王秋妍，王 凱，趙 媛

(火箭軍工程大學(xué) 陜西 西安 710025)

根據(jù)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010―2020 年）》的指導(dǎo)精神，這對高校教師在信息技術(shù)應(yīng)用、教學(xué)觀念改變、教學(xué)方法改進(jìn)和教學(xué)效果提高等方面提出了更高的要求。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，高等教育改革乘著“新工科”的東風(fēng)，正朝著信息化的方向邁進(jìn)。

“智慧課堂”作為信息化、智慧化變革的代表，充分利用互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)質(zhì)共享資源，為課堂教學(xué)提供多種教學(xué)工具和教學(xué)模式，在學(xué)情分析、課堂布局、數(shù)據(jù)分析、交流互動、資源推送、可視化管理等方面作出了突破和創(chuàng)新，與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，在翻轉(zhuǎn)課堂、混合課堂、在線教育等教學(xué)模式及理念的涌現(xiàn)下，已然成為教育領(lǐng)域的前沿和熱點[2]?！半娐贰闭n程作為高等學(xué)校電子與電氣信息類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課，在整個電子與電氣相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案和課程體系中起著承前啟后的重要作用[3]。探索電路課程智慧課堂教學(xué)模式是提高課程教學(xué)效果的有效途徑。

1 基于雨課堂的智慧課堂教學(xué)

1.1 智慧課堂與雨課堂

目前，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的智慧校園、智慧課堂如雨后春筍層出不窮，但是無論何種形式，智慧課堂都是在動態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析和“云、網(wǎng)、端”的基礎(chǔ)上，以課堂為中心、教學(xué)為場景、效果為重點、數(shù)據(jù)為互通，通過動態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)傳統(tǒng)課堂所不具備的教學(xué)過程數(shù)據(jù)化、交流互動立體化、教學(xué)評價即時化、資源推送智能化等特色，創(chuàng)設(shè)更加有效的教學(xué)策略決策和高效的協(xié)作交流學(xué)習(xí)環(huán)境，促進(jìn)學(xué)生個性化成長規(guī)律的智慧發(fā)展[4]。因此，智慧課堂在數(shù)據(jù)管理、課堂教學(xué)、個性化學(xué)習(xí)等方面具有突出的優(yōu)勢，是種動態(tài)開放的課堂。

雨課堂作為智慧課堂教學(xué)平臺，功能豐富，能夠提供完整的數(shù)據(jù)支持和動態(tài)的數(shù)據(jù)管理，實現(xiàn)教與學(xué)的最優(yōu)化，使學(xué)生在教與學(xué)的每個環(huán)節(jié)都具有不同于傳統(tǒng)教學(xué)的全新體驗。雨課堂將先進(jìn)的信息技術(shù)手段融入課堂教學(xué)必備的PowerPoint 和便于學(xué)生使用的微信中，與騰訊會議合作拓展平臺，在課前、課堂、課后教學(xué)之間搭建數(shù)據(jù)化的橋梁，與傳統(tǒng)課堂形成線上線下互補的優(yōu)勢[5]。

基于雨課堂的智慧課堂的教學(xué)流程和傳統(tǒng)課堂類似，主要包括課前準(zhǔn)備、課上教學(xué)和課后鞏固三個環(huán)節(jié)，如圖1所示。

圖1 智慧課堂教學(xué)流程

在教學(xué)流程中，課前準(zhǔn)備依據(jù)反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)情分析、課前推送和課堂教學(xué)設(shè)計；課堂教學(xué)環(huán)節(jié)注重課題導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，借助互聯(lián)網(wǎng)開展預(yù)習(xí)檢測、實時知識點測評和各類互動交流，為教學(xué)策略的微調(diào)提供一手資料，提升課堂教學(xué)效果；課后鞏固依托互聯(lián)網(wǎng)平臺優(yōu)質(zhì)資源進(jìn)行課外拓展，可實時強化課后輔導(dǎo)并反饋學(xué)生知識點掌握情況。因此，智慧課堂從課前、課中到課后都可以通過教學(xué)過程數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)情分析，及時總結(jié)教學(xué)反思和評價，實現(xiàn)教學(xué)設(shè)計的優(yōu)化和教學(xué)策略的動態(tài)調(diào)整，符合教學(xué)客觀規(guī)律和“以學(xué)生為主體”的教學(xué)思想。

