基于雨課堂的線上線下混合式教學模式探究
——以電力電子技術課程為例

李澤楊 付洋

成都工業(yè)學院（四川省成都市 611730）

1 引言

電力電子技術是電類專業(yè)重要的專業(yè)基礎課程，所涉及的知識領域比較多，包括“電子”、“電力”以及“控制”。作為新興學科，從確立至今的短短幾十年內(nèi)發(fā)展迅速。如今，其已被廣泛地應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、國防等諸多領域，有著非常廣泛地應用前景。課程內(nèi)容包括功率半導體器件、驅動及保護電路、交流-直流（AC-DC）變換電路、直流-直流（DC-DC）交換電路、直流-交流（DC-AC）變換電路、交流-交流（ACAC）變換電路、軟開關技術等。教學上，除了本課程的理論知識外，還應當重視電力電子在電力工程中的應用問題。通過本課程的學習，學生掌握電力電子變換裝置的電路結構、基本原理、控制方法、設計計算，為后續(xù)學習電類課程以及從事與本專業(yè)相關的工程技術工作或相關的科研工作打下一定的基礎。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的極速發(fā)展，《中國互聯(lián)網(wǎng)絡發(fā)展狀況統(tǒng)計報告》顯示，截至2021 年6 月，我國網(wǎng)民規(guī)模達10.11 億，較2020 年12 月增長2175 萬，互聯(lián)網(wǎng)普及率達71.6%，其中大學生使用手機互聯(lián)網(wǎng)的人數(shù)更是屢創(chuàng)新高。突如其來的新冠肺炎疫情暴發(fā)，不少處于疫情中心的學校被迫大規(guī)模開展線上教學。其實早在疫情之前，隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，老師們已經(jīng)意識到單純的課堂教學早已不能滿足當代大學生們的學習需求，固步自封，只能為時代所淘汰。疫情的到來，進一步推動著傳統(tǒng)教學的改革。這種改革或主動或被動地進行著，因此，改變單一枯燥的課題面對面教學模式，融合互聯(lián)網(wǎng)信息技術手段，探究線上線下混合式教學模式是十分有必要性的。雨課堂依托微信這一用戶數(shù)量十分龐大的APP，有著方便使用、易于被學生接受的特點。本研究以《電力電子技術》課程為例子，討論基于雨課堂的線上線下混合式教學模式探究。

2 傳統(tǒng)電力電子技術課程的不足

2.1 師生互動不足

傳統(tǒng)課程注重老師課堂演示PPT，學生手抄或者使用手機拍照記錄知識點，電力電子技術理論知識不夠具體性現(xiàn)實性，專業(yè)概念略晦澀難懂，如三相可控整流電路、交流調(diào)壓電路、PWM逆變電路等。學生初次接觸若單純抄寫或拍照，很難深入理解，沒有時間與教師在課堂上產(chǎn)生互動，對知識的理解浮于表面。

2.2 教師對學生的知識掌握了解情況不足

電力電子技術作為電類專業(yè)的重要基礎課，班級學生人數(shù)眾多，教師很難具體掌握每一位學生對于知識的掌握情況。比如基礎電路分析知識，某些學生掌握情況不佳，教師不了解情況對于習題不具體講解，部分學生跟不上后續(xù)知識講解，產(chǎn)生厭學情緒，最終導致班級只有小部分學生能夠跟上課程。

2.3 學生知識記憶牢固性不足

電力電子技術理論知識平時生活中應用性不高，若單純只靠老師課堂講授，沒有相應的擴展，對于學生是屬于填鴨式教學。即便通過短時間記性順利通過期末考試，可能考后一忘了之，對于知識沒有深入理解與掌握，這與教育改革的初衷是背道而馳的。

