基于雨课堂的大学物理精准教学课堂设计与实践

张晖 张胜海 苗劲松 卫正统

[摘 要]“互联网+”环境下信息化技术的快速发展和2020年疫情特殊时期突发情况的任务驱动，不仅加深了教学与技术的融合程度，也加速了课堂教学的改革进度。针对传统课堂教学难以完全应对疫情特殊时期教学需求的现状，文章介绍了依托雨课堂等信息化平台构建线上精准教学课堂的设计思路和课前—课中—课后三阶段的实施情况，就传统实体课堂教学和纯粹线上教学对教学生态的影响，进行了思考和讨论。

[关键词]大学物理;网络教学;精准教学;雨课堂

[基金项目]2019年12月信息工程大学校级教学研究课题“以学为中心的大学物理课程混合式教学研究与实践”（JXYJ2019B013）;2019年1月信息工程大学校级混合式教学模式改革重点项目“基于小规模限制性在线课程（SPOC）的《大學物理》混合式教学模式研究”

[作者简介]张 晖（1985—），女，河南濮阳人，理学博士，信息工程大学基础部副教授，主要从事大学物理教学与研究。

[中图分类号] O4-4;G434[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2020）47-0-03[收稿日期] 2020-05-25

一、引言

2015年3月5日，《政府工作报告》首次提出指定“互联网+”行动计划，旨在推动移动互联网、云计算、大数据等新一代信息技术与现代制造业等领域的融合创新。在教育领域，各种基于“互联网+”信息化技术的迅速发展，使得MOOC、翻转课堂等教育理念逐步地成为现实，使得教育资源得到极大地丰富、教学环境由线下向线上—线下转化，使得以学为中心的教学模式成为可能。2019年10月，教育部先后发布了《关于深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见》[1]、《关于一流本科课程建设的实施意见》[2]，强调本科教育的重要性，要求积极发展“互联网+教育”、探索智能教育新形态，推动课堂教学革命。

2018年秋季学期开始，笔者所在教学团队就开展了基于智慧课堂—雨课堂的大学物理混合式教学模式探索，并在2019年全国高校混合式教学设计创新大赛中取得第32名的好成绩，获得“设计之星”奖项[3]。2020年春新型冠状病毒疫情促使我们对线上教学进行了更深入的探究和实践。那么，如何利用基于互联网的信息化技术助力疫情期间大学物理课程线上课堂开展精准教学，是值得深入思考与认真谋划的重要课题。

二、大学物理教学现状分析

以物理学基础为内容的大学物理课程是高校理工科各专业的一门重要的通识性必修基础课程。它不仅具有高度的理论性和严谨的逻辑性，同时又是一门以实验为基础的课程，要求学生既要有一定的高等数学知识基础，又要具备一定的逻辑推理能力和空间想象能力。而高中阶段的物理教学在物理知识、原理和规律的基础上，侧重于定性分析、特例问题以及初等数学的应用，学生对物理知识的掌握不够系统，对物理学各部分之间的横纵向联系不够清晰，对现象背后物理本质的学习不够深入。因此，学生普遍感到大学物理有一定的难度。此外，高中阶段各地区教育水平的差异导致一部分学生的学习基础较弱，这对差异化教学和个性化教学提出了更高要求。目前，传统的线下课堂教学难以满足学生差异化和个性化的教学需求。

在教学过程中，学生的学习基础、学习状态是教师进行教学设计的基础。在传统的线下教学中，师生之间难以建立持续的、有效的互动渠道，教师往往是根据自身的教学经验和大多数学生的情况进行教学设计，有可能在教学策略的选择和教学活动的开展中出现偏差。师生无法在有限的课堂时间里进行充分的交流互动，教师就会不自觉地希望学生跟着自己的思路学习。教学活动就逐渐偏离了以学为中心的原则。如此，对于特别优秀的学生，会觉得授课内容简单，没有必要认真听讲;对于比较落后的学生，教学进度超出了既有知识基础和理解能力，难以跟上节奏，也不愿认真听讲。

三、精准教学课堂设计与实施

为了更好地实现教学目标，更有效地开展课堂教学，整个教学过程必须坚持以学为中心的原则，进行精准教学课堂设计。精准教学是基于反馈和评价的教学，通过分析学习者的学习基础、学习状态、学习行为、学习成绩及其变化，不断优化教学方法和教学策略以达到促进学习者学习进步的目的[4]。因此，精确教学要求教师根据学生的课前学习状态和知识基础进行教学设计;在课中及时调整教学策略，适应学生学习状态的变化和学习进度;课后在深层学习的基础上进行巩固。

以计算机多媒体技术和网络技术为主要基础的信息技术，使教师能够对学生的学习行为和学习进度进行准确记录和深入分析，从而为精准教学提供全面的数据支撑和有力的技术支持。清华大学推出的智慧教学工具—雨课堂为开展精准教学提供了全新的平台和环境，它将复杂的信息技术手段融入PowerPoint和微信，覆盖了课前—课中—课后的每一个教学环节：课前，教师可以将带有MOOC视频、习题、语音的预习课件通过雨课堂推送到学生手机，并对学生的学习进度、学习效果进行收集和整理;课中，实时答题、弹幕互动，提供了传统课堂教学之外的完美解决方案;课后，学生可以通过讨论区给教师留言，进行线上答疑。

为应对2020年春季学期疫情的特殊情况，大学物理教学团队对混合式教学进行了深入研究，开展了基于多平台的多类资源相融合的大学物理教学的精准谋划。基于雨课堂的精准教学包含了三个阶段的内容，分别是课前预习、课堂教学及课后复习。

