基于雨课堂的线上线下混合式教学模式探究——以电力电子技术课程为例

李泽杨 付洋

成都工业学院（四川省成都市 611730）

1 引言

电力电子技术是电类专业重要的专业基础课程，所涉及的知识领域比较多，包括“电子”、“电力”以及“控制”。作为新兴学科，从确立至今的短短几十年内发展迅速。如今，其已被广泛地应用于工业、农业、交通、国防等诸多领域，有着非常广泛地应用前景。课程内容包括功率半导体器件、驱动及保护电路、交流-直流（AC-DC）变换电路、直流-直流（DC-DC）交换电路、直流-交流（DC-AC）变换电路、交流-交流（ACAC）变换电路、软开关技术等。教学上，除了本课程的理论知识外，还应当重视电力电子在电力工程中的应用问题。通过本课程的学习，学生掌握电力电子变换装置的电路结构、基本原理、控制方法、设计计算，为后续学习电类课程以及从事与本专业相关的工程技术工作或相关的科研工作打下一定的基础。

随着互联网的极速发展，《中国互联网络发展状况统计报告》显示，截至2021 年6 月，我国网民规模达10.11 亿，较2020 年12 月增长2175 万，互联网普及率达71.6%，其中大学生使用手机互联网的人数更是屡创新高。突如其来的新冠肺炎疫情暴发，不少处于疫情中心的学校被迫大规模开展线上教学。其实早在疫情之前，随着互联网时代的到来，老师们已经意识到单纯的课堂教学早已不能满足当代大学生们的学习需求，固步自封，只能为时代所淘汰。疫情的到来，进一步推动着传统教学的改革。这种改革或主动或被动地进行着，因此，改变单一枯燥的课题面对面教学模式，融合互联网信息技术手段，探究线上线下混合式教学模式是十分有必要性的。雨课堂依托微信这一用户数量十分庞大的APP，有着方便使用、易于被学生接受的特点。本研究以《电力电子技术》课程为例子，讨论基于雨课堂的线上线下混合式教学模式探究。

2 传统电力电子技术课程的不足

2.1 师生互动不足

传统课程注重老师课堂演示PPT，学生手抄或者使用手机拍照记录知识点，电力电子技术理论知识不够具体性现实性，专业概念略晦涩难懂，如三相可控整流电路、交流调压电路、PWM逆变电路等。学生初次接触若单纯抄写或拍照，很难深入理解，没有时间与教师在课堂上产生互动，对知识的理解浮于表面。

2.2 教师对学生的知识掌握了解情况不足

电力电子技术作为电类专业的重要基础课，班级学生人数众多，教师很难具体掌握每一位学生对于知识的掌握情况。比如基础电路分析知识，某些学生掌握情况不佳，教师不了解情况对于习题不具体讲解，部分学生跟不上后续知识讲解，产生厌学情绪，最终导致班级只有小部分学生能够跟上课程。

2.3 学生知识记忆牢固性不足

电力电子技术理论知识平时生活中应用性不高，若单纯只靠老师课堂讲授，没有相应的扩展，对于学生是属于填鸭式教学。即便通过短时间记性顺利通过期末考试，可能考后一忘了之，对于知识没有深入理解与掌握，这与教育改革的初衷是背道而驰的。

综上所述，急需对传统电力电子技术课程进行教学模式改革，让学生真正掌握知识，激发学习兴趣，迎接电类专业的后续课程。

3 雨课堂在教学中的作用

雨课堂是一种通过互联网连接老师与学生的智能软件，打破了传统教学模式，给予了教学过程新的体验。雨课堂拥有多种方式途径帮助教师进行线上线下混合式教学，帮助教师把慕课或语音等课堂资源插入幻灯片，推送至学生微信，学生可利用手机互联网随时随地观看。根据授课需要，快速便捷地对学生进行测试反馈，可对时间进行限制或自动续时，把教师随时讲授和学生随时测验两大功能有机地进行融合。完整地覆盖了整个学期的授课环节，最大限度地发挥了教师传授知识与学生吸收知识的能量，有力地推动了传统教学的改革。

3.1 增强师生互动

雨课堂的使用，基于学生最常用的软件微信，可将其视作微信中的公众号，学生只要用微信扫码便可加入课堂学习。这种简便易行的方式使得学生对雨课堂的接受度大为提高。在使用雨课堂进行混合教学时，教师可讲预习习题、ppt 或者视频推送至雨课堂中，学生在微信上便可观看作答。学生在预习过程中遇见不懂的问题可以直接向教师提问，通过微信程序的提示，教师便可及时解答，实现师生的零距离互动。预习后，雨课堂会向教师推送学生的预习情况，根据反馈，教师可以及时调整待授课程的重点结构以及授课速度快慢。课堂上，在理论知识的讲授过程中，通过雨课堂提供的在线答题、互动弹幕甚至是红包奖励功能，能吸引学生的注意，增强学生的学习兴趣。使教学不在拘泥于传统的填鸭模式，进一步增强师生的互动，营造出一堂妙趣横生的电力电子技术课。

