徐蘭英，何寶蘭，伍 強(qiáng) ，毛世杰，趙 鵬

（1.廣東技術(shù)師范大學(xué) 機(jī)電學(xué)院，廣東 廣州 510665；2.廣東技術(shù)師范大學(xué) 汽車與交通工程學(xué)院，廣東 廣州 510450）

一、引言

《中國教育現(xiàn)代化2035》提出了推進(jìn)教育現(xiàn)代化的十大戰(zhàn)略任務(wù)，其中第八條指出：推動教育組織形式和管理模式的變革創(chuàng)新，以信息化推進(jìn)教育現(xiàn)代化[1]。雨課堂云課堂、超星學(xué)習(xí)通等教學(xué)工具的出現(xiàn)使基于信息化的線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)成為可能。如今，混合式教學(xué)已經(jīng)廣泛運(yùn)用于各大高校的英語、計算機(jī)等公共基礎(chǔ)課，而對于機(jī)械類專業(yè)的必修課應(yīng)用較少。本文將微課資源與雨課堂相結(jié)合，進(jìn)行《液壓與液力傳動》課程混合式教學(xué)改革實踐探索。

《液壓與液力傳動》是工科院校機(jī)械類專業(yè)的一門重要必修課程，在實際教學(xué)中存在以下問題：①大多數(shù)大專院校的教師采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，以教師為中心主導(dǎo)講授，重理論輕實踐，知識呈現(xiàn)形式單一，難以滿足當(dāng)今人才培養(yǎng)需求；②課堂時間有限，留給學(xué)生操作練習(xí)的時間較少，難以滿足所有學(xué)生的實踐需求；③學(xué)生在實訓(xùn)操作中遇到問題，教師難以分身一一對學(xué)生進(jìn)行針對性的指導(dǎo)；④因該課程各種閥類元件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、符號眾多，學(xué)生對該課程基本概念理解模糊、認(rèn)為知識枯燥晦澀，故學(xué)習(xí)積極性不高甚至產(chǎn)生抵觸與逃避心理。以上問題使得學(xué)生學(xué)習(xí)主動性欠佳、學(xué)習(xí)效率不高。

二、確定課程混合式教學(xué)改革研究思路

近年來，國內(nèi)許多教師對《液壓與液力傳動》課程教學(xué)改革進(jìn)行探索與實踐，取得了一定的效果。王充運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新教育”教學(xué)模式對《液壓與氣動技術(shù)》課程進(jìn)行教學(xué)改革探索，建設(shè)了自主學(xué)習(xí)平臺[2]；王寶敏對該課程進(jìn)行了以Moodle 學(xué)習(xí)平臺為支撐的基于“翻轉(zhuǎn)課堂的混合式學(xué)習(xí)”的教學(xué)改革探索[3]，但是由于網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)依靠學(xué)生的自覺性，優(yōu)等生會積極自主學(xué)習(xí)，而差生則相反，這樣會使學(xué)習(xí)差異更大。翟紅云等人運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容和模式，建立完善的實踐基地培養(yǎng)學(xué)生實踐能力[4]。毛文等人探索了線上線下混合式教學(xué)模式在液壓課程中的改革，線上開發(fā)了MOOC 微課視頻，線下授課在教學(xué)做一體化教室進(jìn)行[5]。趙雷、許明等人構(gòu)建了面向遠(yuǎn)程訪問的液壓氣動網(wǎng)絡(luò)虛擬實訓(xùn)平臺[6]，創(chuàng)建了基于移動終端的虛擬實訓(xùn)平臺App，讓學(xué)生隨時隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)[7]，但是線下授課缺乏師生互動，對課堂的交互性關(guān)注較少，學(xué)生參與度不高。M.David Merrill 指出，好的教學(xué)必須具備三個主要特征：效果好、效率高、參與度大[8]，為提高課堂教學(xué)質(zhì)量指明了方向。

微課的特點是“短、小、精、悍”。引入微課教學(xué)資源，通過圖片、動畫演示與仿真等形式將抽象化的知識如液壓與液力元件工作原理及液壓基本回路變得形象生動，學(xué)生容易接受掌握；在實訓(xùn)環(huán)節(jié)，學(xué)生可以隨時、準(zhǔn)確找到自己不懂的操作反復(fù)觀看學(xué)習(xí)，這樣解決了學(xué)生的大部分困惑，從而解放教師；同時，教師可以在理論課堂上播放提前錄制好的關(guān)于各類教具和剖切件的視頻，使學(xué)生獲得對液壓與液力元件結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識，從而達(dá)到輔助教學(xué)的目的。微課打破了時間與空間的限制，學(xué)生可以隨時隨地進(jìn)行碎片化學(xué)習(xí)。

