基于“雨课堂”和PBL的双轮驱动式教学研究

袁 娜，马 壮，董翠英

(1.唐山学院 智能与信息工程学院,河北 唐山 063000；2.唐山市智能运动控制系统重点实验室，河北 唐山 063000)

0 引言

传统式教学，学生课堂的关注度较低，课堂效率差，学生很容易被手机等电子产品吸引而转移注意力；从教学内容上看，相关技术的飞速发展，教学内容已经不能仅仅局限于课本上的硬知识，急需补充更多的新闻式知识，丰富学生的知识面和视野。因此仍采用单纯的课堂教学，将知识的来源局限于老师课上讲解已经远远不够。

随着信息技术教育应用进入与课程整合的新阶段，越来越多的混合式教学方法在高校中积极探索，“雨课堂”[1]的出现，给混合式教学带来了新的生机，给高等教育模式注入了新的活力，通过多学科[2-4]的积极尝试，取得了较好的课堂效果。“雨课堂”是信息技术发展到现在的又一新型智慧教学工具，结合了教师教学常用的多媒体方式PPT以及师生都使用的微信，加入MOOC等大数据扩展功能，将多种教学模式打包融合。综合各研究人员关于“雨课堂”教学工具的探讨[5-7]，更侧重于介绍“雨课堂”的功能特点，而对于如何将“雨课堂”与传统课堂结合打造智慧课堂或混合式教学，并对教学模式改进的效果进行评判，并没有更为深入的研究。

因此，本文以“雨课堂”为教学辅助工具与PBL形成双轮驱动式教学。针对新工科背景下知识难度偏大、应用性强、多学科交叉的“机器人学”课程进行实践，从课前、课中到课后立体式双轮学习模式，引导以学生为中心的主动式学习的课程教学，培养学生自主解决问题和困难的能力。通过对教学模式和教学布局进行详细分析，将本科“机器人学”教学工作进行改革探索，为各学课的混合式教学和项目推进式线上教学提供参考。

1 模式定义

通过结合“雨课堂”和PBL的教学改革模式，促使学生能够养成积极的学习态度和主动学习的习惯，引导学生以项目小组为单位，主动进行预习、记录、复习、查缺补漏的系统学习方法，以兴趣为引导进行科学并且切合自身特点的学习，通过一个项目贯穿整个教学内容，让学生随着课程进展解决项目中的逐个问题，最终完成整套项目方案，很好的将理论延伸到实践。同时，项目的选择是学生自行决定的、自己感兴趣的内容，由教师进行把关、修改和完善选题内容，达到课程目标要求。

1.1 教学过程

课堂中，将“雨课堂”和多媒体等信息化教学方式作为辅助工具，针对课程特点，选择结合实际案例和工厂应用实际的视频来展开理论讲解。按照听课注意力曲线特点，适时适量增加特定环节，注意难点重点与简单知识点的交替讲解，实现信息接收的最大化。

对于PBL的展开方式，通过小组内部定期讨论和集中视频讨论的方式，每周进行项目内容的讨论，随着机器人学知识的学习，不断增加项目功能、调整方案设计、增加功能实现的具体步骤，最终要呈现一个可行的、有实用价值的机器人设计方案。

1.2 教学评价

不同的教学模式因其教学目标、教学实现方法等因素的不同，而具有不同的评价方法和标准[8]。通常考试课程的成绩由平时成绩和期末考试成绩组成，平时成绩又包括实验成绩、出勤表现成绩、作业成绩等几方面。通过“雨课堂”的数据统计和随堂测验等多种辅助教学方式，可以将模糊的平时成绩很好的量化，从每次的出勤统计到随堂测验的分数再到每次作业的在线提交，都可以通过软件导出数据，既方便教学统计，又让学生自己对自己的成绩做到心里有数。

对于PBL的评价方式，采用小组互评和项目说明书综合评分的方法，旨在体现每个学生对于小组项目展开的推进作用和综合实践能力。

2 教学模式

针对机器人学内容的特点，结合自动化专业学生知识结构和未来就业方向的特点，在传统工业机器人课程中增加并突出机器人控制、机器视觉控制、机器人传感器融合及控制、轨迹规划及避障、机器人导航技术的内容。整个教学的展开，是以学生为中心，“雨课堂”和多媒体教学的辅助方式，将学习从单一的课上转变为从课上到课下的全方位立体式的学习，初步构建了双轮驱动教学模式，如图1所示。包括课上到课下延伸、课上的多形式调动、全程的教学效果反馈、课终的系统复习。

图1 双轮驱动教学模式

2.1 课上到课下延伸

首先，从单一的课上学习，到课前的预习和课后的复习，做到课上到课下完整延伸。其次，“雨课堂”对于学生和教师来说，它的各种功能是基于微信和文档，不会造成额外负担，使用方便。尤其是目前各直播课堂软件普遍存在操作复杂，一个软件还不能满足需要，需要多个软件共同使用，插件占内存大，给教师和学生造成了不小的负担。因此“雨课堂”极大的减少了教师和学生不必要的负担。

