基于雨课堂的“食品机械与设备”课程有效教学模式的研究

刘晓丽，于泓鹏，吴克刚

广东工业大学轻工化工学院（广州 510006）

2020年初突如其来的新冠肺炎疫情，对学校的正常开学和课堂教学造成了极大的影响。为了适应全民抗疫的特殊形势，全国高校开展了大规模的在线教学，保证了本科教学的正常有序进行。与此同时也推动现代教育技术在高校教学中的应用，极大地丰富了教育资源并拓展了学习环境[1]。恢复正常的课堂教学后，基于各种网络平台、MOOC等网络资源和“雨课堂”等智慧教学软件开展的教育教学改革和课程建设仍在如火如荼的进行[2]。通过教学模式改革，新型教学技术应用以及先进教学理念的转变，极大地促进了课堂教学效果的提升，使得高校教育教学改革迎来了黄金时代[3]。据此背景，结合“食品机械与设备”课程特点，以提高学生学习效果为总体目标，进行了基于雨课堂的教学模式设计和实践，并分析了该模式的教学效果，以期为该课程的教学改革提供思路和借鉴。

1 基于雨课堂的教学模式设计

“食品机械与设备”是广东工业大学食品科学与工程专业的核心课程，是培养学生工程素质的重要课程之一。课程内容抽象、枯燥，要求学生有一定的空间想象和工程基础知识，要实现课程的有效教学，需要从课程内容、授课方式、评价方式等多个环节进行改进和优化。传统的课堂教学，尤其是100人左右的大体量课堂教学而言，师生互动少，学生参与度低，导致学生学习兴趣不高，难以达到预期的课程教学效果[4]。课程考核方式大多以结果性评价为主，忽视了过程考核及学生分析问题能力的考察[5]，难以真实有效地反映课程目标的达成情况。

雨课堂作为一款智慧教学软件，具有简单易操作和互动性强的特点，已经在全国高校进行了广泛的应用[6]。雨课堂教学模式覆盖了教与学的课前、课中、课后的各个环节，可以快捷地实现教师对教学全周期的数据采集。教师通过雨课堂可以对学生学习过程进行有效监督和管理，实现师生的多通道互动。雨课堂后台数据还可以对教学效果进行统计分析，便于在课程中实施形成性评价，实现数据驱动的教学，不仅能提高教学效率，而且能帮助教师有效地提升教学艺术[7]。

有效教学是关注学生学习成效的教学理论，课程有效性教学必须要有明确的教学目标，学生在和谐的课堂气氛和课堂环境中参与教学过程，并且能体现学生的主体地位和教师的主导作用[8]。这与我国工程教育认证倡导的以学生为中心、产出导向理念非常契合。为了实现“食品机械与设备”课程的有效教学，基于雨课堂平台，设计了教学方案，如图1所示。

图1 基于雨课堂的教学方案

在课前—课中—课后教学环节：①上课前3天，学生根据教师推送的预习雨课件等资料完成预习，明确该次课堂教学的课程目标；②上课前1天，学生完成预习雨试卷并上传，教师批阅试卷并反馈给学生；③上课时，教师根据预习情况，针对重点内容，通过课堂雨课件与学生开展互动式学习。期间利用雨课堂讨论和测验等方式检测学生对知识点的掌握程度；④课后1天，学生在教师推送的课后小结指导下整理、消化所学内容，并完成雨试卷中的作业和思考题。

在课程考核环节，以学生的学习成效为中心，实施形成性评价的方式。紧密围绕“食品机械与设备”的课程目标，设计考核评价内容，充分调动学生的学习积极性。教师全面收集整个教学周期的相关数据，通过雨课堂平台数据分析，将课前、课中、课后教学环节全部纳入考核环节。该课程共32学时，成绩构成为平时成绩占40%（包括课前预习与上课出勤10%、课堂测验与讨论10%、作业20%）、期末考试成绩占60%。

