基于微課和雨課堂的大學計算機混合實驗教學模式

盧行偉, 田茂毅, 李 慶

(西華大學 應用技術學院, 四川 成都 611930)

“互聯網+”與光網戰略布局,給高等教育提出了新的發展挑戰,并正在茁壯成長。越來越多的知識教育平臺,使得學習者有了更多的學習方式選擇。碎片化學習、微學習、泛化學習等已然成為現實。傳統教育中的課堂也開始出現微課，實現課堂知識點微小化,慕課實現課堂網絡化，但是這些教學手段無法完整地組成傳統實驗教學的課堂教學。微課只能輔助,慕課就更無法達到傳統實驗教學的要求,但可利用這些新興教學手段來實現新型混合模式實驗教學,搭建一種大學計算機實驗混合式教學模式。

1 混合式教學模式及新興教學手段

1.1 混合式教學模式

混合式教學模式, 就是面授與網課相結合的教學模式。它既有面授以教師為主導的特性,又具有網課以學生的自主、積極、創新學習為主的特性,可以幫助學生深入理解并掌握知識,特別在小班理論教學中效果顯著。但在大班教學中效果不理想，其實質問題主要是面授與網課不能有機地統一,只能互補,缺乏互動,僅能作為輔助而存在。特別是在實驗教學這種必須付諸實踐的課程教學中,混合式教學更是無能為力。

1.2 新興教學手段之微課

微課以內容精簡準、把控注意力、學習途徑廣、制作不復雜等鮮明的特點,近年來廣受教育者的喜愛,并付諸實踐,詳見圖1。

圖1 微課優勢一覽

對于實驗教學的實踐者,多是對實驗課程內容架構進行分解,劃分成碎片知識點,建立實驗課程內容知識圖，最后根據碎片知識點開發實驗課程微課中的微視頻以及配套的微實驗任務等[1]。學生進行實驗時,可以根據內容知識圖結構逐步完成實驗,并且可以反復使用微視頻及配套資源。這使得學生有了一對一指導的教師,如果遇到微視頻及配套資源無法完成的實驗任務,可以讓真實的課堂教師進行針對性指導。對于基礎好、學習進度快的學生在完成了所有基礎性實驗后,可以組成學生團隊,進行綜合型、創新型的實驗任務。

雖然,微課有以上的優點,但是具體實施后反饋出,整個過程更多的還是要靠學生的自覺性和自主性,且無法實時反饋學生學習的情況。教師無法快速了解到學生不懂的內容,只能通過傳統的抽問或社交工具來獲得,且不直觀、不具體,無法立即反應。

1.3 新興教學手段之雨課堂

雨課堂是清華大學教師研發的一套免費的智慧教學工具,為新一代融入移動互聯網、數據挖掘等新興信息技術的教學手段,實現了對課堂的數據記錄及對課堂教學的快速反應。

雨課堂在實際應用中,教師需要一部手機和一臺計算機,而學生僅需要一部手機。手機端對應的是常用的微信,且僅需掃一掃即可；計算機端對應的是教師常用的PowerPoint,且僅要安裝一個插件即可。其他的系統運行和教學過程大數據系統都在云端。

傳統的課堂教學使用雨課堂,教師的PPT無需修改就可以直接實現混合式教學,而且,還可以實現課前推送預習、課中同步PPT,3個渠道實時反饋,不懂即時講解[2]。在整個課前、課中、課后流程中的每一環都實現了全新的互動體驗及數據記錄分析,詳見圖2。

圖2 雨課堂打造全新互動數據化課堂

雨課堂已經被應用到實際教學當中，在生活英語聽說課程教學中與慕課相結合[3]、在高校思政課翻轉教學中得到應用[4]。經過實驗性對比研究，證明實施雨課堂教學的學生收獲度遠遠高于未實施的學生[5-6]。但是目前應用雨課堂的教學大多數是理論教學，如管理學[7]、C語言程序設計[8]、財務分析[9]、模擬電子技術[10]、高等數學[11]以及電子商務物流管理[12]等課程。

