与在线教学一起成长
编者按
当前，新冠肺炎疫情在我国已经得到有效抑制，战“疫”时期教育部“停课不停教、停课不停学”政策得到了有效贯彻。此次大规模在线教学实践是全国教师的一次集体探索，正是检验过去、放眼未来的重要时机。恰逢其时，《计算机教育》杂志当仁不让，组织有关线上教学方法的交流平台，将陆续优先登出相关优秀论文，以飨读者。
李晓明教授
2020年春季学期，同全国几十万大学教师一样，我也被卷入一种实实在在的在线教学之中。两门课，一门是北京大学研究生和本科生高年级学生混选的课“社会与市场中的计算问题选讲”，26名学生；另一门是应一所地方大学邀请为本科生一年级开的课程“社会科学中的计算思维方法”，39名学生。从2月17日那一周开始算起，到写这篇文章的时候，已经上了6周课。
利用网络做远程教学，虽然对我不算是新鲜事，但这次还是感觉有很大不同。第一，上的课是要给学生记学分的正式课程，意味着要有足够的分量，不仅是指从教师角度要有足够分量的安排，重要的是还要看学生是否能学到足够分量的东西；第二，由于这次是全国所有大学的所有课程突然都采用在线教学方式开展，对学生而言就是要一下子面对各种各样的在线教学形式，不仅可能形成网络资源的竞争，还有可能造成一些额外的认知负担，影响教学的效果。
鉴于此，我决定这次采取比较保守的方式上这两门课，尽量用学生们日常生活中常用的网络工具。对于北大的课，就是“邮件组+微信群+问卷星”；另外一门课则是“慕课+邮件组+微信群+问卷星”。为什么北大的课没用慕课？因为没有合适的。我那门慕课更适合低年级的学生。图1所示是采用的基本教学活动模式（外校班由于用了慕课，和这稍有些不同，但从精神上与这个模型类似）。例如，北大的课就是每周日发放材料，周三微信群讨论，周日学生交作业。作为一种实践，我想看看在这种“低技术配置”下是否或者如何能达到满意的教学效果。
这几个星期，可以说是相当忙，要比常规上课忙，因为需要不同的备课，常规条件下用惯了的那一套不能照用。如何编写以周为单位的学习指南？发放些什么学习材料？如何组织微信群中的讨论？都是备课的内容。在这样一种师生不见面的在线教学方式下，应该贯彻几条原则。
让学生学习起来。这是一种几十个人在地理空间位置上分布，在时间上没有强约束同步的异步互动教学方式，更需要学生主动学习，达到喜欢学习这门课的状态。学生为什么会喜欢学习某些课，不喜欢另外一些课？内容有没有意思是一方面，能否不断感到有收获至少同样重要。这种收获，不是老师认为教了多少，而是学生感觉得了多少。这样一种说法似乎很抽象，但作为教师，我们在传统课堂教学经历中是有体会的，一门课几十个学时上下来，不仅能发现几个特别突出的学生，也会对整个班级的“学习热情”程度有个宏观认识。那么，在这种在线教学情境下具体怎么落实？
让学生的学习得到恰当的指导。这几年，受一些从事教育技术研究的同仁影响，读过一些有关教学的文献，我觉得林林总总的内容中最有帮助的是两条：第一，设立较高教学预期；第二，注重搭好脚手架。它们是普适的原理，无论是课堂教学，还是在线教学，无论是对什么类型的学生群体。所谓设立较高教学预期，就是要设立一旦达到就会让学生颇有成就感的目标。与此相反的，就是先验认定有些学生不会好好学，从而设立一个似乎大家都能过得去的目标。举个例子，这次为地方大学开的课，第一周学社会网络，作业是编个程序，计算一个39节点社会网络中每个节点的聚集系数。这对于大一的学生来说是相当有挑战性的。一开始都很茫然，但最后多数学生都做到了。从学生的反馈中能感到他们的兴奋。所谓注重搭好脚手架，就是要提供到位的指导和帮助，而不是笼统地给个目标，让他们“往上冲”了事。在实践中，除了每周的学习指南要尽量明确目标和路径，还要在关键点上给予支撑。例如，我们的课也特别安排了一点结合这次疫情的内容，谈传染病传播模型的实现，给学生提供一个基本的SIR实现后，他们就能在上面做出多种变形。
掌握学生的状态。这种学习方式，师生之间松散耦合，虽然有课表时间在微信群中讨论的安排，但是也不是强制性的（我也不愿意做硬性要求），因此原则上并不知道每次到底有多少学生在线参与。交作业当然是一个状态检查点，另外问卷也是一个成本很低但很有效的工具，每周课表时间发布一个与课程学习内容有关的问卷，同时也多少有了“点名”的作用。例如下面这个问卷：
考虑现在的疫情，设每个人有“居家”和“外出”两个选择，不同的选择会有不同的结果。结果以定量的回报值来体现。假设：居家会有些不方便，回报是“-1”；外出的话，如果有超过40%的人也外出，则受感染的风险很高，你的回报是“-5”，低于40%的话，风险就很低了，你享受户外活动，回报为“+1”。请给出你的选择（争取获得较高回报）：居家 外出
这本身是个有一定难度的博弈论问题，让学生做问卷，相当于做了一次课堂实验，然后就可以讨论这实验结果与理论分析的关系。
掌握学生的状态，除了一些管理性措施外，还重在平时抓住各种机会与一些学生建立起一定深度的“个人关系”，对作业的点评，对问题的回应，还有特意让某些学生做点什么，都是建立个人关系的方式。一个班，如果教师感到对其中1/4~1/3的学生比较了解，就可以说对全班的宏观状况比较了解了。
沿着上述原则展开两个班的在线教学，6周下来，有些体会。
