基于雨課堂的“食品機(jī)械與設(shè)備”課程有效教學(xué)模式的研究

劉曉麗，于泓鵬，吳克剛

廣東工業(yè)大學(xué)輕工化工學(xué)院（廣州 510006）

2020年初突如其來的新冠肺炎疫情，對學(xué)校的正常開學(xué)和課堂教學(xué)造成了極大的影響。為了適應(yīng)全民抗疫的特殊形勢，全國高校開展了大規(guī)模的在線教學(xué)，保證了本科教學(xué)的正常有序進(jìn)行。與此同時(shí)也推動現(xiàn)代教育技術(shù)在高校教學(xué)中的應(yīng)用，極大地豐富了教育資源并拓展了學(xué)習(xí)環(huán)境[1]。恢復(fù)正常的課堂教學(xué)后，基于各種網(wǎng)絡(luò)平臺、MOOC等網(wǎng)絡(luò)資源和“雨課堂”等智慧教學(xué)軟件開展的教育教學(xué)改革和課程建設(shè)仍在如火如荼的進(jìn)行[2]。通過教學(xué)模式改革，新型教學(xué)技術(shù)應(yīng)用以及先進(jìn)教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變，極大地促進(jìn)了課堂教學(xué)效果的提升，使得高校教育教學(xué)改革迎來了黃金時(shí)代[3]。據(jù)此背景，結(jié)合“食品機(jī)械與設(shè)備”課程特點(diǎn)，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果為總體目標(biāo)，進(jìn)行了基于雨課堂的教學(xué)模式設(shè)計(jì)和實(shí)踐，并分析了該模式的教學(xué)效果，以期為該課程的教學(xué)改革提供思路和借鑒。

1 基于雨課堂的教學(xué)模式設(shè)計(jì)

“食品機(jī)械與設(shè)備”是廣東工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)的核心課程，是培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)的重要課程之一。課程內(nèi)容抽象、枯燥，要求學(xué)生有一定的空間想象和工程基礎(chǔ)知識，要實(shí)現(xiàn)課程的有效教學(xué)，需要從課程內(nèi)容、授課方式、評價(jià)方式等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，尤其是100人左右的大體量課堂教學(xué)而言，師生互動少，學(xué)生參與度低，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，難以達(dá)到預(yù)期的課程教學(xué)效果[4]。課程考核方式大多以結(jié)果性評價(jià)為主，忽視了過程考核及學(xué)生分析問題能力的考察[5]，難以真實(shí)有效地反映課程目標(biāo)的達(dá)成情況。

雨課堂作為一款智慧教學(xué)軟件，具有簡單易操作和互動性強(qiáng)的特點(diǎn)，已經(jīng)在全國高校進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用[6]。雨課堂教學(xué)模式覆蓋了教與學(xué)的課前、課中、課后的各個(gè)環(huán)節(jié)，可以快捷地實(shí)現(xiàn)教師對教學(xué)全周期的數(shù)據(jù)采集。教師通過雨課堂可以對學(xué)生學(xué)習(xí)過程進(jìn)行有效監(jiān)督和管理，實(shí)現(xiàn)師生的多通道互動。雨課堂后臺數(shù)據(jù)還可以對教學(xué)效果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，便于在課程中實(shí)施形成性評價(jià)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學(xué)，不僅能提高教學(xué)效率，而且能幫助教師有效地提升教學(xué)藝術(shù)[7]。

有效教學(xué)是關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)成效的教學(xué)理論，課程有效性教學(xué)必須要有明確的教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生在和諧的課堂氣氛和課堂環(huán)境中參與教學(xué)過程，并且能體現(xiàn)學(xué)生的主體地位和教師的主導(dǎo)作用[8]。這與我國工程教育認(rèn)證倡導(dǎo)的以學(xué)生為中心、產(chǎn)出導(dǎo)向理念非常契合。為了實(shí)現(xiàn)“食品機(jī)械與設(shè)備”課程的有效教學(xué)，基于雨課堂平臺，設(shè)計(jì)了教學(xué)方案，如圖1所示。

圖1 基于雨課堂的教學(xué)方案

在課前—課中—課后教學(xué)環(huán)節(jié)：①上課前3天，學(xué)生根據(jù)教師推送的預(yù)習(xí)雨課件等資料完成預(yù)習(xí)，明確該次課堂教學(xué)的課程目標(biāo)；②上課前1天，學(xué)生完成預(yù)習(xí)雨試卷并上傳，教師批閱試卷并反饋給學(xué)生；③上課時(shí)，教師根據(jù)預(yù)習(xí)情況，針對重點(diǎn)內(nèi)容，通過課堂雨課件與學(xué)生開展互動式學(xué)習(xí)。期間利用雨課堂討論和測驗(yàn)等方式檢測學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握程度；④課后1天，學(xué)生在教師推送的課后小結(jié)指導(dǎo)下整理、消化所學(xué)內(nèi)容，并完成雨試卷中的作業(yè)和思考題。

