雨课堂支持下的智慧课堂构建与应用研究

蒋雯音++杨芬红++范鲁宁

摘 要：移动互联网的飞速发展，促成了新的移动学习模式，传统课堂教学面临了新的挑战，智慧课堂成为教育信息化的研究热点。本文从智慧课堂的概念入手，分析智慧课堂的意义和价值，提出一种雨课堂技术支持下的智慧课堂架构，设计基于此架构的智慧课堂教学模式，并以计算机基础课程的教学为应用案例，阐述基于学习数据分析的智慧课堂实施过程和教学策略。结果表明：智慧课堂展现了基于学习数据分析的教学机智，融自主学习、协作学习和探究学习于一体，能充分调动学生的积极性，提高教学效率。

关键词：智慧课堂；雨课堂；学习数据分析

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2017）10-0014-04

移动互联技术迅速发展及其在教育教学中的应用，推动了新一轮课堂教学的创新与变革，传统课堂向数字化、智能化课堂发展。随着智慧教育理念的提出及发展，信息技术环境下智慧课堂的构建成为教育技术界越来越关注的研究热点。

一、智慧课堂的概念及其意义

不同视角下对于“智慧课堂”有不同定义，这里从信息化视角来理解“智慧课堂”的概念。从实际开发和应用来看，“智慧课堂”可以定义为“以建构主义学习理论为指导，利用‘互联网+时代的大数据、移动互联、云计算等新技术构建的信息化、智慧化、高效互动的课堂。”它应用“云+端”服务方式，通过智能推送、动态学习数据采集和即时分析，实现基于数据的教学决策、实时全面的教学评价、全过程的交流互动、个性化的资源推送，从而变革和改进课堂教学的结构和模式。智慧课堂是信息技术和教育教学深度融合的产物，也是翻转课堂发展的新体现、新趋势。

在大数据时代背景下，传统课堂教学面临新的挑战和机遇，利用学习数据分析来改进教学行为是变革传统课堂的有效手段。国内外许多教育机构和部门都十分重视教育数据挖掘和学习分析技术的应用，2012年美国国家教育部发布了《通过教育数据挖掘和学习分析促进教与学》的报告；2016年4月，清华大学与学堂在线共同正式对外发布了一款免费线上教学工具——雨课堂，它通过微信服务号连接师生的智能终端，实现对课前-课上-课后教学全过程的动态学习数据收集和分析，雨课堂的推出为智慧课堂构建提供了环境和技术支持。

利用雨课堂构建基于学习数据分析的智慧课堂，适应教育信息化和大数据背景下的学校课堂教学改革创新的需求，具有重要的现实意义和价值：

1.有助于实现个性化、高效互动的课堂

大数据背景下基于学习数据分析的智慧课堂，变革了传统课堂教学结构和模式，从以教师为中心的知识传授为主转向以学生为中心的能力培养为主，从“先教后学”转变为“先学后教、以学定教”。课外，学生自主移动学习，师生交流互动，教师依据课前预习数据反馈，进行个性化指导，同时设计有针对性、个性化的课堂教学；课堂上，师生一起协作探究解决问题、完成学习任务，将课堂时间的运用发挥到极致。这种课堂内外的教与学能够提高学生学习自主性、积极性，实现师生之间的更多互动，在某种程度上活跃了课堂氛围，从而达到高效的课堂教学。

2.有助于实现全过程多元化的学习评价体系

智慧课堂利用大数据和云计算技术，对学生的课前-课中-课后学习全过程进行动态、实时记录和统计反馈，从而能够更全面、客观、真实地对学生学习情况及教学效果做出评价。这种全过程多元化的学习评价方式，一方面对学习活动起到引导作用，利于对学生进行个性化的指导；另一方面，帮助教师改进教学策略，使教学活动的开展更有效地促进学生的学习。

3.有助于丰富和发展智慧课堂的理论和实践，推动课堂变革和创新

将雨课堂应用于传统课堂教学中，探索基于学习数据分析的智慧课堂模式，并在具体课程教学中开展实践，这为智慧课堂的研究提供了参考，为一线教师开展混合式、翻转课堂教学提供借鉴。同时，引起教师关注并尝试运用新技术进行教学改革实践，推动传统课堂的变革和创新。

二、雨课堂支持下的智慧课堂构建

1.雨课堂支持下的智慧课堂架构

在对雨课堂特点及其功能研究基础上，构建基于雨课堂的智慧课堂架构（如图1所示）。雨课堂是应用于PowerPoint中的一个插件，采取“云+端”的服务方式，通过云计算、云存储和云服务等为课前-课中-课后教学的各个环节提供信息技术支持。教师只需要会PPT和微信就可以快速便捷地部署智慧课堂。在学生端，雨课堂提供课前预习自测、课内“不懂”按键、弹幕和随堂测试等功能，帮助学生预习、巩固知识并反馈学习情况；在教师端，可以推送PPT课件、分享链接和微课视频、发布测试、统计和反馈学生学习数据，帮助教师及时把握学生学习情况、学习效果以及学习轨迹。雨课堂支持下的智慧课堂打破了传统课堂的围墙，具备实时动态学习数据的采集和即时分析功能，实现了智能、高效的教学交互与反馈，改变了传统课堂的教学方式。

