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线上教学杂感(二)——合作开展教改课题不容易 精选

已有 3006 次阅读 2020-6-5 12:12 |个人分类:未分类|系统分类:观点评述| 教学改革, 线上教学

疫情之下的教学需求一方面对教师的计算机软硬件操作水平提出了更高的要求,另一方面也增强了教师的信息化教学体验——很多以前仅采用传统方式教学("口头点名+投影仪/板书+纸版试卷")的教师可以深度享受信息技术在考勤、授课、演示以及测验等环节上带来的便捷。目前,很多高校采用的平台和软件基本上都是通用公共平台,比如超星泛雅、雨课堂、钉钉、腾讯、智慧树、哔哩哔哩以及一些商业化的虚拟实验模块,然而不同学校的理论和实践类课程,即便是同样的课程,也可能存在不同的特点和实际情况,例如有些面向煤矿行业,有些面向冶金行业,有些教师人数不充足,有些场地不充足,在这样的情况下,经过这次线上教学体验,有些教师有可能针对本校教学的特点和实际情况进一步开展信息化教学改革,这样的教改构想也可以为本校计算机相近学科的师生提供了发挥专业特长的机会,能够更进一步促进不同学科的教师在教学方法上的交流,我觉得这是一个好的教学改革方向,但是根据自己过去三年的经历,几个学科的教师,发挥优势互补的特点,合作开展教改课题,也许并不容易

我所在的教研室以工科基础物理和基础物理实验教学为主要任务,教研室8个人,每学期上课1300人左右规模,还要参加监考阅卷以及一些会议,教学任务很重,最多的一年不算实验课,仅理论课就达到了488学时,再做一些和科研有关的工作,疲于奔命的感觉时常有之。忙是一方面,更令人沮丧的是忙却没有效果。这种感觉在基础物理实验教学过程中尤其突出

在很多学校,基础物理实验是一门重要却得不到重视的课程,这一点从学时和学分上就能看出来。但是,基础物理实验教学需要做的工作并不少,其中实验报告的撰写和批阅是学与教环节的重头戏,无论是学生还是教师,都要花费很大的精力才能完成。对于学生,需要事先了解实验原理,熟悉实验器材,然后课堂上测量、记录实验数据,课后根据测量数据计算实验结果,获得需要的物理量,这三方面的任务分别体现在实验报告的“预习”、“原始数据”和“数据处理”三个部分。对于教师,需要课前准备实验器材,课上监督实验操作,随时解决器材坏掉、实验方法不得当导致观察不到现象、测量数据不合格以及书写不规范等问题,课下批改数据处理,并给出相应成绩。

与高中物理实验相比,大学物理实验数据计算,除了要求结果准确,还要求格式规范,包括有效数字位数是否正确、不确定度是否只进不舍以及结果表达式是否末位对齐等. 教师在批阅报告过程中既要核算学生计算结果是否准确,同时还要检查学生计算结果的格式是否规范,然后逐项打分,非常耗时耗力,并且容易发生误判, 另外这种传统批阅方式存在很大的主观性,在我们校区师生比例严重失调情况下,时常发生学生同组不同分的现象,甚至有学生因为这种情况影响了奖学金的评定,久而久之难免让学生觉得老师在应付差事,于是教与学两方面都容易流于表面,变成“走过场”,撰写和批改报告很大程度上就是应付检查

这种低效甚至有些虚伪的教学越来越不堪忍受,2017年8月份开始,我尝试通过计算机批改基础实验报告。经过半年的尝试,终于通过客户端模式初步实现了这种想法(详情可见《大物实验报告自动批阅系统的设计与实践BTW终于可以不用批报告了http://blog.sciencenet.cn/blog-43208-1113287.html ,然而也暴漏了几个比较突出的问题,例如,怎么甄别学生通过网络提交的实验数据是其真实的原始测量结果,word版本不同会导致生成的批阅报告存在乱码以及排版格式混乱,一些学生不能按时提交实验数据怎么办。经过反复思考,我发现要想彻底实现信息化处理实验报告的想法,建立一个web前端和后台数据库几乎是不可避免了,说白了就是学生通过手机或者电脑访问网页来提交实验数据,网页将数据移交给网络数据库,不管是课堂上的原始测量结果,还是课后的数据处理结果,甚至包括学生班级姓名学号批改成绩和批语等基本信息都统统保存在数据库里。思路理清楚以后,问题就来了——我完全不懂web前端和数据库搭建。

