雨课堂支持下理工类课程混合式智慧教学模式构建

沙海银，李 满

（广州工商学院计算机科学与工程系，广东 广州，528100）

2015 年李克强总理提出的“互联网+”行动计划在社会各行各业引起巨大反响，“互联网+ 教育”也成为信息时代变革浪潮中的重要议题。“互联网+教育”就是把传统教育模式中的“一所学校、一名老师、一间教室、一群学生、固定时间”通过互联网和终端设备转变为“全世界的学校、最优秀的老师、任意地点、几百万学生、任意时间”[1]智慧教育模式。智慧教学工具的出现、智能手机的普及，为高校教学由传统型走向智慧型提供了新的技术手段和硬件支持，使高校教学由传统的线下实体课堂教学型向混合式智慧教学型转变。作为教育部在线教育研究中心的重点课题研究成果，雨课堂智慧教学工具自2016 年问世以来，深得广大师生厚爱。有教师指出，雨课堂丰富了在线教学资源分享的方式和途径，提高了在线教学资源的总量和水准。在高校实际教学中，增强了师生互动行为，有效促进高校教学效果提升，并进一步革新了传统教学的既定模式和理念[2]。截止到2019 年9月，雨课堂全球用户达到1638 万。可见，对雨课堂支持下的混合式教学模式进行探索具有一定的现实意义。

一、研究现状

智能化时代下，信息技术与教育教学改革深度融合的研究热度持续升温。混合式教学、智慧教学、混合式智慧教学等新型教学模式，受到广大学者、专家及一线教师的高度关注。何克抗提出，混合式教学（Blending Learning）就是将传统学习方式和E-learning 两者有机结合起来。李逢庆基于对混合式教学的概念界定，将掌握学习理论、首要教学原理、深度学习理论和主动学习理论作为混合式教学的理论基础，构建了ADDIE 教学设计模型，对混合式教学实施过程中课前、课中、课后三个阶段的师生活动进行了深入探讨[3]。随后，有学者从智慧教育、智慧教学的角度就混合式教学展开系列研究。例如，祝智庭等人对智慧教育内涵进行了探讨，认为“智慧教育的基本内涵是通过构建智慧学习环境，运用智慧教学法，促进学习者进行智慧学习。”[4]杨现民提出了智慧教学的目标：“智慧教学的根本在于发挥师生智慧，优化教学过程，建构知识、启迪思维、发展智慧。智慧教学以培养智慧型人才为宗旨，要教会学生21 世纪生存技能，批判性思考和解决问题的能力、沟通与协作的能力、创造与革新的能力。”[5]王慧在综述前人关于智慧教育、智慧教学研究成果的基础上，将智慧教学界定为：在信息技术的支持下（网络学习空间），合理地运用教学方法和教学策略，智慧地组织教学活动，完成由知识向智慧的过渡，使学生成为智慧型人才的教学[6]。2018 年《教育信息化2.0 行动计划》将智慧教育正式写入官方文本，将智慧教育置于新的高度。

2016 年4 月，清华大学在线教育办公室与学堂在线共同研发的雨课堂智慧教学工具正式亮相。雨课堂的亮相将混合式教学研究推向了新的轨道：2017 年，学堂在线首席运营官王帅国就雨课堂的软件系统、功能要点和优势进行了详细解析，阐述了它在教学场景中的理念创新及其在实践应用中的运行情况。同时，还针对如何在移动互联网与大数据背景下开展高等院校教学改革、如何有效利用教学工具开展混合式教学等研究方向进行了相关论述[7]。此外，他和朱桂萍等人以清华大学“电路原理”实验课程为例，分享了借助便携式实验设备和雨课堂进行智慧实验教学改革的设计理念和教学实践。同年，杨芳等人基于混合式教学的相关分析，以具体化的教学实践为例，对基于慕课与雨课堂的混合式教学进行初步探析，通过教学实践及问卷调查、数据分析得出：雨课堂有助于英语教学[8]。2018 年，于洪涛以赫尔巴特学派的“五段教学法”为指导，以雨课堂为工具，构建了包含“考一考，说一说，讲一讲，做一做，想一想”五个环节的智慧教学五步法，并通过在“网络教育应用”课程中应用，证明该智慧教学五步法能充分调动学生的学习积极性，实时掌握学生的学习情况，教学效果乐观[9]。

