雨課堂支持下的智慧課堂構建與應用研究*

蔣雯音，楊芬紅，范魯寧

（寧波衛生職業技術學院 健康服務與管理學院，浙江 寧波315100）

雨課堂支持下的智慧課堂構建與應用研究*

蔣雯音，楊芬紅，范魯寧

（寧波衛生職業技術學院 健康服務與管理學院，浙江 寧波315100）

移動互聯網的飛速發展，促成了新的移動學習模式，傳統課堂教學面臨了新的挑戰，智慧課堂成為教育信息化的研究熱點。本文從智慧課堂的概念入手，分析智慧課堂的意義和價值，提出一種雨課堂技術支持下的智慧課堂架構，設計基于此架構的智慧課堂教學模式，并以計算機基礎課程的教學為應用案例,闡述基于學習數據分析的智慧課堂實施過程和教學策略。結果表明：智慧課堂展現了基于學習數據分析的教學機智，融自主學習、協作學習和探究學習于一體，能充分調動學生的積極性，提高教學效率。

智慧課堂；雨課堂；學習數據分析

移動互聯技術迅速發展及其在教育教學中的應用，推動了新一輪課堂教學的創新與變革，傳統課堂向數字化、智能化課堂發展。隨著智慧教育理念的提出及發展，信息技術環境下智慧課堂的構建成為教育技術界越來越關注的研究熱點。

一、智慧課堂的概念及其意義

不同視角下對于“智慧課堂”有不同定義，這里從信息化視角來理解“智慧課堂”的概念。從實際開發和應用來看，“智慧課堂”可以定義為“以建構主義學習理論為指導，利用‘互聯網+’時代的大數據、移動互聯、云計算等新技術構建的信息化、智慧化、高效互動的課堂。”它應用“云+端”服務方式，通過智能推送、動態學習數據采集和即時分析，實現基于數據的教學決策、實時全面的教學評價、全過程的交流互動、個性化的資源推送，從而變革和改進課堂教學的結構和模式。智慧課堂是信息技術和教育教學深度融合的產物，也是翻轉課堂發展的新體現、新趨勢。

在大數據時代背景下，傳統課堂教學面臨新的挑戰和機遇，利用學習數據分析來改進教學行為是變革傳統課堂的有效手段。國內外許多教育機構和部門都十分重視教育數據挖掘和學習分析技術的應用，2012年美國國家教育部發布了《通過教育數據挖掘和學習分析促進教與學》的報告；2016年4月，清華大學與學堂在線共同正式對外發布了一款免費線上教學工具——雨課堂，它通過微信服務號連接師生的智能終端，實現對課前-課上-課后教學全過程的動態學習數據收集和分析，雨課堂的推出為智慧課堂構建提供了環境和技術支持。

利用雨課堂構建基于學習數據分析的智慧課堂，適應教育信息化和大數據背景下的學校課堂教學改革創新的需求，具有重要的現實意義和價值：

1.有助于實現個性化、高效互動的課堂

大數據背景下基于學習數據分析的智慧課堂，變革了傳統課堂教學結構和模式，從以教師為中心的知識傳授為主轉向以學生為中心的能力培養為主，從 “先教后學”轉變為“先學后教、以學定教”。課外，學生自主移動學習，師生交流互動，教師依據課前預習數據反饋，進行個性化指導，同時設計有針對性、個性化的課堂教學；課堂上，師生一起協作探究解決問題、完成學習任務，將課堂時間的運用發揮到極致。這種課堂內外的教與學能夠提高學生學習自主性、積極性，實現師生之間的更多互動，在某種程度上活躍了課堂氛圍，從而達到高效的課堂教學。

2.有助于實現全過程多元化的學習評價體系

智慧課堂利用大數據和云計算技術，對學生的課前-課中-課后學習全過程進行動態、實時記錄和統計反饋，從而能夠更全面、客觀、真實地對學生學習情況及教學效果做出評價。這種全過程多元化的學習評價方式，一方面對學習活動起到引導作用，利于對學生進行個性化的指導；另一方面，幫助教師改進教學策略，使教學活動的開展更有效地促進學生的學習。