（一）课前预习阶段

在对教学内容进行深度分析的基础上，教师通过雨课堂发布自主学习指南，提供学习资源，指定预期学习成效（intended learning outcome）[5]，不仅要让学生了解下次课要学什么、主题是什么、重点难点有哪些，还要指明如何学、应达到什么样的目的。学生根据自主学习指南，利用相关学习资源，开展自主学习，并进行自主学习评价。自主学习评价的结果通过雨课堂同时反馈给教师和学生。教师根据学生的预习情况对学生的学习状态和知识基础有了初步了解，并在此基础上对课堂教学设计进行优化;学生根据成绩反馈对自己的水平以及需努力的方向有了基本的了解，便于在课堂上进行自我管理。

（二）課堂教学阶段

教师在PC端由多媒体课件登录雨课堂的同时，可以利用雨课堂或者钉钉、腾讯课堂等其他平台进行直播授课。登录雨课堂的目的是便于教师和学生进行课中教学效果评价。授课过程中可以穿插MOOC资源进行实验演示，弥补不能进行现场演示实验的不足。根据课前预习情况，教师对自主学习内容进行系统串讲，并对共性问题和重难点内容进行针对性讲解。讲解后，利用雨课堂发布客观题形式的即时计时问题，进行学习效果即时检测。根据问题回答正确率的不同，教师实施不同的教学对策：对于正确率高于90%的问题，教师不再组织讨论;对于正确率介于60%到90%之间的问题，教师引导学生连麦发言进行讨论，开展协作学习;对于正确率低于60%的问题，教师直接给予讲解。

（三）课后复习阶段

由于学生的基础水平、学习能力、学习态度都存在着客观差异，为了兼顾不同层次学生差异化的学习需求，采取有针对性的差异化教学策略，引导学生进行不同方式的深层学习：督促学习落后的学生先针对自己的疑难点有选择地回看授课视频，再进行常规性质的课后习题的作答;为处于中间程度和特别优秀的学生分别提供难度适宜和拔高性质的练习题。线上教学的开展，丰富了教学资源，拓宽了学习渠道，学生可以随时随地打开教师提供的各种资源，或者回放线上教学的视频。而差异化教学的持续进行则能够有效挖掘每一位学生的潜能，帮助每一位学生都能在原来的学习基础上获得良好的发展。

四、启示与思考

教育改革的核心环节是课程改革，课程改革的核心是课堂教学[6]。2020年春季学期的突发情况促使我们加速开展课堂教学的改革，从前期“大部分时间线下+小部分时间线上”的混合式教学模式跃进到完全基于线上的“直播授课/MOOC授课/录播授课”多种教学方式相混合的教学阶段。课程、课堂、课本全部实现网络化：课程慕课化、课堂网络化、课本电子化，这一系列的变化在不知不觉地改变原有的教学生态。这种改变不仅促使一线教育工作者和教育管理者更加重视互联网教育资源和信息化教育技术，也加剧了学习者之间的两极分化。

基于实体课堂的教学和纯粹的线上教学是两个互动感觉完全不同的过程。在实体教室中，教师和学生是面对面地接触、交谈，双方的面部表情、肢体语言、眼神交流都是线上教学中不可能实现的。在纯粹的线上教学中，学生之间学习目的、学习态度、学习习惯、自律能力的不同被放大。可以预见，本学期的线上教学其实是一个“大浪淘沙”的过程。因此，纯粹线上教学实现精准的前提，是教育者和学习者的高效互动;而达到高效的前提，则是学习者的高度自律。

在5月14日教育部召开的介绍疫情期间大中小学在线教育情况发布会上，教育部高等教育司司长吴岩说道，我们再也不可能，也不应该退回到疫情发生之前的教与学状态，因为融合了“互联网+”“智能+”技术的在线教学已经成为中国高等教育和世界高等教育的主要发展方向。可以预见，在学生返校后，疫情特殊时期突发情况倒逼下强力推进的线上教学及其经验，与传统的面对面实体教学相融合，将会使大学物理混合式教学发生质的飞跃。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.教高〔2019〕6号，教育部关于深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见[EB/OL].（2019-10-08）[2020-05-25].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201910/t20191011_402759.html.

[2]中华人民共和国教育部.教高〔2019〕8号，教育部关于一流本科课程建设的实施意见[EB/OL]. （2019-10-30）[2020-05-25].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201910/t20191031_406269.html.

[3]全国高校混合式教学设计创新大赛组委会.关于“全国高校混合式教学设计创新大赛”全部奖项正式名单[EB/OL].（2019-08-26）[2020-05-25].https：//www.cnmooc.org/blended-teaching-race/.

[4]Lindsley O.R.Precision teachings unique legacy from B.F.Skinner[J].Journal of Behavioral Education，1991（1）：253-266.

[5]王颖，丁妍，高洁.卓越的大小教学—构建教与学的一致性[M].上海：复旦大学出版社，2019：70-71.

[6]钟启泉.“有效教学”研究的价值[J].教育研究，2007（06）： 31-35.

Abstract： With the rapid development of information technology in the Internet Plus environment and the task-driving during the special period， the combination of education and technology was deepened， and the reform of classroom teaching was speeded up. According to the fact that traditional classroom teaching cannot meet the actual teaching demand during the COVID-19 outbreak， the designing scheme and implementing situation of precision teaching based on network informatization platforms were introduced， and the influences of traditional classroom teaching and pure online teaching on teaching ecology were discussed.

Key words： College Physics; network teaching; precision teaching; "rain classroom"