雨課堂在無機及分析化學實驗教學改革中的應用

王 磊，張艷鴿，王宏勝

(許昌學院 化學化工學院，河南 許昌 461000)

實驗教學作為高等教育的重要教學形式，是培養(yǎng)專業(yè)應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、本領過硬的高素質專門人才和拔尖創(chuàng)新人才。深化教學改革，支持學生參與科學研究，強化實踐教學環(huán)節(jié)”。[1]無機及分析化學實驗是我校制藥工程、化學工程與工藝、食品科學與工程、食品安全與檢驗等專業(yè)一門重要的必修基礎課程，是大一新生進入本科階段學習接觸到的第一門化學類實踐課程。通過該課程的學習，使學生掌握化學實驗操作的基本技能；正確使用無機及分析化學實驗中的各種儀器；學會測定實驗數據并加以正確的處理和表達；培養(yǎng)嚴謹的科學態(tài)度和求實的工作作風；以及獨立思考、分析問題和解決問題的能力；初步掌握科學的研究方法；為后續(xù)課程的學習打下堅實的基礎。因此，無機及分析化學實驗是應用型人才培養(yǎng)的一個關鍵環(huán)節(jié)。

1 無機及分析化學實驗教學中存在的問題

雖然無機及分析化學實驗在應用型人才的培養(yǎng)中發(fā)揮著重要作用，但目前的教學現狀卻不容樂觀。存在的主要問題是：(1)課前預習不充分，學生對實驗的預習停留在文字和圖片，缺乏對實驗過程和儀器的直觀認識。(2)在實驗教學中，教師一般直接講授實驗原理、方法、操作等內容。由于實驗課的即時性、講解一過性，學生很難在短時間內學會并熟練掌握一系列實驗操作，并將整個實驗流程和現象牢記于心。(3)實驗室缺少多媒體設備，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)，由于學生人數較多且有試劑架的阻擋學生很難看清教師的操作。導致實驗教學的實際效果差強人意，學生在實驗環(huán)節(jié)經常出錯。(4)在實驗課后，教師僅憑學生實驗報告的文字描述很難對學生實驗做出準確的評價，學生在實驗過程存在的疑慮和問題缺少與老師和同學探討的有效渠道。

2 使用“雨課堂”作為智慧教學工具進行實驗教學改革

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

“雨課堂”是清華大學在線教育辦公室和學堂在線共同研發(fā)的一款智慧教學軟件。雨課堂將互聯網信息技術與PPT及微信平臺巧妙地結合起來，將教學過程中的預習、授課、復習、測驗的每一個環(huán)節(jié)都給予全新的體驗，真正實現了課前、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、方便快捷的進行測驗，被許多高校作為混合式教學工具的首選，在學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實驗"線上+線下"的混合式教學時我們選擇雨課堂作為智慧教學工具來開展教學改革。

3 雨課堂在無機及分析化學實驗教學改革中的應用

3.1 課前預習

3.1.1 創(chuàng)建課程

關注“雨課堂”微信公眾號，打開“我的課程”，根據提示按流程操作創(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)給學生，學生掃描二維碼或輸入邀請碼加入課程班級。

3.1.2 推送預習課件

為方便學生手機端觀看，“雨課堂”設置了手機課件，教師可以根據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。按照實驗目的、實驗原理、實驗流程和實驗操作四個模塊，制作預習課件，布置推送給學生。實驗原理模塊與教材相比增加了圖片和動畫，幫助學生理解；實驗流程模塊通過一張流程圖使學生對實驗的整個過程了然于胸；實驗操作模塊重點讓學生預習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，在預習課件中插入視頻的鏈接，方便學生觀看視頻，通過視頻的觀看使學生有更直觀的了解。教師可通過教師端了解學生的預習情況，提醒學生做好預習工作。

3.2 課堂教學

3.2.1 課堂授課

由于實驗室缺少多媒體設備，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，學生端能同步收看教師端的PPT，擺脫了多媒體設備的限制。在授課過程中，學生可以利用“不懂”按鈕對不理解的知識點予以標記，教師根據匿名反饋的情況及時調整授課內容，對被標記為“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”中不會出現學生的名字，學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生的想法并做出反饋。

3.2.3 課堂練習

教師可以在授課PPT中插入練習題同時預設正確答案，“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)送預設的練習題到學生端，限時回答問題。答題時間結束后，可以即時查看答題的結果。教師根據統(tǒng)計結果可以及時了解學生的掌握情況，針對錯誤率較高的知識點進行重點講解。實時練習不僅可以使教師及時掌握學生的學習情況，還有助于提高學生的課堂注意力，幫助學生更加透徹的理解所學的知識點。

3.3 課后反饋

3.3.1 課堂情況反饋

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

3.3.2 實驗報告批改

原有的紙質實驗報告都是學生手寫的，很多實驗信息和結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，學生按照模板填寫實驗報告，與紙質實驗報告不同的是雨課堂支持圖片和語音，學生可以把實驗細節(jié)用手機拍照上傳圖片，還可以上傳語音。教師通過學生上傳的圖片可以更直觀的了解學生的實驗細節(jié)和實驗結果，對學生的實驗成績做出更客觀的評價。同時，雨課堂根據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實驗教學中的應用效果

在無機及分析化學實驗教學中采用“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。在預習環(huán)節(jié)通過雨課堂推送給學生多媒體預習課件，幫助學生進行充分的預習。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；學生端同步收看教師端課件，擺脫了缺少多媒體設備的束縛；彈幕功能解決了傳統(tǒng)課堂上學生不愿主動開口的問題，有效增加了師生互動；練習題功能方便教師及時了解學生的學習情況，幫助學生深入透徹的理解知識點。在課后環(huán)節(jié)，雨課堂為學生的實驗報告提供直觀的展示，能夠讓教師對學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輔助工具，更是一個優(yōu)秀的教學助手，

5 使用雨課堂教學需要改進的地方

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絡視頻，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容不能直接插入到雨課堂的課件中，學生拍攝的實驗過程和實驗現象也不能直接發(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)，學生使用彈幕功能參與課堂討論時，會有部分學生亂發(fā)彈幕干擾課堂討論，教師必須反應迅速，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)布試題讓學生限時作答，來了解學生對知識點的掌握情況。為了達到良好的教學效果，試題即要難易適度又要重難點突出，因此建立優(yōu)質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)計數據的使用

雨課堂擁有非常完善的各類數據統(tǒng)計功能，能夠對整個教學過程進行詳細的記錄。統(tǒng)計的數據雖然很全面，但教師要從統(tǒng)計數據中發(fā)現問題需要進行大量的數據分析工作，希望雨課堂在今后新的版本中能夠優(yōu)化數據統(tǒng)計功能，幫助教師更高效的發(fā)現教學中存在的問題，以便有針對性的進行教學改革。

6 結語

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