2 大學計算機微課實驗教學

2.1 大學計算機實驗教學背景

大學計算機基礎課程幾經變革,內容與時俱進,課程具體設置見表1。

表1 大學計算機課程設置

大學計算機實驗教學是微課實踐課程之一。

2.2 大學計算機微課實驗教學實踐

大學計算機微課指導思想是解脫大班實驗教學中疲于奔命的實驗教師指導壓力,建立微問題反饋、微考核機制,實現學生自主學習為主的學習模式。

(1) 碎片化知識結構,配套微課程教材。將大學計算機課程內容碎片化,構成課程碎片化知識結構圖、碎片化重難點結構圖,并結合教材構建大學計算機微實驗體系。

(2) 根據碎片化知識結構圖,建立微課。根據碎片化知識結構圖、碎片化重難點結構圖,創建開發基礎知識點、重難點知識點、綜合任務、創新任務微課。以文件的方式,通過網絡平臺或文件共享的方式發放給學生學習。

(3) 微課輔助實驗教學,強化學生成就感。以微課知識路徑為主線,逐步完成微實驗。在完成基礎知識點、重難點知識點的基礎上,以小組為單位完成綜合任務、創新任務并進行成果展示,強化學生成就感,推動學生努力自主學習、團隊學習、綜合創新學習。

(4) 建立多渠道反饋,問題集中講解。學生完成各種實驗時,通過課堂、QQ、郵件等多渠道反饋,教師根據反饋,整理后進行集中講解指導。

(5) 構建多方式、多路徑考核形式。基于微課的實驗教學構建了基于課堂微實驗過程、抽問、結果的日常課堂考核；以小組為單位的綜合任務、創新任務及成果展示考核；個人創新應用加分考核。

2.3 大學計算機微課實驗教學問題

(1) 實驗教學大班制,學生自主性較差。進行大班實驗教學,實驗教師精力有限、學生自主性較差,微課體系雖然有知識結構圖,但是大多數學生還是習慣于被動地跟著教師思路走。需要一種手段,將知識結構圖應用到實驗教學過程中給學生導向。

(2) 微課視頻與實驗相互切換不方便,移動終端消耗學習精力。微課實驗體系的構建,使得學生可以在計算機上邊看微課視頻邊進行實驗操作,但是來回相互切換,或者放小窗口,對學生來說非常不方便。

(3) 學生的移動終端越來越好,流量越來越便宜,游戲甚至進入實驗課堂。學生在進行實驗的同時要么放歌聽音樂、追劇、看電影,甚者游戲課堂。大班實驗教學,非常難管理。

(4) 雖然移動終端也可以進行微課的查看,但是使用者還是甚微,主要因為沒有一種機制監督反饋是否在利用微課進行學習。亟需一種方式占領學生的移動終端,并且還需要通過一種方式來監督反饋，確定學生是否在利用移動終端幫助進行實驗。

3 大學計算機混合實驗教學模式

3.1 模式實施可行性分析

大學計算機實驗教學和其他課程不同,做單純的線上課堂慕課有很多不現實的地方。大量的實踐操作過程中亦會產生各種各樣的問題,必須有人現場解惑。微課是一個很好的實驗教學輔助手段,但在實際教學中有局限性。

結合微課、雨課堂實施混合式實驗教學可以有效地解決諸多問題。

(1) 實施雨課堂硬件、網絡、軟件、應用基本無礙。各大高等院校都建立了高速的校園網絡,而且國家實施了降費提速改革,學生手機終端流量越來越多。桌面計算機上微軟PowerPoint以及手機微信同樣是教師和學生中高頻使用的軟件與應用。故使用雨課堂這種新興教學手段的硬件、軟件條件都具備,基本無障礙。

(2) 微課實驗教學體系與雨課堂可以有機結合。微課實驗教學體系中的碎片化知識結構圖、碎片化重難點圖、微視頻、微案例、微素材等已經是一整套完整的實驗教學資料，使用雨課堂,僅需將這些教學資料進行重新整合,改造形成課前預習實驗資料。根據碎片化知識結構圖及課程內容對微課進行整合,使得實驗內容PPT化、PPT內包含微課,形成課中雨課堂教學資料。并且可以根據重難點知識結構圖提煉出限時習題。最后根據課中的內容提煉出課后習題鞏固復習,從理論上再次理解實驗的思想、原理及過程。

