基于雨課堂的“水力學”課程混合式教學模式探索

周賽軍 鄧仁健

（湖南科技大學土木工程學院 湖南·湘潭 411201）

0 引言

在傳統的“水力學”課程教學過程中，基本上都是圍繞教材，采用教師課堂講授并輔以PPT課件播放的形式來展開教學，教師對學生進行的是填鴨式、獨角戲式的單向知識傳授。這種教學模式很容易形成以“以本為本”和缺乏有深度的教學氛圍，不利于學生學習積極性和主動性的提高。近年來，全國掀起工程認證的高潮，“水力學”作為土木工程專業一門重要的專業課程，教學內容僅靠20來課時的課堂教學很難被學生理解和掌握，導致學生厭學情緒比較嚴重，進而影響到該課程的教學效果。因此，傳統的單一線下教學模式已經無法滿足“金課”建設的要求，新教學模式的引入迫在眉睫。本文結合線上已有的教學資源（MOOC、SPOC、智慧樹等），將基于“雨課堂”的線上線下混合教學模式應用于水力學課程教學，旨在探索線上線下混合教學模式中如何培養學生的學習策略、提高和改善學習行為、提高學生的學習熱情與主動性，切實提高該課程的教學質量。

1 基于雨課堂的水力學線上、線下混合式教學模式的構建

水力學是土木工程專業重要的專業理論課之一，水力學教授內容主要由水靜力學、水動力學基礎、水頭損失、有壓管道的恒定流動、明渠恒定流、堰流、滲流等幾個部分組成，其中水靜力學與水動力學是水力學的核心內容，主要涉及高等數學(包括導數、積分等內容)、理論力學（靜矩、慣性矩、平行移軸定律）、材料力學等內容。

水力學的學習要求學生有寬廣的知識面，靈活運用水力學中基本概念、基本理論與分析方法解決工程中的實際問題。為了將水力學基本知識內化為工程素養，教師需要更多設計促進師生互動和交流的教學活動。在提倡素質教育、工程認證的教改背景下，傳統的填鴨式、獨角戲式的單向課堂授課教學模式已不能適應新時代的發展。2019年起，我院對水力學課程的教學大綱、教學內容及教學方法等進行了教學改革：淘汰“水課”，建設“金課”。本文嘗試采用學校教務系統中“自主學習中心”構建了線上線下協同教學的混合式教學模式。目前我校主要采用由清華大學與學堂在線共同開發的雨課堂智慧教學工具，該平臺在電腦端與微信端課完美銜接，操作界面簡單，使用不受地點、時間的限制，能與移動互聯網時代完美契合。基于雨課堂的教學平臺，許多新型教學設計可以快速實現，且能貫穿于線上、線下全部教學過程，混合教學模式效果顯著。

雨課堂基于大家最熟悉的兩個軟件微信和PPT，授課教師可以在電腦端編輯課件（PPT、word、音頻、視頻等）推送至微信，教師與學生在手機上以微信客戶端的形式登錄并進行教學活動。通過雨課堂平臺，我們對水力學課程進行了混合式教學的構建（見圖1）。通過線上線下相互補充，教師在“課前、課堂、課后”全程引導學生進行學習。傳統的PPT與流行的微信結合使混合式學習更加高效、便捷。

圖1：水力學混合式教學模式簡圖

1.1 課前準備階段（線上學習）

教師以PPT的形式，推送相關水利工程視頻、章節導圖、教師自錄部分微課（包括液體的主要物理性質—粘滯性、靜水壓強定義及特性、作用在平面/曲面上的靜水總壓力、恒定總流的能量方程、恒定總流的動量方程、局部水頭損失、薄壁孔口恒定出流、管嘴恒定出流、短管的水力計算）等內容，讓學生自主展開學習。雨課堂的課堂測試主要包括客觀題（填空題，選擇題）和主觀題（簡答題、知識綜合運用題），在電腦上操作非常簡單。課前學習采用預習+習題相結合的發布形式，適當布置主觀與客觀相結合的預習作業，既能提高學生的自主學習能力，也能對學生預習的效果進行評估。根據學生預習過程中存在的問題，線下授課時進行有針對性的講解。

1.2 課堂教學階段（線上線下混合學習）

（1）課堂考勤。以往課堂考勤都是在課堂上逐一點名的方式，不但浪費大量的時間，而且在點名過程中有同學亂答到。雨課堂模式下學生可以通過手機微信掃碼課程的二維碼輸入課堂暗號進入在線課堂，為照顧遲到的同學教師可以在黑板上寫下課堂暗號以方便學生進入課堂。雨課堂后臺記錄了學生的掃碼進入課堂的時間，期末考試時可以直接導出學生的簽到情況作為學生的考勤依據（見圖2）。