1.2 教學(xué)實施環(huán)節(jié)

1.2.1 基于雨課堂的課前準(zhǔn)備

雨課堂使課前準(zhǔn)備不再是教師全憑經(jīng)驗式的備課，學(xué)生也不是按部就班地對課本進(jìn)行簡單的課前預(yù)習(xí)，教師將根據(jù)之前相關(guān)教學(xué)數(shù)據(jù)反饋，進(jìn)行學(xué)情分析，及時調(diào)整教學(xué)設(shè)計和教學(xué)策略，并通過習(xí)題、概念、MOOC、網(wǎng)站鏈接、預(yù)習(xí)課件等，將課前導(dǎo)入內(nèi)容有針對性地推送到學(xué)生的手機端，真正做到有備而來。整合優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，基于雨課堂課前數(shù)據(jù)統(tǒng)計，本文將對正弦量的相量表示進(jìn)行如圖2（p60）所示的教學(xué)設(shè)計。

針對正弦量的相量表示這一難點，課前所設(shè)計的課堂教學(xué)過程將按照圖2 所示的流程展開實施。

圖2 正弦量的相量表示教學(xué)設(shè)計流程

1.2.2 基于雨課堂的課堂實施

基于雨課堂的課堂教學(xué)充分利用其豐富的功能，注重從課題導(dǎo)入，實時進(jìn)行預(yù)習(xí)檢測、知識點測評、互動交流，為教學(xué)策略的微調(diào)提供一手資料，提升課堂教學(xué)效果。

課程的引入：從RC電路在不同激勵下的分析引入，遵循事物的發(fā)展規(guī)律，引出著名的交直流電之爭，并通過科學(xué)家的勵志故事和偉大成就，激勵學(xué)生不畏困難、堅定信心，融入思政內(nèi)容。

預(yù)習(xí)檢測：介紹正弦穩(wěn)態(tài)電路，利用雨課堂測試對正弦量預(yù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果，實施相應(yīng)教學(xué)環(huán)節(jié)：如果檢測達(dá)不到80%的正確率，將回顧正弦量相關(guān)概念，如達(dá)到則依據(jù)兩類約束關(guān)系列寫電路方程，進(jìn)行正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析。

發(fā)現(xiàn)問題：引導(dǎo)學(xué)生分析、計算正弦穩(wěn)態(tài)電路，展現(xiàn)電路計算過程中突顯出的兩個主要問題：①含三角函數(shù)的高階微分方程的求解；②三角函數(shù)的加、減和微分、積分運算。在這一過程中，通過點名、彈幕等方式進(jìn)行教學(xué)互動。

解決問題：①觀察計算過程和結(jié)果，啟發(fā)學(xué)生歸納、總結(jié)正弦穩(wěn)態(tài)電路的重要特點，激發(fā)學(xué)生探究問題的熱情。②結(jié)合復(fù)數(shù)的預(yù)習(xí)，啟發(fā)學(xué)生思考如何利用數(shù)學(xué)工具解決問題，引導(dǎo)學(xué)生深入思考。③引導(dǎo)學(xué)生建立正弦量與復(fù)數(shù)的關(guān)系，這也是本次課的重難點所在。為了突破該重難點，教師需要引導(dǎo)學(xué)生借助于數(shù)學(xué)推導(dǎo)得到相量的概念，再通過幾何意義，深入理解正弦量與相量之間的對應(yīng)關(guān)系；并化解正弦量的加減、微分和積分這類復(fù)雜三角函數(shù)運算為簡單的復(fù)代數(shù)計算。

思考拓展：引導(dǎo)學(xué)生在解決上述問題后發(fā)現(xiàn)新的問題：用相量表示正弦量后，攝入思考如何簡化方程的列寫和計算。

1.2.3 基于雨課堂的課后鞏固

通過課后習(xí)題和思考題，采用線上發(fā)布公告和在線習(xí)題的方式鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容。通過發(fā)布公告在線布置作業(yè)，方便學(xué)生隨時查看。為了深入理解和掌握端口的概念，課后在線布置習(xí)題，通過分析和計算，深刻理解正弦量與相量之間的關(guān)系，加深對正弦量的相量表示的意義和方法。