在课前预习环节，根据课程内容特点，提供课程引入视频和课程预习提纲，将课程的准备知识完整的交代给学生，引起学生学习兴趣为主要目的，可以设置几个思考问题，激励学生主动寻找问题和兴趣点。切记将书本中新知识提前交代给学生，反而给学生造成学习负担，降低课堂的教学效果。

在课后学生的复习阶段，对于一些不懂的知识点可以在课程讨论区发送帖子，进行提问，教师根据问题对学生进行个性化指导，同时对于普遍存在的问题可以在讨论区进行集体讨论，各抒己见，师生互动的帖子内容，所有课程班级中的师生均可以随时评论、点赞、回复，有利于知识的巩固和加深。对于项目的开展，以组内讨论研究、定期师生讨论、课下软硬件系统设计为主要形式，结合每次课程的介绍内容和功能展开，不断完善设计，达到实用性和合理性设计要求。

2.2 课上的多形式调动

据相关研究统计表明，成人的高度集中的注意力只能保持20分钟。当前高校上课，一堂课多为两节，也有连上三节的。当连续上课一上午或者一下午时，学生会感觉疲惫，注意力分散，这就需要教师及时活跃课堂气氛，在“雨课堂”中，设置了限时题目推送、弹幕互动、图文投稿等功能，还有调动学生积极性的随机点名、红包等。增加与学生的互动，让学生注意力重新回到课堂上来。因此对于课程环节设置，每节课要设置2～4个调动课堂积极性的课程环节，尤其是在讲解课程重点或难点时，以此来保证教学效果。

同时，课堂推送的PPT是知识点的重点框图或提纲，并不是代替课本而不用思考的答案。用于辅助课上学习和做笔记，而不是上课听讲时的负担，或者造成只看手机不需要听讲的后果。

2.3 全程的教学效果反馈

课前预习情况的反馈、课中“不懂”功能的合理使用和反馈、课后讨论和留言的情况，都是对课程教学情况的实时反馈。对于课前预习计划的布置，在雨课程平台可以看到完成预习的人数、预习时长、查看课件人数，课件查看页数等。在课程进行中，对于一个重点知识点讲解后，可以通过题目推送，实时掌握学生知识点掌握情况，同时每个同学也能看到班级整体的正确率。同时可以通过分组讨论和选择幻灯片是否听懂功能，来实时掌握学生掌握知识点的情况。课后的小测或作业，也可以在线完成，对于每个同学不仅可以实时看到自己掌握知识的情况，还能横向比较查找不足。老师也可以更直观的掌握每个同学的学习情况。

教学中，往往知识点是一环扣一环，环环相连，一环不懂，不仅后面知识点难以理解，还打击了学生积极性，造成跟不上就不听的现象。因此通过课上的实时反馈，对超过50%的不懂的知识点可以再次讲解，突出分析过程并随机提问；对于30%～50%不懂的知识点，可以通过小组讨论互相提问回答的方式，鼓励自行查找不足并讨论解决，加强学生自己解决问题发现问题的能力。

2.4 课终的系统复习

每次结课后，尽管重点知识强调了一遍又一遍，但由于信息量大，知识密度集中，学习自主性不够的同学很容易不知道从何入手。有了“雨课堂”之后，每个同学可以根据自己学习情况进行系统复习。对于学习情况较差的同学，可以系统的从每次课程的预习-课程内容-“不懂”的内容依次进行，由浅入深回顾课堂内容，进行复习。对于学习基础较好的同学，可以从问题入手，依次查阅“不懂”标记的PPT，倒推难点，形成知识网络进行有针对性的复习和总结。

3 结语

通过目前线上、线下教学的情况，利用“雨课堂”辅助学习，配合PBL展开教学，提高了学生学习兴趣和主动性，对于作业中布置的开放性题目，主动搜集相关资料，开启脑洞式思考，相比传统教学模式死板的思维方式，更利于学生创造能力的培养。比如针对目前防疫机器人的研制和使用，学生讨论过程中就联想到科幻电影《普罗米修斯》中的手术机器人，并对这一想法进行了详细的分析和论证。

因此，“雨课堂”和PBL的双轮驱动式教学，取得了良好的教学效果。根据课程特点，制定的教学布局，包括课上到课下的延伸、课上的多形式调动、全程的实时反馈、课终的系统复习环节四大方面，最大限度提升学生的自主学习、自我管理、团队协作的能力，学生课堂学习的注意力和听课率明显提高，增加了对重点和难点知识的理解力。通过定期反馈统计数据和讨论问题，可以及时发现后进学生，及时查找问题，提高了学生学习的参与度和积极性。与往届相比，教学质量有了明显提高。学生的积极性更高，激发出学生更多的创新想法并积极以项目方式推进。由此，探索适合学生的多模式课堂驱动是可行且有效的。