雨課堂下的建筑節能技術課程教學改革與實踐

鄭 文 亨

(桂林電子科技大學建筑與交通工程學院，廣西 桂林 541004)

0 引言

隨著中國經濟和社會的快速發展，能源消耗日益增大，而在社會總能耗中，建筑的能耗占比迅速增長。據統計，2016年中國建筑能源消費總量為8.99億t標準煤，占全國能源消費總量的20.62%[1]。在巴黎舉行的氣候變化大會上，我國曾表明單位國內生產總值二氧化碳排放量要在2030年同比2005年下降60%～65%[2]，建筑節能將是我國實現2030年碳減排目標的關鍵領域。

建筑節能技術課程是一門跨學科、跨行業、綜合性和應用性很強的專業技術課程，它集成了城鄉規劃、建筑學及土木、機電、材料、環境、生態等工程學科的專業知識，同時，又與技術經濟、行為科學和社會學等密切相關。課程主要講述規劃、設計、施工及運營過程中的節能原理與途徑，目的是培養學生建筑全壽命周期的節能理念，使學生能系統地掌握建筑節能技術的基本原理和方法，熟悉建筑節能的相關政策法規，能在實際工程中進行基本的節能設計、施工和運維管理。建筑節能技術的傳統授課方法多采用單一的講授式教學，教師單一地向學生灌輸知識，師生互動較少，難以充分調動學生的學習熱情，教學效果難以達到預期目標。

教育部于2019年出臺了深化本科教育教學改革的22條舉措，明確提出了“互聯網+教育”的課堂教學改革，其核心就是通過信息化手段改變現有的教學模式，真正體現“以學生為中心”的教學理念[3]。移動即時通信應用小程序微信已在高校師生中廣泛應用，因而基于微信公眾平臺的智慧教學工具“雨課堂”的出現，為解決上述問題提供了一個有效途徑。

1 雨課堂的功能特點

清華大學將云計算、移動互聯網、數據挖掘等融入教學場景中，于2016年4月推出了“雨課堂”這一在線教學工具，實現了能向所有教學過程提供數據化、智能化的信息支持的目標[3]。教師和學生可通過雨課堂在課前、課上及課后進行互動交流。

1.1 操作簡單，師生互動便攜

雨課堂是基于幻燈片制作軟件(PowerPoint，WPS演示)和微信實現了信息交互[4，5]。軟件使用方便，操作簡單。任課教師通過雨課堂創建教學班級，實現學習資料推送、通知公告發布、建立討論區等班級在線管理。學生可以通過微信掃碼加入教學班級，這樣可以收到教師推送的學習資料、班級通知等；上課時，教師可以隨機點名、發送彈幕進行師生互動，學生則可以在手機端對不懂的PPT標注“不懂”，方便授課教師課后了解學生的學習反饋；課程結束后，課件會自動保存在云端，學生可以反復調閱及復習。雨課堂可以方便實現課前推送、實時答題、多屏互動、答題彈幕及學生數據分析等學習方式，且集課件制作、課件推送、自動任務提醒功能為一體，可幫助教師和學生通過互聯網實現師生互動。

1.2 學習資料制作簡便，信息統計全面

雨課堂可以實現在PPT內插入題目、視頻、語音以及發送外部鏈接，學習資料易于制作。雨課堂習題的題型包括單選、多選、投票題及主觀題，習題可以在PPT中制作，也可以批量導入Word格式習題。教師可以設置答題時間，可以在課前或課中將題目推送給學生，學生在規定的時間內完成答題，點擊提交即可。教師可以實時查看答題的情況，課中可以將答題結果推送到屏幕上，便于講評。課后，教師進入班級教學日志，就能查看學生簽到、習題、試卷、課件推送數據等所有教學相關數據。教師可以將本次課程的小結批量導出。通過對統計信息的分析，教師能夠精準掌握學生的學習情況和課程的教學效果。學生在課后都會收到雨課堂自動推送給大家的學習報告，包含整理好的錯誤習題、不懂課件、收藏課件、課程PPT等，便于分析自己的學習動態。

2 雨課堂在“建筑節能技術”課程中的應用

2.1 課前預習

教師在課下可以通過雨課堂將課程的基礎、可自學的知識點，以學生感興趣的圖片資源、視頻、語音、外部鏈接等形式制作預習課件。例如，在講解建筑遮陽與自然通風技術時，課下把建筑遮陽、自然通風的基本概念，以及收集到的相關工程案例視頻制作成預習課件。在制作視頻課件時，雨課堂可以支持多種形式的視頻插入，包括學堂在線所有慕課視頻，以及來自騰訊、優酷等主流視頻網站的網絡視頻。所有預習素材添加完畢，就可以將預習課件推送到學生的手機端，調動學生的學習熱情。學生通過預習可以在正式上課前對本次課的基礎知識點有一定了解，教師可以在手機端查看學生的預習反饋，并通過學生的反饋信息可以了解學生的預習情況，從而在課堂教學過程中可以有針對性地進行講解。

