基于慕課+雨課堂的液壓傳動課程混合式教學(xué)研究

邢春曉 張學(xué)軍 史增錄 高澤斌 王曉暄 史勇

摘要 應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，結(jié)合慕課和雨課堂二者的優(yōu)勢，開展了基于“慕課+雨課堂”的液壓傳動課程混合式教學(xué)在課前、課中、課后的實踐研究。通過教學(xué)效果評價發(fā)現(xiàn)，83.24%的學(xué)生接受這種教學(xué)模式，認為這種模式有助于課程知識點的理解和掌握，同時混合式教學(xué)期末成績比傳統(tǒng)教學(xué)提高10.89%，平均分數(shù)比傳統(tǒng)教學(xué)班高8.53分，及格率提高5.9百分點。該模式激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，顯著提升了學(xué)習(xí)效果和課堂教學(xué)成效。這種混合式教學(xué)模式為農(nóng)機化專業(yè)和機械專業(yè)液壓傳動課堂教學(xué)改革提供一種新思路。

關(guān)鍵詞 混合式教學(xué);雨課堂;慕課;液壓傳動

中圖分類號 G 642.0;S-01? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2021）20-0261-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.20.068

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

Research on Hybrid Teaching of Hydraulic Transmission Course Based on MOOC + Rain Classroom

XING Chun-xiao， ZHANG Xue-jun， SHI Zeng-lu et al

（College of Mechanical and Electrical Engineering， Xinjiang Agricultural University， Urumqi，Xinjiang? 830052）

Abstract By applying modern information technology and combining the advantages of MOOCs and rain classroom， the practical research on the hybrid teaching of hydraulic transmission courses based on “MOOC + Rain Classroom” was carried out before， during and after class. Through the evaluation of teaching effect， it was found that 83.24% of students accepted this teaching mode， believing that this mode was helpful for understanding and mastering the knowledge points of the course. At the same time， the final score of the mixed teaching was 10.89% higher than that of the traditional teaching， the average score was 8.53 points higher than that of the traditional teaching class， and the pass rate was 5.9 percentage points higher.This model stimulated students interest in learning， and significantly improved the learning effect and classroom teaching effectiveness.This mixed teaching mode provided a new idea for the classroom teaching reform of hydraulic transmission in agricultural mechanization majors and mechanical majors.

Key words Hybrid teaching;Rain classroom;MOOC;Hydraulic transmission

基金項目 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)教研教改項目（2020052）;新疆維吾爾自治區(qū)教研教改項目（PT-2020019）。

作者簡介 邢春曉（1990—），男，甘肅酒泉人，講師，碩士，從事農(nóng)業(yè)機械裝備研究。*通信作者，教授，博士，博士生導(dǎo)師，從事農(nóng)業(yè)機械裝備研究。

收稿日期 2021-04-13

現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機械采用液壓技術(shù)，能很大程度上提高農(nóng)機具的作業(yè)效率，減輕機械的重量[1-4]。隨著我國農(nóng)業(yè)機械向更高水平發(fā)展，液壓知識對于農(nóng)機領(lǐng)域?qū)I(yè)人才越來越重要，但傳統(tǒng)課堂模式無法滿足學(xué)生對液壓知識的需求[5-6]。因此，為適應(yīng)國內(nèi)農(nóng)業(yè)機械發(fā)展的需要，培養(yǎng)出熟練掌握液壓傳動知識的農(nóng)機專業(yè)人才，液壓傳動課程的教學(xué)改革迫在眉睫。

近年來，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，以慕課、雨課堂和混合式教學(xué)為代表的“互聯(lián)網(wǎng)+”教育教學(xué)改革應(yīng)運而生[7-9]。慕課即大規(guī)模開放在線課程，是近年來互聯(lián)網(wǎng)+教育的產(chǎn)物，慕課平臺上課程范圍廣，信息量大，極大地拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容，彌補了傳統(tǒng)課堂教學(xué)的不足，滿足了不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。慕課平臺上的內(nèi)容以視頻方式呈現(xiàn)，學(xué)生可以不受傳統(tǒng)課堂時間和空間的限制，只要有網(wǎng)絡(luò)便可隨時隨地學(xué)習(xí)，對于一些抽象、復(fù)雜的原理過程可通過動畫形式展現(xiàn)，從視覺上吸引學(xué)生的注意力，學(xué)生可以反復(fù)觀看，降低理解難度[10-11]。根據(jù)布魯姆等的理論，只要給予足夠的時間和適當?shù)慕虒W(xué)，幾乎所有學(xué)生對所有的學(xué)習(xí)內(nèi)容都可以掌握[12-13]，因此慕課可以彌補傳統(tǒng)課堂教學(xué)的不足。

