基于微课和雨课堂的大学计算机混合实验教学模式

卢行伟, 田茂毅, 李 庆

(西华大学 应用技术学院, 四川 成都 611930)

“互联网+”与光网战略布局,给高等教育提出了新的发展挑战,并正在茁壮成长。越来越多的知识教育平台,使得学习者有了更多的学习方式选择。碎片化学习、微学习、泛化学习等已然成为现实。传统教育中的课堂也开始出现微课，实现课堂知识点微小化,慕课实现课堂网络化，但是这些教学手段无法完整地组成传统实验教学的课堂教学。微课只能辅助,慕课就更无法达到传统实验教学的要求,但可利用这些新兴教学手段来实现新型混合模式实验教学,搭建一种大学计算机实验混合式教学模式。

1 混合式教学模式及新兴教学手段

1.1 混合式教学模式

混合式教学模式, 就是面授与网课相结合的教学模式。它既有面授以教师为主导的特性,又具有网课以学生的自主、积极、创新学习为主的特性,可以帮助学生深入理解并掌握知识,特别在小班理论教学中效果显著。但在大班教学中效果不理想，其实质问题主要是面授与网课不能有机地统一,只能互补,缺乏互动,仅能作为辅助而存在。特别是在实验教学这种必须付诸实践的课程教学中,混合式教学更是无能为力。

1.2 新兴教学手段之微课

微课以内容精简准、把控注意力、学习途径广、制作不复杂等鲜明的特点,近年来广受教育者的喜爱,并付诸实践,详见图1。

图1 微课优势一览

对于实验教学的实践者,多是对实验课程内容架构进行分解,划分成碎片知识点,建立实验课程内容知识图，最后根据碎片知识点开发实验课程微课中的微视频以及配套的微实验任务等[1]。学生进行实验时,可以根据内容知识图结构逐步完成实验,并且可以反复使用微视频及配套资源。这使得学生有了一对一指导的教师,如果遇到微视频及配套资源无法完成的实验任务,可以让真实的课堂教师进行针对性指导。对于基础好、学习进度快的学生在完成了所有基础性实验后,可以组成学生团队,进行综合型、创新型的实验任务。

虽然,微课有以上的优点,但是具体实施后反馈出,整个过程更多的还是要靠学生的自觉性和自主性,且无法实时反馈学生学习的情况。教师无法快速了解到学生不懂的内容,只能通过传统的抽问或社交工具来获得,且不直观、不具体,无法立即反应。

1.3 新兴教学手段之雨课堂

雨课堂是清华大学教师研发的一套免费的智慧教学工具,为新一代融入移动互联网、数据挖掘等新兴信息技术的教学手段,实现了对课堂的数据记录及对课堂教学的快速反应。

雨课堂在实际应用中,教师需要一部手机和一台计算机,而学生仅需要一部手机。手机端对应的是常用的微信,且仅需扫一扫即可；计算机端对应的是教师常用的PowerPoint,且仅要安装一个插件即可。其他的系统运行和教学过程大数据系统都在云端。

传统的课堂教学使用雨课堂,教师的PPT无需修改就可以直接实现混合式教学,而且,还可以实现课前推送预习、课中同步PPT,3个渠道实时反馈,不懂即时讲解[2]。在整个课前、课中、课后流程中的每一环都实现了全新的互动体验及数据记录分析,详见图2。

图2 雨课堂打造全新互动数据化课堂

雨课堂已经被应用到实际教学当中，在生活英语听说课程教学中与慕课相结合[3]、在高校思政课翻转教学中得到应用[4]。经过实验性对比研究，证明实施雨课堂教学的学生收获度远远高于未实施的学生[5-6]。但是目前应用雨课堂的教学大多数是理论教学，如管理学[7]、C语言程序设计[8]、财务分析[9]、模拟电子技术[10]、高等数学[11]以及电子商务物流管理[12]等课程。