2.2 課堂授課

教師針對課前預習中普遍存在的問題進行講解，進而引入課堂教學。課堂教學過程中可以穿插講解目前最新的建筑節能技術及其工程應用相關的視頻、網絡資源，也可以講解教師本人開展的相關科研課題或工程技術服務項目，從而拓寬學生視野。例如，在講解零能耗建筑技術時，以貝丁頓(BedZED)零碳社區為例，通過視頻介紹和單項技術詳細講解，使學生了解到如何基于地域氣候特征，通過墻體和窗戶保溫，陽光房利用，太陽能和蓄熱建材利用，實現零能耗采暖；通過無動力風帽和熱回收實現零能耗通風。學生通過視頻觀看和教師講解，再結合一定的師生互動，了解到更多最新的建筑節能技術，培養了學生利用專業知識解決復雜工程問題的能力。

此外，教學過程中可預先設置單選、多選、投票題及主觀題等測試題，在某一知識點講授結束后即時推送給學生。課堂測試題為主觀題時，可以采取分組答題。測試題設置一定的答題時間，可隨堂實時查看學生的作答情況，了解學生對所講授知識點的掌握情況。答題結束后，可將答題統計情況投屏，并根據學生的答題情況，對共性問題進行集中講解。在試題講解時，可以借助雨課堂的彈幕、投票等功能，增加師生之間的實時互動，提高學生參與性與學習熱情。如果測試題為主觀題時，在課堂主觀題分組答題結束后，教師還可以在手機遙控器端答題詳情界面發起小組互評。通過小組互評，可以提高學生課堂的參與感，同時也提升了老師教學的效率，從而提高學生學習的興趣。教師可以根據雨課堂中學生的學習數據，及時對教學內容進行調整，滿足學生對教學內容個性化的需求。

2.3 課后分析與總結

所有雨課堂創建的教學活動，都會記錄學生的學習數據，包含學生簽到信息、課堂互動信息(學生發送的彈幕數、投稿數、隨機點名的情況等)、課堂習題統計(正確率與錯誤率)、學生表現(優秀學生與預警學生)等。教師可以在手機上直接查看學生的學習數據，也可使用雨課堂的“批量數據導出”功能以Excel文件格式導出這些數據。教師通過對數據分析了解每位學生的學習進展程度及掌握不到位的部分，進而更有針對性地開展教學工作。例如，根據學生對知識點的掌握程度的分析結果，可以個性化地設計課后作業題，分別推送給不同的學生，提高教學的針對性，并且避免了學生之間抄襲。對于所講授的知識點掌握較好的學生，教師可以對應布置一些課程拓展作業，進一步鞏固所學知識點并拓寬知識面，為學生后續接觸實際項目做儲備。所有學生課后都能夠看到已授課的教學課件、教學總結及所有隨堂練習題的整體作答情況，并可以通過雨課堂平臺在線答疑功能，進一步歸納應用、查漏補缺，可以更有針對性地開展課后復習。

2.4 課程考核和評價

傳統的課程綜合成績多數是以學生期末成績為主，平時成績和實驗成績為輔。綜合成績是以期末成績、平時成績和實驗成績各一定比例計算得到，難以全面而準確反映學生的學習態度和課堂參與情況。而基于雨課堂的教學過程數據記錄功能，教師能夠獲取學生的課前預習情況、課堂互動參與度、課堂測試成績、課后作業完成情況等，并將這些數據算作學生平時成績的一部分，從而更加客觀地評價學生的學習效果[6，7]。相比于傳統的綜合成績計算辦法，雨課堂平臺的數據一目了然，可以更加客觀地評價學生的學習效果。教師根據平臺給出了每位學生詳細的學習統計信息，可以著重關注表現最優與較差的學生，掌握每位學生的具體學習效果，可以針對性地調整教學內容和進度計劃，從而提升工作效率。此外，通過雨課堂教學平臺采取各種考核方式，可以實現多角度和全方位地督促學生學習，并在考核過程中鍛煉和提升學生的溝通能力、團隊協作能力、解決復雜工程問題能力等。

3 結語

在“建筑節能技術”教學活動中引入雨課堂授課模式，通過精心設計課前到課后的各環節，改變傳統的“以教師為中心”的教學模式為“以學生為中心”的教學模式，并借助雨課堂的個性化、數據記錄等功能，及時了解所有學生對課程知識點的掌握情況，及時調整教學內容，滿足學生個性化培養的需求。雨課堂的應用大為改善了師生互動程度，有效地激發了學生的學習興趣，明顯提高了學習效果，為學生后繼學習及將來就業奠定良好的基礎。但建筑節能技術課程是一門跨學科的專業性課程，雨課堂的應用僅僅只是一種教學手段，要提高學生對課程的學習興趣，以及提升課程教學效果，關鍵是通過雨課堂對教學環節進行合理設計，針對學生隨堂學習效果合理安排教學內容及控制教學節奏，才能真正提升建筑節能技術的教學質量。