2.基于全过程学习数据分析的智慧课堂教学模式

智慧课堂的核心理念是用数据改变教育，学习数据是客观真实地反映教学过程、教学效果的重要依据。实时、客观、全面反映当前教学状态，是一线教师的迫切需求，传统课堂上教师面对几十位学生，很难及时准确地把握每位学生的学习情况、有效调控教学进程。智慧课堂基于学习数据分析，使课堂教学从依赖于教师的教学经验及直观判断转向依赖于学习数据的分析反馈，用数据说话，依靠客观、实时的学习数据对教学情况进行判断和调整教学策略，实现智慧、高效的课堂。

在對智慧课堂特点、架构研究的基础上，同时结合雨课堂的技术特性，设计基于全过程学习数据分析的智慧课堂教学模式（如图2所示）。课前，通过推送预习资料，进行预习情况统计分析和检测，深化学情分析，优化教学设计；课中，通过“不懂”按键、发送弹幕、随堂测验，进行即时学习数据分析和反馈，调整教学策略和教学进程；课后，通过作业数据统计分析，进行针对性指导，推送拓展学习资料，实现个性化学习。雨课堂的技术支持对课前-课中-课后整个学习过程提供实时动态学习数据采集、分析和智能推送。

三、智慧课堂应用实例

利用雨课堂开展智慧教学的准备工作非常简单，教师只要安装好雨课堂插件，然后在手机微信里关注雨课堂后，进入我的课程页面点击“我要开课”即可创建课程和班级，创建成功的班级对应有专属的二维码和邀请码，教师可以通过班级QQ群或微信群告知学生，学生扫码或输入邀请码进入班级，这样便快捷地完成了智慧课堂的部署。

下面以高校公共基础课《计算机应用基础》中的“计算机网络”一课为例，具体阐述雨课堂支持下的智慧课堂教学实施过程。

1.课前环节

（1）预设教学目标和内容

教师根据之前对于课程内容及学生情况的学情分析后，预设本次课的教学目标，确定教学内容（如表1所示）。

（2）发布预习资料和预习反馈

教师利用PowerPoint中的雨课堂插件将上课PPT课件快速转换成可以随时推送的微课课件，同时还可以轻松插入慕课视频（如计算机网络MOOC视频）和网络视频（如局域网组建），在预习内容最后添加了客观题作为课前预测。微课制作完成后，教师将预习课件生成并推送到手机，在手机微信端点开收到的推送后预览课件并针对性对每页添加语音讲解，最后发布至班级。全班学生收到推送课件后，随时随地进行移动学习、完成预测并即时得到自动评分，另外，学生可以“报告老师”提出预习中的疑问或想法。教师也可以实时查看到已预习学生人数、预测题各题答题情况，浏览学生反馈并和他们进行课前互动交流。

（3）优化教学设计

教师在手机端实时看到的学生整体预习情况统计以便第一时间掌握学生课前预习情况，随时记录教学设计与备忘等，根据课前预习反馈，深化学情分析，明确教学重点和难点，优化教学设计，以便精准教学。如课前预测题答题情况的统计我们发现大部分学生对于网络协议、网络地址的理解有一点困难，需要课堂中对这些问题重点解决；个别学生给老师的报告中反映出学生对于计算机网络的认识只在表层，引发我们思考如何让学生更深层次地理解计算机网络和设计教学。

同时，教师通过邮件获取课前每位学生预习情况统计详细数据（如每位学生观看页数、观看的页面、预习时长、预测题评分统计），精确掌握每位学生的预习情况和学习行为，以此作为一对一个性化指导以及过程性评价的依据。

2.课中环节

（1）开启授课，进入课堂

教师开启雨课堂授课后，手机微信端即刻收到推送并点击推送信息，等待学生进入；学生用微信扫码或输入邀请码签到进入课堂，教师可邮件得到课堂情况统计详细数据了解学生的到课情况。等所有学生扫码完毕后教师点击开始上课，手机变遥控器控制课件的播放，学生端同步接收到课件。

（2）课程导入，分享与展示

教师将课前做的投票调查结果分享给学生，课前调查统计发现89%的学生之前极少接触计算机网络方面的知识。同时将预习情况反馈给学生，使学生之间有比较和定位，使他们做好课堂学习的心理准备。教师从“什么是计算机网络？”、“网络的功能是什么？”这几个问题入手进行提问，学生分享观点，展现课前自学成果，通过学生互评，教师展示本次课的教学内容和目标，进而展开更深层次内容的学习。