智慧教学的课堂钟声已经敲响。如何巧妙地将智慧教学工具引入课堂、顺应智能时代发展，是当代高校教师急需攻破的一道难题。据此，本文试图以“以学生为中心”为理念指导，探讨在雨课堂环境下，理工类课程混合式教学模式的建构及具体化实施过程。

二、雨课堂功能要点分析

雨课堂将强大的功能整合进最常用的微信软件和PPT 插件中，使智慧教学成为传统教学法的自然延伸，是一款极具智慧的工具。作为一款主要面向高等教育领域的智慧教学工具，雨课堂旨在将前沿的信息技术（如云计算、移动互联网、数据挖掘等）融入教学场景中，致力于为所有教学过程提供数据化、智能化的信息支持。从软件系统的角度上看，其主要分为：手机端、桌面电脑端和远程服务端[10]。雨课堂通过将复杂的信息技术手段融入PowerPoint 和微信中，无缝对接“课前—课中—课后”各个教学环节，最大限度地释放教与学的能量，给师生带来了全新的教学体验，是推动教学改革的利器。雨课堂现已更新至V4.0 版本，其桌面电脑端PPT 插件界面如图1 所示：

图1 雨课堂桌面电脑端PPT 插件界面

用户登录：打开PPT 中的雨课堂插件后，点击“微信扫一扫”按钮，手机微信扫码将会接收到登录验证码，在电脑端输入验证码后则登录成功；为了给教师更好的授课体验，雨课堂推出安卓版App，在应用程序中，当授课电脑无法联网时，可以通过连接蓝牙，将手机网络共享给授课电脑。课堂教学：开启雨课堂授课后，教师即可在电脑端点击开启直播。开启授课后，在浮动的窗口中，点击截图，即可进行任意界面的截图操作，截图后可直接发送给全体学生，学生在接收器中即可收到图片。直播会将幻灯片及语音都同步发送到学生接收器中，现有的幻灯片将带有教师原声，学生课后可以在课后小结中查看回放。课件回放功能为因事缺课、未选上该门课的学生提供了新的学习途径。

插入题目：在制作课前课件/试卷，或授课幻灯片时，均可添加各类型习题。填空题可每个空单独设置分值，整个题目的答案可设置允许乱序。各个类型的习题，在4.0 版本中支持了全新的富文本答案解析，文字、图片、公式均可作为习题的答案解析上传。学生在作答之后，即可查看富文本的答案解析。习题投屏时，教师可选择隐藏正确答案后，将学生的作答情况柱状图直接投影至屏幕。可以不再担心正确答案的露出而影响未作答的同学。在主观题和投稿板块中，教师希望分享某位同学的答案或想法，可选择隐藏其姓名，让同学们注重内容本身，与全班分享。

课外资料制作：在此插入慕课视频、网络视频、制作试卷、群发公告等，此功能能够深化学生课外学习指导，为课前预习、课后复习巩固提供有力支撑。理工科课程实训项目居多，部分学习能力相对较弱的学生需要在教师重复的实际操作演示、指导下才能完成实验操作。为此，教师往往会在课后为学生量身录制实验演示微视频。在新发布的4.0 版本中，新增的本地视频上传功能则恰如其分地帮助教师应对了此难题。

在群发公告功能中，能够在发布公告的同时，上传PPT、PDF、Word 等格式的共计10 个附件（单个文件不超过30M，累计不超过100M）。

雨课堂具有投入低、上手快、成效好、易推广等特征，使得其备受广大高校师生的青睐。

三、混合式智慧教学模式构建

雨课堂支持下的“线上+线下”混合式教学，即：以雨课堂为连接纽带，融合在线教育与传统面授教学的优势，将在线学习与实体课堂有机结合。其中，线上学习强调学生的个性化学习，线下实体课堂教学注重师生之间的实时互动，以课堂翻转的形式增加师生互动和实践教学。混合式教学通过对传统教学的改造，促使教师从权威的学习资料提供者向学生学习的促进者转变，其最终目的是实现课堂“以学生为中心”，让学生成为课堂的主人，提升学习效果。