在課程考核環(huán)節(jié)，以學(xué)生的學(xué)習(xí)成效為中心，實(shí)施形成性評價(jià)的方式。緊密圍繞“食品機(jī)械與設(shè)備”的課程目標(biāo)，設(shè)計(jì)考核評價(jià)內(nèi)容，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。教師全面收集整個(gè)教學(xué)周期的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過雨課堂平臺數(shù)據(jù)分析，將課前、課中、課后教學(xué)環(huán)節(jié)全部納入考核環(huán)節(jié)。該課程共32學(xué)時(shí)，成績構(gòu)成為平時(shí)成績占40%（包括課前預(yù)習(xí)與上課出勤10%、課堂測驗(yàn)與討論10%、作業(yè)20%）、期末考試成績占60%。

2 基于雨課堂的教學(xué)模式實(shí)踐

2020—2021學(xué)年秋季學(xué)期，此次研究在廣東工業(yè)大學(xué)大學(xué)的“食品機(jī)械與設(shè)備”課程教學(xué)中進(jìn)行了實(shí)踐。共有90名2017級食品科學(xué)與工程專業(yè)的本科生參加了學(xué)習(xí)。

2.1 課前

第一次上課前3天，教師將教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、當(dāng)次課的預(yù)習(xí)雨課件通過雨課堂推送給學(xué)生。同時(shí)，提供網(wǎng)絡(luò)課程、文獻(xiàn)資料的網(wǎng)址鏈接，如第三章食品分選機(jī)械與設(shè)備學(xué)習(xí)時(shí)提供中國在線MOOC，https：//www.icourse163.org/course/HENAU-1206728802等網(wǎng)址。教師在雨課堂群發(fā)公告中發(fā)布預(yù)習(xí)通知，學(xué)生在上課前1天8：00前完成預(yù)習(xí)，并提交預(yù)習(xí)雨試卷。教師批閱試卷并在課前1天20：00前反饋給學(xué)生。便于師生同步掌握學(xué)生的預(yù)習(xí)效果和不足，便于教師根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，做到有針對性地開展課堂教學(xué)。基于雨課堂的“食品機(jī)械與設(shè)備”課前教學(xué)內(nèi)容如圖2所示。

圖2 基于雨課堂的“食品機(jī)械與設(shè)備”課前教學(xué)案例

2.2 課中

課堂上，學(xué)生通過微信掃碼或課堂暗號進(jìn)入雨課堂，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的“智能考勤”。教師將雨課件推送給學(xué)生，學(xué)生在瀏覽課件的同時(shí)可以標(biāo)記“不懂”或通過“彈幕”信息同步反饋到平臺，教師可根據(jù)這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和節(jié)奏。同時(shí)，教師對預(yù)習(xí)效果不佳和重點(diǎn)難點(diǎn)部分布置針對性的測驗(yàn)題，檢查每個(gè)學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握程度，在學(xué)生限時(shí)完成后及時(shí)公布答案并講解，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。另外，教師還可以通過彈幕討論、給“優(yōu)秀學(xué)生”發(fā)送小紅包等功能，吸引學(xué)生的注意力，活躍課堂氣氛，實(shí)現(xiàn)和學(xué)生的全面互動。基于雨課堂的“食品機(jī)械與設(shè)備”課堂教學(xué)內(nèi)容如圖3所示。

圖3 基于雨課堂的“食品機(jī)械與設(shè)備”課堂教學(xué)案例

2.3 課后

在課堂教學(xué)當(dāng)天，教師向?qū)W生推送課后小結(jié)雨課件和雨試卷，雨課件對當(dāng)天課堂教學(xué)的知識點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，著重強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)。學(xué)生在雨課件指導(dǎo)下系統(tǒng)復(fù)習(xí)、消化所學(xué)內(nèi)容，并完成雨試卷中的課后作業(yè)。雨試卷是教師根據(jù)當(dāng)天教學(xué)內(nèi)容以及學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效果而精選的練習(xí)題，需要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成并提交。教師需要在作業(yè)提交后的1～2 d內(nèi)完成批閱，并上傳習(xí)題的答案解析。在此過程中，學(xué)生就疑難問題還可在討論區(qū)和教師一起討論解決。基于雨課堂的“食品機(jī)械與設(shè)備”課后教學(xué)內(nèi)容如圖4所示。

