基于“雨课堂”的智慧课堂教学结构设计研究*

刘建华，葛垚平

(赣南师范大学 新闻与传播学院，江西 赣州 341000)

1 引言

互联网、人工智能等新技术的不断发展广泛的影响了人类生活的各个方面，教育也不例外，教与学的关系正在发生深刻的变化，新一代信息技术的教育应用，有助于教育形态的重塑.《中国教育现代化2035》提出要大力推进教育信息化，加快推进智慧教育创新发展[1].促进教育向更加公平、更高质量、更具个性化方面发展.这就要求师生转变传统的教与学的观念，形成智慧教与智慧学新理念.智慧教学需要有智能工具的支持，当前，我国学者研发出多样化的智能工具，雨课堂就是其中一种.本文将设计与构建基于雨课堂的智慧课堂教学结构，以提高教的质量与学的质量，从而达到因材施教、个性化教学的目的.

图1 雨课堂的功能

2 雨课堂功能及其与智慧课堂技术特征间联系

2.1 雨课堂及其功能

雨课堂是由学堂在线与清华大学在线教育办公室共同开发的交互式智慧教学工具，其特点如图1所示.

2.1.1 随堂实时出题

在教师进行教学过程中，教师可以把准备好的知识点测试题同步到学生手机上，也可以根据学生掌握知识的程度即时出题进行随堂测试，即时统计作答结果，进行课堂教学中知识掌握程度的评估，为课堂教学过程的调控提供数据.

2.1.2 富文本答案解析

对于课程教学中的习题、试题等，除了文字解析外，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，方便学生对知识的理解.

2.1.3 课前课件还原动画

教师在授课前，可以把教学知识相关资源推送到学生手机端，方便学生进行课前预习.而推送的课件可以完整的还原教师在制作过程中的动画及课件间的链接的跳转，有助于学生形成概念地图和知识图谱，能够由浅入深的理解知识，达到知识的深度掌握.

2.1.4 全过程数据收集

应用雨课堂在教学之中，不仅可以收集到学生课前预习的情况数据，还可以通过查签到、发试卷、开弹幕、看投稿及查看学生课件读取情况、学生“不懂”反馈情况、快读跳转到某习题页等功能适时的监控课堂动态，为课堂的调控及学生课后的个性化复习方案提供支撑.

2.1.5 弹幕即时交互

雨课堂具有较为强大的交互功能.课前，教师可以把课程的二维码发给学生，学生进入预习阶段，可以通过弹幕发送遇到的问题、困难等与同学和教师进行交流，课中可发送知识学习的建议内容与教师和同学分享，或是发送“不懂”，及时得到教师和同学的协助，课后也可以发送自己的学习心得体会等.

2.1.6 整合慕课与微课

雨课堂具有把慕课与微课融入到课件之中的功能，在课件制作过程中，根据知识点学习的需要，把相应的慕课和微课整合进去，可以为学生提供多样化的资源，方便学生对不同知识的学习.

2.1.7 课下资源推送

除了课堂上师生间可以同步教学资源外，课前和课后，教师都可以推送资源到学生端，学生可以根据自己的学习结果筛选资源进行自主学习.

2.1.8 语音直播授课

应用雨课堂开启授课模式后，教师可在电脑端点击开启直播.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.学生在课后复习时，可以查看带有语音的回放，方便学生对知识的进一步理解与总结.

2.1.9 移动互联通讯

雨课堂把移动通讯网络和互联网有机的结合起来.教师可以应用连接互联网的电脑开启授课与资源传送功能，学生可以应用具有移动网络的智能手机接收信息.另外为拓展使用范围，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，可以进行蓝牙连接，通过蓝牙热点，将手机网络共享给授课电脑，充分把移动互联融合起来，达到有效的教与学的体验.

2.2 智慧课堂的技术特征[2]

智慧课堂应帮助教师的智慧教和学生的智慧学，因而，智慧课堂的外延不仅仅指的是传统意义上的教师教的课堂，还应包括学生学的教师指导的课下学习的课堂.卞金金、徐福荫在对智慧课堂进行深入的研究基础上，分析并总结了智慧课堂资源分层共享、实时内容推送、学习情景采集等7个技术特征，具体如图2所示.

