基于雨課堂的智慧課堂教學模式探索與實踐

王秋妍，王 凱，趙 媛

(火箭軍工程大學 陜西 西安 710025)

根據《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010―2020 年）》的指導精神，這對高校教師在信息技術應用、教學觀念改變、教學方法改進和教學效果提高等方面提出了更高的要求。隨著信息技術的飛速發展，高等教育改革乘著“新工科”的東風，正朝著信息化的方向邁進。

“智慧課堂”作為信息化、智慧化變革的代表，充分利用互聯網的優質共享資源，為課堂教學提供多種教學工具和教學模式，在學情分析、課堂布局、數據分析、交流互動、資源推送、可視化管理等方面作出了突破和創新，與傳統教學相結合，在翻轉課堂、混合課堂、在線教育等教學模式及理念的涌現下，已然成為教育領域的前沿和熱點[2]。“電路”課程作為高等學校電子與電氣信息類專業的技術基礎課，在整個電子與電氣相關專業的人才培養方案和課程體系中起著承前啟后的重要作用[3]。探索電路課程智慧課堂教學模式是提高課程教學效果的有效途徑。

1 基于雨課堂的智慧課堂教學

1.1 智慧課堂與雨課堂

目前，基于“互聯網+”的智慧校園、智慧課堂如雨后春筍層出不窮，但是無論何種形式，智慧課堂都是在動態學習數據分析和“云、網、端”的基礎上，以課堂為中心、教學為場景、效果為重點、數據為互通，通過動態學習數據分析，實現傳統課堂所不具備的教學過程數據化、交流互動立體化、教學評價即時化、資源推送智能化等特色，創設更加有效的教學策略決策和高效的協作交流學習環境，促進學生個性化成長規律的智慧發展[4]。因此，智慧課堂在數據管理、課堂教學、個性化學習等方面具有突出的優勢，是種動態開放的課堂。

雨課堂作為智慧課堂教學平臺，功能豐富，能夠提供完整的數據支持和動態的數據管理，實現教與學的最優化，使學生在教與學的每個環節都具有不同于傳統教學的全新體驗。雨課堂將先進的信息技術手段融入課堂教學必備的PowerPoint 和便于學生使用的微信中，與騰訊會議合作拓展平臺，在課前、課堂、課后教學之間搭建數據化的橋梁，與傳統課堂形成線上線下互補的優勢[5]。

基于雨課堂的智慧課堂的教學流程和傳統課堂類似，主要包括課前準備、課上教學和課后鞏固三個環節，如圖1所示。

圖1 智慧課堂教學流程

在教學流程中，課前準備依據反饋數據進行學情分析、課前推送和課堂教學設計；課堂教學環節注重課題導入，激發學生的探究興趣，借助互聯網開展預習檢測、實時知識點測評和各類互動交流，為教學策略的微調提供一手資料，提升課堂教學效果；課后鞏固依托互聯網平臺優質資源進行課外拓展，可實時強化課后輔導并反饋學生知識點掌握情況。因此，智慧課堂從課前、課中到課后都可以通過教學過程數據進行學情分析，及時總結教學反思和評價，實現教學設計的優化和教學策略的動態調整，符合教學客觀規律和“以學生為主體”的教學思想。

1.2 教學實施環節

1.2.1 基于雨課堂的課前準備

雨課堂使課前準備不再是教師全憑經驗式的備課，學生也不是按部就班地對課本進行簡單的課前預習，教師將根據之前相關教學數據反饋，進行學情分析，及時調整教學設計和教學策略，并通過習題、概念、MOOC、網站鏈接、預習課件等，將課前導入內容有針對性地推送到學生的手機端，真正做到有備而來。整合優質教學資源，基于雨課堂課前數據統計，本文將對正弦量的相量表示進行如圖2（p60）所示的教學設計。

針對正弦量的相量表示這一難點，課前所設計的課堂教學過程將按照圖2 所示的流程展開實施。

圖2 正弦量的相量表示教學設計流程

1.2.2 基于雨課堂的課堂實施

基于雨課堂的課堂教學充分利用其豐富的功能，注重從課題導入，實時進行預習檢測、知識點測評、互動交流，為教學策略的微調提供一手資料，提升課堂教學效果。

課程的引入：從RC電路在不同激勵下的分析引入，遵循事物的發展規律，引出著名的交直流電之爭，并通過科學家的勵志故事和偉大成就，激勵學生不畏困難、堅定信心，融入思政內容。

預習檢測：介紹正弦穩態電路，利用雨課堂測試對正弦量預習相關內容進行檢測，并根據檢測結果，實施相應教學環節：如果檢測達不到80%的正確率，將回顧正弦量相關概念，如達到則依據兩類約束關系列寫電路方程，進行正弦穩態電路的分析。