雨課堂具有全天候、個性化、零投入、大數(shù)據(jù)等四大特點[9]，通過雨課堂微信公眾號，教師可在課前將教學(xué)內(nèi)容（微課資源、PPT 等）推送給學(xué)生，供學(xué)生預(yù)習(xí)；課堂上學(xué)生可通過手機(jī)實現(xiàn)課上實時答題，或通過彈幕的方式與教師進(jìn)行互動；課后學(xué)生可以觀看微課資源及時進(jìn)行復(fù)習(xí)，通過雨課堂發(fā)布的檢測題檢測學(xué)習(xí)成果。另外，雨課堂還具有學(xué)生數(shù)據(jù)分析功能，到課率、習(xí)題的正確率等數(shù)據(jù)一目了然，教師可以掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，便于教學(xué)管理[10]。雨課堂將學(xué)生手機(jī)變成學(xué)習(xí)的工具，解決了學(xué)生課堂參與度不高、師生互動欠佳的問題，增強(qiáng)了大班授課的靈活性和可操作性[9]。

基于微課資源與雨課堂的優(yōu)勢，本文將兩者結(jié)合起來，運(yùn)用到《液壓與液力傳動》的混合式教學(xué)改革研究中，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)課堂出現(xiàn)的學(xué)生學(xué)習(xí)主動性欠佳、師生互動欠缺的不足，從而使學(xué)生可以有目的、有需要、更高效地進(jìn)行學(xué)習(xí)。

三、基于微課資源與雨課堂相結(jié)合的混合式教學(xué)資源建設(shè)

開展基于微課資源與雨課堂相結(jié)合的混合式教學(xué)，首先是開發(fā)深入淺出的微課資源，接著借助雨課堂平臺建課，將微課資源融入雨課堂的課前和課后推送環(huán)節(jié)中，課前發(fā)布微課資源與任務(wù),課堂上側(cè)重啟發(fā)引導(dǎo)，課后鞏固提高，課前、課中、課后緊密銜接，這樣教學(xué)形成統(tǒng)一的整體。

1.微課資源的開發(fā)

在開發(fā)微課資源之前，針對學(xué)習(xí)過《液壓與液力傳動》課程的學(xué)生，制定了一份課程重難點調(diào)查問卷。調(diào)查問卷分析結(jié)果如圖1 所示。

分析問卷結(jié)果后，共確定“伯努利方程的推導(dǎo)”“液壓泵和液壓馬達(dá)相關(guān)公式的轉(zhuǎn)換”“液壓缸的設(shè)計計算”“調(diào)壓回路”等15 個知識點為微課的選題并進(jìn)行相應(yīng)的微課資源設(shè)計。這15 個知識點涵蓋了課程的重難點，圖2 是微課資源的制作流程。

圖1 問卷分析結(jié)果

圖2 微課制作流程

以“伯努利方程的推導(dǎo)”微課為例，先通過創(chuàng)設(shè)懸念性問題情境：對著兩張紙中間平穩(wěn)吹氣，兩張紙并沒有被吹開反而靠攏在一起，如圖3 所示，激發(fā)學(xué)生探究興趣，然后以流體力學(xué)中的能量守恒定律為基礎(chǔ)：截面1 壓力能+動能+勢能=截面2 壓力能+動能+勢能，逐一對壓力能、動能、勢能進(jìn)行列式化簡，角度新穎，把課本上復(fù)雜的微分推導(dǎo)轉(zhuǎn)換成有高中物理基礎(chǔ)的學(xué)生能理解的推導(dǎo)，如圖4 所示。15 個微課均深入淺出，并配套相應(yīng)的微練習(xí)、微教學(xué)設(shè)計等教學(xué)資源。最后，將開發(fā)的微課資源整合到微信公眾號“液壓與液力傳動微課資源”上，方便學(xué)生有目的、有需要、隨時隨地、更高效地進(jìn)行碎片化學(xué)習(xí)。

圖3

圖4

2.應(yīng)用雨課堂建課

教師關(guān)注雨課堂微信公眾號，點擊“我的課程”—“我要開課”—“新建課程信息”。電腦端下載雨課堂應(yīng)用，下載成功后在PowerPoint2010 以上版本或者WPS上都能打開，相當(dāng)于給PPT 裝上一個增強(qiáng)插件。點擊“微信掃一掃”教師就可以登錄，手機(jī)端出現(xiàn)驗證碼，在電腦端輸入即可登錄。登錄成功后，開啟雨課堂授課界面如圖5 所示，教師的手機(jī)變身為遙控器，電腦端出現(xiàn)二維碼或者課堂暗號，學(xué)生通過掃描二維碼或者輸入課堂暗號即可進(jìn)入課堂學(xué)習(xí)。

