基于雨課堂的“中長期天氣預報與短期氣候預測”課程教學模式探討

楊顯玉，張少波，肖天貴

（成都信息工程大學 大氣科學學院，四川 成都 610225）

近年來，中國高校大部分采用常規的傳統教學模式完成教學，導致教師教學工作量較大，在有限時間段內很難快速高效地完成大量教學任務，而學生的學習興趣也普遍較低，課堂整體教學效果較差。隨著信息技術時代的快速發展，傳統教學模式在很大程度上已經難以滿足高校教育的需求和培養目標。為了提高“中長期天氣預報與短期氣候預測”課程的整體教學效果以及充分調動學生的學習積極性，對現有的傳統教學模式進行改革與探究。目前，教育界認為，應鼓勵全國各高校重點對教學模式手段進行改革創新，而混合教學模式便能有效地將傳統學習方式和網絡客戶端學習的優勢結合起來［1］，以培養學生獨立思考分析問題的能力。近年來，雨課堂、騰訊會議等一批新的教學工具在各大高校投入使用，成為提升課堂教學質量和改善學生學習效果的重要途徑［2］。通過將多種創新教學模式對比后發現，以2016年清華大學與北京學堂在線共同研發的雨課堂最具代表性，它不需要繳納昂貴的教學費用，并且教師通過智能手機就能輕松完成教學任務。開展混合教學模式的教學改革效果非常明顯，其以教師為主導、學生為主體的新型教學模式在教學資源、教學效果、師生交流等方面有了很大程度的提升，深受教師與學生的青睞。因此，本研究在“中長期天氣預報與短期氣候預測”理論課程教學的基礎上，通過引入雨課堂探索混合教學模式的高效應用在現階段高校教育中的重要意義。

一、雨課堂簡述

雨課堂是21世紀大數據時代背景下產生的一種免費的、智能的新型教學工具，是2016年由清華大學在線教育辦公室與北京學堂在線聯合研發推出的智慧課堂教學工具。雨課堂具有強大的教學功能，可以通過手機客戶端將教師和學生聯系起來，讓師生在課前、課上和課后三個環節中進行充分的互動與交流，通過改變學生的學習方式，給學生營造不同于傳統教學模式的積極互動的學習環境，使每名學生都成為課堂學習的主角。具體來講，雨課堂教學模式有以下幾點優勢：（1）雨課堂是一款無需額外費用的教學軟件，能在使用過程中節省大量教學成本，并且教師主要使用手機端借助PPT和微信就能完成各種操作，這對于大多數教師來說都能熟練掌握。（2）在教學過程中，學生遇到無法理解的知識點可以通過雨課堂平臺及時向教師進行提問，教師可根據電腦端顯示的各項反饋數據進行匯總統計，從而了解到每一名學生的學習動態，進而進行必要的指導。（3）在課程學習中，學生通過手機端雨課堂可以在課前提前獲取教師推送的各種相關章節的學習資源，然后根據自身情況分配調整學習時間，并隨時隨地進行課程的學習和討論，實現化整為零的碎片化學習，大幅度提高了學習效率。此外，后臺大數據可詳細記錄每名學生該課程的學習情況，包括視頻的具體學習時長以及課程學習次數等信息，同時學生還能在平臺上收藏保存重點內容，以便根據自身情況進行必要的課后復習［3-4］。據我國教育部統計數據可知，在受到新冠病毒感染疫情影響后，全國有1 300多所高校引入雨課堂進行教學，累計使用時間長達750多萬個小時［5］，在很大程度上推動了我國各高校教學模式的改革創新。