2 大学计算机微课实验教学

2.1 大学计算机实验教学背景

大学计算机基础课程几经变革,内容与时俱进,课程具体设置见表1。

表1 大学计算机课程设置

大学计算机实验教学是微课实践课程之一。

2.2 大学计算机微课实验教学实践

大学计算机微课指导思想是解脱大班实验教学中疲于奔命的实验教师指导压力,建立微问题反馈、微考核机制,实现学生自主学习为主的学习模式。

(1) 碎片化知识结构,配套微课程教材。将大学计算机课程内容碎片化,构成课程碎片化知识结构图、碎片化重难点结构图,并结合教材构建大学计算机微实验体系。

(2) 根据碎片化知识结构图,建立微课。根据碎片化知识结构图、碎片化重难点结构图,创建开发基础知识点、重难点知识点、综合任务、创新任务微课。以文件的方式,通过网络平台或文件共享的方式发放给学生学习。

(3) 微课辅助实验教学,强化学生成就感。以微课知识路径为主线,逐步完成微实验。在完成基础知识点、重难点知识点的基础上,以小组为单位完成综合任务、创新任务并进行成果展示,强化学生成就感,推动学生努力自主学习、团队学习、综合创新学习。

(4) 建立多渠道反馈,问题集中讲解。学生完成各种实验时,通过课堂、QQ、邮件等多渠道反馈,教师根据反馈,整理后进行集中讲解指导。

(5) 构建多方式、多路径考核形式。基于微课的实验教学构建了基于课堂微实验过程、抽问、结果的日常课堂考核；以小组为单位的综合任务、创新任务及成果展示考核；个人创新应用加分考核。

2.3 大学计算机微课实验教学问题

(1) 实验教学大班制,学生自主性较差。进行大班实验教学,实验教师精力有限、学生自主性较差,微课体系虽然有知识结构图,但是大多数学生还是习惯于被动地跟着教师思路走。需要一种手段,将知识结构图应用到实验教学过程中给学生导向。

(2) 微课视频与实验相互切换不方便,移动终端消耗学习精力。微课实验体系的构建,使得学生可以在计算机上边看微课视频边进行实验操作,但是来回相互切换,或者放小窗口,对学生来说非常不方便。

(3) 学生的移动终端越来越好,流量越来越便宜,游戏甚至进入实验课堂。学生在进行实验的同时要么放歌听音乐、追剧、看电影,甚者游戏课堂。大班实验教学,非常难管理。

(4) 虽然移动终端也可以进行微课的查看,但是使用者还是甚微,主要因为没有一种机制监督反馈是否在利用微课进行学习。亟需一种方式占领学生的移动终端,并且还需要通过一种方式来监督反馈，确定学生是否在利用移动终端帮助进行实验。

3 大学计算机混合实验教学模式

3.1 模式实施可行性分析

大学计算机实验教学和其他课程不同,做单纯的线上课堂慕课有很多不现实的地方。大量的实践操作过程中亦会产生各种各样的问题,必须有人现场解惑。微课是一个很好的实验教学辅助手段,但在实际教学中有局限性。

结合微课、雨课堂实施混合式实验教学可以有效地解决诸多问题。

(1) 实施雨课堂硬件、网络、软件、应用基本无碍。各大高等院校都建立了高速的校园网络,而且国家实施了降费提速改革,学生手机终端流量越来越多。桌面计算机上微软PowerPoint以及手机微信同样是教师和学生中高频使用的软件与应用。故使用雨课堂这种新兴教学手段的硬件、软件条件都具备,基本无障碍。

(2) 微课实验教学体系与雨课堂可以有机结合。微课实验教学体系中的碎片化知识结构图、碎片化重难点图、微视频、微案例、微素材等已经是一整套完整的实验教学资料，使用雨课堂,仅需将这些教学资料进行重新整合,改造形成课前预习实验资料。根据碎片化知识结构图及课程内容对微课进行整合,使得实验内容PPT化、PPT内包含微课,形成课中雨课堂教学资料。并且可以根据重难点知识结构图提炼出限时习题。最后根据课中的内容提炼出课后习题巩固复习,从理论上再次理解实验的思想、原理及过程。