四、教學(xué)應(yīng)用實例

圖5 雨課堂開啟授課界面

采用教學(xué)實驗法，以三個平行班為實驗對象，每班40 人，對照班A 班僅采用微課資源教學(xué)，對照班B 班僅采用雨課堂進(jìn)行教學(xué)，實驗班C 班采用“微課+雨課堂”混合教學(xué)模式。自變量是上述三種教學(xué)模式，因變量是教學(xué)效果，包括學(xué)生學(xué)習(xí)成績、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與動機(jī)、教師情感體驗等，控制變量是同一個教師等。下面以調(diào)壓回路實訓(xùn)課為例，分別闡述三種教學(xué)模式的教學(xué)過程。

1.對照班教學(xué)過程

（1）A 班教學(xué)過程（見表1）

課前，教師通過“液壓與液力傳動微課資源”微信公眾平臺發(fā)布微課資源及預(yù)習(xí)公告，由于微信公眾平臺的限制，無法直接通過數(shù)據(jù)了解學(xué)生不懂之處，只能通過學(xué)委統(tǒng)計收集。

表1 僅采用微課資源教學(xué)過程

課中，教師先講解實訓(xùn)安全知識，接著講授實訓(xùn)油路接法以及其他操作步驟，學(xué)生按照3-4 人一組分組輪流操作，部分學(xué)生通過觀看微課視頻后仍有無法解決的問題，教師在課堂來回走動，解決學(xué)生的問題，但存在相同問題不同學(xué)生重復(fù)問的情況。

課后，學(xué)生可以通過“液壓與液力傳動微課資源”微信公眾平臺回復(fù)“調(diào)壓回路實訓(xùn)微課”進(jìn)行復(fù)習(xí)。

（2）B 班教學(xué)過程（見表2）

課前，教師通過雨課堂微信公眾平臺上傳“調(diào)壓回路”課件，上傳之后教師可在手機(jī)端預(yù)覽，看是否需要修改以及添加語音教學(xué)同時發(fā)布督促預(yù)習(xí)公告。但是課前預(yù)習(xí)資料僅有課件，無微課視頻。學(xué)生預(yù)習(xí)過程中面對枯燥難懂的實訓(xùn)圖，反饋給教師較多不懂的問題。

表2 僅采用雨課堂教學(xué)過程

課中，教師先講解實訓(xùn)安全知識；接著講授實訓(xùn)油路接法以及其他操作步驟，學(xué)生按照3-4 人一組分組輪流操作。在學(xué)生自主探究實驗操作過程中，部分學(xué)生在操作，部分學(xué)生在觀察，存在問題時學(xué)生可以通過發(fā)彈幕向教師提問，但是教師只講解了一遍，部分學(xué)生想了解一些接油路的細(xì)節(jié)，這種情況需要教師個別指導(dǎo)。

課后，教師分析雨課堂實時收集的數(shù)據(jù)，結(jié)合學(xué)生課堂表現(xiàn)，對本節(jié)課的教學(xué)進(jìn)行評價，改進(jìn)教學(xué)方法。學(xué)生可以在“我的課件庫”里面按照章節(jié)找到“調(diào)壓回路”課件進(jìn)行復(fù)習(xí)。

2.實驗班C 班教學(xué)過程（見表3）

課前，教師將提前制作的微課上傳到騰訊視頻，打開PowerPoint 雨課堂插件的“插入網(wǎng)絡(luò)視頻”將網(wǎng)址復(fù)制，成功將微課視頻導(dǎo)入“調(diào)壓回路”課件。然后將“調(diào)壓回路”課件上傳，上傳之后教師可在手機(jī)端預(yù)覽，看是否需要修改以及添加語音教學(xué)。教師還可以發(fā)布督促預(yù)習(xí)公告，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)，提前總結(jié)歸納消化[11]。學(xué)生預(yù)習(xí)過程中，對于不懂的課件可以按“不懂”按鈕，雨課堂會將數(shù)據(jù)傳輸給教師，故教師可在課前了解學(xué)生不懂的問題，課上可以重點解決。

