中山大学推进“慕课西行” 助力课程共享
中山大学以国家高等教育智慧教育平台为依托,推进“慕课西行”,在教研团队共建造血、创设双师教学范式、打造可接入 信息生态、指导个性化学业评价等方面开展积极探索,为攻克中西部教育发展不平衡不充分难题提供“中大方案”和实践路径。
一、工作背景
国家智慧教育平台的建设与应用,是落实以习近平同志为核心的党中央提出的数字中国战略的重要举措,大量丰富的数字资源为全体学习者共享共用,为促进教育公平、推进社会全面进步提供了先决条件。
我国中西部地方高校多数面临办学条件不足、人才流失、人才引进劣势、优质课程资源缺乏等挑战。中山大学积极响应国家振兴中西部高等教育重大战略部署,以国家高等教育智慧教育平台为依托,与喀什大学、西藏民族大学等多所西部高校达成合作,2022年与西部高校累计共享优质在线课程49门次,以建设教学 共同体为路径,促进学生和教师发展,促进教与学形态变革。
二、工作举措
中山大学夯实教育新基建工程,建设 5G 专网,打造“处处能学”的智慧课室和公共学习空间,支持小组讨论、团队协作、 成果分享等“以学为中心”的教学方式;学校网络与信息中心建 66设本地化部署、与教务系统对接、连接“课前—课中—课后”“时 时能学”的在线教学平台;建成三校区五校园课程资源录播教室 635 间,其中可支持高质量远程互动教学智慧教室 246 间,为学 生深度学习、个性化学习提供条件保障。构建国家级、省级、校 级三级教学资源建设体系,建有省级及以上精品慕课 123 门;依 托国家超算广州中心,中山大学建设开放式“算力机房”,主持 研发全球规模最大的高性能计算在线实践教育平台“超算习堂” 并上线了 96 门在线课程,服务全国 29 个省市、港澳台地区以及 “一带一路”国家 1200 多所院校师生,访问量超过 2500 万人次。 探索数字化教学形态转型,如翻转课堂、混合式教学、虚拟仿真 等教学模式,获评教育部国家级一流课程 32 门。
中山大学启动“慕课西行”计划以来,学校教务部、网络与 信息中心协同推进,积极开展基于国家高等教育智慧教育平台优 质课程资源的落地场景探索实践,针对不同课程类型共建同步课 堂、线上课堂和混合式课堂。中山大学物理学院线上一流课程《光 学》的“慕课西行”正是对理工科“理论-实验演示”专业课程 线上授课的探索与实践。
《光学》慕课于2022年上线国家高等教育智慧教育平台, 其国内外学习者4万余人。中山大学物理学院与喀什大学物理与电气工程学院合作开展学情研讨,组建了教学共同体,确定了学生线上学习平台课程资源、喀什大学开展理论课线下授课、中山大学开展“理论-实验演示”线上授课的“三步走”教学合作模 67式。
中山大学《光学》“慕课西行”案例,实现了以国家高等教 育智慧教育平台为依托的新形态“教”与“学”的探索与实践, 较好地推进了实验教学数字化转型、解决了慕课大规模同质化教 学和个性化学习的矛盾、教学资源相对不平衡分布等问题,为国家高等教育智慧教育平台优质资源个性化应用和拓展提供了案例参考。
(一)教研团队共建造血
着眼西部高校人才引进匮乏实际,中山大学与喀什大学组建了教学团队共同体,利用虚拟教研室定期召开教研例会,根据学生学习情况有针对性调整教学内容和教学节奏,共同推进教学进度;共享教师的知识储备和教学资源,开展互动式教学研究,教学团队共建造血。
(二)创设双师教学范式
学生在国家高等教育智慧教育平台上统一注册并选课,将平台的课程视频和课后习题作为自学资源,教师从后台监测学生学习成效。立足《光学》课程教学实际,充分调研中大-喀大两校的人才培养目标和教学特点,创设双师协同教学模式,喀什大学教师开展理论课线下授课,中山大学教师开展“理论-实验演 示”线上授课。双师教学模式一方面为以学生发展为中心的教学 内容适配保驾护航,另一方面将单向的慕课教学拓展为线上线下双向互动教学,学生学习体验感得以提升。
(三)打造可接入信息生态