綜上所述，急需對傳統(tǒng)電力電子技術課程進行教學模式改革，讓學生真正掌握知識，激發(fā)學習興趣，迎接電類專業(yè)的后續(xù)課程。

3 雨課堂在教學中的作用

雨課堂是一種通過互聯(lián)網(wǎng)連接老師與學生的智能軟件，打破了傳統(tǒng)教學模式，給予了教學過程新的體驗。雨課堂擁有多種方式途徑幫助教師進行線上線下混合式教學，幫助教師把慕課或語音等課堂資源插入幻燈片，推送至學生微信，學生可利用手機互聯(lián)網(wǎng)隨時隨地觀看。根據(jù)授課需要，快速便捷地對學生進行測試反饋，可對時間進行限制或自動續(xù)時，把教師隨時講授和學生隨時測驗兩大功能有機地進行融合。完整地覆蓋了整個學期的授課環(huán)節(jié)，最大限度地發(fā)揮了教師傳授知識與學生吸收知識的能量，有力地推動了傳統(tǒng)教學的改革。

3.1 增強師生互動

雨課堂的使用，基于學生最常用的軟件微信，可將其視作微信中的公眾號，學生只要用微信掃碼便可加入課堂學習。這種簡便易行的方式使得學生對雨課堂的接受度大為提高。在使用雨課堂進行混合教學時，教師可講預習習題、ppt 或者視頻推送至雨課堂中，學生在微信上便可觀看作答。學生在預習過程中遇見不懂的問題可以直接向教師提問，通過微信程序的提示，教師便可及時解答，實現(xiàn)師生的零距離互動。預習后，雨課堂會向教師推送學生的預習情況，根據(jù)反饋，教師可以及時調(diào)整待授課程的重點結構以及授課速度快慢。課堂上，在理論知識的講授過程中，通過雨課堂提供的在線答題、互動彈幕甚至是紅包獎勵功能，能吸引學生的注意，增強學生的學習興趣。使教學不在拘泥于傳統(tǒng)的填鴨模式，進一步增強師生的互動，營造出一堂妙趣橫生的電力電子技術課。

3.2 多元化評價體系

雨課堂將手機和課堂最大限度地結合在一起，全程記錄學生的學習過程。通過對整個教學過程的數(shù)據(jù)采集，將更加全面地評價學生的學習情況。學生學習過程的數(shù)據(jù)，不僅作為給學生評價的依據(jù)，還是教師調(diào)整教學進度、教學節(jié)奏以及改進教學的最佳指引。在過去，教師們的教學決策普遍依據(jù)經(jīng)驗來進行，使得教學的盲目性大大增加。雨課堂的引入，將教學的決策變?yōu)橐詳?shù)據(jù)為驅動，將學生變?yōu)榻虒W的中心。

3.3 提高學生參與率

教學中，雨課堂通過實時發(fā)布測試題布置隨堂測驗，學生答題完畢后，最佳答案及其發(fā)布學生將會被投屏。這種巧妙的設計大大激發(fā)了學生們的競爭意識，促使學生之間進行競爭，爭相參與到課堂中來。同時，雨課堂還提供有教學彈幕功能。彈幕是最近直播行業(yè)衍生出來的一種新興產(chǎn)物，主要用于觀眾和主播相交流，這種交流形式廣受學生所接受。將彈幕引入課堂教學，一來學生熟悉這種交流方式，其拉近了老師與學生之間的距離；二來，彈幕有匿名投遞的特點，對于不善于在課堂公開發(fā)言的學生來說，可以沒有顧忌地參與到課堂交流中。

3.4 提高教師素養(yǎng)

現(xiàn)代教學理念對當代教師提出了終身學習的要求，這不僅體現(xiàn)在理論知識的及時更新上，對于新的教學方法也需要教師開拓探索。雨課堂提出3A 教學模式，即Anyone、Anytime、Anywhere，這種模式可以更好地促進教學相長的過程。學生可以在課前預習、課堂授課、課后總結的每一個環(huán)節(jié)對教師的教學進行評價，方便教師進行相對應的改進。這種改變將促使教師對自己的教學進一步進行打磨，造就精品課程，提高教師的教學素養(yǎng)。

