雨課堂在無機及分析化學(xué)實驗教學(xué)改革中的應(yīng)用

王 磊，張艷鴿，王宏勝

(許昌學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，河南 許昌 461000)

實驗教學(xué)作為高等教育的重要教學(xué)形式，是培養(yǎng)專業(yè)應(yīng)用型人才的有效途徑。《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010～2020年)》明確指出：“牢固確立人才培養(yǎng)在高校工作中的中心地位，著力培養(yǎng)信念執(zhí)著、品德優(yōu)良、知識豐富、本領(lǐng)過硬的高素質(zhì)專門人才和拔尖創(chuàng)新人才。深化教學(xué)改革，支持學(xué)生參與科學(xué)研究，強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)”。[1]無機及分析化學(xué)實驗是我校制藥工程、化學(xué)工程與工藝、食品科學(xué)與工程、食品安全與檢驗等專業(yè)一門重要的必修基礎(chǔ)課程，是大一新生進入本科階段學(xué)習(xí)接觸到的第一門化學(xué)類實踐課程。通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握化學(xué)實驗操作的基本技能；正確使用無機及分析化學(xué)實驗中的各種儀器；學(xué)會測定實驗數(shù)據(jù)并加以正確的處理和表達；培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和求實的工作作風(fēng)；以及獨立思考、分析問題和解決問題的能力；初步掌握科學(xué)的研究方法；為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。因此，無機及分析化學(xué)實驗是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

1 無機及分析化學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題

雖然無機及分析化學(xué)實驗在應(yīng)用型人才的培養(yǎng)中發(fā)揮著重要作用，但目前的教學(xué)現(xiàn)狀卻不容樂觀。存在的主要問題是：(1)課前預(yù)習(xí)不充分，學(xué)生對實驗的預(yù)習(xí)停留在文字和圖片，缺乏對實驗過程和儀器的直觀認(rèn)識。(2)在實驗教學(xué)中，教師一般直接講授實驗原理、方法、操作等內(nèi)容。由于實驗課的即時性、講解一過性，學(xué)生很難在短時間內(nèi)學(xué)會并熟練掌握一系列實驗操作，并將整個實驗流程和現(xiàn)象牢記于心。(3)實驗室缺少多媒體設(shè)備，教師只能借助板書簡單講解實驗過程。在儀器使用的演示環(huán)節(jié)，由于學(xué)生人數(shù)較多且有試劑架的阻擋學(xué)生很難看清教師的操作。導(dǎo)致實驗教學(xué)的實際效果差強人意，學(xué)生在實驗環(huán)節(jié)經(jīng)常出錯。(4)在實驗課后，教師僅憑學(xué)生實驗報告的文字描述很難對學(xué)生實驗做出準(zhǔn)確的評價，學(xué)生在實驗過程存在的疑慮和問題缺少與老師和同學(xué)探討的有效渠道。

2 使用“雨課堂”作為智慧教學(xué)工具進行實驗教學(xué)改革

如何解決這些問題，從而使實驗教學(xué)質(zhì)量更上一層樓是我們進行無機及分析化學(xué)實驗教學(xué)改革的原動力。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)不斷為教育賦能，開展“線上+線下”的混合式教學(xué)是解決這些問題的最佳途徑。

“雨課堂”是清華大學(xué)在線教育辦公室和學(xué)堂在線共同研發(fā)的一款智慧教學(xué)軟件。雨課堂將互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)與PPT及微信平臺巧妙地結(jié)合起來，將教學(xué)過程中的預(yù)習(xí)、授課、復(fù)習(xí)、測驗的每一個環(huán)節(jié)都給予全新的體驗，真正實現(xiàn)了課前、課上、課后之間的相互溝通。正因為雨課堂具備強大的后臺功能、對反饋的及時響應(yīng)、方便快捷的進行測驗，被許多高校作為混合式教學(xué)工具的首選，在學(xué)生和教師之間搭起了一座智慧的橋梁[2-6]。因此，在開展無機及分析化學(xué)實驗"線上+線下"的混合式教學(xué)時我們選擇雨課堂作為智慧教學(xué)工具來開展教學(xué)改革。

3 雨課堂在無機及分析化學(xué)實驗教學(xué)改革中的應(yīng)用

3.1 課前預(yù)習(xí)

3.1.1 創(chuàng)建課程

關(guān)注“雨課堂”微信公眾號，打開“我的課程”，根據(jù)提示按流程操作創(chuàng)建課程和班級。創(chuàng)建成功后，系統(tǒng)自動生成二維碼及邀請碼，教師將生成的二維碼及邀請碼發(fā)給學(xué)生，學(xué)生掃描二維碼或輸入邀請碼加入課程班級。

