教育部門大力支持教育信息化，在2010年教育部發(fā)布的《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》中明確提出加強(qiáng)我國虛擬實驗室建設(shè)，加大對教育信息化基礎(chǔ)設(shè)施的投入力度，強(qiáng)調(diào)了教育教學(xué)改革與信息化的結(jié)合[1]。本文通過Citespace用文獻(xiàn)計量方法總結(jié)了近5年在線教學(xué)的研究趨勢，對國內(nèi)外幾種典型的教學(xué)平臺進(jìn)行對比分析后總結(jié)出在線教學(xué)平臺的優(yōu)缺點，并提出如何利用ICT工具作為輔助工具彌補(bǔ)在線教學(xué)平臺的不足。

一、在線教學(xué)平臺的研究趨勢

為了對在線教學(xué)的整體研究狀況有所了解，筆者通過CNKI和WOS以在線教學(xué)平臺為關(guān)鍵詞對國內(nèi)外學(xué)者對相關(guān)主題的發(fā)文數(shù)量進(jìn)行了統(tǒng)計分析。如圖1所示，近十年關(guān)于在線教學(xué)平臺的研究論文數(shù)量整體統(tǒng)計結(jié)果來看，國內(nèi)外學(xué)者對于在線教學(xué)平臺的研究均呈現(xiàn)快速上升趨勢。2010-2012年期間由于很多在線教學(xué)平臺剛剛誕生，相關(guān)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用不多，相關(guān)論文發(fā)表的數(shù)量也較少。從2013年開始相比前兩年在論文發(fā)表量上有較大的增長，可能是受到某些MOOC平臺在美國大規(guī)模融資消息的影響，使在線教育平臺開始受到學(xué)者關(guān)注。從圖中可以看出在2014年-2019年期間，在線教學(xué)平臺的研究保持著一個比較穩(wěn)定的增幅。2020年由于新冠疫情的影響，在“停課不停學(xué)”政策下國內(nèi)外學(xué)者對于在線教學(xué)的研究論文呈現(xiàn)顯著增加的態(tài)勢[2.3]。從圖1可以看出國外對于在線教學(xué)平臺的研究論文數(shù)量相對于國內(nèi)的論文數(shù)量從2013年開始便始終保持較高速度的增加，相對于國外國內(nèi)的相關(guān)研究較少且僅在2020年受疫情的影響才有了一個爆發(fā)式的增長，說明國內(nèi)對在線教學(xué)平臺的研究剛剛引起大多數(shù)學(xué)者的重視。

二、主要教學(xué)平臺功能對比分析

由于目前在線教學(xué)平臺種類繁多，無法逐一比較，因此主要分析了國內(nèi)外使用人數(shù)較多的在線教學(xué)平臺的特點以供參考。其中國外平臺主要分析了Coursera、Udacity、edX、Moodle、Sakai、Canvas等平臺。國內(nèi)平臺主要分析了Edusoho、中國大學(xué)MOOC、超星泛雅、學(xué)堂在線等國內(nèi)使用人數(shù)較多的平臺。筆者發(fā)現(xiàn)國外使用較多的在線教學(xué)平臺以MOOC平臺和開源教學(xué)平臺為主，國內(nèi)的商業(yè)化在線教學(xué)平臺發(fā)展比較迅速。筆者主要通過在線教學(xué)平臺在教學(xué)設(shè)計，教學(xué)互動，教學(xué)管理3個方面對在線教學(xué)平臺的功能進(jìn)行橫向比較。大多數(shù)在線教學(xué)平臺均提供了完整的教學(xué)設(shè)計功能，比如允許教師上傳課程大綱、教學(xué)資料等功能。在線教學(xué)平臺教學(xué)互動能力，其中所有平臺都包括答疑和討論的功能，Moodle和Sakai平臺還包括文件共享和學(xué)習(xí)小組功能討論功能，總體來說國外的開源平臺Moodle和國內(nèi)的超星等商業(yè)平臺互動交流的功能較多。Coursera平臺的交互式學(xué)習(xí)的特色體現(xiàn)在其具有作業(yè)公開評價、討論功能，有效的激發(fā)活躍了班級內(nèi)部互相監(jiān)督互相學(xué)習(xí)的氣氛。Canvas教學(xué)平臺作為一個新興的在線開源學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)（LMS）具有強(qiáng)大的交互功能，其成員可以使用谷歌視頻群聊或者通過推特進(jìn)行教學(xué)討論，分享學(xué)習(xí)心得，或者通過Facebook進(jìn)行啟發(fā)式的教學(xué)?？傊壳按蠖鄶?shù)的主流在線教學(xué)平臺都支持視頻直播功能，教學(xué)交互功能，但是對于工科教學(xué)中比較重要的教學(xué)實踐，教學(xué)過程評價，線上線下混合式教學(xué)等方面功能比較薄弱，僅適合理論教學(xué)使用。