發現問題：引導學生分析、計算正弦穩態電路，展現電路計算過程中突顯出的兩個主要問題：①含三角函數的高階微分方程的求解；②三角函數的加、減和微分、積分運算。在這一過程中，通過點名、彈幕等方式進行教學互動。

解決問題：①觀察計算過程和結果，啟發學生歸納、總結正弦穩態電路的重要特點，激發學生探究問題的熱情。②結合復數的預習，啟發學生思考如何利用數學工具解決問題，引導學生深入思考。③引導學生建立正弦量與復數的關系，這也是本次課的重難點所在。為了突破該重難點，教師需要引導學生借助于數學推導得到相量的概念，再通過幾何意義，深入理解正弦量與相量之間的對應關系；并化解正弦量的加減、微分和積分這類復雜三角函數運算為簡單的復代數計算。

思考拓展：引導學生在解決上述問題后發現新的問題：用相量表示正弦量后，攝入思考如何簡化方程的列寫和計算。

1.2.3 基于雨課堂的課后鞏固

通過課后習題和思考題，采用線上發布公告和在線習題的方式鞏固課堂教學內容。通過發布公告在線布置作業，方便學生隨時查看。為了深入理解和掌握端口的概念，課后在線布置習題，通過分析和計算，深刻理解正弦量與相量之間的關系，加深對正弦量的相量表示的意義和方法。

2 雨課堂使學習行為數據可視化

實現全過程學習數據的采集與分析是“智慧課堂”的核心優勢，量化的數據使課堂教學從傳統的憑借教學經驗的方式向基于數據分析的方式轉變，從而聚焦教學數據的反饋實現教學設計和教學策略動態調整。

2.1 習題完成情況通過直觀數據展現

雨課堂提供貫穿教學始末的詳細的教學數據，這些數據經過教師分析和處理，成為教師進行實時教學情況判斷和調整的依據，也是其高效課堂的具體體現。雨課堂利用課堂測試，檢測學員對正弦量相量的理解和掌握程度，數據顯示：上課的42 人中，36 人在規定時間內完成測試，完成率86%，有78%的學生能夠掌握檢測內容；學生答題時間和得分也會按順序排列。通過數據收集和分許，說明學生對正弦量的相量表示不是十分熟悉，幫助教師客觀了解學生對知識點的掌握程度。根據答題時間了解學生答題速度，從側面反映學生對知識點掌握的熟練程度，便于教師實時做出調整。

因此，教師借助雨課堂，通過分析數據，能夠了解課堂上學生的吸收理解程度，同時可以形成教與學的閉環，采用數據分析法建立各類數據之間的聯系，為研究學習行為和學習效果之間的關系提供科學依據，從而有效促進教學。

2.2 平時成績與期末成績數據分析

雨課堂數據分析平時成績與期末成績間的關系，為學習行為與學習效果之間的內在聯系提供科學數據。考慮到智慧課堂貫穿教學的全過程和各環節，可選取具有代表性階段的典型數據進行綜合和分析。收集雨課堂提供的課前測試和課堂彈幕、測試、投稿等平時成績，并與期末成績建立數據分析，繪制如圖3 所示的關系圖。

圖3 過程成績與期末成績之間的關系

從圖3 看，平時成績在85~95 分之間的學生占總人數的76.5%，這部分學生期末成績在70 分以上的占79.5%。可見，課堂采用彈幕、投稿、測試等多種方式和手段，可有效鼓勵學生積極參與課堂互動，完成課堂測試，對加深課程內容的理解和掌握有著重要的積極作用。

此外，課程學習過程數據可視化，為調整學習策略提供數據依據。雨課堂能夠將每個學生的學習過程數據化、可視化，顯然，平時觀看課件、課堂測試、作業完成等注重過程學習的學生，考試成績也比較理想。雨課堂學習過程數據，不僅為分析學生學習情況提供了可靠的依據，而且也是調整教學方案和教學策略的指揮棒。

綜上所述，基于雨課堂的智慧課堂，便于教師全程掌握每個學生的學習數據，對于幫助教師掌握學生的學習動態和動態調整教學策略至關重要。

3 總結

本文以電路分析課程為例，探討了基于雨課堂的智慧課堂教學模式，結合雨課堂全過程、全方位教學數據管理與分析的特點，展示數據及其分析在調整教師教學策略、學生學習方法等方面的優越性，使得課堂教學從傳統“經驗驅動”逐漸轉變為更科學的“數據驅動”，進而提高教學質量。智慧課堂借助于互聯網等多種手段和平臺，讓教學“永不下線”，符合高等教育教學改革的發展趨勢。