3.有助于豐富和發展智慧課堂的理論和實踐，推動課堂變革和創新

將雨課堂應用于傳統課堂教學中，探索基于學習數據分析的智慧課堂模式，并在具體課程教學中開展實踐，這為智慧課堂的研究提供了參考，為一線教師開展混合式、翻轉課堂教學提供借鑒。同時，引起教師關注并嘗試運用新技術進行教學改革實踐，推動傳統課堂的變革和創新。

二、雨課堂支持下的智慧課堂構建

1.雨課堂支持下的智慧課堂架構

在對雨課堂特點及其功能研究基礎上，構建基于雨課堂的智慧課堂架構 （如圖1所示）。雨課堂是應用于PowerPoint中的一個插件，采取“云+端”的服務方式，通過云計算、云存儲和云服務等為課前-課中-課后教學的各個環節提供信息技術支持。教師只需要會PPT和微信就可以快速便捷地部署智慧課堂。在學生端，雨課堂提供課前預習自測、課內“不懂”按鍵、彈幕和隨堂測試等功能，幫助學生預習、鞏固知識并反饋學習情況；在教師端，可以推送PPT課件、分享鏈接和微課視頻、發布測試、統計和反饋學生學習數據，幫助教師及時把握學生學習情況、學習效果以及學習軌跡。雨課堂支持下的智慧課堂打破了傳統課堂的圍墻，具備實時動態學習數據的采集和即時分析功能，實現了智能、高效的教學交互與反饋，改變了傳統課堂的教學方式。

圖1 基于雨課堂的智慧課堂架構

2.基于全過程學習數據分析的智慧課堂教學模式

智慧課堂的核心理念是用數據改變教育，學習數據是客觀真實地反映教學過程、教學效果的重要依據。實時、客觀、全面反映當前教學狀態，是一線教師的迫切需求，傳統課堂上教師面對幾十位學生，很難及時準確地把握每位學生的學習情況、有效調控教學進程。智慧課堂基于學習數據分析，使課堂教學從依賴于教師的教學經驗及直觀判斷轉向依賴于學習數據的分析反饋，用數據說話，依靠客觀、實時的學習數據對教學情況進行判斷和調整教學策略，實現智慧、高效的課堂。

在對智慧課堂特點、架構研究的基礎上，同時結合雨課堂的技術特性，設計基于全過程學習數據分析的智慧課堂教學模式（如圖2所示）。課前，通過推送預習資料，進行預習情況統計分析和檢測，深化學情分析，優化教學設計；課中，通過“不懂”按鍵、發送彈幕、隨堂測驗，進行即時學習數據分析和反饋，調整教學策略和教學進程；課后，通過作業數據統計分析，進行針對性指導，推送拓展學習資料，實現個性化學習。雨課堂的技術支持對課前-課中-課后整個學習過程提供實時動態學習數據采集、分析和智能推送。

圖2 基于全過程學習數據分析的智慧課堂教學模式

三、智慧課堂應用實例

利用雨課堂開展智慧教學的準備工作非常簡單，教師只要安裝好雨課堂插件，然后在手機微信里關注雨課堂后，進入我的課程頁面點擊“我要開課”即可創建課程和班級，創建成功的班級對應有專屬的二維碼和邀請碼，教師可以通過班級QQ群或微信群告知學生，學生掃碼或輸入邀請碼進入班級，這樣便快捷地完成了智慧課堂的部署。