3.2 多元化评价体系

雨课堂将手机和课堂最大限度地结合在一起，全程记录学生的学习过程。通过对整个教学过程的数据采集，将更加全面地评价学生的学习情况。学生学习过程的数据，不仅作为给学生评价的依据，还是教师调整教学进度、教学节奏以及改进教学的最佳指引。在过去，教师们的教学决策普遍依据经验来进行，使得教学的盲目性大大增加。雨课堂的引入，将教学的决策变为以数据为驱动，将学生变为教学的中心。

3.3 提高学生参与率

教学中，雨课堂通过实时发布测试题布置随堂测验，学生答题完毕后，最佳答案及其发布学生将会被投屏。这种巧妙的设计大大激发了学生们的竞争意识，促使学生之间进行竞争，争相参与到课堂中来。同时，雨课堂还提供有教学弹幕功能。弹幕是最近直播行业衍生出来的一种新兴产物，主要用于观众和主播相交流，这种交流形式广受学生所接受。将弹幕引入课堂教学，一来学生熟悉这种交流方式，其拉近了老师与学生之间的距离；二来，弹幕有匿名投递的特点，对于不善于在课堂公开发言的学生来说，可以没有顾忌地参与到课堂交流中。

3.4 提高教师素养

现代教学理念对当代教师提出了终身学习的要求，这不仅体现在理论知识的及时更新上，对于新的教学方法也需要教师开拓探索。雨课堂提出3A 教学模式，即Anyone、Anytime、Anywhere，这种模式可以更好地促进教学相长的过程。学生可以在课前预习、课堂授课、课后总结的每一个环节对教师的教学进行评价，方便教师进行相对应的改进。这种改变将促使教师对自己的教学进一步进行打磨，造就精品课程，提高教师的教学素养。

4 基于雨课堂的混合式电力电子技术课程改革方法

4.1 课前预习

课前，任课教师将PPT 上传至雨课堂中，学生根据自己的时间安排预习即将授课的知识。通过这个步骤，学生可以明确知识构架与重点难点。在对新学课程有了整体的了解后，方便学生在课堂上有重点地进行学习，进而可以提高听课效率。从而达到高效学习和有效学习的目标。《电力电子技术》课程主要内容为半导体器件在电力工程中的应用。在机械工业出版社的《电力电子技术》（第5 版）教材中，第三章的内容为整流电路，学习整流电路的工作原理时，要根据电路中的开关器件通、断状态及交流电源电压波形和负载的性质，分析其输出直流电压、电路中各元件的电压和电流波形。在讲解整流电路之前，通过雨课堂将半导体开关器件的特性和工作原理发送给学生，让学生提前预习。预习后，一部分学生掌握整流电路的工作原理，大部分学生掌握开关器件在整流电路中的重要作用。从而使得教师在课堂教学时更加地游刃有余，学生上课更能体验到学习带来地成就感，形成一个正向反馈。

4.2 翻转课堂

将电力电子技术的课堂PPT，练习习题与老师的语音推送到学生的微信上面。学生不用再上课抄写知识点或拍照，把手机变为学习工具，顺应互联网发展潮流。学生对于电力电子理论知识难点，如三相可控整流电路，课堂上没有听懂，可课下通过微信再次听教师推送的课堂语音来配合书本理解。在电力电子技术课程第一讲开课前，先推送电力电子技术的三大发展历史，整流器时代、逆变器时代与变频器时代，让学生初步了解学习背景与我国掌握的现代半导体技术。中途通过推送对学生进行国内外功率器件的最新发展状况介绍，让学生们意识到最新半导体器件中与发达国家的差距，树立学生们的爱国情怀，坚定学生们为祖国自主研发的进程中添砖加瓦的雄心壮志。课堂的练习题时间不充足没有做完的，可以课下重复解答。不懂的知识点在课堂上不便与同学讨论的，课下可以通过推送的课堂资料与同学充分讨论，把课堂延续到线下，随时随地学习电力电子技术掌握不足的知识。

