基于雨課堂的互換性與技術(shù)測量教學(xué)資源開發(fā)*

張慧丹 李緯華

廣東技術(shù)師范大學(xué) 廣州 510665

0 引言

“互聯(lián)網(wǎng)+”時代背景下，借助手機、電腦等移動智能終端設(shè)備可進行各類教學(xué)資源整合，實施網(wǎng)絡(luò)授課、線上教學(xué)、混合教學(xué)等。雨課堂作為一種智慧教學(xué)工具，通過技術(shù)手段把信息化教育與智能移動終端相連接，構(gòu)筑師生教與學(xué)的交流平臺，構(gòu)建課前、課中、課后三大框架組織教學(xué)。同時，雨課堂自身具備數(shù)據(jù)統(tǒng)計、自動生成教學(xué)報告等功能，可提供直觀清晰的數(shù)據(jù)支持，可全面掌握課堂教學(xué)實施效果和學(xué)生學(xué)習效果，增強教學(xué)活動的完整性和立體性。

1 互換性與技術(shù)測量教學(xué)現(xiàn)狀

互換性與技術(shù)測量課程作為高等院校機械類、精密儀器類等專業(yè)重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，主要研究機械零件幾何量的精度設(shè)計以及常用的檢測原理[1]，涵蓋機械設(shè)計、機械制造、質(zhì)量檢測、生產(chǎn)制造等方面的知識，是一門綜合性較強且理論與實踐高度結(jié)合的課程。從專業(yè)課的角度來看，該課程具有符號代碼多、專業(yè)術(shù)語多、標準規(guī)定多，邏輯推理少等特點。課程學(xué)習任務(wù)以理解幾何精度設(shè)計、學(xué)習極限配合的基礎(chǔ)理論、掌握幾何精度相關(guān)測量技術(shù)的基本技能為主。

隨著新工科教育培養(yǎng)方案的修訂，該課程的學(xué)時被壓縮[2]，以廣東技術(shù)師范大學(xué)機電學(xué)院為例，互換性與技術(shù)測量被縮減為32 學(xué)時（理論28 學(xué)時、實驗4 學(xué)時）。在教學(xué)內(nèi)容不變的情況下，傳統(tǒng)教學(xué)方式難以實現(xiàn)良好的教學(xué)效果、難以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。本文基于雨課堂教學(xué)平臺合理地開發(fā)教學(xué)資源，輔助傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，既能靈活教學(xué)、有效緩解教學(xué)壓力，又能增強學(xué)生學(xué)習的自主性、改善學(xué)習效果，從而更好地開展互換性與技術(shù)測量教學(xué)。

2 互換性與技術(shù)測量教學(xué)資源設(shè)計與開發(fā)

2.1 教學(xué)資源設(shè)計

鑒于互換性與技術(shù)測量課程的特點，考慮學(xué)生想象力、理解力、記憶力等存在差異，本文將課程資源開發(fā)設(shè)計為課堂學(xué)習和課外自習兩個模塊，如圖1所示。課堂學(xué)習以教師授課為主，針對重難點進行分層講解，搭配動畫、視頻等將抽象難懂的概念生動有趣地表現(xiàn)出來，同時借助雨課堂將學(xué)生掌握與沒掌握的內(nèi)容標記出來，并通過隨堂檢測直觀了解學(xué)生的學(xué)習情況，進而把握課堂節(jié)奏，提高課堂學(xué)習效率。課外自習以學(xué)生自發(fā)學(xué)習為主，對非課堂任務(wù)，如課前預(yù)習、課后復(fù)習及非重點知識，進行自主學(xué)習。課前預(yù)習是通過對預(yù)習課件的學(xué)習提前熟悉課堂學(xué)習內(nèi)容，提煉疑難點在課堂中答疑，這樣可很大程度提高課堂學(xué)習效率。課后復(fù)習是通過微課學(xué)習鞏固知識點，完成相應(yīng)的課后習題以檢測知識掌握程度。自學(xué)課件供學(xué)生自主學(xué)習非重點知識，了解相關(guān)內(nèi)容即可。