圖4 基于雨課堂的“食品機(jī)械與設(shè)備”課后教學(xué)案例

3 基于雨課堂后臺數(shù)據(jù)的教學(xué)效果分析

合理的課程評價(jià)方式是推動課程改革、提高教學(xué)質(zhì)量的一個(gè)重要途徑。以學(xué)生為中心，注重學(xué)生學(xué)習(xí)成果，構(gòu)建科學(xué)的評價(jià)體系是成果導(dǎo)向教育（OBE）模式的主要內(nèi)容之一[9]。因此，設(shè)計(jì)有效的學(xué)習(xí)成效評價(jià)方法十分重要。形成性評價(jià)是一種面向課程教學(xué)全周期、側(cè)重教學(xué)數(shù)據(jù)反饋的評價(jià)方式，可以使學(xué)生從被動接受評價(jià)轉(zhuǎn)變成為評價(jià)的主體，充分調(diào)動其學(xué)習(xí)的積極性[10]。“食品機(jī)械與設(shè)備”課程采用雨課堂工具可以實(shí)現(xiàn)面向?qū)W生學(xué)習(xí)過程的形成性評價(jià)。教師通過雨課堂后臺數(shù)據(jù)可以獲得課堂簽到時(shí)間，每個(gè)學(xué)生課堂測驗(yàn)、課后作業(yè)情況以及參與課堂互動和課后討論的各項(xiàng)詳細(xì)記錄。表1為2020年9月7日第1次課后從雨課堂后臺導(dǎo)出的部分學(xué)生數(shù)據(jù)的示例。研究就“食品機(jī)械與設(shè)備”課程的15次課堂講授總計(jì)30學(xué)時(shí)的課程數(shù)據(jù)進(jìn)行具體分析。

表1 食品機(jī)械與設(shè)備-第一章物料輸送設(shè)備-課堂情況-2020-09-07

3.1 學(xué)生課前預(yù)習(xí)情況

教師共發(fā)布13個(gè)課前預(yù)習(xí)雨課件，學(xué)生平均閱讀率為97.3%。學(xué)生通過雨課件預(yù)習(xí)時(shí)間最長約64 min，最短3 min，平均時(shí)長約25 min。教師推送13張預(yù)習(xí)雨試卷，學(xué)生平均完成率為96.6%（統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不包括逾期無法提交，通過其他途徑提交的學(xué)生人數(shù)）。因此，學(xué)生參與課前教學(xué)情況總體良好。

3.2 學(xué)生課堂出勤和教學(xué)參與度

“食品機(jī)械與設(shè)備”課程的選課人數(shù)為90人，由雨課堂導(dǎo)出的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)整理所得學(xué)生課堂出勤率和課堂教學(xué)參與情況如表2所示。統(tǒng)計(jì)遲到人數(shù)時(shí)考慮雨課堂平臺延時(shí)因素，以進(jìn)入課堂晚于上課時(shí)間3 min標(biāo)記為遲到。由表2可知，15次課堂教學(xué)共有23人次遲到，10人次曠課，出勤情況總體良好。課堂教學(xué)中共進(jìn)行了61次課堂測驗(yàn)，答題比例為97.6%，學(xué)生對課堂教學(xué)的專注度非常高。此外，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示：課堂上學(xué)生標(biāo)記“不懂”的PPT頁面數(shù)15頁，占比約1.3%；共開啟彈幕15次，學(xué)生發(fā)送彈幕共計(jì)325條，平均發(fā)送彈幕約4條。以上統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明學(xué)生課堂教學(xué)參與度高，與教師的課堂互動良好。

表2 學(xué)生課堂出勤和教學(xué)參與度

3.3 學(xué)生課后學(xué)習(xí)情況

教師共發(fā)布12個(gè)課后小結(jié)雨課件，學(xué)生平均閱讀率為98.3%。推送8次課后雨試卷，學(xué)生提交率為97.8%。學(xué)生在課外通過雨課堂及微信、QQ群等平臺與教師的交流討論與上一屆相比明顯增加。其中，雨課堂平臺留言126條，微信、QQ交流15次，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性有較大提升。

3.4 課程教學(xué)有效性

在“食品機(jī)械與設(shè)備”課程結(jié)束之后，教師對2017級食品科學(xué)與工程專業(yè)的90名同學(xué)進(jìn)行了問卷調(diào)查。調(diào)查問卷從學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成度、學(xué)生的教學(xué)參與度、學(xué)生對自己的主體地位及學(xué)習(xí)氛圍認(rèn)可度等四個(gè)方面評價(jià)該課程的教學(xué)有效性，結(jié)果如圖5所示。

