基于“雨課堂”和PBL的雙輪驅動式教學研究

袁 娜，馬 壯，董翠英

(1.唐山學院 智能與信息工程學院,河北 唐山 063000；2.唐山市智能運動控制系統重點實驗室，河北 唐山 063000)

0 引言

傳統式教學，學生課堂的關注度較低，課堂效率差，學生很容易被手機等電子產品吸引而轉移注意力；從教學內容上看，相關技術的飛速發展，教學內容已經不能僅僅局限于課本上的硬知識，急需補充更多的新聞式知識，豐富學生的知識面和視野。因此仍采用單純的課堂教學，將知識的來源局限于老師課上講解已經遠遠不夠。

隨著信息技術教育應用進入與課程整合的新階段，越來越多的混合式教學方法在高校中積極探索，“雨課堂”[1]的出現，給混合式教學帶來了新的生機，給高等教育模式注入了新的活力，通過多學科[2-4]的積極嘗試，取得了較好的課堂效果?！坝暾n堂”是信息技術發展到現在的又一新型智慧教學工具，結合了教師教學常用的多媒體方式PPT以及師生都使用的微信，加入MOOC等大數據擴展功能，將多種教學模式打包融合。綜合各研究人員關于“雨課堂”教學工具的探討[5-7]，更側重于介紹“雨課堂”的功能特點，而對于如何將“雨課堂”與傳統課堂結合打造智慧課堂或混合式教學，并對教學模式改進的效果進行評判，并沒有更為深入的研究。

因此，本文以“雨課堂”為教學輔助工具與PBL形成雙輪驅動式教學。針對新工科背景下知識難度偏大、應用性強、多學科交叉的“機器人學”課程進行實踐，從課前、課中到課后立體式雙輪學習模式，引導以學生為中心的主動式學習的課程教學，培養學生自主解決問題和困難的能力。通過對教學模式和教學布局進行詳細分析，將本科“機器人學”教學工作進行改革探索，為各學課的混合式教學和項目推進式線上教學提供參考。

1 模式定義

通過結合“雨課堂”和PBL的教學改革模式，促使學生能夠養成積極的學習態度和主動學習的習慣，引導學生以項目小組為單位，主動進行預習、記錄、復習、查缺補漏的系統學習方法，以興趣為引導進行科學并且切合自身特點的學習，通過一個項目貫穿整個教學內容，讓學生隨著課程進展解決項目中的逐個問題，最終完成整套項目方案，很好的將理論延伸到實踐。同時，項目的選擇是學生自行決定的、自己感興趣的內容，由教師進行把關、修改和完善選題內容，達到課程目標要求。

1.1 教學過程

課堂中，將“雨課堂”和多媒體等信息化教學方式作為輔助工具，針對課程特點，選擇結合實際案例和工廠應用實際的視頻來展開理論講解。按照聽課注意力曲線特點，適時適量增加特定環節，注意難點重點與簡單知識點的交替講解，實現信息接收的最大化。

對于PBL的展開方式，通過小組內部定期討論和集中視頻討論的方式，每周進行項目內容的討論，隨著機器人學知識的學習，不斷增加項目功能、調整方案設計、增加功能實現的具體步驟，最終要呈現一個可行的、有實用價值的機器人設計方案。

1.2 教學評價

不同的教學模式因其教學目標、教學實現方法等因素的不同，而具有不同的評價方法和標準[8]。通?？荚囌n程的成績由平時成績和期末考試成績組成，平時成績又包括實驗成績、出勤表現成績、作業成績等幾方面。通過“雨課堂”的數據統計和隨堂測驗等多種輔助教學方式，可以將模糊的平時成績很好的量化，從每次的出勤統計到隨堂測驗的分數再到每次作業的在線提交，都可以通過軟件導出數據，既方便教學統計，又讓學生自己對自己的成績做到心里有數。

對于PBL的評價方式，采用小組互評和項目說明書綜合評分的方法，旨在體現每個學生對于小組項目展開的推進作用和綜合實踐能力。

2 教學模式

針對機器人學內容的特點，結合自動化專業學生知識結構和未來就業方向的特點，在傳統工業機器人課程中增加并突出機器人控制、機器視覺控制、機器人傳感器融合及控制、軌跡規劃及避障、機器人導航技術的內容。整個教學的展開，是以學生為中心，“雨課堂”和多媒體教學的輔助方式，將學習從單一的課上轉變為從課上到課下的全方位立體式的學習，初步構建了雙輪驅動教學模式，如圖1所示。包括課上到課下延伸、課上的多形式調動、全程的教學效果反饋、課終的系統復習。

圖1 雙輪驅動教學模式

2.1 課上到課下延伸

首先，從單一的課上學習，到課前的預習和課后的復習，做到課上到課下完整延伸。其次，“雨課堂”對于學生和教師來說，它的各種功能是基于微信和文檔，不會造成額外負擔，使用方便。尤其是目前各直播課堂軟件普遍存在操作復雜，一個軟件還不能滿足需要，需要多個軟件共同使用，插件占內存大，給教師和學生造成了不小的負擔。因此“雨課堂”極大的減少了教師和學生不必要的負擔。