雨課堂是由學(xué)堂在線與清華大學(xué)在線教育辦公室共同研發(fā)的一款線上混合式教學(xué)工具，它將現(xiàn)代教育技術(shù)融入PPT和手機微信中，將課堂教學(xué)和課外教學(xué)緊密結(jié)合，在師生之間建立起溝通的橋梁[14]。課前，任課教師可以通過它將課件、視頻、練習(xí)題推送給學(xué)生，使學(xué)生帶著問題進入課堂;在課中，學(xué)生通過手機實時答題，還可以發(fā)送彈幕與教師互動，教師可為學(xué)生實時答疑;課后，教師給學(xué)生發(fā)送習(xí)題小測，實時檢測學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。另外，雨課堂可提供一些到課率、習(xí)題正確率等數(shù)據(jù)，教師可精準掌握學(xué)生在課前、課中、課后各個環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)情況[15-17]。

1 液壓傳動課程教學(xué)中存在的問題

液壓傳動課程不僅理論抽象，而且與工程實踐聯(lián)系較為緊密，傳統(tǒng)課堂教學(xué)一般以理論講授為主，重理論、輕實踐，課堂上師生互動少且不及時，學(xué)生學(xué)習(xí)動力不足，課后習(xí)題抄襲嚴重，教師無法根據(jù)學(xué)生的實際情況調(diào)整教學(xué)方法進行差異化和個性化教學(xué)，也不能進行過程考核，考核指標單一[18-19]。

隨著液壓技術(shù)的發(fā)展，新的液壓元件不斷涌現(xiàn)，教學(xué)內(nèi)容有所增加，用傳統(tǒng)的教學(xué)模式在有限的時間內(nèi)完成所有內(nèi)容的講解，很難保證教學(xué)效果，特別是液壓傳動課程中的液壓泵、液壓閥結(jié)構(gòu)原理圖較為復(fù)雜，學(xué)生沒有工程經(jīng)驗，很難在大腦中建立實物模型，導(dǎo)致學(xué)生興趣低下，即使教師借助動畫、視頻等手段在PPT中清楚描述，由于現(xiàn)在大多是合班課，PPT中的結(jié)構(gòu)原理圖和回路圖只能前面學(xué)生看到，教室后面大部分的學(xué)生看不清楚，因而導(dǎo)致課堂效率低下[20-21]。

針對以上液壓傳動在傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)過程中存在的問題，如何改進教學(xué)方法，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，彌補傳統(tǒng)課堂教學(xué)的不足，提高液壓傳動課程的教學(xué)成效，將課堂教學(xué)從以教為重點轉(zhuǎn)向以學(xué)為重點，培養(yǎng)能夠面向農(nóng)機企業(yè)具有創(chuàng)新精神的高素質(zhì)技術(shù)人才是目前液壓傳動課程教學(xué)改革亟需解決的問題。

筆者在中國大學(xué)MOOC上選取“液壓傳動”慕課，將慕課平臺和雨課堂相結(jié)合，取長補短，優(yōu)勢互補，進行了基于“慕課+雨課堂”的混合式教學(xué)實踐，旨在通過深度融合的混合式教學(xué)，實現(xiàn)液壓傳動課程最佳的教學(xué)效果，從而為農(nóng)業(yè)院校液壓傳動課堂教學(xué)改革提供一種新思路。教學(xué)活動主要分為課前慕課學(xué)習(xí)階段、課中雨課堂教學(xué)階段、課后雨課堂鞏固測試及考核階段3個階段。

2 基于慕課+雨課堂的液壓傳動課程教學(xué)中的應(yīng)用與實踐

2.1 課前慕課學(xué)習(xí)階段

慕課平臺上擁有多個液壓傳動在線開放課程資源，這一階段是保證第二階段課中教學(xué)順利開展的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，因此在課前慕課學(xué)習(xí)階段需要教師根據(jù)教學(xué)大綱和學(xué)生自身的實際情況，選取合適的液壓傳動慕課資源，讓學(xué)生更好地學(xué)習(xí)相關(guān)知識點。