首先，与学生的互动很多，要比常规课堂教学模式下多得多。常规课堂教学中，教师的注意力可能倾向于集中在“如何把明天的两节课讲好”，而按我现在做在线教学的方式，不讲课了，想得更多的是如何调动和保护学生学习的积极性。加强有针对性的互动就是一个必然的选择。和有些刨根问底的学生互动，可能就一个问题有七八个来回，发现个别学生似乎不在状态（如连续两次没交作业）给点一下，也可能是三四个来回。在课表时间的微信群讨论，常常有上百条颇有质量的帖子。这种强度互动的结果是，我感觉现在对这两个班学生的了解要比以往常规教学情境下更多，更丰富。无意之中，我已记住了大多数学生的姓名，而且能够与学习表现对上号，尽管还不知道他们的相貌。
其次，较高的教学目标预期在这种方式下也能实现。前面提到过地方院校大一学生在第1周就完成聚集系数计算程序的例子，他们在第4周也实现了PageRank计算程序，这些都是需要处理文件输入数据集的。在北大这个班上也如此，这一次对博弈论基础讨论的深度甚至超过了先前课堂教学。这样的学习能够达到一定深度的关键，现在看来是通过适当案例或例子驱动的结果。
如果把这次在线教学看成是一种实验的话，那现在已经看到了即使是用很朴素的通信交流方式，也可以达成相同分量的教学效果。
学生是不是也这么认为呢？为此，我在4周后对这两个颇有些不同的班都做了一个“在线教学情况调研”问卷。除了问他们的时间投入外，还有如下问题：①经过过去4周的学习，我学到了许多新知识；②经过过去4周的学习，我感觉时间的投入是值得的；③作业有挑战性，经过努力能够完成；④老师在微信群和邮件组中发的信息和材料针对性强，有指导作用；⑤老师在微信群和邮件组中发的材料和信息量适当；⑥就在线上课的方式而言，相对这门课程采用的指导学习方式，我更喜欢视频直播讲课方式。
请同学们无记名用非常不同意、不同意、一般、同意、非常同意表达各自的态度。
问题①和②的调研结果如图1和图2所示，其中B是北大研究生和本科高年级混合班，G是一个地方院校的本科大一班，数值是百分比。
图1 问题1调研结果
这两个问题的设计在于看看学生们是否后悔选择上这门课。能看到总体反映不错，但G校有少数学生不以为然。有些大一学生的自学能力相对弱一些应该是个原因，可能需要对他们提供一些特殊帮助。
问题③和④的调研结果如图3和图4所示。这里的第一个问题有些模糊，表态到底是针对“挑战性”呢，还是针对“努力能够完成”？模糊之中的结果令人可喜，特别看到G校有些学生给出了“非常同意”，这和平时与一些学生的互动中体会到的状况相符。问题⑤的调研结果如图5所示。问题④以及问题⑤是针对教师的具体操作和作用，结果和预期相符。
图3 问题3调研结果
图4 问题4调研结果
图5 问题5调研结果
最后一个问题是特别想看看学生对不同技术的比较，调研结果如图6所示。之前了解到，他们这学期都有多门课，采用视频直播的不少。这个结果很有趣，总体上看差不多，也就是说完全不用视频，学生也可以接受，并达成好的学习效果；不过也有那么一点点偏向，希望采用视频直播。我想这是可以理解的，学生希望见到老师。适当采用视频直播会有意义，但是否能实质性改进教学效果还有待研究。
另一个有趣的观察是，虽然这两个班的学生群体颇为不同，但是对这几个问题的回答总的来看相当一致。这也在一定意义上说明了所采用的这种在线教学方式的普适性。
的确，采用什么技术对于在线教学的效果不是最重要的，重要的还是教育本身。一是要求教师对课程相关的学问充分熟悉和深入理解，这是基础。如果做不到游刃有余，那么只能照本宣科，不是信息技术能够解决问题的。二是要了解和努力实践一些公认的好的教学原则。上文提到两个对我有帮助的，相信还有一些。那些原则，如果不实践体会，读起来都像是空话，但实践后会真感觉受益。当然，合适的信息技术能够提高效率，包括师生双方的。在线教学要成为常态的一部分，每个学校有一个好用的课程管理系统很重要。尽量让各种课程都在同一个平台上运行，对师生都好。
让在线教学成为高等教育内在的一种新常态，而不是外挂的补充，看来不仅可行，而且这次疫情也给我们进一步提示了必要性。这篇文章特别用了一个“年青的”标题，旨在面向未来。好的教学，本是一个无止境的追求；在线教学，则是为好的教学打开了一个新维度。我们在其中都有很大的成长空间。
基金项目:自然科学基金项目（NSFC 61532001）。
个人简介：
李晓明，北京大学瑞声慕课讲席教授，中国计算机学会会士。曾任北京大学计算机系主任，教育部计算机教学指导委员会副主任，中国计算机学会副理事长。曾因参与中国教育科研网格研究获国家科技进步二等奖，因主持计算机专业课程规范建设与推广获国家教学成果二等奖，因发展天网搜索技术获中国计算机学会王选奖，因推动慕课在中国的兴起获中国计算机学会杰出教育奖，因开设与推广一门计算与社会科学交叉的课程获北京市教学成果一等奖。
引文格式：李晓明.与在线教学一起成长[J].计算机教育，2020（6）：优先出版.
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在计算机专业教育中引入跨学科元素——“网络”课教学的初步实践与体会
（完）
（微信编辑：史志伟）
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