2 基于雨课堂的教学模式实践

2020—2021学年秋季学期，此次研究在广东工业大学大学的“食品机械与设备”课程教学中进行了实践。共有90名2017级食品科学与工程专业的本科生参加了学习。

2.1 课前

第一次上课前3天，教师将教学大纲、教学日历、当次课的预习雨课件通过雨课堂推送给学生。同时，提供网络课程、文献资料的网址链接，如第三章食品分选机械与设备学习时提供中国在线MOOC，https：//www.icourse163.org/course/HENAU-1206728802等网址。教师在雨课堂群发公告中发布预习通知，学生在上课前1天8：00前完成预习，并提交预习雨试卷。教师批阅试卷并在课前1天20：00前反馈给学生。便于师生同步掌握学生的预习效果和不足，便于教师根据学生的预习情况调整教学内容，做到有针对性地开展课堂教学。基于雨课堂的“食品机械与设备”课前教学内容如图2所示。

图2 基于雨课堂的“食品机械与设备”课前教学案例

2.2 课中

课堂上，学生通过微信扫码或课堂暗号进入雨课堂，可实现实时的“智能考勤”。教师将雨课件推送给学生，学生在浏览课件的同时可以标记“不懂”或通过“弹幕”信息同步反馈到平台，教师可根据这些数据实时调整教学内容和节奏。同时，教师对预习效果不佳和重点难点部分布置针对性的测验题，检查每个学生对知识点的掌握程度，在学生限时完成后及时公布答案并讲解，提升学生的学习效果。另外，教师还可以通过弹幕讨论、给“优秀学生”发送小红包等功能，吸引学生的注意力，活跃课堂气氛，实现和学生的全面互动。基于雨课堂的“食品机械与设备”课堂教学内容如图3所示。

图3 基于雨课堂的“食品机械与设备”课堂教学案例

2.3 课后

在课堂教学当天，教师向学生推送课后小结雨课件和雨试卷，雨课件对当天课堂教学的知识点进行总结，着重强调重点和难点。学生在雨课件指导下系统复习、消化所学内容，并完成雨试卷中的课后作业。雨试卷是教师根据当天教学内容以及学生的课堂学习效果而精选的练习题，需要在规定时间内完成并提交。教师需要在作业提交后的1～2 d内完成批阅，并上传习题的答案解析。在此过程中，学生就疑难问题还可在讨论区和教师一起讨论解决。基于雨课堂的“食品机械与设备”课后教学内容如图4所示。

图4 基于雨课堂的“食品机械与设备”课后教学案例

3 基于雨课堂后台数据的教学效果分析

合理的课程评价方式是推动课程改革、提高教学质量的一个重要途径。以学生为中心，注重学生学习成果，构建科学的评价体系是成果导向教育（OBE）模式的主要内容之一[9]。因此，设计有效的学习成效评价方法十分重要。形成性评价是一种面向课程教学全周期、侧重教学数据反馈的评价方式，可以使学生从被动接受评价转变成为评价的主体，充分调动其学习的积极性[10]。“食品机械与设备”课程采用雨课堂工具可以实现面向学生学习过程的形成性评价。教师通过雨课堂后台数据可以获得课堂签到时间，每个学生课堂测验、课后作业情况以及参与课堂互动和课后讨论的各项详细记录。表1为2020年9月7日第1次课后从雨课堂后台导出的部分学生数据的示例。研究就“食品机械与设备”课程的15次课堂讲授总计30学时的课程数据进行具体分析。

表1 食品机械与设备-第一章物料输送设备-课堂情况-2020-09-07

3.1 学生课前预习情况

教师共发布13个课前预习雨课件，学生平均阅读率为97.3%。学生通过雨课件预习时间最长约64 min，最短3 min，平均时长约25 min。教师推送13张预习雨试卷，学生平均完成率为96.6%（统计数据不包括逾期无法提交，通过其他途径提交的学生人数）。因此，学生参与课前教学情况总体良好。