確定好慕課資源后，首先根據(jù)教學(xué)計劃，在雨課堂發(fā)布預(yù)習(xí)課件，同時發(fā)布本周要學(xué)習(xí)的慕課視頻，要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成視頻觀看和相應(yīng)的作業(yè)，之后每周更新慕課學(xué)習(xí)內(nèi)容和要求。

此階段為了讓學(xué)生更好地掌握知識點，可以根據(jù)液壓傳動課程中各個章節(jié)的難易程度實施教學(xué)。例如，在液壓傳動整個課程中，液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)部分較為簡單，如果用傳統(tǒng)教學(xué)模式會占用課堂時間，因此這部分內(nèi)容讓學(xué)生在慕課上自主學(xué)習(xí)，自主獲取知識，然后在課中在答疑的基礎(chǔ)上進行拓展，課后下發(fā)練習(xí)題加以鞏固，以加深對概念的理解以及知識的應(yīng)用。

液壓元件和液壓回路是該課程重難點內(nèi)容，因為它不像機械傳動那樣直觀，元件內(nèi)部閥芯的工作過程無法看到，所以很難理解其工作原理，傳統(tǒng)課堂上教師通過動畫、視頻、課件對這部分知識進行講解，即使學(xué)生當時理解掌握了，課后也容易遺忘，而且課件只有前排學(xué)生能看到，后排學(xué)生有的看不到，因此這部分內(nèi)容很有必要課前在慕課上學(xué)習(xí)，保證每個人都能看到元件的工作原理，基礎(chǔ)較為薄弱的學(xué)生可以反復(fù)觀看，對于不理解的地方可以進行記錄或者通過雨課堂留言板與教師溝通。

在液壓動力元件這一章節(jié)的教學(xué)中，為了使學(xué)生熟悉液壓泵的結(jié)構(gòu)和掌握泵的工作原理，可將問題“如果在齒輪泵上無旋轉(zhuǎn)方向的標識，如何確定主軸旋轉(zhuǎn)方向”推送給學(xué)生，讓學(xué)生在觀看慕課視頻和預(yù)習(xí)課件時解決問題。

壓力控制閥（如溢流閥、減壓閥和順序閥）的工作原理基本類似，但是由于結(jié)構(gòu)的差異使它們的應(yīng)用場合各不相同，在傳統(tǒng)的教學(xué)中學(xué)生基本上能聽懂閥的結(jié)構(gòu)原理，但是在回路中遇到這些元件時學(xué)生仍感覺無從下手。因此，閥這部分內(nèi)容學(xué)生在慕課上學(xué)習(xí)時還需要推送一些習(xí)題，讓學(xué)生提前思考。

為加強過程考核，在慕課上學(xué)完每個章節(jié)后，學(xué)生還需做少量的測試題，每章測試題學(xué)生可以做3遍，其成績?nèi)∽詈贸煽儭?/p>

在此階段，教師可在慕課后臺查看視頻觀看人數(shù)，對于未及時觀看視頻的同學(xué)進行提醒和督促。同時，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中整理出本小結(jié)的知識要點，并將學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)過程中遇到的疑惑記錄在筆記本上，以便在課中認真聽講。為了讓學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)學(xué)習(xí)完某個章節(jié)，對章節(jié)測試題設(shè)置截止時間，要求截止時間內(nèi)完成這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，如果超過截止時間，學(xué)生可以做測試題，但不計入成績。

2.2 課中雨課堂教學(xué)階段

這一階段是實現(xiàn)線上教學(xué)和傳統(tǒng)課堂有機結(jié)合的重點環(huán)節(jié)，教師根據(jù)學(xué)生在慕課平臺上的學(xué)習(xí)情況，總結(jié)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的疑難問題，在課堂上利用新型教學(xué)工具“雨課堂”再深度講解學(xué)習(xí)內(nèi)容，重點講解對應(yīng)習(xí)題，解答疑惑，并在使用過程中充分發(fā)揮雨課堂的強大功能。

在這一階段，教師需要根據(jù)課前慕課學(xué)習(xí)內(nèi)容修改自己原有的課件，然后在課堂上針對本章節(jié)的重難點部分以及不適合初學(xué)者學(xué)習(xí)的內(nèi)容再次進行詳細講解，以便學(xué)生更容易接受，例如流體力學(xué)、壓力閥的應(yīng)用、回路分析等。為避免學(xué)生混淆液壓元件，教師還需要歸納總結(jié)相似的液壓元件，如泵和馬達，溢流閥、減壓閥和順序閥。

