淺談雨課堂在普通物理基礎教學中的應用

王晶晶，宋昌盛，趙廷玉

（浙江理工大學 理學院，浙江 杭州）

2014年9月國務院發布《關于深化考試招生制度改革的實施意見》，浙江、上海率先試點高考改革，取消傳統的文理分科制度，實行“3+3”新高考選科模式。新高考下學生可以自主決定科目組合，擁有了更充分的自由選擇權，但同時給高中課程教學和大學專業教學帶來了新的挑戰。2017年秋季，首批新高考政策下的學生開始進入各個高校學習。作為浙江省的理工科高校，我們學校迎來了近四百名未選考物理的理工科學生，對這部分學生來說，大學物理是他們必修通識課程，而他們卻不具備目前大學物理學習的先修知識，因此，學校新開設一門普通物理基礎課程，作為高中物理和大學物理的銜接課程。

普通物理基礎作為大學物理的先修課程，是非常重要的一門基礎通識課程，而只學考物理的學生所掌握的物理知識點僅涵蓋力學和部分電學內容，學考后又有一年多的時間沒接觸過物理，如何上好這樣一門課程是非常具有挑戰性的。為此，在開設本課程的第二輪教學中我們引入了雨課堂智慧教學模式，以期讓學生能更快適應大學的學習方式，更好地掌握必要的基本物理概念和規律，激發他們學習物理的興趣。

一 普通物理基礎課程的教學現狀

（一） 目前沒有可參考、可借鑒的優秀教學方案

普通物理基礎是2017年針對新高考背景下學生物理知識儲備不足所開設的一門基礎通識課，在此之前，浙江省乃至全國沒有一個高校有開設這門課的經驗，因此沒有有益的教學經驗可以借鑒學習。

（二） 大班課堂中學生人數眾多

2017-2018學年第一學期，為幫助在新高考中未選考物理的大一新生能更好地適應接下來的大學物理課程學習，增設了普通物理基礎課程。根據學生必修《大學物理》課的時間和物理系教師的教學任務，首期開設兩個班，學生總人數在兩百人左右，平均每個班有將近一百人，剩余學生在2017-2018學年第二學期選修。而到2018年秋季學期，需要選修普通物理基礎課程的學生人數倍增，達到近四百人。根據調查，未來幾年物理選考的形勢還是不容樂觀，使缺乏物理基礎知識的大一新生人數還將持續增長。

（三） 年輕教師承擔《普通物理基礎》課程的教學任務

由于普通物理基礎課決定開課時間較晚，新學期已經開始，物理系各位老師的教學任務已經安排妥當，最終安排由兩位年輕教師來承擔這門課的教學任務。面對如此重要的過渡課程，年輕教師的教學壓力較大，既需要了解學生高中物理掌握的情況，還需要掌握大學物理課所要求的物理基礎知識點。只有在熟悉學生的學情和課程的教學目標的情況下，才能優化選擇本門課程的教學內容。

（四） 普通物理基礎課時少、課堂內容多

普通物理基礎課的受眾學生只有學考物理，而物理學考是作為以知識普及為目的考試，所囊括的知識點很少，這與選考物理的考生之間存在著很大的差距。而目前教務處允許的普通物理基礎課只有32學時，要求在32個學時下銜接好高中物理和大學物理課程的知識點，難度是很大的，課堂教學內容很多，所以給如何精選教學內容提出了很高的要求。

（五） 學生缺乏學習物理的興趣

對于這部分沒有選考物理的學生，他們或因為對物理不感興趣，或因為覺得物理太難而不敢選考，而且他們在高中學考物理之后就不再接觸物理，經過一年多的時間，對原來所掌握的物理知識也已經開始生疏，使得如何在課堂上吸引學生學習物理的興趣更加地困難，也顯得更為重要。

（六） 手機、低頭族對課堂的沖擊很大

智能手機的普及讓手機已經完全滲透在我們的校園生活中，學生人手一部手機已經是司空見慣的現象了，校園內隨處可見低頭一族，學生上課不帶課本必帶充電寶，每隔幾分鐘就刷微博、微信、朋友圈似乎已經成為大學生的常規動作。為提高學生的抬頭率，很多高校的課堂采用“手機入袋”的方式，在上課前讓學生將手機放進提前準備的布袋中收集，待下課后再歸還學生，這種方式雖能在一定程度上控制學生上課玩手機的現象，但同時也使得更多的學生為了應付這一措施也擁有不止一部手機，造成了更重的家庭經濟負擔。因此，如何轉堵為疏，如何使手機成為課堂的教學手段將是更有效的改善課堂教學質量的措施。

綜上所述，基于普通物理基礎課程特點和課堂現狀，如何應用現代教育技術豐富教學形式、提高教學質量、保障課堂教學效率，是亟待解決的問題。本文以普通物理基礎這門課程為例，以18級學生為載體，提出“雨課堂”下普通物理基礎課程的課堂改革策略，建設高效的教學和學習的有效合作體系，并進行混合式課堂教學模式的研究與實踐，并對初步的實踐效果進行總結和分析。

