基于雨课堂的智慧课堂教学模式探索与实践

王秋妍，王 凯，赵 媛

(火箭军工程大学 陕西 西安 710025)

根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020 年）》的指导精神，这对高校教师在信息技术应用、教学观念改变、教学方法改进和教学效果提高等方面提出了更高的要求。随着信息技术的飞速发展，高等教育改革乘着“新工科”的东风，正朝着信息化的方向迈进。

“智慧课堂”作为信息化、智慧化变革的代表，充分利用互联网的优质共享资源，为课堂教学提供多种教学工具和教学模式，在学情分析、课堂布局、数据分析、交流互动、资源推送、可视化管理等方面作出了突破和创新，与传统教学相结合，在翻转课堂、混合课堂、在线教育等教学模式及理念的涌现下，已然成为教育领域的前沿和热点[2]。“电路”课程作为高等学校电子与电气信息类专业的技术基础课，在整个电子与电气相关专业的人才培养方案和课程体系中起着承前启后的重要作用[3]。探索电路课程智慧课堂教学模式是提高课程教学效果的有效途径。

1 基于雨课堂的智慧课堂教学

1.1 智慧课堂与雨课堂

目前，基于“互联网+”的智慧校园、智慧课堂如雨后春笋层出不穷，但是无论何种形式，智慧课堂都是在动态学习数据分析和“云、网、端”的基础上，以课堂为中心、教学为场景、效果为重点、数据为互通，通过动态学习数据分析，实现传统课堂所不具备的教学过程数据化、交流互动立体化、教学评价即时化、资源推送智能化等特色，创设更加有效的教学策略决策和高效的协作交流学习环境，促进学生个性化成长规律的智慧发展[4]。因此，智慧课堂在数据管理、课堂教学、个性化学习等方面具有突出的优势，是种动态开放的课堂。

雨课堂作为智慧课堂教学平台，功能丰富，能够提供完整的数据支持和动态的数据管理，实现教与学的最优化，使学生在教与学的每个环节都具有不同于传统教学的全新体验。雨课堂将先进的信息技术手段融入课堂教学必备的PowerPoint 和便于学生使用的微信中，与腾讯会议合作拓展平台，在课前、课堂、课后教学之间搭建数据化的桥梁，与传统课堂形成线上线下互补的优势[5]。

基于雨课堂的智慧课堂的教学流程和传统课堂类似，主要包括课前准备、课上教学和课后巩固三个环节，如图1所示。

图1 智慧课堂教学流程

在教学流程中，课前准备依据反馈数据进行学情分析、课前推送和课堂教学设计；课堂教学环节注重课题导入，激发学生的探究兴趣，借助互联网开展预习检测、实时知识点测评和各类互动交流，为教学策略的微调提供一手资料，提升课堂教学效果；课后巩固依托互联网平台优质资源进行课外拓展，可实时强化课后辅导并反馈学生知识点掌握情况。因此，智慧课堂从课前、课中到课后都可以通过教学过程数据进行学情分析，及时总结教学反思和评价，实现教学设计的优化和教学策略的动态调整，符合教学客观规律和“以学生为主体”的教学思想。

1.2 教学实施环节

1.2.1 基于雨课堂的课前准备

雨课堂使课前准备不再是教师全凭经验式的备课，学生也不是按部就班地对课本进行简单的课前预习，教师将根据之前相关教学数据反馈，进行学情分析，及时调整教学设计和教学策略，并通过习题、概念、MOOC、网站链接、预习课件等，将课前导入内容有针对性地推送到学生的手机端，真正做到有备而来。整合优质教学资源，基于雨课堂课前数据统计，本文将对正弦量的相量表示进行如图2（p60）所示的教学设计。

针对正弦量的相量表示这一难点，课前所设计的课堂教学过程将按照图2 所示的流程展开实施。

图2 正弦量的相量表示教学设计流程

1.2.2 基于雨课堂的课堂实施

基于雨课堂的课堂教学充分利用其丰富的功能，注重从课题导入，实时进行预习检测、知识点测评、互动交流，为教学策略的微调提供一手资料，提升课堂教学效果。

课程的引入：从RC电路在不同激励下的分析引入，遵循事物的发展规律，引出著名的交直流电之争，并通过科学家的励志故事和伟大成就，激励学生不畏困难、坚定信心，融入思政内容。

预习检测：介绍正弦稳态电路，利用雨课堂测试对正弦量预习相关内容进行检测，并根据检测结果，实施相应教学环节：如果检测达不到80%的正确率，将回顾正弦量相关概念，如达到则依据两类约束关系列写电路方程，进行正弦稳态电路的分析。

