天河之水云端来 —天文与空间科学学院:课前到课后,线上授课"细致到每一步"


2020年的春季学期大家没有像以前一样齐聚仙林校区,而是网络一声声"新年快乐"的问候中,天文学院师生纷纷投入了全新的开学模式。在疫情防控的关键阶段,学院积极教育部"停课不停教、停课不停学"的号召,在教务处的统一部署下,积极探索在线教学新模式,在教学管理方面按照"四部曲"模式来保证教学的效果,即"前期动员、准备——课堂跟踪——课后反馈——课堂优化"。

一、响应号召,全员准备在线教学

1月30日收到教务处关于做好要求为新学期开学做好各类准备工作的通知起,学院负责本科教学工作的教学副院长、教学秘书等老师就开始逐一进行新学期各项教学工作的落实,学院领导也都非常重视,强调一定要保证在线教学质量首先,我们对新学期的教师开学初到岗情况进行摸底,并将教务处的《关于做好南京大2020年春季学期本科教学准备工作的通知》对每一位任课老师进行宣传。针对不同课程进行深入沟通,力争采取疫情期间最有效的教学方式,保证同学们的听课效果。

确定好在线教学课程后,学院积极组织任课教师进行在线教学培训,并专门建了天文与空间科学学院在线交流群,在正式线上授课前,各位任课老师按授课预案分别进行了预演、设备调试以防网络拥堵,有的老师准备了多种预案,如准备了课程ppt视频作为备份,并考虑到部分同学没有无线宽带,流量压力大,提供音频版,充分照顾这些看不到视频的同学。

二、"播主"齐努力,各门课程在线教学顺利开展

    经过前期的准备,线上课程顺利开展,每位老师针对这一新型教学方式,都深有体会。

  1、2018级核心课程《统计物理》,黄永锋老师

《统计物理》由黄永锋老师授课,这门课程涉及到不少比较抽象的概念,平时在课堂上同学们就反映这门课程比较难学,现在在线上授课,感觉教学难度更是增加不少。以前当面授课时,碰到有什么复杂的概念,随手拿起五颜六色的粉笔,立马就能在黑板上画一个大大的示意图,什么问题都迎刃而解,让人觉得非常惬意。可是直播讲课时,时刻感觉束手束脚,有力无处使。针对这一情况,黄老师只好在课前把备课工作做得更细致些,将一些难点事先拎出来,在ppt中预先画好图,发现也能讲得清楚。尤其是有些图还能精心设计制作成动画的形式,最终效果居然也不逊色于黑板上的手绘图了。线上直播讲课的另外一个问题就是不能及时看到同学们的反馈,面对冷冰冰的屏幕,教师一个人就会越讲越没有信心和激情。为此,黄老师想了一些办法加强和同学们的互动:一是从情感上拉近和同学们的距离,例如偶尔跳出课程内容,关心一下同学们的身体健康,提醒他们坚持做好居家隔离工作,尽量不要去外面理发,可以尝试自己给自己剪发;二是结合自己的科研工作进行授课,给同学们多讲一些与课程内容相关的前沿研究,增加同学们的学习兴趣;三是体谅同学们线上学习的困难,不额外给他们增加过多的负担。其实学生们要学习的课程门数很多,难度都不小,而且他们通过电脑或者手机进行学习,也不直观,压力也是挺大的。为此,黄老师尽量让自己的讲课内容组织得更有条理一些,避免啰嗦,按时进行课间休息并提醒同学们注意保护听力和视力,特别是要做到坚决不拖堂。一番努力下来,发现自己对直播授课越来越有信心了。每次课程结束,随着说一声"同学们再见!",同学们会纷纷在弹窗中打出"老师辛苦了!"、"谢谢老师!"、"老师再见!"等字句,这会让黄老师一下子意识到不是一个人在战斗,而是和活泼可爱的同学们在一起,也让瞬间就充满了满足和感动。黄老师相信自己会变成一个更好的教师"主播",也相信很快在春暖花开重返教室之后,自己的课堂教学水平也会因这次特殊的主播经历而迈上一个新台阶。