圖2：學生簽到情況

（2）課堂授課。雨課堂作為PPT的插件，教師在最熟悉的PPT界面里開啟雨課堂即可授課，學生可以通過手機/投屏進行課堂學習，課件同時被推送至微信端，完美實現線上線下學習。雨課堂在教師與學生的互動功能十分強大，學生在課堂上沒聽懂的地方可以在手機上繼續學習，若還沒學懂可以將不理解的PPT標注后通過手機發給教師。此外，學生小組還可以通過課件進行知識點專題匯報，教師可以做總結。雨課堂教學模式融自主學習、合作學習、探究學習于一體，培養了學生自主探究、合作交流溝通和創新能力，實習了線上、線下的交流互動，充分調動了學生學習的積極性，從而提高了課堂教學效果，基本解決了到課率、抬頭率、入腦率—“三率”較低的問題。

（3）課堂測驗。課堂講解、課堂測驗是水力學學習一個重要形式。雨課堂的課程測驗功能強大且操作簡單，教師可以在PPT里直接編輯或者直接批量導入Word文檔，且測試題的題型非常豐富。教師在課堂測驗發布后，學習可以在規定的時間內在手機微信端完成作答，教師可以直接通過手機實時查看學生的答題情況。雨課堂對學習答題情況進行統計分析，顯示答題正確率和各選擇項的人數分布情況，方便教師了解學生對知識點的掌握情況并進行針對性的講解。此外，雨課堂中的隨機點名、彈幕、發放小紅包等小功能都能調節課堂氣氛，提高課堂的趣味性，顛覆了傳統教學中教師講、學習聽的模式。

1.3 課后提升階段（線上線下混合學習）

課后，學生可以在手機/電腦微信端隨時瀏覽教師授課課件，完成教師布置的課后延展閱讀及課程作業。教師可以在雨課堂討論區發起專題討論，學生可以積極參與。每個學段結束后，教師可以發布學段測試題，測試題目大部分來源于課題組精選試題或注冊結構工程師/巖土工程師基礎科目試題。學生不明白的試題可以發私信聯系老師。

1.4 數據整理

雨課堂的教學日志可以在教師微信端完整的展示，主要包括：每次課的考勤數據、課件數據（不懂課件顯示、學生對課件的評價）、學生答題數據，教師可以隨時通過手機端查看數據，方便進行教學反思達到持續改進的目的。教師還可以在電腦端使用雨課堂的批量數據導出功能，以Excel格式將每次課的數據導出，特別是同學的學習數據，包括每位學生課堂測試的得分（優秀學生、警示學生情況）、課件查看、考勤次數、課堂師生互動次數等，這為水力學課程的期末總評成績的評定提供了有力依據。

1.5 成績考核

水力學課程實行過程性評價與終結性評價相結合的方式，對學生的學習過程情況分類考評并折算成相應分數并體現在課程最終的成績中。過程性考核與期末考試是課程考核的兩大部分：過程性考核占50%，期末考核占50%。其中，過程性考核由四部分組成：考勤占20%（根據雨課堂平臺后臺的掃碼簽到數據），課堂表現占40%（包括課堂參與度、發帖提問評價、課堂測驗、小組討論、互動分享等內容），課后作業占20%，課程實驗占20%（包括實驗考勤、實驗報告完成情況）。期末考試內容重點考查課堂上講解的內容。引入雨課堂混合式教學后，過程性考核占比從原來的20%上升至50%，可以有效推動學生學習方式的改變，促進學生學習的主動性與積極性，多種考核方式也能更加公正評價學生全面發展的能力。

2 結語

基于“雨課堂”的混合式教學模式的教學實踐探索，利用操作簡單的雨課堂智慧型教學軟件，實現了課堂教學和自主學習的高效結合。這種教學模式優化了教學體驗，幫助學生充分利用碎片化的時間自主學習，滿足了他們在多種環境下的個性化學習的需要，進一步提升了水力學教學效率和學習效果。同時，課程評價采用過程性評價與終結性評價相結合的方式，通過雨課堂后臺所掌握的學生學習、考勤數據，便于教師及時、準確了解學生的學習情況，調整教學方式，改進教學方法。

從水力學教學實踐來看，雨課堂混合式教學整合了線上、線下的各種教學資源，拓展了課堂教學的空間和時間，符合工科專業課程教學的現實需要，有助于提高教學質量，促進學生學習效果的進一步提升，從而推動信息化背景下基于數字技術的水力學教學改革的發展。