（一）前期分析

课程现状分析：理工科课程注重工程实践，强调理论联系实际，课程本身存在知识点较为复杂、综合应用性强、实践操作难度大等特征，以致学生在缺少专业的学习指导下，自主学习、自主操练、自主应用困难较大。以《文献信息检索与利用》课程为例，该课程旨在提高学生获取文献信息的综合能力，掌握一门终身学习型获取知识的方法；提高学生学术论文的写作能力，掌握一门科研必备的基本功。课程以理论知识为支撑，以项目任务为主线，通过理论与实践相结合的形式开展教学。目前，多数高校将其设为全校性公共选修课，开设力度较弱、授课学时不足（一般28-34 学时）、教学内容单一化。其次，由于传统教学模式下课堂教学时间有限、缺乏有效学习效果反馈、学生参与度低、互动缺失，导致学生学习体验差；缺乏及时、科学的学习反馈，教师错过指导、纠错、调整教学的最佳时机。最后，由于选修课多数9、10 节（晚上）开设，该时间段是各类大学生社团活动举办的活跃期，不少学生并未按时进入课堂。

教学目标分析：以《文献检索与利用》课程中的“常用中文文献数据库”章节为例，该章节主要学习“中国知网全文数据库、万方数据知识服务平台、维普期刊资源整合服务平台、超星电子期刊、中国高等教育文献保障系统”等常见中文全文数据库的资源构成、检索方式和利用技巧。要求学生重点掌握“中国知网、万方、维普”三大常用中文数据库的使用方式和利用技巧。引导学生善用本校图书馆进入以上数据库检索本专业的学术期刊、硕博学位论文、会议论文、标准专利等文献资源，并通过文献来源、发表时间、被引数量、下载频数等角度对文献进行筛选、利用。在本章节，试图通过混合式教学实现以下三维目标，见图2 所示：

图2 “常用中文文献数据库”三维教学目标示意图

学习需求分析：2018 年通过对G 院校的279名学生进行随机抽样调查得出：网络学术文献资源已成为大学生开展学习、实践、科研的得力助手，但超过半数的学生缺乏文献检索课程学习经历（注：G 院校为新建应用型本科），且对本校图书馆所提供的电子资源利用率不理想；受访学生中，77.78%的学生认为文献资源非常重要并渴望获得文献检索相关学习指导。

学习者特征分析：本课程的学习对象涵盖大学一至四年级（二三年级居多），由于是全校性公共选修课程，因此班级学生来自涵盖管理学、经济学、工学、文学和艺术学五个学科门类。学生的学习偏好、初始水平、思维能力存在较大差异，通过文献梳理及教学实践经验总结大致如表1 所示：

表1 不同学科背景学生特征分析表

（二）模式构建

在课程现状、教学目标、学生特征分析基础上，以学科背景为分组依据将班级学生分为若干小组，以理论与项目任务驱动相关结合的形式，在雨课堂的支持下开展混合式智慧教学。在该混合式智慧教学模式下，始终坚持“以学生为中心”“以教师为主导”，通过互联网技术、黑板及移动终端设备支持做到“线上”与“线下”连通，实现课前、课中、课后无缝对接。据此，本文提出以下集“教师、学生、互联网、黑板、移动终端”为一体的“五位一体”混合式智慧教学模式，具体如图3 所示。

四、混合式智慧教学模式的实施过程

在“五位一体”混合式智慧教学模式指导下，设计指向三维目标的具体教学过程，在课前、课中、课后分别实施以下教学活动。

（一）实施过程

课前：资源互通互享——学生在线预习，教师分析、优化。

教师针对本章节教学目标，要求学生实现以下预习目标：第一，知道常用的中文数据库有哪些；第二，知道本校图书馆的中文数据库有哪些；第三，知道如何从我校图书馆中找到三大中文数据库（中国知网、万方、维普）的访问方式。其次，在课件中，设计主观题目“您知道的中文数据库有哪些？”“我校图书馆有哪些中文数据库”，投票选取“以下数据库中，您最经常使用的数据库是？”，以便教师通过答题数据，掌握学生的初始水平；其次，在预习课件中插入慕课视频（贵州理工学院图书馆开发的《文献检索与利用》6.1 中文期刊全文数据库），给学生提供在线学习资源。通过雨课堂的“上传课件”功能，将预习课件发布给班级学生。“教师———雨课堂——学生”两两互通，实现课前资源共享，一方面可以促进学生对新知识的学习储备，在一定程度上缓解学生恐惧心理，增强学习自信心；另一方面，预习数据能够为教师优化教学设计提供科学依据，及时调整教学策略，更好地做到因材施教。