在雨課堂授課過程中，學(xué)生可以通過發(fā)彈幕的方式對有疑惑的地方進行反饋，然后教師根據(jù)彈幕可以及時給學(xué)生做進一步的講解。例如，課前推送給學(xué)生的齒輪泵問題，課中授課時教師可以通過齒輪泵的內(nèi)部工作視頻和結(jié)構(gòu)動畫，展示泵的工作原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點，從而引導(dǎo)學(xué)生思考課前提出的問題，學(xué)生利用彈幕等功能參與答題并解決問題。這種方式可以實現(xiàn)師生之間即時互動，克服了慕課教學(xué)互動較少的缺點。

這一階段教師還可以在PPT中插入練習(xí)題進行測試或者提問，通過答題和提問情況可實時掌握學(xué)生對知識點的掌握情況，以便及時調(diào)整教學(xué)節(jié)奏，關(guān)注部分接受能力較弱的學(xué)生。例如，在液壓閥和回路章節(jié)中，課前學(xué)生已做過部分習(xí)題，為了加深學(xué)生對閥原理的理解和對閥的應(yīng)用，還需要在課堂上給出習(xí)題，引導(dǎo)學(xué)生思考，融會貫通地掌握知識。

此外，教師也可以結(jié)合雨課堂的相關(guān)功能，如“隨機點名”等功能，吸引學(xué)生的注意力，活躍課堂氣氛，提高學(xué)生參與課堂的興趣，調(diào)動學(xué)生的積極性，從而達到增強教學(xué)效果、提高課堂效率的目的。

2.3 課后雨課堂鞏固測試及考核階段

在課后，學(xué)生可利用雨課堂的投稿功能繼續(xù)發(fā)表課前推送給學(xué)生的問題，教師根據(jù)學(xué)生的問題進行個性化指導(dǎo)。此外，還可以將較難理解的、抽象化的知識（如液壓閥、液壓元件、液壓回路）的動畫演示、視頻以及測試題推送給學(xué)生，幫助學(xué)生對課堂所學(xué)內(nèi)容進行鞏固復(fù)習(xí)。測試題主要以學(xué)生在課前、課中測驗時錯誤率較高的題目或者同類型的題目為主。同時，課后的練習(xí)題可以增加一些主觀題和計算題，如回路壓力的相關(guān)計算，以增強學(xué)生對知識的應(yīng)用能力，從而達到課堂教學(xué)內(nèi)容的真正內(nèi)化。學(xué)生在完成課后作業(yè)后，教師可以在雨課堂平臺對學(xué)生的答題情況進行批改點評，然后將點評情況反饋給學(xué)生。

傳統(tǒng)的液壓傳動課程考核方式以期末考試和平時成績來評價，這種考核方式注重結(jié)果的檢測，且平時成績?nèi)藶橐蛩剌^大，不能反映出學(xué)生的參與度，也不好判斷教學(xué)效果[22]。液壓傳動在教學(xué)模式改革的基礎(chǔ)上，對考核方式也進行了改革，最終成績由傳統(tǒng)的“一考定成績”的評價規(guī)則改為過程考核。最終成績由慕課學(xué)習(xí)成績、慕課測試成績、雨課堂測試成績、作業(yè)、出勤、期末考試成績和實驗成績等組成。課前慕課學(xué)習(xí)成績、慕課測試成績占比15%，課中和課后雨課堂推送的測試題成績占比10%，慕課和雨課堂記錄了學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課堂表現(xiàn)、課后練習(xí)題完成情況的數(shù)據(jù)。因此，這兩部分的成績由平臺自動統(tǒng)計，教師只需導(dǎo)出數(shù)據(jù)即可，同時教師可將導(dǎo)出的數(shù)據(jù)發(fā)送給學(xué)生，學(xué)生可以通過查看數(shù)據(jù)，了解自己與其他學(xué)生的學(xué)習(xí)情況?？记谡伎偝煽兊?%，課后紙質(zhì)作業(yè)占總成績的5%，期末考試占總成績的40%，實驗成績占比25%。

3 教學(xué)實踐效果分析

對液壓傳動課程的教學(xué)實踐結(jié)束后，該研究通過問卷調(diào)查和師生座談等形式，客觀、科學(xué)地評價了這種教學(xué)模式的實踐效果。