圖1 教學(xué)資源設(shè)計結(jié)構(gòu)框圖

2.2 教學(xué)平臺及軟件

2.2.1 雨課堂教學(xué)平臺

雨課堂是基于Microsoft PowerPoint 軟件的智慧教學(xué)工具，其實質(zhì)是一個插件，其功能主要分為兩部分：一是針對教師端制作以及發(fā)布方面，二是針對學(xué)生使用情況方面。教師可通過電腦端雨課堂插件使用雨課堂的制作功能，利用手機微信端進行教學(xué)信息、教學(xué)任務(wù)的發(fā)布和課堂控制；學(xué)生通過手機微信端小程序使用雨課堂，進行課件學(xué)習、課堂答題、課后復(fù)習。同時，雨課堂自身的數(shù)據(jù)采集功能可幫助教師分析課堂數(shù)據(jù)，量化分析課堂教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習情況，從而進行精準教學(xué)。

2.2.2 Flash 動畫軟件

Flash軟件作為一種常見的動畫設(shè)計處理軟件，其操作簡單，具有豐富的外部素材庫。一般將圖像導(dǎo)入后添加文字、聲音等素材，運用動畫處理技術(shù)即可制作一段短動畫文件。Flash 動畫軟件適用性較高，不同類型的文件都可導(dǎo)入Flash 文檔中，教師可添加教學(xué)資源到Flash 文檔中進行整合利用，豐富動畫內(nèi)容的同時也節(jié)省動畫制作時間。

2.2.3 Camtasia Studio 軟件

Camtasia Studio 軟件是由TechSmith 公司開發(fā)的一款屏幕錄制處理軟件，集視頻播放、屏幕錄制、影音剪輯等功能于一體，具有強大的視頻編輯處理功能。該軟件的素材庫資源豐富，內(nèi)置多種動畫、特效及音樂，使得在線開放課程資源制作與處理極易上手。對于非計算機專業(yè)出身的任課教師來說，該軟件極大地縮短了視頻處理時間，從而使其能夠?qū)⒏嗟木Ψ旁谡n程設(shè)計上。

2.3 教學(xué)課件開發(fā)

2.3.1 預(yù)習課件開發(fā)

課前預(yù)習主要是提前熟悉課堂教學(xué)內(nèi)容、自我消化吸收基礎(chǔ)知識、標記疑難點課堂解決。預(yù)習課件一方面有助于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習、獨立思考的能力，另一方面能激發(fā)學(xué)生探索知識的興趣，培養(yǎng)良好的學(xué)習習慣。預(yù)習課件針對章節(jié)的重點內(nèi)容以通俗易懂的形式呈現(xiàn)出來，引入貼近生活的實例化抽象為具體，使理論概念不再晦澀難懂。在每章預(yù)習課件后設(shè)置簡單習題以檢驗預(yù)習情況，教師可在雨課堂后臺查看答題數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)習情況調(diào)整教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)進度。

2.3.2 授課課件開發(fā)

授課課件主要是對重難點進行逐一攻破。由于學(xué)習內(nèi)容多、強度大，部分學(xué)生難以跟上教師的授課進度。針對這種情況，筆者在授課課件的制作上增加了動漫元素，配以動畫視頻逐步剖析難點，化抽象枯燥為清晰有趣，同時，在課堂上借助雨課堂設(shè)置討論題或問答題，讓學(xué)生闖關(guān)完成任務(wù)，既能及時檢測學(xué)習成效又能活躍課堂氣氛。

2.3.3 自學(xué)課件開發(fā)

在課堂授課的基礎(chǔ)上針對每章中非重點的教學(xué)內(nèi)容制作自學(xué)課件。該部分教學(xué)內(nèi)容相對簡單但知識點零散，為明確學(xué)習內(nèi)容，在課件制作上添加了思考任務(wù)，通過任務(wù)驅(qū)動法由淺入深地引導(dǎo)學(xué)生獨立思考，針對自主學(xué)習無目的狀態(tài)，將章節(jié)內(nèi)容按照星等設(shè)計學(xué)習任務(wù)，學(xué)習任務(wù)見表1。另外，設(shè)置典型習題供學(xué)生自我檢測。自學(xué)課件資源容量相對較小，學(xué)生可利用碎片化時間自主學(xué)習，提高實施學(xué)習計劃的靈活性。

表1 部分自學(xué)任務(wù)