2、2018级核心课程《普通天文学》,李向东老师

为积极应对疫情,落实学校听课不停学的要求,李向东老师本学期在中国大学mooc平台上面向公众开放了三门慕课《宇宙简史》、《天文探秘》和《普通天文学》,同时为南京大学和金陵学院学生推出同步SPOC课程,中山大学天文系学生也在同期学习《普通天文学》课程。课程数量多、压力大,但由于前期在线课程建设方面已经有比较好的积累,加上同事和助教的积极协助,还可以从容应对,把主要精力用在专业基础课《普通天文学》的SPOC课程上。该课程学习的主要方式是让学生观看录播视频,结合QQ群和慕课堂进行签到、测试和讨论。由于缺少面对面的交流,无法全面了解学生的理解程度,因此李老师在课堂中特地增加了课堂练习的频次和力度,从中发现学生在学习中的薄弱环节,然后进行有针对性地讲解和分析,再辅以思维导图加以阶段性总结,帮助学生掌握课程纲要和关键知识点。



3、2018级核心课程《天体力学基础》,周济林老师

《天体力学基础》是天文学本科核心课程,内容为天体系统的动力学基本理论,包括:二体问题、限制性三体问题、摄动理论、天体运动中的共振现象、保守系统中的有序与混沌运动。在课程之前(2月17日),周济林老师在教学立方上先后制作了18个课件,每个课件为15-30分钟的PPT视频(包括天体力学基础教案视频,天体力学课程介绍视频)。前两周线上授课3次(6学时),采用的是腾讯会议共享屏幕教学。修学名单上63人,签到3次的有56人,签到2次的4人,还有3人未签到(退课)。课堂中安排了2道题和10道题目的2次课堂测试,同学们参与度非常高。特别是周五下午课结束后,可能同学们后面没课,所以和周老师又交流了半小时还意犹未尽。课后同学们在课程的QQ群里讨论很活跃。三次课同学们在教学立方中自主评价4.99分(104人次只有1人次评价4分,其余全5分),评价最多的四项是:重点突出,感染力强,内容充实,娴熟自如。

      通过本课程,周老师谈了自己的几点体会:(1)线上课堂对于公式推导类的内容会比较难一些,这时候需要老师反复耐心讲,随时新增PPT剖析知识点,(2)每1-2节课程尽量通过表格罗列等总结一些概念多的知识点,便于同学们尽快掌握。(3)尽管还在疫情中,无法见面,同学们学习热情依然很高,这一点也让周老师非常感动,觉得为同学们辛苦一些是值得的。




42017级核心课程《理论天体物理》,丁明德老师

《理论天体物理》是天文学专业的一门重要基础课,前半部分内容为恒星大气物理,由丁明德教授主讲。该课程特点是概念多、公式推导复杂,学习难度较大。针对这个特点,丁老师将主要内容采用了录播的方式,以便同学能反复学习课件。同时,使用教学立方为主平台,以QQ群和Zoom会议室为辅助平台。每堂课最后进行课堂小测,检验学生对课程知识的掌握程度。每一章内容结束后,进行一次直播的在线答疑。对一些典型的问题,引导学生集体参与讨论。总体上,取得了较好的教学效果。




5、2017拔尖生指选课程《流体力学》,戴煜老师

《流体力学》是天文学院本科拔尖生指选课程。疫情防控期间,课程承担教师戴煜采取"教学立方+zoom云会议直播"的形式积极开展线上教学。《流体力学》课程理论性强,公式推导多。为此戴老师特地购置了电子书写笔和电子板书软件,反复演练电子板书的书写。课程直播过程中,实时书写的电子板书通过屏幕共享同步投屏展示,尽可能再现线下课堂教学场景。每次课程直播结束后,直播录屏文件会第一时间在教学立方上发布,方便选课同学回看巩固。非常时期,师生共同努力,最大程度上保证了教学质量。





6、2017级拔尖生指选课程《天文与天体物理中的热点研究》,程鑫老师

程鑫老师本学期与我院谢基伟老师和王发印老师一起讲授《天文与天体物理中的热点研究》课程,这门课的目的是向学生介绍天文学中最前沿的一些热点问题,没有固定的参考书目,全凭授课老师的研究经验。课程的重点不在讲授成熟的知识点,而在启发学生对当前热点问题的思考,非常注重与学生的互动。这次疫情迫使课程在线进行,对授课老师和同学都提出了极大的挑战。为此,程鑫老师对课程进行了重新设计,讲授的PPT经过了多次录制,以求达到线下的目的;第二次授课通过Zoom软件以及结合教学立方甚至实现了课堂反转,学生分组主讲,效果非常好。