二 雨課堂智慧教學簡介

2016年4月，國內知名MOOC平臺“學堂在線”和清華大學聯合推出一款輕量級的智慧教學工具，名為“雨課堂”，是清華大學的一項教學研究成果，集線上、線下教學于一體，旨在打造智慧課堂，實現課前、課中和課后的全過程跟蹤[1,2]。區別于其他的教學工具，雨課堂無需安裝其他軟件，將復雜的信息技術融合到微軟PowerPoint和微信中，將教學與反饋的各教學環節有機組合在一起[3]。通過微信端的雨課堂，教師可以在課前推送預習材料和課堂提綱到學生手機，學生可以自主學習預習知識，并反饋疑難知識點給老師,以實現因材施教；課堂中，雨課堂可以將教學PPT同步推送到學生手機，學生可以在存疑的PPT下方標注“不懂”實時反饋給教師，實現師生間實時、有效互動，而彈幕、紅包等方式還可以活躍課堂氣氛；課后，雨課堂會將學生的課堂表現統計數據發送給教師，學生可以在手機上隨時隨地復習課堂內容，進行在線討論，完成教師推送的拓展練習等[4]。雨課堂智慧教學功能簡介如圖1所示，可以提供教學全周期的數據支持、個性化報表等功能，輕松實現課前、課中、課后每一個教學環節的師生有機連接，實現智慧教室，是混合式教學模式創新方面的有效嘗試[5,6]。

三 基于雨課堂的智慧教學實踐與評價

（一） 雨課堂智慧教學應用實踐

經過一輪傳統課堂教學，在對課程教學目標、教學內容、學生情況、課堂教學現狀等進行總結分析的基礎上，結合雨課堂的功能特點和智慧教學、混合式教學等理念，設計了基于雨課堂智慧教學環境的課堂教學活動，并在2018年秋季學期實施研究。在實踐過程中始終堅持突出學生的主體地位，充分發揮雨課堂實時互動和數據驅動的優勢，發揮教師的主導作用，充分調動學生的參與度和積極性。

基于雨課堂的智慧教學模式設計如圖2所示，雨課堂使得教師和學生、“教”與“學”充分結合在一起，將課前、課中、課后有機統一起來。在課程開始前，教師在“雨課堂”中創建“普通物理基礎”課程，在該課程下設置班級名稱，可以直接邀請學生，或在第一次課前將課堂邀請二維碼投影到大屏幕上，學生通過登陸微信掃描二維碼加入到課程中，以后每次課前通過掃碼、課堂暗號等進入課堂。基于學情分析，課前教師需要拆分原有知識體系，將學生能通過自學理解的基本知識點放在課前預習資料中，以騰出寶貴的課堂時間給重、難點精講練習。課前推送的預習材料可以包含慕課視頻、課堂提綱、預習要點等，時間不要過長，以免學生產生畏難情緒。學生在課前自主學習教師推送的預習材料，可以給教師投稿疑難之處，也可以進行在線討論。雨課堂將學生自主學習情況反饋回教師，教師在對數據分析的基礎上調整課堂設計，有的放矢地開展課堂教學。課堂中，教師講解的課程PPT能過雨課堂同步推送到學生手機端，并長期保存在學生的課程內，方便學生回顧內容，并且有疑惑之處可以通過“不懂”按鈕實時反饋給老師，重點頁面可以“收藏”。學生在手機上參與教師設置的課堂練習，雨課堂會及時精確反饋學生對知識點的掌握情況，教師可以動態調整教學內容和方法，提高教學質量。課堂中的彈幕、紅包等方式，使得課堂更加生動活潑，同時也增加了師生間的有效互動。課后，教師在分析學生課堂表現數據的基礎上，推送復習提綱，引導學生在線討論，拓展課程內容。

（二） 雨課堂智慧教學效果與評價

我們將實施雨課堂智慧教學的學期（2018201901學期）作為實驗組，而2017年秋季學期（2017201801學期）作為對照組，對比學生期末考試成績，總結雨課堂智慧教學模式實踐效果。采用雨課堂智慧教學后，學生的期末考試平均成績由58.3分提高到65.2分，期末考試最高分由85分提高到98分。從圖3可以看到，良好、優秀的學生比例明顯提高，而不及格率明顯下降。從學生的學習成績可以看出，雨課堂智慧教學方式確實可以在一定程度上提高教學質量，改變傳統灌輸式教學思路，更加注重學生的自主式學習，將教學的各個環節都緊密聯結一起，有效改善高校中低頭族的學習狀況。另外，基于大數據統計的雨課堂，可以量化學生的平時學習表現，教師可以客觀、公平、公正地對學生進行過程性評價，“預警”學生也可以及時糾正自己的學習態度。

四 結語

雨課堂簡單易用、個性化學習、大數據采集等優勢，有效改善了普通物理基礎課程大班教學中存在的各種問題。與傳統課堂相比，基于雨課堂的智慧教學課堂，實現了課堂內、外多渠道的互動交流，學生學習的時間和地點不受限制，學習資源更加豐富，鍛煉了學生自主學習和協作學習能力，提高了課堂教學效率，促進了教學效果。但如何將雨課堂應用于打造智慧課堂，對于不同學科的教學來說，將會產生新的問題，需要一線教師們根據實際情況思考和拓展應用，不斷積累實踐教學經驗，從而不斷改進和完善。