图2智慧课堂的技术特征

从图2智慧课堂的技术特征可以总结出智慧课堂具备以下几个功能.

2.2.1 通过移动互联通讯使教师与学生进行无缝链接

移动互联网具有便捷、分布式的特点，通过它，可以把教师、学生及家长的各类智能设备进行链接，从而形成一个学习与交互的网络，方便教师的教学与指导、学生的学习与提问，家长的监督与帮助，也可以对教学资源进行实时的推送.

2.2.2 通过构建多样化、个性化、丰富性的学习资源促进因材施教

个性化教学是智慧教学的一个主要特点，进行个性化教学需要丰富的个性化的资源，而学习者的个性特点是多样化的、差异性的，因而，智慧课堂教学资源应根据学生的个性需求进行分层、分类聚合.同时学生在根据自己的个性需求获取资源的同时，还可以共享其他的资源.[3]

2.2.3 通过分析学习情景全过程数据来调控教与学

智慧课堂具有对学习者学习情景全过程跟踪及数据采集与智能学习分析的功能，通过智能分析技术对学习者学习情景全过程的数据进行分析，为教师对学生的个性化教学及学习者的自适应学习提供决策依据.另则，通过对学习者学习过程的数据分析，可以对学习者进行基于过程的评价，即时向教师和学生反馈学习结果.

2.2.4 通过动态、多样化的协作交流达到共同成长

教师、学生、家长通过智慧终端可以进行实时的跨越时间和空间的交流与协作.可以是一对一、一对多，也可以成立学习协作小组开展多对多的学习与项目的协作交流，从而达到师生共同成长的目的.

2.3 雨课堂与智慧课堂间的关联

由图1和图2雨课堂的功能及智慧课堂应具备的功能与特点分析可知，雨课堂这一智慧工具所具备的各项功能正是与智慧课堂所必须的技术大部分相吻合，雨课堂是构建智慧课堂的一项有效的智慧工具.应用雨课堂来构建智慧课堂可以有效的促进智慧教学.

3 基于雨课堂的智慧课堂教学结构的设计

3.1 智慧课堂教学结构要素

要对智慧课堂的教学结构设计，首先需要分析的是智慧课堂教学结构中的各个要素.对于课堂教学结构要素，学界已进行过广泛探讨，其中有二要素说(教师、学生)、三要素说(教师、学生、教学内容)、四要素说(教师、学生、教学内容、教学媒体)、五要素说(教师、学生、教学内容、教学媒体和教学效果).而五要素说被广泛应用于传统的教学结构之中.然而，随着智能技术的应用，教学过程和教学结构发生了很大的变化，教学结构要素也会随之发展变化.因而在此提出基于智慧课堂的教学结构的主要要素.

3.1.1 智慧课堂平台

智慧课堂平台是教师用于教学生用于学的智能化平台，平台提供教师教学的工具，学生进行学习的学科工具与交流互动工具，方便教师的教与学生的学.

3.1.2 学生大数据

学生大数据是教师教学设计、学生自适应和个性化学习的依据.学生大数据包含了学习者的一般特点、学习风格、全景式学习过程、学习结果等数据，这些数据是教学分析必需的，通过对这些数据的分析，可以掌握学生的个性特点、知识和能力结构，从而定位教与学的起点、教学的过程与教学的方式等.

3.1.3 分层分类资源库

分类分层资源库是指对资源进行分类、分层及聚合的多样化教学资源与分层问题和任务.资源在形式上是富媒体形式，有文本、视频、音频、图像、动画等；在层次上有适合知识能力水平高的学习者的高阶资源、适合大多数中等知识能力水平学习者的中阶资源及适合较低知识能力水平的学习者的低阶资源.学习者在学习过程中可根据自己的知识与能力精选适合自己的学习资源进行学习，教师根据学习者的能力水平推送相应的资源给学生，以满足不同学习阶层的学习者的需求.

图3 基于雨课堂的智慧课堂教学结构

3.1.4 学习分析

学习分析是智慧课堂教学的关键.学习分析是对学生大数据进行智能分析，从而全方位的了解学习者，形成科学、系统、量化、完整的评定，为教学过程、学习过程、评价反馈提供决策依据.