2.4 動畫制作

利用Flash 軟件進行動畫制作。動畫可將平面轉(zhuǎn)化為立體，將晦澀難懂的理論以動態(tài)過程全方位進行演示，增強教學(xué)的直觀性和趣味性，特別對互換性與技術(shù)測量這類理論和概念偏多的課程具有顯著的效果。在制作幾何公差這一章節(jié)的動畫中，運用Flash 軟件中的移動、變形功能，配合創(chuàng)建傳統(tǒng)補間、補間形狀等功能，再經(jīng)過調(diào)整時間軸和各關(guān)鍵幀的位置，實現(xiàn)整個動靜轉(zhuǎn)換的過程。由此可將公式概念、圖形符號化靜為動，以動畫的形式逐步演示是什么、為什么、怎么用，從而加深學(xué)生對重難點的理解。比如，在測量跳動公差中的徑向圓跳動時，可由左側(cè)放置的原始靜態(tài)幾何公差圖為基準，逐步將基準軸線、測量平面以及被測輪廓等要素進行動態(tài)分離，在測量平面上生成基于基準軸線的限制誤差的同心圓區(qū)域，即可實現(xiàn)化靜為動、化枯燥為有趣。

2.5 微課制作

2.5.1 微課的設(shè)計

微課（micro-lecture）以其時間短、內(nèi)容精、資源容量小等優(yōu)勢在教學(xué)中得到普及[3]。學(xué)生可利用碎片化時間進行知識的學(xué)習和鞏固，達到課前自主預(yù)習和課后自主鞏固的目的。微課制作根據(jù)課程內(nèi)容的難易程度分為動畫微課和錄屏微課。

1）利用萬彩動畫大師制作動畫微課。動畫微課選擇枯燥抽象的重難點概念，通過動畫角色模擬教師講解，各類特效輔助圖文展示，將晦澀難懂的專業(yè)術(shù)語用通俗易懂的方式表達出來，如幾何公差中的基本術(shù)語——最大實體尺寸、最小實體尺寸等概念，如圖2所示。

圖2 動畫微課截屏

2）利用Camtasia Studio 制作錄屏微課。錄屏微課針對難理解的計算公式及圖形符號，由教師根據(jù)課件內(nèi)容親自講解，利用幻燈片的畫筆功能圈點重點知識。將錄制好的視頻加以完善，分別編輯畫面軌道和音頻軌道，增加動畫、音效或者必要注釋，使得錄屏微課視頻更加自然流暢。該課程第一章的極限偏差的計算和第三章的幾何公差帶的定義采用屏幕錄制的方式制作錄屏微課，如圖3所示。

圖3 錄屏微課截屏

2.5.2 微課內(nèi)容的安排

微課作為課堂內(nèi)容的連續(xù)和延伸，其內(nèi)容的選取以重難點知識為主，具體微課內(nèi)容見表2。

表2 微課內(nèi)容安排

2.6 習題制作

習題是檢驗學(xué)習效果的基本途徑，利用雨課堂插件“我的試卷庫”制作每一章節(jié)的習題。根據(jù)該課程教學(xué)大綱的要求和教學(xué)目標，客觀題以選擇題、填空題為主，用以檢驗基礎(chǔ)概念的理解及簡單計算能力；主觀題以計算、分析和標注為主，用以檢驗綜合應(yīng)用能力。習題的制作根據(jù)課程章節(jié)的劃分而定，重點章節(jié)如尺寸精度設(shè)計、幾何精度設(shè)計、表面粗糙度和尺寸鏈等制作完整的習題集，非重點章節(jié)選取重點內(nèi)容制作相應(yīng)習題以便課后自學(xué)。在課程制作過程中，將第一章“孔與軸的極限與配合”、第三章“幾何公差及檢測”作為重點章節(jié)，制作了題型較為完整的習題集，其他章節(jié)則是針對重難點內(nèi)容有針對性地制作習題集。將制作好的習題上傳到雨課堂試卷庫中形成移動學(xué)習庫。

3 基于雨課堂的教學(xué)資源整合

雨課堂作為引領(lǐng)互動課堂的智慧教具可提供多維度智慧教學(xué)功能，能夠在課堂教學(xué)中實現(xiàn)同步課件、課堂答題、“彈幕式”討論等新型課堂互動形式。將各類教學(xué)資源整合到雨課堂中，便可實現(xiàn)課前、課中、課后高效靈活教學(xué)。

課前，教師在雨課堂小程序中創(chuàng)建班級，通過邀請碼邀請學(xué)生加入到課程中[4]，發(fā)布課前預(yù)習任務(wù)，新建課件后導(dǎo)入課前預(yù)習課件再推送給學(xué)生客戶端，從而推進學(xué)生課前自主學(xué)習。通過任務(wù)驅(qū)動的方式，引導(dǎo)學(xué)生獨立學(xué)習微課內(nèi)容并完成對應(yīng)的學(xué)習任務(wù)，讓學(xué)生對課堂學(xué)習內(nèi)容形成初步的認識，從而促使學(xué)生在課堂學(xué)習中更有針對性地解決疑惑，提高學(xué)生注意力的同時大大提高課堂效率。