在課前預習環節，根據課程內容特點，提供課程引入視頻和課程預習提綱，將課程的準備知識完整的交代給學生，引起學生學習興趣為主要目的，可以設置幾個思考問題，激勵學生主動尋找問題和興趣點。切記將書本中新知識提前交代給學生，反而給學生造成學習負擔，降低課堂的教學效果。

在課后學生的復習階段，對于一些不懂的知識點可以在課程討論區發送帖子，進行提問，教師根據問題對學生進行個性化指導，同時對于普遍存在的問題可以在討論區進行集體討論，各抒己見，師生互動的帖子內容，所有課程班級中的師生均可以隨時評論、點贊、回復，有利于知識的鞏固和加深。對于項目的開展，以組內討論研究、定期師生討論、課下軟硬件系統設計為主要形式，結合每次課程的介紹內容和功能展開，不斷完善設計，達到實用性和合理性設計要求。

2.2 課上的多形式調動

據相關研究統計表明，成人的高度集中的注意力只能保持20分鐘。當前高校上課，一堂課多為兩節，也有連上三節的。當連續上課一上午或者一下午時，學生會感覺疲憊，注意力分散，這就需要教師及時活躍課堂氣氛，在“雨課堂”中，設置了限時題目推送、彈幕互動、圖文投稿等功能，還有調動學生積極性的隨機點名、紅包等。增加與學生的互動，讓學生注意力重新回到課堂上來。因此對于課程環節設置，每節課要設置2～4個調動課堂積極性的課程環節，尤其是在講解課程重點或難點時，以此來保證教學效果。

同時，課堂推送的PPT是知識點的重點框圖或提綱，并不是代替課本而不用思考的答案。用于輔助課上學習和做筆記，而不是上課聽講時的負擔，或者造成只看手機不需要聽講的后果。

2.3 全程的教學效果反饋

課前預習情況的反饋、課中“不懂”功能的合理使用和反饋、課后討論和留言的情況，都是對課程教學情況的實時反饋。對于課前預習計劃的布置，在雨課程平臺可以看到完成預習的人數、預習時長、查看課件人數，課件查看頁數等。在課程進行中，對于一個重點知識點講解后，可以通過題目推送，實時掌握學生知識點掌握情況，同時每個同學也能看到班級整體的正確率。同時可以通過分組討論和選擇幻燈片是否聽懂功能，來實時掌握學生掌握知識點的情況。課后的小測或作業，也可以在線完成，對于每個同學不僅可以實時看到自己掌握知識的情況，還能橫向比較查找不足。老師也可以更直觀的掌握每個同學的學習情況。

教學中，往往知識點是一環扣一環，環環相連，一環不懂，不僅后面知識點難以理解，還打擊了學生積極性，造成跟不上就不聽的現象。因此通過課上的實時反饋，對超過50%的不懂的知識點可以再次講解，突出分析過程并隨機提問；對于30%～50%不懂的知識點，可以通過小組討論互相提問回答的方式，鼓勵自行查找不足并討論解決，加強學生自己解決問題發現問題的能力。

2.4 課終的系統復習

每次結課后，盡管重點知識強調了一遍又一遍，但由于信息量大，知識密度集中，學習自主性不夠的同學很容易不知道從何入手。有了“雨課堂”之后，每個同學可以根據自己學習情況進行系統復習。對于學習情況較差的同學，可以系統的從每次課程的預習-課程內容-“不懂”的內容依次進行，由淺入深回顧課堂內容，進行復習。對于學習基礎較好的同學，可以從問題入手，依次查閱“不懂”標記的PPT，倒推難點，形成知識網絡進行有針對性的復習和總結。

3 結語

通過目前線上、線下教學的情況，利用“雨課堂”輔助學習，配合PBL展開教學，提高了學生學習興趣和主動性，對于作業中布置的開放性題目，主動搜集相關資料，開啟腦洞式思考，相比傳統教學模式死板的思維方式，更利于學生創造能力的培養。比如針對目前防疫機器人的研制和使用，學生討論過程中就聯想到科幻電影《普羅米修斯》中的手術機器人，并對這一想法進行了詳細的分析和論證。

因此，“雨課堂”和PBL的雙輪驅動式教學，取得了良好的教學效果。根據課程特點，制定的教學布局，包括課上到課下的延伸、課上的多形式調動、全程的實時反饋、課終的系統復習環節四大方面，最大限度提升學生的自主學習、自我管理、團隊協作的能力，學生課堂學習的注意力和聽課率明顯提高，增加了對重點和難點知識的理解力。通過定期反饋統計數據和討論問題，可以及時發現后進學生，及時查找問題，提高了學生學習的參與度和積極性。與往屆相比，教學質量有了明顯提高。學生的積極性更高，激發出學生更多的創新想法并積極以項目方式推進。由此，探索適合學生的多模式課堂驅動是可行且有效的。