3.2 基于微課和雨課堂的混合實驗教學模式

實驗教學作為一種必須實際操作的教學過程,需要很多的現場指導,特別是由于實際教學過程中,會遇到各種各樣因為實驗環境問題等不可控原因造成的實驗操作不成功等,都需要實驗教師進行現場指導。

微課和雨課堂的有機結合,共同搭建出一種新型的混合實驗教學模式,如圖3所示。將實現實驗教學現場指導的線上線下且全過程數據化、反饋匿名化和不懂知識點明確化等目標。

圖3 基于微課和雨課堂的混合實驗教學模式

(1) 碎片化實驗教學知識點,構建微課實驗體系。根據原課程教學計劃、教學內容,對知識點實施碎片化,建立隨后的實驗教學知識點,并形成知識結構圖。有針對性地開發微課,構建微課實驗體系。

(2) 確定教學進度,整合微課形成雨課堂內容。根據課程實際安排敲定教學進度，再對微課實驗體系進行拆分、重建，形成雨課堂課前、課中、課后教學內容。首先根據進度安排、碎片化知識結構圖對實驗內容拆分、整合，形成每堂雨課堂的課中教學資料,并且結合微課,讓一張幻燈片中知識點盡量少,甚者一張幻燈片中就是一個微課。對課中內容進行提煉,形成課前預習實驗資料。對課中內容的重難點、大知識點進行提煉，形成限時習題。課后的習題則通過對課中碎片化知識點、重難點知識點、大知識點進行提煉,并結合實驗的思想、原理及過程進行整合形成。

(3) 實施雨課堂教學。根據前面步驟對微課進行整合形成的雨課堂式教學內容,實施雨課堂教學。課前通過對課前實驗資料進行打包推送“手機課件”,并且可以根據實際情況,利用手機等設備錄入教師聲音解釋。學生則通過微信進行查看預習,并且可以通過“報告老師”反饋預習結果。教師收到反饋后,可以在課中對反饋進行著重講解。課中通過雨課堂實施手機同步實驗教學,學生端手機跟著教師幻燈片思路做實驗,幻燈片將微課整合其中,可以反復查看,若有不懂,可以使用“不懂”按鈕進行實時反饋，如果不好直接反饋,可以使用彈幕進行匿名反饋。實驗到一定的階段后,通過限時習題促進學生快速進入狀態,高效率完成實驗內容。實施過程中,教師根據學生的實時反饋進行重點批量重講。重講的時候,還可以通過雨課堂實現隨機抽學生回答問題的方式,讓每個學生都努力完成所有實驗,并激發學生的學習興趣。課后推送課后作業,并且會得到所有學生的答題情況。對整個課堂的教學進行一個總結反饋。

(4) 根據教學反饋,調整進度及雨課堂內容。實施雨課堂的全過程都會被記錄下來,形成課堂教學大數據。每堂課結束后,會得到一個課堂數據及分析后的課后小結。雖然課堂過程中的強互動交流已經讓一些問題得到了及時的解決。但是還可以根據這個課堂小結來系統地對課程的教學進度及雨課堂內容做整體的調整。

最終實現依靠微課組織實驗知識內容,依靠雨課堂實施課前、課中、課后實驗教學組織,實現教學過程數據化。

3.3 實踐與反饋

基于微課和雨課堂的混合實驗教學模式,在“辦公軟件高級應用”課程中進行了對比實踐。2016級學前教育專業1、2班僅應用微課,3、4班應用微課和雨課堂。最后對期末考試掛科率和全國計算機等級考試過級率進行了數據對比,如圖4所示。

圖4 實驗教學模式教學效果對比圖

由圖4可知,實施混合教學模式的3、4班的期末掛科率明顯低于1、2班,全國計算機等級過級率明顯高于1、2班。其可證明基于微課和雨課堂的混合實驗教學模式是切實有效的。

4 結語

將微課和雨課堂應用到教學中,實施混合實驗教學模式,已經早有教師開始嘗試。將其應用到大學計算機實驗課程教學中,得到了學生較好的評價,已有越來越多的教師在大學計算機課程中進行應用,并且盡可能地讓學生參與課前、課中、課后的各個環節。

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