发现问题：引导学生分析、计算正弦稳态电路，展现电路计算过程中突显出的两个主要问题：①含三角函数的高阶微分方程的求解；②三角函数的加、减和微分、积分运算。在这一过程中，通过点名、弹幕等方式进行教学互动。

解决问题：①观察计算过程和结果，启发学生归纳、总结正弦稳态电路的重要特点，激发学生探究问题的热情。②结合复数的预习，启发学生思考如何利用数学工具解决问题，引导学生深入思考。③引导学生建立正弦量与复数的关系，这也是本次课的重难点所在。为了突破该重难点，教师需要引导学生借助于数学推导得到相量的概念，再通过几何意义，深入理解正弦量与相量之间的对应关系；并化解正弦量的加减、微分和积分这类复杂三角函数运算为简单的复代数计算。

思考拓展：引导学生在解决上述问题后发现新的问题：用相量表示正弦量后，摄入思考如何简化方程的列写和计算。

1.2.3 基于雨课堂的课后巩固

通过课后习题和思考题，采用线上发布公告和在线习题的方式巩固课堂教学内容。通过发布公告在线布置作业，方便学生随时查看。为了深入理解和掌握端口的概念，课后在线布置习题，通过分析和计算，深刻理解正弦量与相量之间的关系，加深对正弦量的相量表示的意义和方法。

2 雨课堂使学习行为数据可视化

实现全过程学习数据的采集与分析是“智慧课堂”的核心优势，量化的数据使课堂教学从传统的凭借教学经验的方式向基于数据分析的方式转变，从而聚焦教学数据的反馈实现教学设计和教学策略动态调整。

2.1 习题完成情况通过直观数据展现

雨课堂提供贯穿教学始末的详细的教学数据，这些数据经过教师分析和处理，成为教师进行实时教学情况判断和调整的依据，也是其高效课堂的具体体现。雨课堂利用课堂测试，检测学员对正弦量相量的理解和掌握程度，数据显示：上课的42 人中，36 人在规定时间内完成测试，完成率86%，有78%的学生能够掌握检测内容；学生答题时间和得分也会按顺序排列。通过数据收集和分许，说明学生对正弦量的相量表示不是十分熟悉，帮助教师客观了解学生对知识点的掌握程度。根据答题时间了解学生答题速度，从侧面反映学生对知识点掌握的熟练程度，便于教师实时做出调整。

因此，教师借助雨课堂，通过分析数据，能够了解课堂上学生的吸收理解程度，同时可以形成教与学的闭环，采用数据分析法建立各类数据之间的联系，为研究学习行为和学习效果之间的关系提供科学依据，从而有效促进教学。

2.2 平时成绩与期末成绩数据分析

雨课堂数据分析平时成绩与期末成绩间的关系，为学习行为与学习效果之间的内在联系提供科学数据。考虑到智慧课堂贯穿教学的全过程和各环节，可选取具有代表性阶段的典型数据进行综合和分析。收集雨课堂提供的课前测试和课堂弹幕、测试、投稿等平时成绩，并与期末成绩建立数据分析，绘制如图3 所示的关系图。

图3 过程成绩与期末成绩之间的关系

从图3 看，平时成绩在85~95 分之间的学生占总人数的76.5%，这部分学生期末成绩在70 分以上的占79.5%。可见，课堂采用弹幕、投稿、测试等多种方式和手段，可有效鼓励学生积极参与课堂互动，完成课堂测试，对加深课程内容的理解和掌握有着重要的积极作用。

此外，课程学习过程数据可视化，为调整学习策略提供数据依据。雨课堂能够将每个学生的学习过程数据化、可视化，显然，平时观看课件、课堂测试、作业完成等注重过程学习的学生，考试成绩也比较理想。雨课堂学习过程数据，不仅为分析学生学习情况提供了可靠的依据，而且也是调整教学方案和教学策略的指挥棒。

综上所述，基于雨课堂的智慧课堂，便于教师全程掌握每个学生的学习数据，对于帮助教师掌握学生的学习动态和动态调整教学策略至关重要。

3 总结

本文以电路分析课程为例，探讨了基于雨课堂的智慧课堂教学模式，结合雨课堂全过程、全方位教学数据管理与分析的特点，展示数据及其分析在调整教师教学策略、学生学习方法等方面的优越性，使得课堂教学从传统“经验驱动”逐渐转变为更科学的“数据驱动”，进而提高教学质量。智慧课堂借助于互联网等多种手段和平台，让教学“永不下线”，符合高等教育教学改革的发展趋势。