以国家高等教育智慧教育平台为基座,外延拓展奕课堂平台、SeeLight 平台,以可接入的信息化生态系统支撑多镜头实体实验在线演示的互通课堂,支持“千人千题”个性化学业指导,采集学生学习行为数据。
(四)指导个性化学业评价
通过多元学习评价,即国家高等教育智慧教育平台提供自学成效评价,奕课堂平台提供线上课堂参与度评价,SeeLight平台提供在线作业和仿真实验操作行为评价,教师可精准描绘异地线上教学模式下的学生成长画像,实现“千人千题”个性化学业指导,将数字资源的静态势能转化为适配不同学生个体的学习动 能。
三、工作成效
因疆粤两地有时差,为保证学生学习时间,中山大学将课程安排在晚上21:00—22:30,成为中大下课最晚的课。喀什大学学生说,“赵老师讲课讲得很细致,课堂互动提问加深我们的认识,注重知识和实验相结合,带动了同学们学习光学的积极性,同时也使我对光学了解得更深”。喀什大学教务处老师提出,“中大提供的光学课程是针对喀什大学师生的需求而精准打造的西行慕课”,“中大光学教学团队通过使用自主研发的仿真实验,使喀什学生对光学有关的基本概念、定律和原理有了更深的理解,帮助他们建立了清晰的物理图象”。《光学》慕课西行工作成效被喀什大学和中山大学新闻网专题报道,周阅读量超过3万,获得社会广泛认可。
(一)数字转型,解决学习资源持续供给难题
中山大学光学学科发展历史悠久,在教学队伍建设和课程 资源建设等方面积累深厚。2017年《光学》慕课上线,面向全社会开放;2020年课程团队响应教育部英文慕课资源建设号召制作了英文 MOOC《OPTICS》并实现慕课出海;2020 年《光学》 慕课获评国家级线上一流课程;课程团队与中科院软件所合作, 自 主 研 发 拓 展 性 SeeLight仿真平台 ;2018年同步发行的ICOURSE 教材《光学》获广东省教材奖。
《光学》慕课内容涵盖几何光学、干涉、衍射、偏振、色散 和傅里叶光学简介等,授课资料包括授课视频、课程 PPT、在线 试题,虚拟仿真实践对接 SeeLight 平台。《光学》慕课迄今已经运行 7 个教学周期,共计4万多国内学习者受益。英文版《OPTICS》 慕课目前共接受 248 名海外学子参与课程学习,向世界高教课堂 传递了中国声音,体现了文化自信。2020 年疫情期间,《光学》 慕课接受近 15000 人修读,为广大学习者提供了优质学习资源。
(二)虚实结合,创新理科专业课线上授课方式
《光学》是一门激发学生创新思维的物理学专业基础课程, 对于学生构建专业知识结构、开展研究型学习具有重要作用。《光 学》慕课西行创新了理科专业课线上授课方式,推动了实体实验教学数字化。中山大学课程团队早在2021年与喀什大学物理与电气学院交流中便已商议两校之间课程共享计划。2022年国家高等教育智慧教育平台上线并收录《光学》慕课,中山大学—喀什大学光学课程教研团队以此为契机,通过深入调研讨论,确定了将中山大学实验教学特色融入课程,充分发挥实验工程技术人员教研力量的思路,创新性设计了学生线上学习平台课程资源、 喀什大学开展理论课线下授课、中山大学开展“理论-实验演示”线上授课的“三步走”教学合作模式。
中山大学教学团队在理论讲解中涉及到的定量环节,采用虚拟仿真技术将定量结果的预测呈现出来,同时搭建实体实验, 启动多镜头实时拍摄并保证双向网路传输,将实体课堂高保真地同步到喀什大学课堂,学生观感接近真实,通过可视化数据开展实验定量分析和思考。可兼容拓展的SeeLight平台采用光学仿真 实验,将理论知识点应用于实际光学元器件,有效提升学生对实 际问题的认识和判断,学生在仿真训练中学习知识、培养能力,为下一阶段解决复杂工程问题打下基础。
(三)千人千题,解决学生个性化学习的问题