3.1.5 教师与学生

与传统意义上的教师和学生不同，智慧课堂中教师不再是课堂教学的主讲者，而是课堂结构的设计者、情景创设者、资源建设者和推送者、学习的帮促者与指导者、数据分析者、教与学的调控者等多角色合为一体.学生也不再是被动的接受者，而是个性化学习的定位者、资源获取者、团队合作者、学习的自我调节者等.

3.2 基于雨课堂的智慧课堂教学结构

智慧课堂的教学结构应是学习全过程的，包括课前、课中和课后；还要体现“智慧”二字，教与学的过程就是动态的、可调控的，智能化的、适应性的.图3为基于雨课堂的智慧课堂教学结构.

基于雨课堂的智慧课堂教学结构是在雨课堂的各项功能支持下构建的.主要元素为教师和学生、课前、课中和课后三个阶段.主要要素为学生大数据、学习分析与分层分类资源，这三个要素根据学生的课前预习、课中学习和课后复习，进行不断的迭代更新，教师根据学生大数据中更新的数据做出课前、课中和课后不同的教学设计.

3.2.1 课前——教师分析、学生预习

在教学开始之前，教师要对学生大数据中学生的基本情况、知识水平、技术水平和能力水平等进行分析，然后根据分析结果创建班级和学习小组，发布学习任务、筛选相应的资源进行推送给学生进行预习.

学生通过扫描二维码进入班级，并选择自己想要进入的学习小组，选择任务，进入课件和资源进行预习，在预习过程中，学生可自主的选择协作、合作或个体学习的学习方式，并且完成教师发布的预习习题.必须注意的是，在学生的预习过程中，教师要随时把握学生预习的状态，分析预习的结果，从而为课中的教学设计提供数据依据.

3.2.2 课中——学生协作学习、教师疑难指导与讲授

雨课堂提供了小组协作与合作的交流平台，学习者可以自由的进行师生间和生生间的交流，同时，也可以发送弹幕“不懂”，强调遇到的问题与难点.

在课中，教师根据学生课前预习的结果分析，设计课中的教学内容、发布教学任务与资源.在整个课堂教学之中，教师可以根据学生的学习状态进行随时测试，根据测试的结果随时调整或调控学习过程.对于学生遇到的重点和难点问题，可以选择个别指导或是全班应用课堂讲授的方式进行详细的阐述，确保学生对知识的深度、全面的理解与掌握.

学生主要通过教师推送的课件与资源及自主在资源库中筛选资源来进行小组协作学习，完成教师发布的学习任务，接受教师的指导与帮助，完成任务的探究学习，并展示与共享成果，分析优点与不足.

在此教学过程中，教师要注意培养学生协作、合作及探究的能力，提升学生发现问题、定位与获取资源、寻找问题解决的策略及技术应用等各项能力.而学生要精准的定位自己在课程知识中知识点的位置，寻找合适的学习小组，积极主动的交流与合作，这样才能达到有效的学习结果.

3.2.3 课后——教师个性化辅导、学生自适应学习

学生由于受到自身知识能力水平、性格特点及学习风格等方面的影响，在课中所习得的内容并不完全一致，必然是有层次的.因而在课后，教师根据课中学生的学习情况进行学习分析，了解每一位学生的学习情况，进行综合与分类，制作与推送个性化的知识导图和资源给学生，并进行实习的指导，为学生更好的掌握知识提供辅导与帮助.

学生通过教师提供的课程习题与拓展资源来复习课程知识，分析自己存在的问题与不足，从而定位自己的学习起点，从教师推荐的资源或分层分类资源中获取学习材料进行自适应的学习，在学习过程中，遇到问题可以向教师或同学交流讨论，从而达到自我提高.

在课后，教师应着重对学生自我评价能力、自主学习能力及终身学生能力的培养.

4 结束语

基于雨课堂的智慧教育教学过程模式充分利用了雨课堂的交互、推送和全情景式、全过程数据收集与分析功能，可以适时的为教师提供学生的学习状态和学习结果，从而方便教师进行实时的课程教学调节，有利于学生进行自主学习及个性化和自适应的学习.