下面以高校公共基礎課《計算機應用基礎》中的“計算機網絡”一課為例，具體闡述雨課堂支持下的智慧課堂教學實施過程。

1.課前環節

（1）預設教學目標和內容

教師根據之前對于課程內容及學生情況的學情分析后，預設本次課的教學目標，確定教學內容（如表1所示）。

教師利用PowerPoint中的雨課堂插件將上課PPT課件快速轉換成可以隨時推送的微課課件，同時還可以輕松插入慕課視頻（如計算機網絡MOOC視頻）和網絡視頻（如局域網組建），在預習內容最后添加了客觀題作為課前預測。微課制作完成后，教師將預習課件生成并推送到手機，在手機微信端點開收到的推送后預覽課件并針對性對每頁添加語音講解，最后發布至班級。全班學生收到推送課件后，隨時隨地進行移動學習、完成預測并即時得到自動評分，另外，學生可以“報告老師”提出預習中的疑問或想法。教師也可以實時查看到已預習學生人數、預測題各題答題情況，瀏覽學生反饋并和他們進行課前互動交流。

表1 《計算機網絡》教學目標和內容

（3）優化教學設計

教師在手機端實時看到的學生整體預習情況統計以便第一時間掌握學生課前預習情況，隨時記錄教學設計與備忘等，根據課前預習反饋，深化學情分析，明確教學重點和難點，優化教學設計，以便精準教學。如課前預測題答題情況的統計我們發現大部分學生對于網絡協議、網絡地址的理解有一點困難，需要課堂中對這些問題重點解決；個別學生給老師的報告中反映出學生對于計算機網絡的認識只在表層，引發我們思考如何讓學生更深層次地理解計算機網絡和設計教學。

同時，教師通過郵件獲取課前每位學生預習情況統計詳細數據（如每位學生觀看頁數、觀看的頁面、預習時長、預測題評分統計），精確掌握每位學生的預習情況和學習行為，以此作為一對一個性化指導以及過程性評價的依據。

2.課中環節

（1）開啟授課，進入課堂

教師開啟雨課堂授課后，手機微信端即刻收到推送并點擊推送信息，等待學生進入；學生用微信掃碼或輸入邀請碼簽到進入課堂，教師可郵件得到課堂情況統計詳細數據了解學生的到課情況。等所有學生掃碼完畢后教師點擊開始上課，手機變遙控器控制課件的播放，學生端同步接收到課件。

（2）課程導入，分享與展示

法治作為現代文明之基。黨的十八大提出要全面推進依法治國、加快建設社會主義法治國家。法治城市是法治國家的城市維度，是全面推進依法治國、建設社會主義法治國家的地方性實踐，對于提升城市治理法治化水平、推進法治中國建設具有重要意義。

教師將課前做的投票調查結果分享給學生，課前調查統計發現89%的學生之前極少接觸計算機網絡方面的知識。同時將預習情況反饋給學生，使學生之間有比較和定位，使他們做好課堂學習的心理準備。教師從“什么是計算機網絡？”、“網絡的功能是什么？”這幾個問題入手進行提問，學生分享觀點，展現課前自學成果，通過學生互評，教師展示本次課的教學內容和目標，進而展開更深層次內容的學習。

（3）精講與拓展

教師根據教學目標并依據直觀的學習數據進行針對性教學，學生在聽課中發現有不明白的內容可以隨時點“不懂”第一時間反饋給老師，老師能實時看到課件中每頁“不懂”的人數，及時知道學生學習情況，并調整教學策略。如授課中發現在講解網絡地址時有很多學生對“子網掩碼”都不懂，教師就以實際的一個操作演示進行說明，使學生有了進一步的理解。課間，教師開啟“彈幕”功能，讓學生把自己的想法都彈到屏幕上和大家一起分享，實現了師生之間、生生之間的課堂互動，活躍了課堂氣氛。

最后，教師介紹計算機網絡前沿知識進行拓展，并下達新的學習探究任務，如物聯網、電子商務等大家感興趣的話題，教師為學生分組并設計組織學習活動，學生開展小組協作探究學習，進行互動討論。