72017级空间方向核心课程《控制理论基础》,罗宗富老师

《控制理论基础(二)》是一门大三专业核心课程,罗老师第一次为 17 级空间专业本科生讲授本课程。为贯彻教育部"停课不停学"的精神,第一次尝试网上授课,教务处组织了所有教师进行在线授课培训,给罗老师吃了一颗"定心丸"。开课前内心还是有点忐忑,担心授课是否清楚、学生能否听明白、教学能否达到预期效果、师生间的沟通是否毫无障碍等等。刚开始对着屏幕录课还是有点不习惯,现在逐步适应录课方式。开课三周以来,通过与学生的沟通,认真听取了同学们的意见,了解到同学们对部分内容进度安排(具体意见列举,如过快有些不适应),加入手写分屏推导公式以便更好的理解等需求和想法,对本课程的授课方式、进度安排等进行更深入的调研,和更细致的调整。罗老师表示,相信随着大家的相互磨合,能够取得预期的教学效果。惟愿疫情早日过去,让大家早日回到充满春意的美丽校园。




8、2017级专业选修课《X射线天文学》,李志远老师

李志远老师采用zoom会议平台进行直播《X射线天文学》,线上屏幕共享一边展示PPT一边进行授课,上课过程中会要求同学积极提问,积极讨论,碰到任何问题都可以直接使用麦克风进行提问,老师会停下帮助同学解惑答疑。此外,老师还会鼓励同学在课间对课堂上有争议的问题积极进行讨论,交流看法,还鼓励同学翻转课堂,对于有些问题可以通过学生自己提前学习和了解后在课堂上讲给其他同学。这种授课方式也受到了同学们的欢迎,对于一些疑惑可以立刻得到解答,省去课后许多复习和回顾的时间。




9、2016级专业选修课《天文文献阅读与写作》,张智昱老师

《天文文献阅读与写作》是一门本硕合上的实践型课程。这学期正式选择这门课程的学生人数达到了64人,还有10多人选择旁听。这是最近入职的张智昱老师开设的第一门课程,也是他第一次进行线上授课。经过调研多种线上平台,我们采用了zoom视频会议平台直播 + 教学立方互动 + B站直播的授课方案。在每次课程前一天,预先录制中文讲解视频,供学生进行预习。通过zoom平台使用英文直播授课,并录像。使用教学立方平台与学生进行互动,包括签到、大量使用课堂问卷、众答、抢答、以及在线阅读等。在课堂讲解中,使用zoom平台和学生共同分析上次作业,并对本堂课程组织讨论和答疑。B站直播与课堂教学同时进行,供少数zoom连接不够稳定和旁听的学生备用。课后将课堂直播录像上传至教学立方,便于学生回顾复习。



10、2016级专业选修课《广义相对论基础》,王祥玉老师

《广义相对论基础》是一门本科生和研究生合上的课程。因为在线授课是一种新的形式,王祥玉老师在开学前参加了学校组织的在线教学学习。这门课程的特点是有大量的公式需要演示推导过程,利用iPAD笔的书写功能得以成功实现。王老师采用了"Zoom会议+教学立方+QQ群"的联合方式进行授课。课上通过Zoom在线视频会议实时授课,与学生们进行实时互动。 课后使用QQ群与同学们交流、答疑和讨论作业。同时,通过教学立方进行上课签到。由于在线课程的开放性,我校其他学院的多位同学以旁听的形式参加了课程。




11新生研讨课《宇宙的命运》,陈鹏飞老师

今年是陈鹏飞老师第8次开设新生研讨课《宇宙的命运》。开学初,陈老师先用家人的微信账号凑在一起建了一个新的微信群,然后把入群邀请码放到网站,再把网站链接发到教务处的教学平台,保证了30个学生在上课前顺利入群,以便实现师生互动。该门课采用了最简单的方式授课,即利用Zoom平台(如上图所示)。这种网络授课的优点是便利,缺点是无法通过学生的表情快速知晓学生的反应,只能通过一问一答的方式了解同学们的接受程度。