二、“中長期天氣預報與短期氣候預測”課程教學現狀及雨課堂在教學中的應用

“中長期天氣預報與短期氣候預測”是大氣科學專業本科生的核心必修課程，總學時數為48學時的理論講授課，是現代天氣預報業務的技術基礎。它具有跨學科的特點，是依靠多門學科滲透和交叉發展起來的，并且其教學內容較多，理論性較強，是一門綜合性、應用性很強的課程。該課程的講授內容共有七章，包含了中期天氣過程特征分析及模擬預測、長期天氣過程特征及天氣預報、大氣環流變化、海氣相互作用和陸氣相互作用等內容。因此，綜合課程的內容包含度可以看出，課程學習具有一定的突破性，學生需要對相關科目的知識有一定的了解。在傳統教學過程中發現，該課程存在以下問題。（1）學生接受知識的效果差異較大。教師在2小時的線下講授過程中很難注意到每名學生的學習情況，而學生課后需要花費可能超過1個小時的時間來消化，并且遇到重點及難點還可能會出現滯后的情況，導致學習難度增大，在有限時間里學習效率普遍較低。（2）學生課堂積極性和參與性較低。一些學生在課堂上玩手機并沒有認真聽課，這使得學生課堂參與度不高，即使教師向學生提問，也只有部分學生愿意與教師保持互動。這種傳統教學模式形式單一，不能很好地吸引學生，所以課堂互動方式有待改進。（3）學生在學習過程中的課后練習不足，學習效率較低。由于課堂教學時間有限以及受到學校培養方式的限制，學生的課堂練習次數較少，并且教師在一定程度上僅向學生傳輸書本知識，而忽略了學生在課堂上的反應，對于學生在課堂上對知識的接受程度沒有一個全方位的了解，只能通過參考結課后的期末考試來評估學生在該學期的整體學習情況。而只通過參考期末成績分數來評估學習情況缺少一定的準確性，注重結果而忽略了最為重要的學習過程，不能有效科學地反映學生的學習情況。基于上述傳統教學方法中存在的一系列問題，本研究經過對該課程的“課堂、教材、教師”三中心傳統學習模式的改變，結合清華大學的雨課堂智慧教學模式的強大功能，建立混合教學模式開展多種學習活動，對“中長期天氣預報與短期氣候預測”課程內容進行充分改革，有利于師生通過混合式教學的課前、課中與課后三個環節進行多元互動與探究學習，激發學生的課堂積極性，培養學生主動分析問題、解決問題的能力，以期達到提升教師教學效果和提高學生學習效率的目的。

（一）課前預習階段

學生在課前必須花費充足的時間來預習課程內容，這樣雨課堂混合教學模式才能達到較好的效果。教師在課前應根據教學大綱要求引入課程相關視頻，包括其他平臺教學視頻、PPT課件等內容，提前發送到雨課堂教學對應的章節中，作為學生的課前預習材料。同時將章節重點及難點總結成幾個思考習題，以“公告”形式上傳到雨課堂平臺上，提示學生重點關注，引導和督促學生在課前利用零碎時間進行自學預習。此外，教師還可以通過手機端雨課堂及時查看學生的課前預習情況和思考題的回答情況等，通過這種方式可清晰了解學生的預習情況。同時，結合該課程的重點及難點內容合理調整教學節奏，對學生提出的問題進行針對性講解，大幅度提高了學生對知識的接收率。

（二）課堂講授階段

在課堂教學環節中，首先，教師通過手機端登錄雨課堂平臺，打開教學PPT文件進入授課模式，學生即可通過手機微信掃描雨課堂二維碼或直接輸入課堂號簽到進入班級課堂。同時，教師可以從手機端實時查看學生的簽到情況以及在教學過程中查看課堂在線的學生人數，有效地節約了傳統課堂點名所花費的時間。其次，雨課堂具有強大的互動模塊。在講授過程中，教師可以隨時對所有知識點以提問的方式對學生進行測試，全面了解學生的學習情況并進行針對性的答疑解惑，或采取分組的方式對一些內容進行討論，加深學生對知識點的理解，以培養學生綜合思考以及分析解決問題的能力［6］。此外，學生還可以在平臺上通過投稿、發送彈幕及消息等方式對PPT課件內容進行匿名反饋，實現課堂上師生的高效互動。最后，在課程結束時，教師可通過雨課堂平臺對各項數據進行統計匯總，了解學生對本節課堂知識點的理解和掌握情況。在整個課堂教學過程中，不僅活躍了課堂氣氛，師生之間還能夠很好地進行線上互動，避免了傳統教學教師單方面講授的情況，在不斷的教學完善中優化了學生的學習體驗。