3.1.2 推送預(yù)習(xí)課件

為方便學(xué)生手機端觀看，“雨課堂”設(shè)置了手機課件，教師可以根據(jù)提供的模板方便地進行手機課件的制作，還可以為課件添加語音講解。按照實驗?zāi)康摹嶒炘怼嶒灹鞒毯蛯嶒灢僮魉膫€模塊，制作預(yù)習(xí)課件，布置推送給學(xué)生。實驗原理模塊與教材相比增加了圖片和動畫，幫助學(xué)生理解；實驗流程模塊通過一張流程圖使學(xué)生對實驗的整個過程了然于胸；實驗操作模塊重點讓學(xué)生預(yù)習(xí)實驗所涉及的儀器使用和基本操作，我們把事先收集和錄制的視頻上傳到優(yōu)酷中，在預(yù)習(xí)課件中插入視頻的鏈接，方便學(xué)生觀看視頻，通過視頻的觀看使學(xué)生有更直觀的了解。教師可通過教師端了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，提醒學(xué)生做好預(yù)習(xí)工作。

3.2 課堂教學(xué)

3.2.1 課堂授課

由于實驗室缺少多媒體設(shè)備，教師在實驗前的授課環(huán)節(jié)只能在白板上進行手寫板書，受到白板空間的限制板書的信息量不可能太大，且板書會消耗大量的時間。采用“雨課堂”授課，上課時教師開啟雨課堂授課模式，學(xué)生端能同步收看教師端的PPT，擺脫了多媒體設(shè)備的限制。在授課過程中，學(xué)生可以利用“不懂”按鈕對不理解的知識點予以標(biāo)記，教師根據(jù)匿名反饋的情況及時調(diào)整授課內(nèi)容，對被標(biāo)記為“不懂”的知識點做重點講解。

3.2.2 課堂討論

在授課過程中，學(xué)生可以通過“彈幕”功能參與課堂討論，發(fā)表自己的觀點與見解，由于在“彈幕”中不會出現(xiàn)學(xué)生的名字，學(xué)生參與課堂討論的積極性非常高，活躍了課堂氣氛，教師也能夠及時了解學(xué)生的想法并做出反饋。

3.2.3 課堂練習(xí)

教師可以在授課PPT中插入練習(xí)題同時預(yù)設(shè)正確答案，“雨課堂”提供了單選題、多選題、填空題和主觀題等多種題型，還可以進行投票。在授課過程中，教師可以發(fā)送預(yù)設(shè)的練習(xí)題到學(xué)生端，限時回答問題。答題時間結(jié)束后，可以即時查看答題的結(jié)果。教師根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果可以及時了解學(xué)生的掌握情況，針對錯誤率較高的知識點進行重點講解。實時練習(xí)不僅可以使教師及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，還有助于提高學(xué)生的課堂注意力，幫助學(xué)生更加透徹的理解所學(xué)的知識點。

3.3 課后反饋

3.3.1 課堂情況反饋

課后，“雨課堂”呈現(xiàn)本次授課的課堂報告，報告中提供了課堂人數(shù)、學(xué)生數(shù)據(jù)、習(xí)題數(shù)據(jù)、課件數(shù)據(jù)和教學(xué)設(shè)計與備忘。在課堂人數(shù)中教師可以查看參與課堂學(xué)習(xí)的有那些同學(xué)，了解學(xué)生的到課情況。學(xué)生數(shù)據(jù)中按照得分高低和用時長短評出三位優(yōu)秀學(xué)生和三位預(yù)警學(xué)生。習(xí)題數(shù)據(jù)中給出了每道課堂練習(xí)題的正確率，教師可以查看那些同學(xué)作對了那些同學(xué)做錯了。課件數(shù)據(jù)中教師可以查看有那些PPT學(xué)生不懂以及不懂的人數(shù)。最后還有教學(xué)設(shè)計和備忘，教師可以在這里記錄自己的教學(xué)設(shè)計和心得體會，為今后的教學(xué)改革提供依據(jù)。