3.2 基于微课和雨课堂的混合实验教学模式

实验教学作为一种必须实际操作的教学过程,需要很多的现场指导,特别是由于实际教学过程中,会遇到各种各样因为实验环境问题等不可控原因造成的实验操作不成功等,都需要实验教师进行现场指导。

微课和雨课堂的有机结合,共同搭建出一种新型的混合实验教学模式,如图3所示。将实现实验教学现场指导的线上线下且全过程数据化、反馈匿名化和不懂知识点明确化等目标。

图3 基于微课和雨课堂的混合实验教学模式

(1) 碎片化实验教学知识点,构建微课实验体系。根据原课程教学计划、教学内容,对知识点实施碎片化,建立随后的实验教学知识点,并形成知识结构图。有针对性地开发微课,构建微课实验体系。

(2) 确定教学进度,整合微课形成雨课堂内容。根据课程实际安排敲定教学进度，再对微课实验体系进行拆分、重建，形成雨课堂课前、课中、课后教学内容。首先根据进度安排、碎片化知识结构图对实验内容拆分、整合，形成每堂雨课堂的课中教学资料,并且结合微课,让一张幻灯片中知识点尽量少,甚者一张幻灯片中就是一个微课。对课中内容进行提炼,形成课前预习实验资料。对课中内容的重难点、大知识点进行提炼，形成限时习题。课后的习题则通过对课中碎片化知识点、重难点知识点、大知识点进行提炼,并结合实验的思想、原理及过程进行整合形成。

(3) 实施雨课堂教学。根据前面步骤对微课进行整合形成的雨课堂式教学内容,实施雨课堂教学。课前通过对课前实验资料进行打包推送“手机课件”,并且可以根据实际情况,利用手机等设备录入教师声音解释。学生则通过微信进行查看预习,并且可以通过“报告老师”反馈预习结果。教师收到反馈后,可以在课中对反馈进行着重讲解。课中通过雨课堂实施手机同步实验教学,学生端手机跟着教师幻灯片思路做实验,幻灯片将微课整合其中,可以反复查看,若有不懂,可以使用“不懂”按钮进行实时反馈，如果不好直接反馈,可以使用弹幕进行匿名反馈。实验到一定的阶段后,通过限时习题促进学生快速进入状态,高效率完成实验内容。实施过程中,教师根据学生的实时反馈进行重点批量重讲。重讲的时候,还可以通过雨课堂实现随机抽学生回答问题的方式,让每个学生都努力完成所有实验,并激发学生的学习兴趣。课后推送课后作业,并且会得到所有学生的答题情况。对整个课堂的教学进行一个总结反馈。

(4) 根据教学反馈,调整进度及雨课堂内容。实施雨课堂的全过程都会被记录下来,形成课堂教学大数据。每堂课结束后,会得到一个课堂数据及分析后的课后小结。虽然课堂过程中的强互动交流已经让一些问题得到了及时的解决。但是还可以根据这个课堂小结来系统地对课程的教学进度及雨课堂内容做整体的调整。

最终实现依靠微课组织实验知识内容,依靠雨课堂实施课前、课中、课后实验教学组织,实现教学过程数据化。

3.3 实践与反馈

基于微课和雨课堂的混合实验教学模式,在“办公软件高级应用”课程中进行了对比实践。2016级学前教育专业1、2班仅应用微课,3、4班应用微课和雨课堂。最后对期末考试挂科率和全国计算机等级考试过级率进行了数据对比,如图4所示。

图4 实验教学模式教学效果对比图

由图4可知,实施混合教学模式的3、4班的期末挂科率明显低于1、2班,全国计算机等级过级率明显高于1、2班。其可证明基于微课和雨课堂的混合实验教学模式是切实有效的。

4 结语

将微课和雨课堂应用到教学中,实施混合实验教学模式,已经早有教师开始尝试。将其应用到大学计算机实验课程教学中,得到了学生较好的评价,已有越来越多的教师在大学计算机课程中进行应用,并且尽可能地让学生参与课前、课中、课后的各个环节。

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