课中：以学生为中心——互动形式多元，学生畅所欲言。

雨课堂实现了集“教师、学生、互联网、移动终端、黑板”于一体，开启雨课堂授课后，实现教师投影和学生手机同屏显示。

开启雨课堂授课，课堂交互策略、反馈策略较传统教学发生了变化。首先，雨课堂的“即时答题、投稿、弹幕”使互动形式从传统教学的“一问一答”变为“一问多答”；针对“您知道的中文数据库有哪些？”“您更倾向于使用哪个中文数据库？”等开放性题目，教师可通过开启“弹幕”形式，开展头脑风暴式讨论。由于教师开启了匿名投屏（主观题、投稿），学生消除了传统教学环境下怕答错题的顾虑心理，能大胆畅所欲言，使得课堂师生互动、生生互动更加高效、灵活。其次，课件的“不懂”及“答题、投稿、弹幕”等功能为学生各抒己见提供了平台，帮助教师在最短时间内获取学生的知识反馈，改变了传统教学中反馈滞后的弊端。最后，雨课堂的“签到”“随机点名”“答题”等课堂行为均有数据记录，课堂数据的生成促使教师从传统的“经验判断、考试为主”走向“数据驱动、评价多元”。

课后：教师检测数据，学生反复学习

《文献检索与利用》课程中的“常用三大中文文献数据库”为理论与实践相结合的章节，要求学生在掌握理论知识的同时，能够针对具体的检索任务，进入三大中文数据库开展检索工作。由于班级学生的学科背景、思维能力、初始水平等差异，部分学生上课难以跟上教学进度，课堂结束后，仍不能独立检索文献资源。雨课堂的课件回放功能则让该难题迎刃而解：学生课后可根据自身实际情况，进行重复学习，或对教师进行在线提问；教师结合实体课堂教学情况，进行分层设计课后学习资源并向学生推送，引导学生结合自身实际拓展学习，实现因材施教。

雨课堂的视频学习、课件学习、习题完成情况均有后台数据，该统计数据一方面促使学生学习评价实现数据驱动；另一方面，促进教学行为分析走向“数据驱动型”，令教改更加有理可循、有证可依。在数据分析的推动下，课程考核方式实现了覆盖线上视频学习、论坛发言、线上练习得分、课堂讨论、课后作业、任务实训、上机考试等多元化结构性考核。

（二）效果反思

在雨课堂支持下开展《文献检索与利用》混合式智慧教学之后，学生在学习主动性、课堂参与度、文献检索技能及解决问题的能力等方面都得到较好的提升。同时，雨课堂为本门课程的推广搭建了桥梁，为其他未选上本门选修课的学生提供了自主学习平台。通过线上、线下混合式教学，学生熟悉了三大常用中文数据库的资源分布、功能，能够针对具体项目任务，开展文献检索。以学习小组的形式组织教学（根据学科背景分组），实现了生生之间互帮互助、共同进步，如学生在本专业的文献查找、甄别、利用等方面学习效果明显比传统教学有所提高。雨课堂支持下的授课方式深受学生喜爱，课后回访调查中，超过90%的学生表示“希望以后的教学中尽量使用雨课堂”。

尽管雨课堂支持下，有效缓解了《文献检索与利用》学时不足、内容单一等问题，但也会因硬件设施、网络不稳等限制，并不能完全实现预期教学效果。在混合式教学模式中，学生始终是学习的中心，课堂任务设计要紧扣学生发展需求。信息技术是服务于教学的工具，教师的责任在于通过信息技术的支持，寻求更加适合学生发展的教学模式。

五、结语

在日新月异的信息技术支持下，学生从传统的“看书学习”向“电子产品助力”的新型学习方式转变。由于混合式教学形式有了来自课堂内、课堂外的补充，克服了以往传统课堂中由于过分地采用讲授式教学方式，学生主动性不高、认知参与度低、学习结果差异大等缺陷[11]。在信息化时代尤其是进入智能时代后，提高现代化信息技术与教育教学深度融合，积极构建顺应学生发展的线上线下相结合的混合式教学是现代教师的责任与担当。