3.1? 問卷調(diào)查分析

首先用“問卷星”對液壓傳動教學(xué)班（2017級機械制造及其自動化、農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)）進行了問卷調(diào)查，最終收回有效問卷173份。問卷就慕課內(nèi)容、雨課堂教學(xué)過程進行了調(diào)研，調(diào)查結(jié)果如表1所示。

結(jié)果顯示，大部分學(xué)生對這種“慕課+雨課堂”混合教學(xué)模式比較滿意，并認為這種混合式教學(xué)效果較好，雖然這種教學(xué)模式在課前、課中、課后受到任課教師的全程監(jiān)控，無形之中增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力，但這種方法能督促學(xué)生花費時間和精力自主學(xué)習(xí)，在一定程度上提升了學(xué)生的自學(xué)能力和學(xué)習(xí)效果。

3.2 師生訪談分析

隨機抽取部分學(xué)生進行座談，目的是更進一步了解“慕課+雨課堂”的實踐教學(xué)效果，進而提出有針對性的改進建議。通過座談發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生都很滿意這種教學(xué)模式，認為這種過程性的考核更能體現(xiàn)他們的真實水平，慕課視頻內(nèi)容比較精、時間短，自己可以利用零碎的時間進行學(xué)習(xí)，培養(yǎng)自己的自學(xué)能力。對于自己能理解的隨時就可以記憶;對于不能理解的做好標記，待后續(xù)課中向教師發(fā)送彈幕，教師可以進行更進一步講解，課后還可以用雨課堂進行鞏固練習(xí)。雖然這種模式看起來比較麻煩，但實際上學(xué)生的收獲比以前大，利用雨課堂做練習(xí)時，教師給學(xué)生紅包獎勵，吸引學(xué)生的注意力，讓乏味的課堂變得有趣。少數(shù)的學(xué)生認為最開始不能適應(yīng)這種教學(xué)模式，表示這種教學(xué)方式時時在督促自己學(xué)習(xí)，絕不敢偷懶，讓自己感覺壓力很大，但經(jīng)過磨合后也能達到理想的效果。

3.3 混合式教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)成績對比

基于“慕課+雨課堂”混合式教學(xué)在2017級機械制造及其自動化、農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)的液壓傳動課程教學(xué)實踐一學(xué)期后，為了直觀表現(xiàn)教學(xué)成效，將混合式教學(xué)（2017級）和傳統(tǒng)教學(xué)（2016級）班學(xué)生的期末成績進行對比，結(jié)果如表2所示。

由表2可知，混合式教學(xué)班級的平均分數(shù)和及格率均高于傳統(tǒng)教學(xué)班級，2017級機械制造及其自動化、農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)液壓傳動期末成績平均分數(shù)比2016級提高8.53分，及格率提高5.9百分點。對2017級和2016級學(xué)生的期末成績進行t檢驗分析，發(fā)現(xiàn)混合式教學(xué)期末成績比傳統(tǒng)教學(xué)提高10.89%，差異顯著（P<0.05）。由此可見，在液壓傳動課程中開展混合式教學(xué)可以明顯提高學(xué)生的成績，其教學(xué)效果顯著優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)。

4 結(jié)論

結(jié)合現(xiàn)代教育技術(shù)，實踐了一種在液壓傳動課程中運用“慕課+雨課堂”的一種混合式教學(xué)模式，通過實踐得到以下結(jié)論：

（1）這種混合教學(xué)模式能充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)和傳統(tǒng)課堂的優(yōu)勢，使得課堂教學(xué)形式多樣、內(nèi)容豐富，最大限度調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、積極性和自主性，激發(fā)了課堂活力。

（2）大部分學(xué)生對在液壓傳動這門課中運用“慕課+雨課堂”混合式教學(xué)模式非常滿意，這種模式可對學(xué)生課前、課中、課后進行全方位、多角度了解與把控，同時能有效銜接課前、課中、課后，使學(xué)生帶著“疑問”進入課堂、帶著“答案”走出課堂，客觀上促進了學(xué)生對該課程知識點的理解和掌握。

（3）混合式教學(xué)班學(xué)生的平均分數(shù)比傳統(tǒng)教學(xué)班高8.53分，及格率提高5.9百分點，經(jīng)t檢驗發(fā)現(xiàn)，混合式教學(xué)班級期末成績比傳統(tǒng)教學(xué)提高10.89%，差異顯著（P<0.05），教學(xué)效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)課堂。

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