（3）精讲与拓展

教师根据教学目标并依据直观的学习数据进行针对性教学，学生在听课中发现有不明白的内容可以随时点“不懂”第一时间反馈给老师，老师能实时看到课件中每页“不懂”的人数，及时知道学生学习情况，并调整教学策略。如授课中发现在讲解网络地址时有很多学生对“子网掩码”都不懂，教师就以实际的一个操作演示进行说明，使学生有了进一步的理解。课间，教师开启“弹幕”功能，让学生把自己的想法都弹到屏幕上和大家一起分享，实现了师生之间、生生之间的课堂互动，活跃了课堂气氛。

最后，教师介绍计算机网络前沿知识进行拓展，并下达新的学习探究任务，如物联网、电子商务等大家感兴趣的话题，教师为学生分组并设计组织学习活动，学生开展小组协作探究学习，进行互动讨论。

（4）实时测评和反馈

学生完成学习探究任务后，教师把随堂测验推送到学生手机端，学生当堂完成并提交后，能即刻看到得分及答案，教师也会即时得到统计数据（如每位学生的得分、成绩分布、各题答题情况），还可以通过邮件获取试题统计详细数据来准确把握每位学生的学习情况，以便课后的个性化指导。另外，教师将分数分布公布至大屏幕，让学生清楚意识到自己在班里的水平，有助于课后的复习巩固。这个阶段是检验课堂教学效率的有效手段。

（5）总结点评

教师通过“不懂”、“弹幕”、随堂测评得到的实时反馈，对知识点进行总结和点评，对重难点补充讲解，对共性问题进行答疑。学生在及时得到教师的点评和总结后，对所学的新知识进行巩固内化。

3.课后环节

（1）课后讨论和投票、拓展学习

为了让学生结合所学网络知识并联系实际展开思考，教师课后发布作业（“大家一直都在说IPv4的地址不够用了，但IPv6推出至今，并未得到广泛应用。为什么会这样，到底是什么原因？我们还需要IPv6吗？”），学生“报告老师”阐述各自的想法，教师可以和学生互动交流探讨问题并个性化指导，从而学生可以深化知识的学习，培养了探究能力。同时，教师还可以发布投票，调查了解学生对于课程内容、教学方法、效果等方面的反馈。

另外，教师通过推送和分享链接方式给学生推送课后拓展材料，如网络信息安全、Internet醫学应用、组网案例等，学生根据自己的兴趣和能力有选择地自主学习。学生也可以随时点击查看每次上课课件，重点复习课堂中点“不懂”和收藏的内容，实现个性化学习。

（2）总结改进

教师依据学生课堂的学习情况、课后讨论及投票情况，对教学全过程进行回顾与总结，记录下教学设计，从而来优化教学方案、改进教学策略。

四、结束语

雨课堂支持下的智慧课堂模式基于混合学习理念，应用“云+端”设备，将移动技术与教学深度融合，直接、动态、即时的全过程学习数据，详实记录了课前-课上-课后教学全过程，整个教学过程的教学数据转换为改进教学的决策依据，使教师的教学决策从以经验驱动转变为以数据驱动，“用数据说话”，展现了教师基于学习数据分析的教学机智。同时，智慧教学的模式融自主学习、协作学习和探究学习于一体，能培养学生独立探究、合作沟通和创新能力，实现了课堂内外多渠道的交流互动，充分调动学生的积极性，从而提高课堂教学效率，促进教学效果。

当然，这种智慧课堂模式在不同学科教学中的应用，将存在新情况、新问题，有待研究者们根据教学实际去思考、更新和发展。笔者也将在目前对于智慧课堂研究基础上继续进行应用研究，积累实践教学经验，从而不断改进和完善。

参考文献：

[1]孙曙辉，刘邦奇，李新义.大数据时代智慧课堂的构建与应用[J].中国信息技术教育，2015（13）：112-114.

[2]孙曙辉，刘邦奇.基于动态学习数据分析的智慧课堂模式[J].中国教育信息化，2015，（22）：21-24.

[3]卞金金，徐福荫.基于智慧课堂的学习模式设计与效果研究[J].中国电化教育，2016，（2）：64-68.

[4]做MOOC的学堂在线，推出教学工具“雨课堂”[EB/OL].http：//learning.sohu.com/20160429/n446802038.shtml，2016-4-29.

[5]薛恒.智慧课堂教学模式的实践探索——以鱼洞二小智慧课堂教学模式为例[J].中国信息技术教育，2015，（Z2）：89-92.

（编辑：郭桂真）