基于雨课堂的智慧教学改革与探索

韩 意，吴伟东，简 兴

(安徽科技学院 建筑学院，安徽 凤阳 233100)

教育部在2015年的工作要点中明确提出，要加强基于信息技术的课堂教学的建设、应用和管理。由于传统教学模式的弊端日趋明显，信息技术彻底颠覆了教育领域。智慧课堂正是基于信息化视角的教学方式，是未来教育的发展趋势。目前，对智慧课堂的定义没有统一的定义，但是大多数学者的理解是：智慧课堂是指利用大数据、云计算、物联网等新一代信息技术打造的智能、高效的课堂，是基于动态学习数据分析和“云端”的运用，实现评价反馈即时化、交流互动立体化、资源推送智能化，全面变革课堂教学的形式和内容，构建大数据时代的信息化课堂教学模式。

随着智慧课堂教学改革的深入,对智慧课堂的研究越来越深入。2017年巫柳兰[1]提出当前教学中存在的常见问题，并使用翻转课堂理念对其优化。孙莉等[2]提出智慧课堂的概念并进行了实践，指出智慧课堂有助于激发学生的学习兴趣，提高学习效率。陆艳侠[3]使用信息化手段，在工程测量中进行了翻转课堂设计，并指出这种教学方法有助于提高学生学习的积极性和教学效果。

雨课堂是清华大学在线教育办公室和学堂在线共同推出的新型智慧教学工具，全部功能都是基于PPT和微信。雨课堂通过连接师生的智能终端，在课前、课上、课后教学环节开展实时师生多元互动，教学全周期数据分析，为智慧课堂的开展提供技术支持。

1 传统测量学教学模式的局限

测量学是建筑学、土木工程、园林等专业本科教学中的必修课。此门课程在教学过程中存在覆盖面广、学习难度大以及教学效果不理想等问题。

1.1 统一的学习进程不能满足学生多样化的学习需求

传统的测量学教学过程中，教师按照教学计划、教学大纲和学校安排的统一课表，定时向学生讲解测量学知识。由于测量学课程中知识点多、计算难度大，在有限的授课时间，教师无法顾及到每一位学生的接受情况，这样“批量化”的教学模式、对学生“一刀切”的教学组织不利于个人的学习需求和发展，容易导致教学过程不理想[4]。

1.2 实验课和理论课严重脱节

测量学课程是一门对动手能力要求比较强的专业必修课。传统的测量学教学侧重理论教学，与实验教学分开进行。课程教学中理论课一般在教室进行，采用多媒体授课的形式开展；实验课在室外进行，采用现场演示加指导实验的形式进行。实际教学中往往出现课堂上理论听懂了，课后测量仪器操作不熟练；或者测量仪器会使用，但是理论计算及原理不懂。学习效果不理想，不能很好的提高学生的动手能力，及运用知识解决问题的能力。

1.3 实验课的现场演示教学中问题很严重

教师在室外演示仪器的使用步骤，开放性的教学场地，学生容易受到外界的干扰，注意力不集中；学生众多，后排的学生基本看不到教师的操作；在操作的过程中，虽然教师尽量放慢讲解速度，但部分学生跟不上授课进度；教师在实验课上以操作演示讲解为主，很容易忽略学生的接受程度；授课班级过多，教师重复性的讲解操作仪器现象严重；实验室的实验仪器更新换代速度跟不上市场的需求，教学内容与时代脱节。所有的这些问题都会导致教学资源浪费、教学效果不理想。

1.4 僵化的评价机制，不利于反映学生的真实学习情况

传统的测量学成绩通过课堂表现、课后作业和期末考试几部分综合得分评价学生的学习情况。课堂表现得分很大程度上依靠教师的经验和主观判断，课后作业和期末考试得分很难反映学生的真实学习过程。这种评价机制缺少客观的数据分析基础，无法真实的评价学生的学习情况[5]。

从以上分析可以看出，有针对性地构建测量学智慧课堂模式，改变传统教学的不足，是未来教学发展的新方向，也是教育发展的趋势。

2 构建智慧课堂教学改革模式

根据多年的一线教学经验，依托已建立的测量学网络平台，将翻转课堂教学模式引入测量学实验课的教学过程中，建立基于智慧课堂的混合式测量学教学模式。具体方法是在测量学实验课中，教师现场演示，部分采用课前视频制作与推送，课上学生提问、讨论及现场完成指定实验内容的教学方法；在测量学理论课讲授中合理穿插智能教学手段，如清华大学的雨课堂，实行手机APP客户端签到，点名，后台数据实时监控学生的学习进度，达到传统教学方法与现代化技术手段的深度结合，实现评价反馈即时化、交流互动立体化、资源推送智能化服务。并将此教学模式在相关专业进行试点应用，通过学生学习和使用情况，结合后台数据的动态监控情况、课程考核成绩等，比较使用智慧课堂教学模式前后的教学效果差异，进一步改进教学方法，优化教学形式，最大化的解决以上教师授课和学生学习过程中存在的问题，最终达到提高教学效果的目的。具体方法如图1。