3.3.2 實驗報告批改

原有的紙質(zhì)實驗報告都是學(xué)生手寫的，很多實驗信息和結(jié)果教師只能通過文字進行推測。采用雨課堂后，教師提供實驗報告模板，學(xué)生按照模板填寫實驗報告，與紙質(zhì)實驗報告不同的是雨課堂支持圖片和語音，學(xué)生可以把實驗細(xì)節(jié)用手機拍照上傳圖片，還可以上傳語音。教師通過學(xué)生上傳的圖片可以更直觀的了解學(xué)生的實驗細(xì)節(jié)和實驗結(jié)果，對學(xué)生的實驗成績做出更客觀的評價。同時，雨課堂根據(jù)教師的評判自動生成本次實驗的成績單方便教師統(tǒng)計實驗的平時成績。

4 雨課堂在無機及分析化學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用效果

在無機及分析化學(xué)實驗教學(xué)中采用“雨課堂”作為輔助工具，教師可以非常方便的開展“線上+線下”的混合式教學(xué)。在預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)通過雨課堂推送給學(xué)生多媒體預(yù)習(xí)課件，幫助學(xué)生進行充分的預(yù)習(xí)。在課堂授課環(huán)節(jié)雨課堂的簽到模塊，幫助教師節(jié)省點名的時間；學(xué)生端同步收看教師端課件，擺脫了缺少多媒體設(shè)備的束縛；彈幕功能解決了傳統(tǒng)課堂上學(xué)生不愿主動開口的問題，有效增加了師生互動；練習(xí)題功能方便教師及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，幫助學(xué)生深入透徹的理解知識點。在課后環(huán)節(jié)，雨課堂為學(xué)生的實驗報告提供直觀的展示，能夠讓教師對學(xué)生的實驗報告做出客觀的評價。對教師而言，雨課堂不僅是一個很好的教學(xué)輔助工具，更是一個優(yōu)秀的教學(xué)助手，

5 使用雨課堂教學(xué)需要改進的地方

5.1 雨課堂需要增加視頻上傳功能

雨課堂3.0版僅支持插入慕課視頻和網(wǎng)絡(luò)視頻，不支持插入本地視頻。教師自己錄制的儀器的使用、實驗基本操作等視頻內(nèi)容不能直接插入到雨課堂的課件中，學(xué)生拍攝的實驗過程和實驗現(xiàn)象也不能直接發(fā)給老師，使用起來很不方便。在最新發(fā)布的雨課堂4.0版中增加了插入本地視頻功能，將能夠很好的解決這一問題。

5.2 雨課堂彈幕功能的使用

在課堂的討論環(huán)節(jié)，學(xué)生使用彈幕功能參與課堂討論時，會有部分學(xué)生亂發(fā)彈幕干擾課堂討論，教師必須反應(yīng)迅速，制止這種行為。因此如何組織高效的課堂討論是今后需要進一步深入研究的問題。

5.3 雨課堂試題庫的建立

使用雨課堂授課，在課堂上可以隨時發(fā)布試題讓學(xué)生限時作答，來了解學(xué)生對知識點的掌握情況。為了達到良好的教學(xué)效果，試題即要難易適度又要重難點突出，因此建立優(yōu)質(zhì)的試題庫資源是非常重要的。我們建立起了自己的無機及分析化學(xué)實驗試題庫，但仍存在試題偏少的問題，今后我們要不斷完善試題庫資源。

5.4 雨課堂統(tǒng)計數(shù)據(jù)的使用

雨課堂擁有非常完善的各類數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，能夠?qū)φ麄€教學(xué)過程進行詳細(xì)的記錄。統(tǒng)計的數(shù)據(jù)雖然很全面，但教師要從統(tǒng)計數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)問題需要進行大量的數(shù)據(jù)分析工作，希望雨課堂在今后新的版本中能夠優(yōu)化數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，幫助教師更高效的發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的問題，以便有針對性的進行教學(xué)改革。

6 結(jié)語

我們嘗試把雨課堂應(yīng)用到無機及分析化學(xué)實驗的教學(xué)中，實現(xiàn)了“線上+線下”的混合式教學(xué)。從課前預(yù)習(xí)到課堂授課，再到課后評價，開啟了一種全新的教學(xué)模式，并且實現(xiàn)了對整個教學(xué)過程的全記錄和數(shù)據(jù)化，幫助教師找出教學(xué)薄弱環(huán)節(jié)從而進行有針對性的教學(xué)改革。教學(xué)實踐證明，使用雨課堂教學(xué)雖然存在一些不足之處，但仍是一種深受教師和學(xué)生喜愛的教學(xué)方式。隨著5G時代的來臨，傳統(tǒng)的教學(xué)模式將面臨巨大的挑戰(zhàn)，“線上+線下”的混合式教學(xué)將會得到飛速的發(fā)展，今后如何運用智慧教學(xué)工具進行教學(xué)改革將是研究的主要方向。