基于雨課堂的“現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)”課程混合式教學(xué)研究

金世佳,王 瑜

(1.吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院 機(jī)械與土木工程學(xué)院,吉林 吉林 132021；2.長(zhǎng)春理工大學(xué) 文學(xué)院,吉林 長(zhǎng)春 130022)

1 混合式教學(xué)

近十幾年,為更好地提高教學(xué)質(zhì)量及學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,教學(xué)改革的步伐一直在繼續(xù),教學(xué)改革呈現(xiàn)井噴式發(fā)展[1],例如：慕課的使用、翻轉(zhuǎn)課堂的引進(jìn)、討論式教學(xué)的開展等,這些教學(xué)方法都是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的改革和嘗試,都可以稱為混合式教學(xué),部分課程取得比較好的成績(jī)。但2020年新冠肺炎的突然來襲,使生活發(fā)生了變化,互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)、大數(shù)據(jù)在生活中的使用更加普遍。為更好地抗擊疫情,減少人員密集,施行居家辦公,對(duì)于學(xué)校、教室等人員密集的場(chǎng)所,國(guó)家更是采取了長(zhǎng)期的隔離措施。學(xué)生在家進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)上課學(xué)習(xí),教師在家通過計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、線上授課軟件進(jìn)行線上教學(xué)。在線上教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)存在以下問題：不能更好地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)；學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性有所放松；教師在講課過程中受到使用設(shè)備的限制,對(duì)知識(shí)點(diǎn)的講解不夠透徹；通過對(duì)線上教學(xué)和線下教學(xué)的對(duì)比,二者在使用過程中都有不可克服的缺點(diǎn)和無可替代的優(yōu)點(diǎn),但是將線上和線下進(jìn)行有效融合,可以更好地發(fā)揮兩者的優(yōu)點(diǎn)、克服兩者的缺點(diǎn)。混合式教學(xué)又有了新的方式,即線上線下混合的教學(xué)模式。國(guó)外學(xué)者將混合式教學(xué)解釋為將移動(dòng)通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境、課堂面授共同參與的過程。由教師利用一定的教學(xué)軟件規(guī)劃設(shè)計(jì)課程、引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)及評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果。本文在線上線下混合的教學(xué)過程中,采用的授課軟件是雨課堂。

雨課堂平臺(tái)是由清華大學(xué)、學(xué)堂在線攜手研發(fā)的智慧教學(xué)工具,它可以為教學(xué)提供全新的教學(xué)體驗(yàn),使教師和學(xué)生間有更多的互動(dòng),使教學(xué)從某種程度上變得更加方便與快捷。雨課堂平臺(tái)僅是ppt中的一個(gè)插件,但電腦端一定要安裝2010版本及以上的Microsoft Office,或者安裝WPS Office個(gè)人版,才可安裝雨課堂平臺(tái)。雨課堂是在微信中開發(fā)的教學(xué)工具,在手機(jī)端使用雨課堂平臺(tái)時(shí)不需要額外下載雨課堂App,只要在微信中關(guān)注雨課堂公眾號(hào)即可。雨課堂的功能主要包括：(1)推送資源,可以是文字式的材料,豐富優(yōu)秀的慕課視頻資源,語音類的微課,還可以發(fā)網(wǎng)絡(luò)的鏈接及習(xí)題試卷等。(2)在課堂上組織各種活動(dòng),可以進(jìn)行課堂簽到,節(jié)省了點(diǎn)名時(shí)間,限時(shí)測(cè)驗(yàn)、隨機(jī)點(diǎn)名,可以發(fā)課堂紅包,還可以組織課堂討論及評(píng)論。(3)管理用戶,可以管理教師發(fā)布的習(xí)題、課件、試卷庫等。(4)收集數(shù)據(jù),課前答疑情況、在線答題、學(xué)生的互動(dòng)反饋信息。(5)群發(fā)公告,可以在平臺(tái)上發(fā)布文字、圖片、鏈接、附件等。教師在教學(xué)過程中,可以通過ppt插入習(xí)題發(fā)給學(xué)生,而且答題時(shí)間隨意設(shè)置,方便講解及測(cè)驗(yàn)。通過平臺(tái)發(fā)送彈幕、投稿、實(shí)時(shí)點(diǎn)名、課堂適時(shí)地發(fā)送紅包,可以使每個(gè)學(xué)生都能發(fā)言,進(jìn)行有效的教學(xué)互動(dòng)與交流。多樣性的題型：?jiǎn)芜x與多選題、主觀與客觀題。答題方式的多樣性：答題可以上傳附件、照片、語音、文字等,可以實(shí)現(xiàn)不同的答題形式。