4 基于雨課堂的混合式電力電子技術課程改革方法

4.1 課前預習

課前，任課教師將PPT 上傳至雨課堂中，學生根據(jù)自己的時間安排預習即將授課的知識。通過這個步驟，學生可以明確知識構架與重點難點。在對新學課程有了整體的了解后，方便學生在課堂上有重點地進行學習，進而可以提高聽課效率。從而達到高效學習和有效學習的目標。《電力電子技術》課程主要內(nèi)容為半導體器件在電力工程中的應用。在機械工業(yè)出版社的《電力電子技術》（第5 版）教材中，第三章的內(nèi)容為整流電路，學習整流電路的工作原理時，要根據(jù)電路中的開關器件通、斷狀態(tài)及交流電源電壓波形和負載的性質(zhì)，分析其輸出直流電壓、電路中各元件的電壓和電流波形。在講解整流電路之前，通過雨課堂將半導體開關器件的特性和工作原理發(fā)送給學生，讓學生提前預習。預習后，一部分學生掌握整流電路的工作原理，大部分學生掌握開關器件在整流電路中的重要作用。從而使得教師在課堂教學時更加地游刃有余，學生上課更能體驗到學習帶來地成就感，形成一個正向反饋。

4.2 翻轉課堂

將電力電子技術的課堂PPT，練習習題與老師的語音推送到學生的微信上面。學生不用再上課抄寫知識點或拍照，把手機變?yōu)閷W習工具，順應互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展潮流。學生對于電力電子理論知識難點，如三相可控整流電路，課堂上沒有聽懂，可課下通過微信再次聽教師推送的課堂語音來配合書本理解。在電力電子技術課程第一講開課前，先推送電力電子技術的三大發(fā)展歷史，整流器時代、逆變器時代與變頻器時代，讓學生初步了解學習背景與我國掌握的現(xiàn)代半導體技術。中途通過推送對學生進行國內(nèi)外功率器件的最新發(fā)展狀況介紹，讓學生們意識到最新半導體器件中與發(fā)達國家的差距，樹立學生們的愛國情懷，堅定學生們?yōu)樽鎳灾餮邪l(fā)的進程中添磚加瓦的雄心壯志。課堂的練習題時間不充足沒有做完的，可以課下重復解答。不懂的知識點在課堂上不便與同學討論的，課下可以通過推送的課堂資料與同學充分討論，把課堂延續(xù)到線下，隨時隨地學習電力電子技術掌握不足的知識。

4.3 即時評價

傳統(tǒng)課堂課時有限，教師布置的電力電子技術習題通常會涉及到畫三相正弦波圖、器件電壓圖、器件電流圖，需要學生花費較長時間來完成。學生完成后沒有足夠的課時來進行評價，放到下一講課程來答疑容易導致學生遺忘，不利于知識的吸收。通過雨課堂來布置習題，學生通過微信作答，老師可以及時批改，快捷進行測試反饋，不用等到下一講課程學生即可得到評價。并且雨課堂布置習題可以對時間進行限制，通過教師通過習題的難度來設置學生完成習題的時間，在課堂上即可模擬期末考試，隨時講隨時測。

4.4 師生互動

現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速，開拓出許多新式網(wǎng)絡功能，通過雨課堂來充分應用這些時尚新興工具，可以最大限度激發(fā)學生的興趣，學習與玩耍有機結合。如雨課堂的彈幕功能，傳統(tǒng)課堂老師在講課時學生發(fā)言容易擾亂課堂紀律，老師既要花費時間維持課堂秩序，又難以及時解決學生發(fā)言的困惑。現(xiàn)在學生可以通過手機發(fā)送彈幕，精確到某一時間點老師講解的知識部分發(fā)表疑問或記錄重點，老師可迅速對學生進行解答，激發(fā)學生發(fā)言，充分調(diào)動了課堂的氛圍。還可使用隨機點名功能，教師不用翻看花名冊費時費力點名回答問題，通過隨機功能一鍵選擇學生作答，公平快速地了解學生知識掌握情況，學生也不易分神。雨課堂還給學生提供了對不懂內(nèi)容的反饋功能，學生通過雨課堂查看教師發(fā)送的PPT。學生在收到的每一頁PPT 上均有“不懂”與“收藏”兩個選項，學生學習PPT 時，隨時可以點擊“不懂”進行反饋，教師根據(jù)反饋能及時調(diào)整教學。