3.2 学生课堂出勤和教学参与度

“食品机械与设备”课程的选课人数为90人，由雨课堂导出的统计数据整理所得学生课堂出勤率和课堂教学参与情况如表2所示。统计迟到人数时考虑雨课堂平台延时因素，以进入课堂晚于上课时间3 min标记为迟到。由表2可知，15次课堂教学共有23人次迟到，10人次旷课，出勤情况总体良好。课堂教学中共进行了61次课堂测验，答题比例为97.6%，学生对课堂教学的专注度非常高。此外，数据统计结果显示：课堂上学生标记“不懂”的PPT页面数15页，占比约1.3%；共开启弹幕15次，学生发送弹幕共计325条，平均发送弹幕约4条。以上统计结果表明学生课堂教学参与度高，与教师的课堂互动良好。

表2 学生课堂出勤和教学参与度

3.3 学生课后学习情况

教师共发布12个课后小结雨课件，学生平均阅读率为98.3%。推送8次课后雨试卷，学生提交率为97.8%。学生在课外通过雨课堂及微信、QQ群等平台与教师的交流讨论与上一届相比明显增加。其中，雨课堂平台留言126条，微信、QQ交流15次，学生的学习积极性有较大提升。

3.4 课程教学有效性

在“食品机械与设备”课程结束之后，教师对2017级食品科学与工程专业的90名同学进行了问卷调查。调查问卷从学生的学习目标达成度、学生的教学参与度、学生对自己的主体地位及学习氛围认可度等四个方面评价该课程的教学有效性，结果如图5所示。

图5 基于雨课堂的“食品机械与设备”的教学有效性调查结果

调查结果显示：93.2%的学生认为自己达到了该课程的学习目标；95.6%的学生认为自己主动参与了课程教学，与教师的交流直接而深入；97.8%的学生认为新的教学模式可以突出自己在教学过程中的主体地位，在教师的引导下，可以提高自己的自主学习能力；92.5%的学生认可新模式下的学习氛围，能够激发自己的学习兴趣。由此可知，基于雨课堂的教学模式已经具备了有效教学的基本特征，可以实现“食品机械与设备”课程的有效教学。

3.5 课程形成性评价

基于雨课堂的教学模式在食品科学与工程专业2017级的“食品机械与设备”课程中实践后，根据广东工业大学课程教学大纲（2016版）的要求，对“食品机械与设备”课程进行形成性评价。该课程共有3个课程目标，每个课程目标的达成需要一系列教学环节的支撑。“食品机械与设备”课程的形成性评价共有四个评价环节（表3），包括课前（课前预习与上课出勤）、课中（课堂测验与讨论）、课后（作业）环节和期末考试，在总成绩中分别占比10%，10%，20%和60%。

表3 “食品机械与设备”课程评价环节与课程目标的对应关系

如表3所示，每个评价环节对应一个或几个课程目标，为保证评价结果的客观性，每个评价环节可以分解成多个子环节以丰富评价内容。如在课堂测验的评价环节共设置了61个子环节（测验题），其中38个题目支撑课程目标1，23个题目支撑课程目标2，可以对学生的课堂教学参与情况进行较全面的评价。在评价总体课程目标的达成度时，需要计算支撑该课程目标的全部评价环节的贡献度。以课程目标1为例计算达成度，结果见表4。课程目标1由4个评价环节支撑，课程目标1的达成度为全部评价环节的贡献度之和，即课程目标1的达成度为0.821。同理，分别计算课程目标2和课程目标3的达成度，并与2016级相应考核结果进行对比，结果见表5。

表4 “食品机械与设备”课程目标1的达成度计算

表5 不同教学模式下“食品机械与设备”课程形成性评价结果

表5的考核结果对比显示，在雨课堂教学模式下，学生的平均成绩和课程目标达成度均有显著的提升，进一步证实新教学模式可以提高学生主动获取知识的热情，增强学习效果。

4 结语

将雨课堂教学模式在“食品机械与设备”课程教学中进行了实践，并分析了课程教学效果。结果表明，新教学模式下学生的学习积极性和学习效果均有显著提升，得到了学生的广泛认可。教师利用雨课堂工具可以实时获取学生的实际学习效果，既便于在课程大班教学中建立形成性评价机制，也促进了教师教学艺术的提升，推进了以学生为中心的教与学，实现了“食品机械与设备”课程的有效教学。