2 雨課堂使學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)可視化

實現(xiàn)全過程學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的采集與分析是“智慧課堂”的核心優(yōu)勢，量化的數(shù)據(jù)使課堂教學(xué)從傳統(tǒng)的憑借教學(xué)經(jīng)驗的方式向基于數(shù)據(jù)分析的方式轉(zhuǎn)變，從而聚焦教學(xué)數(shù)據(jù)的反饋實現(xiàn)教學(xué)設(shè)計和教學(xué)策略動態(tài)調(diào)整。

2.1 習(xí)題完成情況通過直觀數(shù)據(jù)展現(xiàn)

雨課堂提供貫穿教學(xué)始末的詳細(xì)的教學(xué)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)經(jīng)過教師分析和處理，成為教師進(jìn)行實時教學(xué)情況判斷和調(diào)整的依據(jù)，也是其高效課堂的具體體現(xiàn)。雨課堂利用課堂測試，檢測學(xué)員對正弦量相量的理解和掌握程度，數(shù)據(jù)顯示：上課的42 人中，36 人在規(guī)定時間內(nèi)完成測試，完成率86%，有78%的學(xué)生能夠掌握檢測內(nèi)容；學(xué)生答題時間和得分也會按順序排列。通過數(shù)據(jù)收集和分許，說明學(xué)生對正弦量的相量表示不是十分熟悉，幫助教師客觀了解學(xué)生對知識點的掌握程度。根據(jù)答題時間了解學(xué)生答題速度，從側(cè)面反映學(xué)生對知識點掌握的熟練程度，便于教師實時做出調(diào)整。

因此，教師借助雨課堂，通過分析數(shù)據(jù)，能夠了解課堂上學(xué)生的吸收理解程度，同時可以形成教與學(xué)的閉環(huán)，采用數(shù)據(jù)分析法建立各類數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，為研究學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)效果之間的關(guān)系提供科學(xué)依據(jù)，從而有效促進(jìn)教學(xué)。

2.2 平時成績與期末成績數(shù)據(jù)分析

雨課堂數(shù)據(jù)分析平時成績與期末成績間的關(guān)系，為學(xué)習(xí)行為與學(xué)習(xí)效果之間的內(nèi)在聯(lián)系提供科學(xué)數(shù)據(jù)?？紤]到智慧課堂貫穿教學(xué)的全過程和各環(huán)節(jié)，可選取具有代表性階段的典型數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合和分析。收集雨課堂提供的課前測試和課堂彈幕、測試、投稿等平時成績，并與期末成績建立數(shù)據(jù)分析，繪制如圖3 所示的關(guān)系圖。

圖3 過程成績與期末成績之間的關(guān)系

從圖3 看，平時成績在85~95 分之間的學(xué)生占總?cè)藬?shù)的76.5%，這部分學(xué)生期末成績在70 分以上的占79.5%。可見，課堂采用彈幕、投稿、測試等多種方式和手段，可有效鼓勵學(xué)生積極參與課堂互動，完成課堂測試，對加深課程內(nèi)容的理解和掌握有著重要的積極作用。

此外，課程學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)可視化，為調(diào)整學(xué)習(xí)策略提供數(shù)據(jù)依據(jù)。雨課堂能夠?qū)⒚總€學(xué)生的學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)化、可視化，顯然，平時觀看課件、課堂測試、作業(yè)完成等注重過程學(xué)習(xí)的學(xué)生，考試成績也比較理想。雨課堂學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)，不僅為分析學(xué)生學(xué)習(xí)情況提供了可靠的依據(jù)，而且也是調(diào)整教學(xué)方案和教學(xué)策略的指揮棒。

綜上所述，基于雨課堂的智慧課堂，便于教師全程掌握每個學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，對于幫助教師掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)和動態(tài)調(diào)整教學(xué)策略至關(guān)重要。

3 總結(jié)

本文以電路分析課程為例，探討了基于雨課堂的智慧課堂教學(xué)模式，結(jié)合雨課堂全過程、全方位教學(xué)數(shù)據(jù)管理與分析的特點，展示數(shù)據(jù)及其分析在調(diào)整教師教學(xué)策略、學(xué)生學(xué)習(xí)方法等方面的優(yōu)越性，使得課堂教學(xué)從傳統(tǒng)“經(jīng)驗驅(qū)動”逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦茖W(xué)的“數(shù)據(jù)驅(qū)動”，進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量。智慧課堂借助于互聯(lián)網(wǎng)等多種手段和平臺，讓教學(xué)“永不下線”，符合高等教育教學(xué)改革的發(fā)展趨勢。