雨課堂在教學(xué)過程中的引入,可以更好地解決及協(xié)調(diào)課前、課中、課后的各環(huán)節(jié)銜接。課前教師根據(jù)教學(xué)大綱的要求,整理學(xué)生的自主學(xué)習(xí)課件及習(xí)題,發(fā)送到雨課堂平臺(tái)中,學(xué)生可以自主學(xué)習(xí),通過習(xí)題可以檢驗(yàn)自己的學(xué)習(xí)效果。在課堂中,教師通過雨課堂平臺(tái)可以查閱學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,掌握學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)點(diǎn)及重點(diǎn)、難點(diǎn)的掌握程度,使教師的教學(xué)更具有針對(duì)性和方向性。雨課堂的引入使學(xué)生成為課堂的真正主體,學(xué)生可以有更多的時(shí)間、更多的方式與教師進(jìn)行交流及互動(dòng),從而可以進(jìn)一步提高教學(xué)效果。課后,為檢測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,可以通過雨課堂平臺(tái)發(fā)布測(cè)試題。為更好地掌握課上內(nèi)容,還可以在平臺(tái)上傳一些相應(yīng)的視頻、實(shí)驗(yàn)演示、好的慕課資源等,而且學(xué)生可以重復(fù)觀看這些資源。

2 課程概況

“現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)”課程是機(jī)械類專業(yè)的專業(yè)課,這門課程涉及的知識(shí)面多、廣,具有很強(qiáng)的學(xué)科交叉性及實(shí)踐性,需要學(xué)生有“控制工程基礎(chǔ)”“電工電子學(xué)”“高等數(shù)學(xué)”“微型計(jì)算機(jī)原理”等先修課程的基礎(chǔ)。本門課程的主要特點(diǎn)是綜合交叉性較強(qiáng),理論實(shí)踐性很強(qiáng),內(nèi)容分散抽象,不易理解[2]。為使學(xué)生對(duì)本門課程有更好的理解,將抽象性知識(shí)具體化、感性化,在學(xué)時(shí)安排上設(shè)置了8學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要是：金屬箔式應(yīng)變片的單臂、半橋、全橋性能比較實(shí)驗(yàn)；電感式、電容式傳感器的位移測(cè)量；電渦流式、磁電式振動(dòng)測(cè)量；電渦流式、壓電式轉(zhuǎn)速測(cè)量；熱電偶溫度測(cè)量。實(shí)驗(yàn)都是設(shè)計(jì)類的實(shí)驗(yàn),搭建測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試,首先進(jìn)行靜態(tài)測(cè)量,測(cè)量數(shù)據(jù),由數(shù)據(jù)得到測(cè)試系統(tǒng)的定度曲線,通過最小二乘法或端激發(fā)求出系統(tǒng)的擬合直線,在定度曲線和擬合直線下,求出系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標(biāo)(靈敏度、回程誤差、線性度),分析系統(tǒng)的靜態(tài)特性。然后對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量,考察系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性,分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)(快速性、準(zhǔn)確性)。實(shí)驗(yàn)不但可以使學(xué)生對(duì)本門課程有感性的認(rèn)識(shí),而且還可以利用控制理論對(duì)系統(tǒng)的分析,可以更好地鞏固相關(guān)知識(shí)。本門課程在教材的選擇上更是要做好調(diào)研工作,通過參考多本相關(guān)教材及與多所學(xué)校相關(guān)教師進(jìn)行溝通交流,根據(jù)學(xué)校的實(shí)際情況,確定了本門課程的教學(xué)目標(biāo)是：將理論知識(shí)與社會(huì)、科技發(fā)展相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生從事實(shí)際測(cè)試工作的基本能力和基本技能,內(nèi)容設(shè)置上更加注重基礎(chǔ)理論素質(zhì)及動(dòng)手能力的培養(yǎng),更加注重實(shí)踐的綜合性與應(yīng)用性。本門課程的理論學(xué)時(shí)為40學(xué)時(shí),講授的主要內(nèi)容：信號(hào)及其描述,主要包括信號(hào)的分類；利用傅里葉變換及傅里葉級(jí)數(shù),進(jìn)行周期與非周期信號(hào)的時(shí)域與頻域的相互轉(zhuǎn)換,得到頻譜；測(cè)試系統(tǒng)的基本特性,主要包括靜態(tài)特性,分析靜態(tài)特性指標(biāo)。在各種激勵(lì)下,得到系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性曲線,判斷系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能；推導(dǎo)不失真測(cè)試的時(shí)域與頻域條件；應(yīng)變式、電感式、電容式、壓電式、霍爾式傳感器的基本原理；信號(hào)變換及調(diào)理,電橋、調(diào)制與解調(diào)、濾波電路；利用傳感器對(duì)常見的物理量進(jìn)行測(cè)量(位移、振動(dòng)、溫度、流量及壓力)[3]。