4.5 作業(yè)考試

學生充分掌握電力電子技術理論光靠老師布置客觀題是不夠的，對于學生的期末考核中不單純是通過考勤與期末試卷考試得分的情況來進行。而是實行一種靈活的考核方式，通過雨課堂增加實踐評分環(huán)節(jié)、知識競賽搶答環(huán)節(jié)和小組互評環(huán)節(jié)。實踐評分環(huán)節(jié)是進行DC-DC 變換器制作，變換器的制作涉及電力電子技術的直流斬波知識與電路分析中的基礎知識，通過實踐可以鍛煉學生的實際知識運用能力。親手設計DC-DC 直流變換器，將直流電壓轉化為另外一種固定的或者是可以調(diào)節(jié)的直流電壓，在許多行業(yè)得到了應用，具有節(jié)約電能、調(diào)節(jié)電壓、抑制噪聲的優(yōu)點。為了讓學生們更深一步地去理解電力電子技術課本上的理論知識，從實踐中融會貫通。設計完畢后，學生可查閱國內(nèi)外相關半導體器材的價格和優(yōu)缺點來橫向對比，根據(jù)電路的實際情況來購買相應的IGBT、二極管、電感，電阻等半導體器件。然后在PCB 板上實際焊接出來，從而得到一個完整DC-DC 直流變換器。通過外接的輸入電壓，先用萬用表測試輸出電壓的值，再用示波器觀察輸出電壓的紋波看是否滿足預期標準。學生通過雨課堂的附件上傳功能來上傳自己的仿真軟件結果或者拍照上傳自己制作出來的實物，占課程總成績的30%。知識競賽搶答環(huán)節(jié)是教師每次舉出一種半導體器件，學生通過雨課堂的語音回復功能將該半導體器件的原理與優(yōu)缺點快速搶答出來，則增加該生相應的期末分，占課程總成績的20%。小組互評環(huán)節(jié)是課程第一節(jié)課的時候，則按照人數(shù)平均進行分組，在期末小組成員根據(jù)該學期小組組員的日常表現(xiàn)情況進行互相評價打分，占課程總成績的10%。最后的期末試卷的卷面成績體現(xiàn)了學生對電力電子技術理論知識的掌握情況，占課程總成績的40%。通過四大考評環(huán)節(jié)，合理靈活地考察學生對于電力電子技術課程的綜合掌握情況，同時鍛煉學生的互幫互助和自主動手能力，極大提高了學生的主觀能動性。

4.6 數(shù)據(jù)報表

雨課堂可以提供電力電子技術課程整個學期的數(shù)據(jù)分析。課前學生的預習情況，課堂學生的回答問題情況與課后學生的作業(yè)情況等，幫助教師量化分析每位學生的情況。高校課程教育不再是“大鍋飯”。班級每位學生的薄弱知識環(huán)節(jié)通過雨課堂的數(shù)據(jù)報表，直觀地展示給任課老師，不僅便于老師課后微信及時推送給相應同學重點知識，更能給期末考核依據(jù)提供有利支撐。

5 結語

本文根據(jù)順應現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，結合雨課堂軟件，將學生的手機變?yōu)閷W習工具。分別通過翻轉課堂，及時對學生進行評價，充分進行師生互動，多元化進行考核，量化分析學生整個學期的學習情況五大改革方法。打破了傳統(tǒng)式電力電子技術課程教學模式，研究出基于雨課堂的線上線下混合式教學模式，調(diào)動了學生對于晦澀理論知識的學習興趣，全方面考核了學生對于知識的掌握情況，鍛煉了老師的線上線下混合教學能力，真正地把學生培養(yǎng)成網(wǎng)絡時代發(fā)展下的應用型人才。