新冠肺炎疫情期间，针对线上教学的特点，南京航空航天大学计算机科学与技术学院及人工智能学院的袁伟伟老师开创性地对3H（Head-Hands-Heart，指“头手心协作”）教育理论进行了扩展，提出了线上课程设计“三在线”模式，即知识传授“头在线”、技能培养“手在线”、情感传递“心在线”，并在课程《数据融合与智能计算》中进行了实践，取得了良好的应用效果。
线上教学课程设计“三在线”模式框架
知识传授“头在线”，促进教学效果最优化
让学生时刻保持“头在线”，袁伟伟老师采用灵活多变的教学模式来调动学生的学习兴趣，促使他们积极有效地参与到教学活动中。
袁伟伟介绍，如今短视频深受年轻人喜爱，原因之一是迎合了观众碎片化的阅读习惯，在线上课程设计中，她参考短视频的形式特点对课程知识进行分割。将每个学时分为以15分钟为单元进行切片，针对每个时间片进行课程设计，使单个时间片中的知识点相对独立，且保证时间片内的知识描述具有完整的叙述脉络，而在不同时间片之间则留白1-2分钟，通过巧妙设计的知识切片和张弛有度的课程安排，促进学生对信息的有效接收。
袁伟伟老师还发现了线上教学“实时在线”的特点，在授课时可以灵活运用各类资源，将部分晦涩难懂的学科知识用生动的关联案例呈现出来。袁伟伟给出了一个网络资源整合的示例：将一般课程中讲述人工神经网络原理的二维常规展示配以生物学层面三维高清动画展示版本，使得画面逼真，引人入胜。
除此之外，一些网络学习平台中的资料也被袁伟伟整合进了课程中，在袁伟伟看来，这些配套教学资源一方面可扩展学生知识面，另一方面有利于学生在相关领域的持续进步，作为课程中的场景转换，则能提高学生的持续关注度，保证教学效果最优化。
技能培养“手在线”，促进教学应用全面化
袁伟伟十分注重结合知识与实践以提升创造力的培养模式，在课程中开展在线实践环节，使学生“手在线”用算法解决实际问题。
袁伟伟认为，传统实践环节，往往采用“老师出题学生答”的固有模式，在她的课程中，除了讲解专业领域的应用问题，还采取自主选题，由学生提出自己关心的实际问题并尝试解决。打破老师“包办”的旧模式，调动大家的积极性的同时，提高学生对知识的应用能力。
实践中，袁伟伟将学生分为了八个小组，组织团队在线上线下进行研讨，并在课程中进行成果汇报。这一方案借鉴了用来提高MOOC教学效果的同伴学习的思想，学生通过互相陪伴提高学习的兴趣和质量。袁伟伟还鼓励团队设计队徽、口号等，通过团队的文化建设增强学生参与感。
多学科交叉融合的实践方向是袁伟伟关注的重点，袁伟伟介绍，通过连线方式，课程中已经与数学、心理学、临床医学、新闻传播学、航空宇航制造、航空发动机控制、电路与系统等专业进行了在线协作。利用线上教学环境进行学科交叉探索，不仅提高了学生解决智能应用问题的操作技能，更对学科间的交叉融合探索起到了积极的推动作用。
情感传递“心在线”，促进教育发展优质化
“心在线不仅是针对线上教学特点适应性调整教学方式，把学生的心留在课堂；更是老师在疫情期间及时了解和掌握学生的思想动态，帮助学生解决困难。”袁伟伟说，课程中应采用数据智能的理念对学生学情信息进行精细化管理，了解学生对知识的掌握情况，实时改进授课方式；运用强化学习的理念引导学生进行课堂反馈，在线上授课中提升了学生互动的积极性，这些方案达成了学生在课堂中的“心在线”。
袁伟伟老师记录的学生学情信息
另一方面，老师则以共情为基础，建立与学生之间的信任关系，做好学生的思想教育，“心在线”传递关爱。面对疫情带来的特殊影响，袁伟伟老师运用线上课程的跨时空优势灵活增设最新的思政内容，开展特别公开课《打破“疫”次元的数据属性提取》，连线各行各业的“战疫者”走进线上课堂，还通过讲述航空工业研制口罩机等具体案例，向学生们展现国防工业人在非常时期的专业与担当，引导学生积极解决国家重点发展领域的智能问题。
袁伟伟老师表示，为了应对线上教学的挑战而提出“三在线”的模式，运用在《数据融合与智能计算》课程中产生了良好的成果，未来她将继续走学科交叉之路，打破线上线下的界限，主动迎接挑战参与革新，用新理念、新知识、新工具激发新能量，把教学做的更好。