12、创新创业课程《GPU与人工智能》,于莹老师

GPU与人工智能是一门理论与实际操作结合的课程,为保证上课质量和学生的体验感,于莹老师采用了"zoom直播方式+教学立方打卡+QQ群公告"的方式来保证所有的信息同步,上课前由QQ群发布课程安排和注意事项,教学立方进行学生打卡,ZOOM直播,并提前录播课件以便网络条件不好的学生能够同步学习。第一次课程非常顺利,ZOOM共享PPT,学生有任何问题都可以随时在聊天窗口提问,同步回答,基本保证了课堂质量同时,为了保证学生课后能够有上机实操平台,向NVIDIA公司申请了DLI课程代码,当课程进行到编程练习时,能够有云平台给学生登录上去练习,保证了理论和实践的结合。



13、就业指导类课程《自我探索与职业规划》,张巍老师

张巍老师是《自我探索与职业规划》(1班)公选课的教师,课堂上经常与学生积极互动,但是从"教师"变为"主播"还是第一次,课前多少还是有点紧张和激动的,总是在担心自己做得不够完美,一边准备直播,还担心关键时刻掉线而提前录制微课备用。幸好还有学校担任就业课程的各位老师之间积极互动,提前共同在线测试了多种平台,而且在学院的线上教学群中,向不少第一周就开课的老师取得了很多经验。第一次线上授课时,看到有同学在讨论区鼓励"老师,你可以的!",张老师感觉深受鼓舞,顿时静下心来,除了按部就班上课,还在线与学生互动,不断征询同学们的感受和建议。上过两次课后,感觉已经逐步适应和熟练起来,还发现在线上课还有一个优势,就是许多同学在留言区打字发言,非常方便实时讨论和随时回顾。张老师表示线上教学也给老师提供了一个学习的机会,对自己也是很大的促进。




14、全校公选课《普通天文学》,谢懿老师

对于南京大学《普通天文学》公选课的任课老师团队(谢懿、姜冰)来说,有多年参与教改项目的实践经验,对于线上教学其实并不陌生。但面对突如其来的疫情以及由此带来的新要求,向我们团队提出了更高的要求。养兵千日,用在一时。2月初,在教师教学发展中心的帮助下,依托中国大学MOOC平台,我们就建立了相应的SPOC课程"2020春(公选课)-走进天文学",在开学前上传了10个单元的学习内容,包括教学视频、单元测验、讨论题和期末考试试题,迅速完成的课程教学内容和评价体系的建设。不同以往,由于完全采用线上授课,教学团队更加注重线上讨论区的答疑工作。同时,课程在评价体系中也更多地考虑了学生就开放性讨论题在讨论区的的参与度。为学生构建一个更好的在线学习环境和多样化的评价方式。



三、课后组织师生共同反馈意见,及时优化课程教学

为了更好地保证在线课程的效果,学院教学与学工联动,实时了解每位同学的到课情况,分别核对每位未到课学生的原因,及时提供帮助。并分别针对在线教学的主体——教师和学生征集反馈信息。教师们在QQ在线交流群中及时分享课程体验,针对学生设计了"线上教学,师生同行"调查问卷,收集学生的反馈意见并做好总结反馈给任课教师,保证下一周的线上教学能够更加顺利。






部分学生反馈:

李卓霏:因为疫情大家只能通过线上上课,形式对老师和同学们都很新,可能在操作上大家都会有一些不熟练。在知识的教授上没有很大困难,有问题也可以及时交流,但我觉得没有同学们一起坐在教室,可能在学习氛围上略差一些,同时老师们无法直接面对学生,可能讲授时也会有一些枯燥,少了一些师生以及同学之间的互动。但总体上对老师和同学的学习都是一个考验,以我自己目前上课情况来看,我认为大家做的都很好。

王牧天:这学期我选了一门课。我很高兴在疫情期间在家里,仍然能跟随学校的老师一同学习。老师非常认真负责,多次测试直播平台的性能,并且每节课都在询问和收集大家对线上授课形式的反馈。并且老师也充分运用了线上授课和在线课堂软件的功能,课堂形式也很丰富多样。

姚俊:这学期我选了大学本科期间的最后一门课,张智昱老师开的《天文文献阅读与写作》,由于疫情原因,这门课也是我大学以来第一次在线上上的课。其实,一开始我觉得线上上课会有一些弊端,毕竟看不见大家听课的真实状态,但是,上了两节课后,我发现大家听得都很认真,聊天栏里也积极互动,不过也没理由不好好听,毕竟老师准备和讲课都那么认真。此外,我还发现,虽然线上教学在一些地方不如教室里,但也有其优点,比如课上同学分享和记录的时候利用自己的电子设备会更方便。最后,还是希望疫情早日过去,在鸟语花香的校园中与老师和同学们相见!