課中，教師可針對學(xué)生在預(yù)習或授課中的疑問開啟課堂彈幕、投稿功能，將傳統(tǒng)課堂轉(zhuǎn)化為“彈幕式”討論課堂，時刻了解學(xué)生的問題和想法，增加課堂互動的趣味性。為掌握課堂學(xué)習情況，在雨課堂中設(shè)置相應(yīng)的習題推送，學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)使用手機微信端的雨課堂完成答題，及時檢驗其對知識的理解程度，從而打造個性化教學(xué)課堂。

課后，教師可對已實施教學(xué)的知識點推送微課視頻鏈接和課后習題，發(fā)布復(fù)習公告，推進學(xué)生復(fù)習鞏固，深化知識內(nèi)容[5]。另外，雨課堂將帶有自學(xué)標識的自學(xué)課件推送給學(xué)生自主學(xué)習，利用雨課堂自動生成的教學(xué)日志，形成自學(xué)課件的資料庫。在自主學(xué)習過程中，學(xué)生可在雨課堂的討論組中發(fā)布自己遇到的問題，與同組的同學(xué)討論交流，培養(yǎng)學(xué)生集體討論的意識。

雨課堂強大的數(shù)據(jù)處理功能可幫助教師實時掌握教與學(xué)的狀況，從而調(diào)整教學(xué)安排，進一步提高教學(xué)質(zhì)量。雨課堂可幫助教師直觀掌握每節(jié)課生成的教學(xué)數(shù)據(jù)，如出勤率、課堂答題情況、預(yù)習及自學(xué)課件完成度、課后習題作答情況等，通過這些數(shù)據(jù)不僅能了解班級整體的學(xué)習情況，便于教師進行課堂總結(jié)和課后反思，還能輔助教師完成考勤及公平判定平時成績。借助雨課堂的教學(xué)數(shù)據(jù)形成評價反饋，有利于彌補教學(xué)中的不足，提升教學(xué)質(zhì)量。

4 教學(xué)反饋

教學(xué)反饋是提高課堂教學(xué)效率、保證課堂教學(xué)效果不可缺少的措施，是連接教與學(xué)的動態(tài)橋梁?；谟暾n堂教學(xué)平臺，教學(xué)環(huán)節(jié)中的各類數(shù)據(jù)都可清晰地反饋給教師，比如，課堂的出勤率、課件觀看及完成度、隨堂檢測答題情況、課后習題完成情況、演示文檔中“不懂”的數(shù)量等，教師可根據(jù)雨課堂的數(shù)據(jù)反饋適當調(diào)整教學(xué)環(huán)節(jié)，以期達到更理想的教學(xué)效果。學(xué)生可直觀在雨課堂看見自己答題情況和作業(yè)批改情況，自查課程內(nèi)容的掌握程度、班級進度以及自己在班級中所處的位置，能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生的自我反饋，促使學(xué)生的自我反思和自我調(diào)整。同時，這些教學(xué)數(shù)據(jù)不僅能夠顯示班級整體的學(xué)習情況，還能輔助教師完成考勤、相對公平地給出平時成績。顯然，借助雨課堂的教學(xué)數(shù)據(jù)形成的評價反饋，有利于改進教學(xué)，提升教學(xué)水平。

5 結(jié)束語

本文通過分析互換性與技術(shù)測量課程的教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合該課程的教學(xué)特點以及學(xué)生自身的特點，借助雨課堂教學(xué)平臺，對互換性與技術(shù)測量課程進行教學(xué)資源的設(shè)計與開發(fā)。從教學(xué)平臺及軟件、教學(xué)課件開發(fā)、動畫制作、微課制作以及習題制作等方面展開教學(xué)資源的設(shè)計與開發(fā)，制作了配合課程教學(xué)的課件、微課、動畫及習題等全方位多媒體教學(xué)資源?；谟暾n堂進行教學(xué)資源整合，構(gòu)建了貫穿課前、課中、課后及考評反饋等教學(xué)環(huán)節(jié)的智慧教學(xué)平臺，實現(xiàn)了課程教學(xué)的多元化，改善了教學(xué)效果，提升了教學(xué)質(zhì)量。