图1 测量学智慧课堂教学模式研究路径

课前，教师网络平台推送实验视频，具体介绍测量学实验仪器的使用方法和操作步骤，学生课前利用碎片化的学习时间，自主主动学习。同时，向学生手机端推送预习课件，引导学生预习，预习课件中可以涵盖试题，检查学生的预习效果，方便课中教师有针对性的开展授课。

课中，教师利用有限时间着重介绍测量学理论知识，解答学生课前预习中遗留的问题；学生分组讨论并在规定的时间内分组完成指定项目的实验，充分理解测量学理论和实验的关系，融会贯通。

课后，教师网络平台上传与测量学课程有关的拓展知识，学生根据自己的掌握情况和学习兴趣，自主选择学习。

同时，课后教师利用网络后台收集的数据，考核学生的课前、课中、课后学习情况，综合评定学生成绩。学生也可以利用网络平台评价教师的课前教学设计、课中教学效果、课后教学拓展情况，综合评价此门课的教学情况。

3 基于雨课堂的测量学智慧课堂教学实践

在2019年春季学期开课的2017级建筑学专业86名学生中开展测量学雨课堂教学试点。如“水准仪的使用方法”内容部分，教师将课前制作的“预习课件”推送给学生(图2)。预习课件中含有测量学仪器的介绍和操作方法视频、音频和习题等。课前推送视频，避免实验课教学中教学仪器落后、现场演示效果差等问题，学生随时随地碎片化学习，可以增强学生自主学习能力，节约有限的课堂教学时间。预习课件中有针对性的测试题，可以引导学生学习方向；后台答题数据科学反馈预习难点报告，利于教师课上有针对性开展教学设计，精准教学；同时，学生通过答题情况清楚自己预习的足与不足，有针对性的学习。后台留言模块，方便师生随时沟通，提高学生参与度，充分调动学生自主学习的积极性。

图2 雨课堂课前预习发布及反馈图

课中，通过雨课堂在PPT中合理的插入题目，发起限时测验。不仅可以第一时间掌握学生学习情况，还可以提高学生参与度，调动学生的情绪，使学生的注意力大大提高。同时，课堂签到、随机点名、查看弹幕等趣味性的互动，活跃了课堂氛围，实现课堂主体转换，促进师生情感交流。在每次课程结束后，雨课堂会推送“课后小结”信息，方便教师查看学生到课详情、优秀学生、预警学生名单，习题作答数据，不懂反馈情况和互动情况等，精确了解本次课程数据(图3)。而且所有课堂教与学实时记录，利于课堂学习情况的信息化管理，降低学生得分中教师经验和主观判断的权重，使学生综合得分更能真实反映学生的学习过程。

图3 课堂小结数据图

课后，教师发布阶段性测试，了解学生学习情况。教师通过手机客户端即时批改作业，学生可以随时查阅答案解析，利用碎片化的时间学习。同时，教师通过雨课堂平台，发布拓展知识，学生可以根据自身情况选择性学习。

所有课程结束后，雨课堂可以批量导出EXCEl数据，涵盖预习课件学习情况、答题情况、签到情况等，教师可以根据教学计划设定比例，真实科学的评定学生平时成绩(图4)。

图4 雨课堂课后导出教学数据图

对采用雨课堂教学方式的测量学授课过程中测试试题进行分析，得到试题分析直方图，具体见图5。结果显示，试题整体难度偏低，区分度不够。

图5 试题分析直方图

因此，雨课堂教学中试题的合理设置是教学过程中的难点和重点。课前预习试题是用于引导学生学习，科学反映预习效果，试题太难不利于学生消化，挫伤学生自主学习的积极性；试题太简单不能真实区分学生的能力层次，容易助长其膨胀心理。课中和课后测试题是用于反映当前授课效果，提高学生参与度。科学合理地穿插测试题，能营造活跃的课堂氛围，反之，不利于学习效果的提高。

4 结语

通过将智慧课堂的教学理念运用于测量学的教学中，将现代化的技术手段与传统的教学方法深度融合，能够充分解决测量学传统教学中存在的问题，课堂教学氛围明显活跃，学生的学习兴趣有所好转，最终实现测量学教学效果的大幅提升。同时，根据此次教学经验，我们发现智慧课堂教学过程中，测试题的设置难易程度和穿插位置依然是教学中需要深入研究的内容。