3 雨課堂的安裝及課程的創(chuàng)建

3.1 雨課堂的安裝

雨課堂只是ppt的一個(gè)插件,PC端只需安裝2010版本及以上的Microsoft Office或者WPS Office個(gè)人版,都可以安裝雨課堂。它是基于微信開發(fā)的課堂工具,手機(jī)端不需要安裝雨課堂App,只需在微信上關(guān)注雨課堂公眾號(hào)即可使用。教師訪問http：//ykt.io/download,點(diǎn)擊“立即下載”即可,在網(wǎng)絡(luò)和硬件符合要求的情況下,按安裝向?qū)нM(jìn)行操作,安裝成功后打開ppt,在菜單欄中會(huì)出現(xiàn)“雨課堂”字樣[4]。

3.2 雨課堂授課

電腦端首次登錄雨課堂需要在手機(jī)微信端先關(guān)注雨課堂公眾號(hào),在ppt的工具欄中點(diǎn)擊“微信掃一掃”,用手機(jī)微信掃碼,手機(jī)雨課堂公眾號(hào)中就會(huì)收到一個(gè)4位的登錄驗(yàn)證碼,在電腦端輸入驗(yàn)證碼即可。登錄成功后會(huì)在屏幕左上角工具欄中的用戶登錄處顯示教師的微信頭像和名稱,此時(shí)教師就可以進(jìn)行授課了。

3.3 創(chuàng)建課程及班級(jí)

有兩種方式進(jìn)行創(chuàng)建：手機(jī)端及電腦端。此次教學(xué)改革采用的是電腦端進(jìn)行創(chuàng)建。具體操作過程如下：ppt—雨課堂—微信掃一掃—開啟雨課堂授課—系統(tǒng)提示創(chuàng)建課程和班級(jí)。

學(xué)生加入雨課堂班級(jí)有兩種方法：課堂和課下。課堂加入方式有效期為當(dāng)次課程授課時(shí)間,下課后立即失效。所以,該教學(xué)主要采用課下方式,讓學(xué)生加入班級(jí)步驟如下：手機(jī)端打開雨課堂公眾號(hào)—我的—課程—選擇班級(jí)—成員管理—邀請(qǐng)學(xué)生—出現(xiàn)二維碼及班級(jí)邀請(qǐng)碼,將此截圖發(fā)給學(xué)生,即可加入班級(jí)群。