圖5 基于雨課堂的“食品機(jī)械與設(shè)備”的教學(xué)有效性調(diào)查結(jié)果

調(diào)查結(jié)果顯示：93.2%的學(xué)生認(rèn)為自己達(dá)到了該課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)；95.6%的學(xué)生認(rèn)為自己主動參與了課程教學(xué)，與教師的交流直接而深入；97.8%的學(xué)生認(rèn)為新的教學(xué)模式可以突出自己在教學(xué)過程中的主體地位，在教師的引導(dǎo)下，可以提高自己的自主學(xué)習(xí)能力；92.5%的學(xué)生認(rèn)可新模式下的學(xué)習(xí)氛圍，能夠激發(fā)自己的學(xué)習(xí)興趣。由此可知，基于雨課堂的教學(xué)模式已經(jīng)具備了有效教學(xué)的基本特征，可以實(shí)現(xiàn)“食品機(jī)械與設(shè)備”課程的有效教學(xué)。

3.5 課程形成性評價(jià)

基于雨課堂的教學(xué)模式在食品科學(xué)與工程專業(yè)2017級的“食品機(jī)械與設(shè)備”課程中實(shí)踐后，根據(jù)廣東工業(yè)大學(xué)課程教學(xué)大綱（2016版）的要求，對“食品機(jī)械與設(shè)備”課程進(jìn)行形成性評價(jià)。該課程共有3個(gè)課程目標(biāo)，每個(gè)課程目標(biāo)的達(dá)成需要一系列教學(xué)環(huán)節(jié)的支撐。“食品機(jī)械與設(shè)備”課程的形成性評價(jià)共有四個(gè)評價(jià)環(huán)節(jié)（表3），包括課前（課前預(yù)習(xí)與上課出勤）、課中（課堂測驗(yàn)與討論）、課后（作業(yè)）環(huán)節(jié)和期末考試，在總成績中分別占比10%，10%，20%和60%。

表3 “食品機(jī)械與設(shè)備”課程評價(jià)環(huán)節(jié)與課程目標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系

如表3所示，每個(gè)評價(jià)環(huán)節(jié)對應(yīng)一個(gè)或幾個(gè)課程目標(biāo)，為保證評價(jià)結(jié)果的客觀性，每個(gè)評價(jià)環(huán)節(jié)可以分解成多個(gè)子環(huán)節(jié)以豐富評價(jià)內(nèi)容。如在課堂測驗(yàn)的評價(jià)環(huán)節(jié)共設(shè)置了61個(gè)子環(huán)節(jié)（測驗(yàn)題），其中38個(gè)題目支撐課程目標(biāo)1，23個(gè)題目支撐課程目標(biāo)2，可以對學(xué)生的課堂教學(xué)參與情況進(jìn)行較全面的評價(jià)。在評價(jià)總體課程目標(biāo)的達(dá)成度時(shí)，需要計(jì)算支撐該課程目標(biāo)的全部評價(jià)環(huán)節(jié)的貢獻(xiàn)度。以課程目標(biāo)1為例計(jì)算達(dá)成度，結(jié)果見表4。課程目標(biāo)1由4個(gè)評價(jià)環(huán)節(jié)支撐，課程目標(biāo)1的達(dá)成度為全部評價(jià)環(huán)節(jié)的貢獻(xiàn)度之和，即課程目標(biāo)1的達(dá)成度為0.821。同理，分別計(jì)算課程目標(biāo)2和課程目標(biāo)3的達(dá)成度，并與2016級相應(yīng)考核結(jié)果進(jìn)行對比，結(jié)果見表5。

表4 “食品機(jī)械與設(shè)備”課程目標(biāo)1的達(dá)成度計(jì)算

表5 不同教學(xué)模式下“食品機(jī)械與設(shè)備”課程形成性評價(jià)結(jié)果

表5的考核結(jié)果對比顯示，在雨課堂教學(xué)模式下，學(xué)生的平均成績和課程目標(biāo)達(dá)成度均有顯著的提升，進(jìn)一步證實(shí)新教學(xué)模式可以提高學(xué)生主動獲取知識的熱情，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。

4 結(jié)語

將雨課堂教學(xué)模式在“食品機(jī)械與設(shè)備”課程教學(xué)中進(jìn)行了實(shí)踐，并分析了課程教學(xué)效果。結(jié)果表明，新教學(xué)模式下學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效果均有顯著提升，得到了學(xué)生的廣泛認(rèn)可。教師利用雨課堂工具可以實(shí)時(shí)獲取學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)效果，既便于在課程大班教學(xué)中建立形成性評價(jià)機(jī)制，也促進(jìn)了教師教學(xué)藝術(shù)的提升，推進(jìn)了以學(xué)生為中心的教與學(xué)，實(shí)現(xiàn)了“食品機(jī)械與設(shè)備”課程的有效教學(xué)。