（三）課后復習階段

課堂教學環節結束之后，教師為了讓學生鞏固加深課堂所學內容，可以在雨課堂客戶端布置大量課后作業和復習任務，要求學生在截止日期前充分利用碎片化時間高效完成，并且設置復習檢測試題以檢驗學生的學習效果，給予學生在手機端查閱詳細答案解析的權限。同時，教師還可在平臺上設置討論話題，使學生和學生之間能夠進行充分的互動交流，有效地幫助學生解決難題。此外，雨課堂還具有白板功能，教師可對主要計算公式及圖示內容通過白板進行推理演示，并且可要求學生對所學知識點以畫思維導圖的方式對各章節內容進行回顧，使學生能夠更加清晰地了解每個章節知識點之間的相互關聯性，深刻理解課程的重要內容。通過雨課堂教學平臺，教師可依據全程量化的教學數據，包括學生出勤率、答題測試情況及重點及難點內容等，不斷調整教學節奏與教學進度，進一步探索優化教改方案，提高學生的學習興趣，從而提升整體教學效果［7-8］。

三、雨課堂教學效果評價

該評價研究選取了大氣科學專業兩個班級的學生作為實驗對象，并通過對比使用雨課堂前（2019—2020學年）和后（2020—2021學年）兩個學年的教學效果進行了綜合分析。評價采用多種方式進行，重點對學生的課堂出勤簽到情況與課程問卷調查兩種形式進行深入研究，基于雨課堂混合式教學得到一個科學、全面的教學效果評價。

（一）出勤率

在教學過程中，兩個班級的學生在使用雨課堂平臺的學年，出勤率高達98%，明顯高于使用傳統教學模式的學年（92%）。從結果可以看出，一方面可能與雨課堂的自動打卡簽到功能有關，另一方面雨課堂平臺的使用與提高學生的學習主動性也有一定的關聯。

（二）問卷調查

本研究以發放調查問卷的形式對學校教師和學生進行隨機調查，通過向兩個班級發放調查問卷100份，回收98份，統計分析師生對使用雨課堂教學模式的認可度和滿意情況。問卷結果顯示，95%的師生普遍認為，將雨課堂教學模式引入課堂后，很大程度上促進了師生在課前、課中與課后三個階段的互動交流，很好地培養了學生之間合作交流、共同進步的精神。采用該混合教學模式不僅能夠在課堂上形成高效的互動氛圍，也方便學生利用雨課堂進行反復學習，提高學生學習的積極主動性和對知識的接受度，同時增強學生對該門課程的興趣。在課程學習過程中，72.4%的學生在課前會主動對教師發送的內容進行預習，61.8%的學生在課后會主動復習課件內容，90.7%的學生普遍認為通過雨課堂能夠明顯提升學習效果。此外，學生課后一周在該門課程上花費的時間分別為2小時（25.6%）、4小時（45.7%）、6小時（28.7%）。絕大部分教師（92.8%）也都認可該教學模式，認為該方法順應了互聯網大數據時代的發展，使大學課堂的教學質量進一步提高，但還存在一定的提升空間。同時，該教學模式充分培養了學生的自主學習能力與實踐創新意識，無疑是對傳統課程教學的一大改革，提升了課程整體的教學效果和教學標準，深受師生的青睞。

四、結果與討論

雨課堂作為順應信息技術高速發展的新型教學工具被引入高校課程教學中。通過對“中長期天氣預報與短期氣候預測”課程的傳統教學模式改革后發現，以手機為媒介的雨課堂混合教學模式充分地將教師與學生聯系了起來，從根本上轉變了學生接受知識的方式，不僅能夠向學生提供完整的課程教學資源，還有助于提高學生的學習積極性。學生通過手機終端可以從課前、課中和課后三個階段進行全面自主的學習，培養學生勇于思考、深入分析和主動解決問題的能力。同時，教師可以利用雨課堂的后臺數據進行匯總與分析，進而能周期性地了解學生對知識點的學習掌握情況，并且在必要時組織學生進行討論與交流，達到對課堂問題及時解決的目的［9］。雨課堂混合教學模式在“中長期天氣預報與短期氣候預測”課程線上和線下中的應用顯著提高了學生學習的效率及師生間的互動性，并進一步優化了學習過程。該模式可在其他更多課程教學中推廣使用，并在實踐教學過程中不斷進行探索并完善，持續推進智慧教學模式的高效開展。