表3 “微課+雨課堂”混合式教學(xué)模式教學(xué)過程

課中，采取小組分組（每組3-4 人）進(jìn)行實驗探究。教師使用手機(jī)控制PPT 的播放，講解實訓(xùn)安全知識；課堂提問時，教師從手機(jī)端開啟“彈幕”功能后，向?qū)W生提出了“實訓(xùn)過程中應(yīng)注意什么問題”，學(xué)生立即發(fā)出了“檢查油路無誤后再啟動儀器”等回答。在學(xué)生自主探究實驗操作過程中，部分學(xué)生通過學(xué)習(xí)微視頻后，接油路，做實驗，其他學(xué)生在觀察過程中可能會產(chǎn)生一些問題，他們可以發(fā)彈幕提問，教師和知道答案的學(xué)生都可以直接在手機(jī)回答，通過彈幕顯示在屏幕上，可以避免一個問題幾個學(xué)生重復(fù)問，教師無法一一回答的現(xiàn)象。同時，教師可通過雨課堂發(fā)布仿真實驗，讓學(xué)生先進(jìn)行虛擬拆裝油路，熟悉如何拆裝，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，使學(xué)生充分參與課堂。

課后，教師分析雨課堂實時收集的數(shù)據(jù)，結(jié)合學(xué)生課堂行為，對教學(xué)進(jìn)行總結(jié)和反思，改進(jìn)教學(xué)方法。學(xué)生可以在“我的課件庫”里面按照章節(jié)找到“調(diào)壓回路”課件進(jìn)行復(fù)習(xí)，也可以在“液壓與液力傳動微課資源”微信公眾平臺回復(fù)“調(diào)壓回路實訓(xùn)微課”進(jìn)行復(fù)習(xí)。

3.教學(xué)效果分析

一個學(xué)期后，對這三個班的學(xué)生派發(fā)調(diào)查問卷，調(diào)查學(xué)生對課堂的滿意度。同時利用三個班的期末考試成績分析學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

統(tǒng)計調(diào)查問卷的結(jié)果，A 得10 分，B 得8 分，C 得5分，D 得0 分，統(tǒng)計每份問卷的得分情況，超過80 分計滿意。同時將期末考試成績以班級為單位計算平均分。本次調(diào)查共回收有效問卷120 份，有效期末測試卷120 份。調(diào)查結(jié)果顯示，對于課堂滿意度，A 班為70%，B 班為75%，而C 班可達(dá)到88%；對于測試卷得分情況，A 班平均分為78 分，B 班為80 分，而C 班可達(dá)到87 分。

通過微課教學(xué)資源與雨課堂相結(jié)合的混合式教學(xué)改革實踐探索，可以得出以下結(jié)論：①僅采用微課教學(xué)資源的教學(xué)模式，學(xué)生在課前課后的學(xué)習(xí)中缺乏主動性，且學(xué)生學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)不能實時反饋給教師；同時，上實訓(xùn)課過程中教師無法控制學(xué)生的手機(jī)端，學(xué)生可能會拿手機(jī)看無關(guān)學(xué)習(xí)的視頻、玩游戲等，而不是觀看微課教學(xué)視頻。②僅采用雨課堂的教學(xué)模式，課前推送的課件太單一，沒有豐富視聽覺的微課資源，學(xué)生理解知識點較困難；課中，教師只是控制了學(xué)生的移動終端，但是學(xué)生出現(xiàn)問題時只能通過發(fā)彈幕提問，無法通過觀看微課視頻解決，一旦學(xué)生問題太多，教師將無法及時解答。③采用微課資源與雨課堂相結(jié)合的混合式教學(xué)模式，給分層教學(xué)提供了機(jī)會，給予課堂更多的活力。微課資源深入淺出，結(jié)合雨課堂課前課中課后實時反饋的優(yōu)勢，促進(jìn)了師生間的交流與互動，提高了學(xué)習(xí)效率與教學(xué)質(zhì)量，值得研究與推廣。

五、結(jié)束語

本文從《液壓與液力傳動》課程教學(xué)現(xiàn)狀入手，對比國內(nèi)其他學(xué)者對該課程教學(xué)改革研究的優(yōu)缺點，結(jié)合微課資源與雨課堂的優(yōu)勢，確定了《液壓與液力傳動》混合式教學(xué)改革實踐的研究思路。開發(fā)了豐富有趣、深入淺出的微課資源，應(yīng)用雨課堂平臺進(jìn)行建課，采用教學(xué)實驗法對混合式教學(xué)改革進(jìn)行實踐探索，并以“調(diào)壓回路實驗課”為例，闡述了混合式教學(xué)的過程。混合式教學(xué)改革實踐探索結(jié)果顯示，《液壓與液力傳動》課程采用“微課資源＋雨課堂”混合式教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)，比起僅運(yùn)用微課資源或雨課堂兩者結(jié)合發(fā)揮各自的優(yōu)勢，效果更佳，充分彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生學(xué)不會、不愿學(xué)的不足，提高了學(xué)生的自信心，為學(xué)生畢業(yè)后走上工作崗位奠定了扎實的專業(yè)知識和專業(yè)能力基礎(chǔ)。