《光学》MOOC 上线国家高等教育智慧教育平台,选课学生可通过国家高等教育智慧教育平台无感链入外接平台。中山大学《光学》课程团队联合中科院软件所开发的 SeeLight 平台包含 “千人千题”作业模块,有效支撑学生个性化学习SeeLight平台的“千人千题”作业模块实现了将静态数字资源转化为学生个性化学习的实践训练,习题和仿真训练均有智能化评分系统,除了理论推导以外,所有定量题目均可由计算机赋分,经老师确认即可获得最终评价。基于自主研发的SeeLight 平台,2020年春季学期中山大学成功举办全国范围的6000人物理课程在线期末考试,在信息化技术支撑考试评价方面做出了有益尝试。目前,中山大学《大学物理》实验课程的实验报告提交和批改均在SeeLight平台上开展,数字化应用效果良好。
(四)过程评价,解决学生学习行为跟踪评价问题
《光学》慕课拓展的 SeeLight 平台融入了过程性评价功能模块,通过“教学仿真-跟踪-评价”大数据统计分析学生的学习行 为,评价学生学习效果,为学生提供针对性学习建议,提升了学生的学习能动性;客观量化的教学效果分析,助力教师形成个人教学特色,提升了教师的成就感。 学生在SeeLight 教学平台上操作完成工程设计作业,其作业完成的所有动作操作与学生对知识点的理解相关联,课程后台通过抓取分析学生学习行为,为学生提供过程评价报告和个性化学习建议,使学生在学习过程中获得实时反馈,提高了学生学习效率和学习获得感。遵照过程性评价原则,学生学习成绩评定来源于教学跟踪,SeeLight平台支持论述题、证明题、计算和设计等题目的在线作答,作答后可提供参考答案、半智能化批改和实时评价反馈。SeeLight 教学平台也会对平行班开展分项的量化评价, 教师可参照评价结果开展教学反思,优化教学内容和设计。
(五)实时互动,解决网络课堂学习体验缺乏问题
以国家高等教育智慧教育平台为基座,拓展对接奕课堂平台, 激活网络双向互动,提升课堂生师互动,将静态优质资源转化为 具有学习驱动力的网络互动课堂资源。通过同步实验+仿真训练的线上线下结合方式,以国家高等教育智慧教育平台 MOOC资源为引导,构建适应不同培养目标的同步课堂。通过互动讨论、截屏提问和语音问答等环节,提升了学生的参与度,激发了学生的学习主动性。
四、工作经验
(一)数字技术助力教学革新课程建设重点在于内容,课程内容的设置直接关系到学生专业知识的整合重构。
通过现代教学信息技术对教与学过程进行教学资源的设计、开发、利用和管理,学生学习思考的主动性得以激发。中山大学“慕课西行”的课程内容供给因地制宜、与时俱进,比如在西行课堂中融入大国重器天眼 FAST、自主研发的大面积光栅、新型拓扑光学材料等内容。另外,中山大学“慕课西行”创新地使用可拓展兼容的数字教学技术,激发网络原住民大学生独特的兴趣,培养学生科学素养。
(二)网络安全保障教学发展 信息化网络教学的关键是安全
中山大学“慕课西行”依托国家高等教育智慧教育平台和国产自主研发平台协同推进,学生在安全的网络下学习,数据安全可控。在跟踪监控方面,跟踪监控登录 IP、尝试登录次数、帐号、登录时间;跟踪监控用户在线时间、数据修改情况;跟踪监控用户完成习题编辑、仿真实验时的每一个步骤,做到有据可查,有数可计。在系统平台安全技术和安全检测方面,设置必要的检验,如密码规则检验等。只有网络环境安全清明,才能实现中国特色的、自主的高质量教学信息化发展。
(三)好用易用丰富教学生态
新技术,尤其是信息化技术,对青年人具有特有的吸引力, 对于授课教师却具有一定的挑战性。因此,信息化新产品的应用推广必须充分考虑师生的使用体验。中山大学“慕课西行”教学实践证明,国家高等教育智慧教育平台在资源整合基础上,可拓展对接其他教学技术手段,引领教学模式改革创新,为教学生态多样化构建提供了条件和可能。
(四)资源共享促进教育公平
中山大学“慕课西行”实践表明,教育数字化转型有利于形成“校-校”联合资源共享的教育形态,有利于推进线上线下混合教学、虚拟仿真实验教学等教学方式深化应用,有利于改变我国东西部地区教育发展不平衡的教育生态,促进教育公平,推进社会全面进步。
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