三、ICT工具在線上教學(xué)中的應(yīng)用

教師進(jìn)行在線教學(xué)時如果僅僅依靠某一個單獨的在線教學(xué)平臺很難滿足教學(xué)需求，因此靈活的掌握和使用信息與通信技術(shù)（ICT）輔助工具對線上教學(xué)有很重要的作用。例如，教師可以在線上線下教學(xué)時使用實時交互式Clicker（適時應(yīng)答器）工具對學(xué)生進(jìn)行實時互動式提問，學(xué)生可以通過Clicker終端選擇正確答案。這種方法尤其適合大班教學(xué)和在線教學(xué)教師可以立即看到全部學(xué)生作答的統(tǒng)計結(jié)果反饋信息并及時調(diào)整自己的教學(xué)行為和教學(xué)進(jìn)度，使教師可以更好的把控教學(xué)節(jié)奏，提高教學(xué)效果。在線教學(xué)工具Nearpod和Kahoot都提供適時應(yīng)答功能，前者是基于PPT的增強(qiáng)型多媒體工具，教師可以在PPT中嵌入問題進(jìn)行課堂檢測，并適時查看學(xué)生答題情況，后者是一個問答網(wǎng)站，教師可以事先設(shè)計好問題，由學(xué)生登錄網(wǎng)站后即可作答，同時顯示答題結(jié)果的排名情況;兩種工具均能極大的提高學(xué)生在教學(xué)過程中的參與度，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。由張景中院士研發(fā)的“網(wǎng)絡(luò)畫板”工具，使用瀏覽器即可進(jìn)行2D、3D作圖同時可以插入PPT并顯示動態(tài)效果，非常適合工科課程的教學(xué)應(yīng)用;Seesaw在線教學(xué)工具建立了學(xué)生、教師和家庭之間的互動橋梁，家長可以了解到學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，并參與到學(xué)校的教學(xué)活動中，學(xué)生可以看到彼此的作業(yè)答案并互相點評，有利于增強(qiáng)學(xué)習(xí)的主動性。Voice Thread工具可以在視頻教學(xué)畫面中打字和作圖，極大的彌補(bǔ)了在線視頻教學(xué)中交互性的不足。Flipgrid是一種基于短視頻的教學(xué)工具，支持主題討論，學(xué)生和家長也可以通過錄制短視頻來分享自己的觀點，非常適合用于對關(guān)鍵知識點的解釋和課后交流工具。

結(jié)束語

本文總結(jié)了目前主流在線教學(xué)平臺的功能和特點，筆者發(fā)現(xiàn)經(jīng)過近十年的發(fā)展MOOC平臺和在線教學(xué)平臺的技術(shù)雖能滿足日?；窘虒W(xué)需求，但在教學(xué)的互動性，教學(xué)過程監(jiān)督，教學(xué)實踐等方面還存在不足。針對以上問題，筆者根據(jù)工科教學(xué)的特點從提高課程互動性和激發(fā)學(xué)生自主研學(xué)兩個方面總結(jié)了適合于在線教學(xué)平臺的輔助ICT工具，可以幫助教師解決部分在線教學(xué)的痛點。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬馳，電工電子虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)與發(fā)展淺析[J]工業(yè)和信息化教育2018.1.

[2]鄭磊，新技術(shù)在線上實物實驗平臺的研究與探索[J]實驗室研究與探索2021.5.

[3]姜艷紅，國內(nèi)外虛實結(jié)合實踐教學(xué)理念及方法研究綜述[J]工業(yè)和信息化教育2019.10.

基金項目：黑龍江大學(xué)新世紀(jì)教育教學(xué)改革工程項目“開源在線教學(xué)平臺的比較研究”（2020C13）。

作者簡介：林連冬（1978.11-），性別：男，籍貫：黑龍江哈爾濱，博士學(xué)位，研究方向：嵌入式系統(tǒng)、人工智能、可重構(gòu)計算。