（4）實時測評和反饋

學生完成學習探究任務后，教師把隨堂測驗推送到學生手機端，學生當堂完成并提交后，能即刻看到得分及答案，教師也會即時得到統計數據（如每位學生的得分、成績分布、各題答題情況），還可以通過郵件獲取試題統計詳細數據來準確把握每位學生的學習情況，以便課后的個性化指導。另外，教師將分數分布公布至大屏幕，讓學生清楚意識到自己在班里的水平，有助于課后的復習鞏固。這個階段是檢驗課堂教學效率的有效手段。

（5）總結點評

教師通過“不懂”、“彈幕”、隨堂測評得到的實時反饋，對知識點進行總結和點評，對重難點補充講解，對共性問題進行答疑。學生在及時得到教師的點評和總結后，對所學的新知識進行鞏固內化。

3.課后環節

（1）課后討論和投票、拓展學習

為了讓學生結合所學網絡知識并聯系實際展開思考，教師課后發布作業（“大家一直都在說IPv4的地址不夠用了，但IPv6推出至今，并未得到廣泛應用。為什么會這樣，到底是什么原因？我們還需要IPv6嗎？”），學生“報告老師”闡述各自的想法，教師可以和學生互動交流探討問題并個性化指導，從而學生可以深化知識的學習，培養了探究能力。同時，教師還可以發布投票，調查了解學生對于課程內容、教學方法、效果等方面的反饋。

另外，教師通過推送和分享鏈接方式給學生推送課后拓展材料，如網絡信息安全、Internet醫學應用、組網案例等，學生根據自己的興趣和能力有選擇地自主學習。學生也可以隨時點擊查看每次上課課件，重點復習課堂中點“不懂”和收藏的內容，實現個性化學習。

（2）總結改進

教師依據學生課堂的學習情況、課后討論及投票情況，對教學全過程進行回顧與總結，記錄下教學設計，從而來優化教學方案、改進教學策略。

四、結束語

雨課堂支持下的智慧課堂模式基于混合學習理念，應用“云+端”設備，將移動技術與教學深度融合，直接、動態、即時的全過程學習數據，詳實記錄了課前-課上-課后教學全過程，整個教學過程的教學數據轉換為改進教學的決策依據，使教師的教學決策從以經驗驅動轉變為以數據驅動，“用數據說話”，展現了教師基于學習數據分析的教學機智。同時，智慧教學的模式融自主學習、協作學習和探究學習于一體，能培養學生獨立探究、合作溝通和創新能力，實現了課堂內外多渠道的交流互動，充分調動學生的積極性，從而提高課堂教學效率，促進教學效果。

當然，這種智慧課堂模式在不同學科教學中的應用，將存在新情況、新問題，有待研究者們根據教學實際去思考、更新和發展。筆者也將在目前對于智慧課堂研究基礎上繼續進行應用研究，積累實踐教學經驗，從而不斷改進和完善。

[1]孫曙輝,劉邦奇,李新義.大數據時代智慧課堂的構建與應用[J].中國信息技術教育,2015(13):112-114.

[2]孫曙輝,劉邦奇.基于動態學習數據分析的智慧課堂模式[J].中國教育信息化，2015，(22):21-24.

[3]卞金金，徐福蔭.基于智慧課堂的學習模式設計與效果研究[J].中國電化教育,2016，(2):64-68.

[4]做MOOC的學堂在線，推出教學工具“雨課堂”[EB/OL].http://learning.sohu.com/20160429/n446802038. shtml，2016-4-29.

[5]薛恒.智慧課堂教學模式的實踐探索——以魚洞二小智慧課堂教學模式為例[J].中國信息技術教育,2015, (Z2):89-92.

（編輯：郭桂真）

G434

：A

：1673-8454（2017）10-0014-04

全國教育信息技術研究“十二五”規劃2016年度專項課題“基于全過程學習數據分析的智慧課堂構建與實踐研究”（項目編號：166233253）。