来源：中国物理学会期刊网
|作者：施郁 （复旦大学物理学系）
摘要 介绍了新冠疫情下，作者《量子计算与量子信息》课程的网络教学情况。通过直播以及视频的录制和上传，不但尽量接近线下教学的效果，而且也有其优点，同时也是大范围的科学传播。但是教师也要注意调动学生的主动性。
01
网络教学的优缺点
感谢互联网以及各种相关软件，使得在今年如此严重的新冠疫情之下，还能进行各种活动，包括教学及科研交流。网络途径不但大大降低了疫情对正常工作秩序的冲击，而且有它的优点，值得在疫情之后继续保持。
通过网络参加学术会议，观看学术报告，或者上课，将远在天边的演讲拉到近在咫尺的电脑屏或者手机屏。不管身处何地，只要有网络信号就可以观看，就可以交流。这种方便，在不久的过去还没有。而且相比平时（现在称作“线下”）在报告厅或教室听讲，甚至有其优点，比如看幻灯片更清楚，录像也可以用来回看。
网络教学大致可以分为两种方式，一是直播，二是给学生提供录像（包括录屏，即将幻灯片配以旁白录成视频）。这两种方式各有特点。直播是即时的，能够尽可能接近传统的教室里的教学，学生也可以当时就提问。但是录像也有其优点，一是学生可以不受时间限制，而选择最适合自己的时间观看，二是可以像读书那样翻来倒去多次观看。但是要配合安排师生互动，比如以网络会议形式开讨论课。
对于教学来说，除了教师讲授，还需要师生讨论和答疑，乃至同学之间的讨论。平时，同学之间的讨论可以随意而起，其他同学又可随时加入。从技术上来说，网上进行这些答疑和讨论都不是问题。网络会议和微信提供了方便即时的通讯手段，某些方面比线下更方便。
但是，相比正常情况下的面对面线下教学，网络教学，特别是疫情期间的网络教学，有一个特别的问题，就是学生的精神状态、自觉和自律的问题。学生一个人在家中学习，缺少氛围和监督，容易陷入倦怠，或者不能集中注意力。疫情也会加剧焦虑，将注意力吸引过去。所以，尽管有微信这样的工具，主动向老师提问或者与同学讨论，还是需要点额外的动能。因此，教师要特别注意调动学生的主动性、自觉性和积极性，并鼓励同学们互相讨论。
02
我的网课
下面介绍我在疫情期间的课程，交流经验和体会。这门课名叫《量子计算与量子信息》，本来是本科生的选修课，3个学分，每周一次，每次连续3节课。本次课总共有38人选修，其中物理系四年级学生20名，物理系三年级学生17人，计算机系一年级学生1人。
为了取得最佳教学效果，我斟酌再三，并对学生进行了民意调查。由此我决定进行网络直播讲课，但是直播和录像这两种形式都采用。在直播的同时，录下视频，之后提供给学生。另外我也用网络会议形式开讨论课。
我也有另一层面的考虑。出于对科学传播的兴趣，我想到，何不利用这个机会，让其他观众也能听我的课？经过比较，我选择了哔哩哔哩（Bilibili），即B站。这是因为B站的网络情况比较稳定，它的直播软件也有录制功能，对于上传视频，没有空间限制。直播和上传的操作都很简单。B站对所有上传视频也都进行审核，某种意义上是一种公证。既然希望这次的网课同时惠顾广大感兴趣的人，B站是个好选择，因为B站的知名度较高，适合科学传播。
03
技术流程
从2月27日到5月14日，每周四上午9：40起，我在B站直播两节课，同时录下视频，紧接着在腾讯会议与学生讨论答疑。下午和晚上我进行视频后期加工，因为分享电脑屏导致在开头和结尾留下了电脑所显示的软件界面，为了美观，需要裁掉。然后再上传。因此直播、网络会议讨论和上传视频这3个渠道成了3个环节。另外我还用微信群沟通信息，并可以随时进行额外讨论。下面详细介绍技术流程。
每次直播前，助教在本课程的微信群提醒同学们上课。受我之托，有一位学生微信提醒我用手机热点上网（比我用的无线网信号好）。
直播开始之时，我打开直播软件（叫做直播姬）。同时也用手机打开我在B站的直播间（https://live.bilibili.com/21868825），自己看到直播画面。可以自主选择直播画面，可以选择电脑屏，也可以选择摄像头所摄画面，或者是二者兼有。我选择以电脑屏为主，将本人的小画面放在边上。我用了具有手写功能的电脑屏，这样显示课件的同时，也可以在上面写字批注。有几节课，我完全在电脑屏上板书。
在直播上课过程中，学生可以在直播间的评论区提问（功能上，也可以作为弹幕）。每次我直播90分钟课，因为我校对于线下45分钟的课，只需要录制25分钟的视频。我的直播过程同时也就是录像过程。
直播结束时，我们开启一个腾讯会议，仅对选课的学生开放。助教将会议号和密码、链接发到课程微信群。同学们很快都转到腾讯会议，我们立即开始实时的讨论答疑。这包括助教和我本人对习题的讲解。习题讲解和出现其他需求时，分享电脑屏，让学生直接看到答案和板书。
我们在学校教学系统elearning中有个主页。学生每周必须将作业上传，截止日期时每次上课的前一天。在腾讯会议里讲解的习题是学生已经上传到elearning的。讲解过的习题的答案也上传到elearning。
上课当天的下午和晚上，我进行视频后期加工工作。视频加工后的导出需要很长时间，当时上传视频和审核也需要很长的时间。视频上传到我在B站的主页（https://space.bilibili.com/226154069/channel/detail?cid=109337）。目前播放数已有2万多。
在课程结束后的考试，我们采取了开卷方式，将防止作弊的任务缩小到禁止与他人交流。我们同时使用腾讯会议和zoom两个软件，要求摄像头分别从前后对准。
在匿名反馈中，同学对于课程内容、设计安排、讲解仔细、认真负责、通俗易懂、趣味性、学习收获都给予了好评。这些效果得益于我们采用的授课方式。
04
校外观众
这个网上课程也吸引了不少其他观众，第一次直播的人气有几千。后来，应有些非本校选修学生的要求，为他们建立了另外的微信群，用于讨论并分享课件。这个微信群有来自76个单位的116位听众，其中绝大多数人是学生，也有少数教师或科研人员。
不过更多的观众没有加入这个微信群。一位不在微信群里的教师来信：
“很喜欢您讲的（量子力学，量子计算与信息）的课，我跟着学了一遍，您讲的很清楚，尤其是带着学生一起推导，真的很好。我是……的一枚小讲师，这一学期给研究生们上量子的课，这是第一次开课，上学期听了您的课，我才稍微觉得自己有点信心，谢谢您。”
观众在B站的评论中，不少与学生反馈类似。另外，有人表示，本课帮助他们弄懂了原来没懂的细节，也有不少感谢在网上分享课程，以及及时处理视频上传。
05
小结
疫情导致的线上教学，不但使教学任务得以完成，而且使受众范围远远超出本校几十位学生，视频在网上也将长期发挥作用，对于量子信息和量子力学的教学做出了一个较大范围的贡献。
回想起来，如有机会可以加强的方面，主要是对学生的积极性和主动性的调动。一个具体例子是，在腾讯会议的讨论、答疑和习题课中，可以要求学生打开摄像头，这有利于增加学生和老师，以及学生之间的互动。增加讨论的成分也有助于学习气氛的加强。
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