朱嘉豪:网课不用跑教室提前占位置,每个人的位置都是一样最好的。虽然更加轻松一点,但是没有在课堂上和大家一起听课的氛围,集中注意力主要靠自觉,而且基本上大家都是闭麦,跟一个人听课没太大区别,老师提问的时候也稍微有点尴尬。可能刚开始使用软件老师还不是很熟练,但是周济林老师的天力还是一样有意思。有些问题老师不能使用黑板辅助教学,只能使用ppt,导致有些地方就不能阐述的很清楚。课后提问的时候每个人都可以听到老师对其他人的问题的解答,也有助于进一步巩固,帮助自身更好掌握课堂内容。

孙逸辰:在线教学给我一种微妙的失衡感,一边是身后温暖的家庭烟火气,一边是屏幕上严肃的公式推导。好在这并没有太影响我的学习,反而让我更加珍惜在线学习的每一分钟。通过在线同学们的互动和提问,我也感受到了同学们努力听讲的热情,并自觉自己还是比较懒散,需要不断克服惰性。同时我也很期待和同学们在教室里并肩学习的那一天早日到来。

颜开:这是我第一次上线上直播课,上的是张智昱老师的《天文文献阅读与写作》,这门课本来开在鼓楼校区,正常上课的话需要坐地铁过去,而网课就完全化解了上述行程周折的问题。课堂氛围也很不错,老师的讲述细致认真,同学们也在线上踊跃发言。而且不知为何,就个人感受而言,上网课比在教室上课更不容易犯困,有的录播课程还可以回退观看,不懂的地方当场解决,不会因为一个关键点没听懂而影响后面的课堂内容。总体来说,比在教室上课体验更好。

黄秀敏尽管一开始对线上教学有一点不适应,不过想到或许这样的教学形式还要持续一个月,我想还是应该努力适应当前的教学方式,在家也要像在学校一样好好学习。

张欣然上网课是一种全新的体验,相比线下课,网课的时间,形式和进度都更加灵活,比如线下有些课是冲突的,但是线上录播的话,就可以"我都要"了。而且线上上课也算是大家困在家中与同学们联络感情的为数不多的机会。但是线上网课的缺点也是有的,比如无法直接与老师互动,问问题;老师讲解可能也会比较简略,不那么有针对性;还有知识接受效果的问题。

徐雅欣:这是我第一次通过直播的形式进行线上学习,刚开始还有一些不适应线上的模式,遇到了直播卡顿、效率低等问题,但是开学两周下来已经完全适应了这种学习方式,甚至觉得有录播视频可以让我在不懂的地方回看,更有助于我的学习。


在这个特殊的学期,天文学院本科教学保证了"线上教学,师生同行",同时其他教学相关问题也都在云端一一解决,相信在大家再次相聚到校园的时候,大家都会更加珍惜每一刻。



注:

文字作者:郭艳,天文与空间科学学院,教务员老师guoyan@nju.edu.cn

图片作者:各位任课老师天文与空间科学学院教师,联系方式如下:

黄永锋hyf@nju.edu.cn

李向东 lixd@nju.edu.cn

周济林 zhoujl@nju.edu.cn

丁明德 dmd@nju.edu.cn

戴煜ydai@nju.edu.cn

程鑫xincheng@nju.edu.cn

罗宗富luozf@nju.edu.cn

李志远lizy@nju.edu.cn

张智昱zzhang@nju.edu.cn

王祥玉xywang@nju.edu.cn

陈鹏飞chenpf@nju.edu.cn

于莹yingyu@nju.edu.cn

张巍zhangw@nju.edu.cn

谢懿yixie@nju.edu.cn