4.3 即时评价

传统课堂课时有限，教师布置的电力电子技术习题通常会涉及到画三相正弦波图、器件电压图、器件电流图，需要学生花费较长时间来完成。学生完成后没有足够的课时来进行评价，放到下一讲课程来答疑容易导致学生遗忘，不利于知识的吸收。通过雨课堂来布置习题，学生通过微信作答，老师可以及时批改，快捷进行测试反馈，不用等到下一讲课程学生即可得到评价。并且雨课堂布置习题可以对时间进行限制，通过教师通过习题的难度来设置学生完成习题的时间，在课堂上即可模拟期末考试，随时讲随时测。

4.4 师生互动

现代互联网发展迅速，开拓出许多新式网络功能，通过雨课堂来充分应用这些时尚新兴工具，可以最大限度激发学生的兴趣，学习与玩耍有机结合。如雨课堂的弹幕功能，传统课堂老师在讲课时学生发言容易扰乱课堂纪律，老师既要花费时间维持课堂秩序，又难以及时解决学生发言的困惑。现在学生可以通过手机发送弹幕，精确到某一时间点老师讲解的知识部分发表疑问或记录重点，老师可迅速对学生进行解答，激发学生发言，充分调动了课堂的氛围。还可使用随机点名功能，教师不用翻看花名册费时费力点名回答问题，通过随机功能一键选择学生作答，公平快速地了解学生知识掌握情况，学生也不易分神。雨课堂还给学生提供了对不懂内容的反馈功能，学生通过雨课堂查看教师发送的PPT。学生在收到的每一页PPT 上均有“不懂”与“收藏”两个选项，学生学习PPT 时，随时可以点击“不懂”进行反馈，教师根据反馈能及时调整教学。

4.5 作业考试

学生充分掌握电力电子技术理论光靠老师布置客观题是不够的，对于学生的期末考核中不单纯是通过考勤与期末试卷考试得分的情况来进行。而是实行一种灵活的考核方式，通过雨课堂增加实践评分环节、知识竞赛抢答环节和小组互评环节。实践评分环节是进行DC-DC 变换器制作，变换器的制作涉及电力电子技术的直流斩波知识与电路分析中的基础知识，通过实践可以锻炼学生的实际知识运用能力。亲手设计DC-DC 直流变换器，将直流电压转化为另外一种固定的或者是可以调节的直流电压，在许多行业得到了应用，具有节约电能、调节电压、抑制噪声的优点。为了让学生们更深一步地去理解电力电子技术课本上的理论知识，从实践中融会贯通。设计完毕后，学生可查阅国内外相关半导体器材的价格和优缺点来横向对比，根据电路的实际情况来购买相应的IGBT、二极管、电感，电阻等半导体器件。然后在PCB 板上实际焊接出来，从而得到一个完整DC-DC 直流变换器。通过外接的输入电压，先用万用表测试输出电压的值，再用示波器观察输出电压的纹波看是否满足预期标准。学生通过雨课堂的附件上传功能来上传自己的仿真软件结果或者拍照上传自己制作出来的实物，占课程总成绩的30%。知识竞赛抢答环节是教师每次举出一种半导体器件，学生通过雨课堂的语音回复功能将该半导体器件的原理与优缺点快速抢答出来，则增加该生相应的期末分，占课程总成绩的20%。小组互评环节是课程第一节课的时候，则按照人数平均进行分组，在期末小组成员根据该学期小组组员的日常表现情况进行互相评价打分，占课程总成绩的10%。最后的期末试卷的卷面成绩体现了学生对电力电子技术理论知识的掌握情况，占课程总成绩的40%。通过四大考评环节，合理灵活地考察学生对于电力电子技术课程的综合掌握情况，同时锻炼学生的互帮互助和自主动手能力，极大提高了学生的主观能动性。

4.6 数据报表

雨课堂可以提供电力电子技术课程整个学期的数据分析。课前学生的预习情况，课堂学生的回答问题情况与课后学生的作业情况等，帮助教师量化分析每位学生的情况。高校课程教育不再是“大锅饭”。班级每位学生的薄弱知识环节通过雨课堂的数据报表，直观地展示给任课老师，不仅便于老师课后微信及时推送给相应同学重点知识，更能给期末考核依据提供有利支撑。

5 结语

本文根据顺应现代互联网的高速发展，结合雨课堂软件，将学生的手机变为学习工具。分别通过翻转课堂，及时对学生进行评价，充分进行师生互动，多元化进行考核，量化分析学生整个学期的学习情况五大改革方法。打破了传统式电力电子技术课程教学模式，研究出基于雨课堂的线上线下混合式教学模式，调动了学生对于晦涩理论知识的学习兴趣，全方面考核了学生对于知识的掌握情况，锻炼了老师的线上线下混合教学能力，真正地把学生培养成网络时代发展下的应用型人才。