4 雨課堂的功能及使用

雨課堂的功能很多,由于在本次課改過程中,雨課堂僅作為教學(xué)的輔助手段,所以僅用到以下3個(gè)功能[5]。

(1)課堂測(cè)驗(yàn)：教師可以在ppt中插入習(xí)題,上課過程中根據(jù)課上需要發(fā)給學(xué)生,而且可以控制答題時(shí)間,教師可以看到學(xué)生的答題情況,能夠了解學(xué)生知識(shí)點(diǎn)的掌握情況,這樣可以使教學(xué)更有針對(duì)性。

(2)課堂互動(dòng)：基于雨課堂的教學(xué)中,可以通過彈幕、投稿、隨機(jī)點(diǎn)名等功能,學(xué)生在課上可以隨時(shí)發(fā)言,增加師生的互動(dòng),提高課堂的教學(xué)效果。

(3)推送習(xí)題作業(yè)：雨課堂中題型可以多樣化,例如單選題、多選題、主觀題。答題方式可以上傳附件、拍照、輸入文字等,可以實(shí)現(xiàn)不同的答題需求,從而減輕教師布置、收、批改作業(yè)的工作量,使教師可以留下更多的時(shí)間從事教學(xué)。

5 總結(jié)

經(jīng)過實(shí)踐后,雨課堂在教學(xué)中的引入可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。屏幕互動(dòng)可以減少一部分學(xué)生因性格內(nèi)向而不愿與老師進(jìn)行面對(duì)面溝通,能夠有效地進(jìn)行交流,及時(shí)解決學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的問題與疑惑[6]。通過在雨課堂平臺(tái)中上傳優(yōu)質(zhì)的視頻及慕課資源,學(xué)生對(duì)傳感器可以有更直觀的認(rèn)識(shí),可以使學(xué)生能夠更好地應(yīng)用傳感器,設(shè)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)。利用雨課堂的錄播功能,可以把教師的每次講課以語音的形式保存好,學(xué)生可以反復(fù)聽教師的授課內(nèi)容,有助于對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)的把握。現(xiàn)在很多課程在課改過程中采用的是翻轉(zhuǎn),這要求學(xué)生在課前進(jìn)行預(yù)習(xí)、準(zhǔn)備,學(xué)生一學(xué)期要同時(shí)學(xué)習(xí)多門專業(yè)課,學(xué)生為完成老師交待的任務(wù),可能會(huì)出現(xiàn)應(yīng)付現(xiàn)象,這樣不僅學(xué)生的課前時(shí)間沒有充分利用,而且導(dǎo)致課堂時(shí)間更是無效的,課堂翻轉(zhuǎn)沒有達(dá)到預(yù)期效果。所以筆者認(rèn)為,在本科學(xué)習(xí)階段,課堂的時(shí)間很寶貴,教師應(yīng)該花更多的時(shí)間與精力準(zhǔn)備授課內(nèi)容,把授課內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)講透、講好,而不是讓學(xué)生花費(fèi)更多的時(shí)間去準(zhǔn)備陌生的知識(shí)。再者,翻轉(zhuǎn)課堂對(duì)老師的知識(shí)儲(chǔ)備要求更高,教師的理論水平如果沒有一定高度和深度,那么翻轉(zhuǎn)課堂就是空談。本次整個(gè)課改過程更加注重的是課堂、課后學(xué)習(xí)的效果和知識(shí)點(diǎn)的鞏固,讓學(xué)生在放松的環(huán)境中去學(xué)習(xí)和領(lǐng)會(huì)本門課程的主要內(nèi)容和核心思想,可以讓學(xué)生對(duì)課程有更好把握,為以后能夠更好地駕馭本門課程的知識(shí)奠定良好的基礎(chǔ)。