认识到这个瓶颈的时候,是2017年的12月份,犹豫了一周左右,要不要继续做下去,一方面是因为觉得做这件事比较有意思,一方面听说学校开始铺设无线校园网,觉得具备了实现的条件,所以最后还是接受挑战,当然代价也比较大,一条语句一条语句的啃,一个错误一个错误的调试,有些是物理上考虑失误了,有的是编程上出错了。经过四个月的时间,在实验室主任胡老师的帮助下,一个能够管理四项物理实验、带有web前端和数据库功能的自动批阅系统基本成型了。又经过三个学期的扩展和调试,到2019年底,这个系统已经完全实现了《拉伸法测量钢丝杨氏模量》、《光栅测波长》等八项实验在考勤管理、课前预习测试、课上原始测量数据审核、课后数据处理批改等四个方面的自动化处理功能,教师上课时候的压力大大减轻了。系统在两个方面实实在在提高了教学质量——一是课堂数据自动监控,例如,光栅测波长实验,有的学生观测得不对,某一侧光谱线在+1级,另一侧光谱线则是-2级,有的学生记录得不对,游标盘读得不认真,类似种种错误完全依靠教师去审核,工作量比较大,系统在这方面可以自动判断是否有错误,一旦有问题数据不能上传,并且告诉学生具体哪一条数据有问题,警告次数多了会自动扣去一定分数,有了这样的监督作用,大部分同学们做实验时都比较认真,过去几年那种吊儿郎当瞎糊弄的状态改观了很多另一个就是大幅度提高了批改报告效率,1300份实验报告仅需不到30分钟就可以批改完成,而且批阅成绩公平准确

在这近三年的实验教学信息化改革摸索过程中,整体的感觉是很有收获,但也很累,还有一些遗憾。收获上面已经介绍了,确实提高了教学效果累也是肯定的,一方面是开发调试工作量大,并且没有经验,另一方面我不是计算机专业出身,现用现学。最煎熬的是白天事杂精力分散,只好把开发调试安排到晚上,经常熬夜到一两点才能回家, 以至于警卫室值夜班的大爷后来跟我说,看到我屋里一直亮着灯,他也不孤独了。在教改结题以后(开发这个系统依托的就是最普通的校级B类教改项目,也没有经费),曾向学校和本部门提出过一些设想:教改项目也已经结题了,结果表明这个信息化改革的思路和效果还是不错的,但是还有很多事情没做完,至少还有60%的项目没有包括进来,如果我自己再继续开发,完全凭借兴趣,这么大工作量肯定不现实,再说师出无名,出了问题责任也划分不清,而寻找计算机专业教师合作也不容易,因为如果仅靠一个接一个的校级B类教改,没有一分钱的经费,对于加入该项目的计算机专业教师,又不是项目负责人,无论是评职上还是收入上都不会有任何吸引力。学校是否可以立个项目,经费多少也不是重点,主要是可以吸引教研室的物理教师和一些本校计算机专业的老师一起推广这个系统,物理实验这方面的教师负责梳理物理内容,计算机专业老师来提供技术帮助。这个可要比购买商业上的类似系统便宜多了,并且商业上通用的系统有些地方和我们的实际需求未必吻合,这个系统如果能够得到进一步完善,还可以给本校其他专业的实验课教学改革提供参考。遗憾的是,所以这些提议最后都不了了之。最后还是在软件学院沈老师的研究生的帮助下,才将对系统界面布局做了优化。所以目前的情况就是这样了,物理实验二十个项目,信息化改革只能覆盖40%的内容,其他的继续使用三十年前的教学方法。

这就是我感觉合作开展教学改革不容易的原因——在学校层面缺乏一个与时俱进的教改项目管理机制。比如,有些专业的老师年复一年的讲课教学,也看到问题了,但是不知道找谁合作,而能够提供技术支持的其他专业老师,又可能苦于没有具体事做,也就是缺乏一个信息沟通的平台,那么本校的教学主管部门是不是可以提供一个类似课题公告栏这样的东西,让有能力发现问题的人可以把问题摆出来,让有能力解决问题的人可以看到这些课题机会;再比如,是否可以考虑双负责人制度,一个是负责提出问题的,一个是负责解决问题的,验收时写清楚谁做了哪些贡献,评职时都按负责人算,或者按多少系数的负责人量化分计,这样是不是可以给想参与的人一点动力?校级项目本来就不是特别大,经费不过几千块钱,甚至像我申请的都是最普通的项目,没有经费,名分上再不给些奖励,真的没什么人愿意出力气。总结一句话,疫情下的线上教学增强了教师的信息化教学体验,让人看到了信息技术深度介入的教学改革带来的积极影响,呼吁学校主管部门出台与时俱进的教改课题管理政策,切实鼓励多学科参与,吸引更多的教师为推动学校教学工作的发展做实实在在的贡献



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