基于雨課堂的“現代測試技術”課程混合式教學研究

金世佳,王 瑜

(1.吉林農業(yè)科技學院 機械與土木工程學院,吉林 吉林 132021；2.長春理工大學 文學院,吉林 長春 130022)

1 混合式教學

近十幾年,為更好地提高教學質量及學生的學習效果,教學改革的步伐一直在繼續(xù),教學改革呈現井噴式發(fā)展[1],例如：慕課的使用、翻轉課堂的引進、討論式教學的開展等,這些教學方法都是對傳統(tǒng)教學的改革和嘗試,都可以稱為混合式教學,部分課程取得比較好的成績。但2020年新冠肺炎的突然來襲,使生活發(fā)生了變化,互聯(lián)網、計算機、大數據在生活中的使用更加普遍。為更好地抗擊疫情,減少人員密集,施行居家辦公,對于學校、教室等人員密集的場所,國家更是采取了長期的隔離措施。學生在家進行網絡上課學習,教師在家通過計算機、網絡、線上授課軟件進行線上教學。在線上教學過程中發(fā)現存在以下問題：不能更好地掌握學生的學習狀態(tài)；學生學習的積極主動性有所放松；教師在講課過程中受到使用設備的限制,對知識點的講解不夠透徹；通過對線上教學和線下教學的對比,二者在使用過程中都有不可克服的缺點和無可替代的優(yōu)點,但是將線上和線下進行有效融合,可以更好地發(fā)揮兩者的優(yōu)點、克服兩者的缺點?；旌鲜浇虒W又有了新的方式,即線上線下混合的教學模式。國外學者將混合式教學解釋為將移動通信設備、網絡學習環(huán)境、課堂面授共同參與的過程。由教師利用一定的教學軟件規(guī)劃設計課程、引導學生學習及評價學生學習效果。本文在線上線下混合的教學過程中,采用的授課軟件是雨課堂。

雨課堂平臺是由清華大學、學堂在線攜手研發(fā)的智慧教學工具,它可以為教學提供全新的教學體驗,使教師和學生間有更多的互動,使教學從某種程度上變得更加方便與快捷。雨課堂平臺僅是ppt中的一個插件,但電腦端一定要安裝2010版本及以上的Microsoft Office,或者安裝WPS Office個人版,才可安裝雨課堂平臺。雨課堂是在微信中開發(fā)的教學工具,在手機端使用雨課堂平臺時不需要額外下載雨課堂App,只要在微信中關注雨課堂公眾號即可。雨課堂的功能主要包括：(1)推送資源,可以是文字式的材料,豐富優(yōu)秀的慕課視頻資源,語音類的微課,還可以發(fā)網絡的鏈接及習題試卷等。(2)在課堂上組織各種活動,可以進行課堂簽到,節(jié)省了點名時間,限時測驗、隨機點名,可以發(fā)課堂紅包,還可以組織課堂討論及評論。(3)管理用戶,可以管理教師發(fā)布的習題、課件、試卷庫等。(4)收集數據,課前答疑情況、在線答題、學生的互動反饋信息。(5)群發(fā)公告,可以在平臺上發(fā)布文字、圖片、鏈接、附件等。教師在教學過程中,可以通過ppt插入習題發(fā)給學生,而且答題時間隨意設置,方便講解及測驗。通過平臺發(fā)送彈幕、投稿、實時點名、課堂適時地發(fā)送紅包,可以使每個學生都能發(fā)言,進行有效的教學互動與交流。多樣性的題型：單選與多選題、主觀與客觀題。答題方式的多樣性：答題可以上傳附件、照片、語音、文字等,可以實現不同的答題形式。

雨課堂在教學過程中的引入,可以更好地解決及協(xié)調課前、課中、課后的各環(huán)節(jié)銜接。課前教師根據教學大綱的要求,整理學生的自主學習課件及習題,發(fā)送到雨課堂平臺中,學生可以自主學習,通過習題可以檢驗自己的學習效果。在課堂中,教師通過雨課堂平臺可以查閱學生的學習效果,掌握學生對課堂知識點及重點、難點的掌握程度,使教師的教學更具有針對性和方向性。雨課堂的引入使學生成為課堂的真正主體,學生可以有更多的時間、更多的方式與教師進行交流及互動,從而可以進一步提高教學效果。課后,為檢測學生的學習效果,可以通過雨課堂平臺發(fā)布測試題。為更好地掌握課上內容,還可以在平臺上傳一些相應的視頻、實驗演示、好的慕課資源等,而且學生可以重復觀看這些資源。

2 課程概況

“現代測試技術”課程是機械類專業(yè)的專業(yè)課,這門課程涉及的知識面多、廣,具有很強的學科交叉性及實踐性,需要學生有“控制工程基礎”“電工電子學”“高等數學”“微型計算機原理”等先修課程的基礎。本門課程的主要特點是綜合交叉性較強,理論實踐性很強,內容分散抽象,不易理解[2]。為使學生對本門課程有更好的理解,將抽象性知識具體化、感性化,在學時安排上設置了8學時的實驗課。實驗內容主要是：金屬箔式應變片的單臂、半橋、全橋性能比較實驗；電感式、電容式傳感器的位移測量；電渦流式、磁電式振動測量；電渦流式、壓電式轉速測量；熱電偶溫度測量。實驗都是設計類的實驗,搭建測試系統(tǒng)進行調試,首先進行靜態(tài)測量,測量數據,由數據得到測試系統(tǒng)的定度曲線,通過最小二乘法或端激發(fā)求出系統(tǒng)的擬合直線,在定度曲線和擬合直線下,求出系統(tǒng)的靜態(tài)特性指標(靈敏度、回程誤差、線性度),分析系統(tǒng)的靜態(tài)特性。然后對測量系統(tǒng)進行動態(tài)測量,考察系統(tǒng)的動態(tài)特性,分析系統(tǒng)的動態(tài)特性指標(快速性、準確性)。實驗不但可以使學生對本門課程有感性的認識,而且還可以利用控制理論對系統(tǒng)的分析,可以更好地鞏固相關知識。本門課程在教材的選擇上更是要做好調研工作,通過參考多本相關教材及與多所學校相關教師進行溝通交流,根據學校的實際情況,確定了本門課程的教學目標是：將理論知識與社會、科技發(fā)展相結合,培養(yǎng)學生從事實際測試工作的基本能力和基本技能,內容設置上更加注重基礎理論素質及動手能力的培養(yǎng),更加注重實踐的綜合性與應用性。本門課程的理論學時為40學時,講授的主要內容：信號及其描述,主要包括信號的分類；利用傅里葉變換及傅里葉級數,進行周期與非周期信號的時域與頻域的相互轉換,得到頻譜；測試系統(tǒng)的基本特性,主要包括靜態(tài)特性,分析靜態(tài)特性指標。在各種激勵下,得到系統(tǒng)的動態(tài)特性曲線,判斷系統(tǒng)的動態(tài)性能；推導不失真測試的時域與頻域條件；應變式、電感式、電容式、壓電式、霍爾式傳感器的基本原理；信號變換及調理,電橋、調制與解調、濾波電路；利用傳感器對常見的物理量進行測量(位移、振動、溫度、流量及壓力)[3]。

3 雨課堂的安裝及課程的創(chuàng)建

3.1 雨課堂的安裝

雨課堂只是ppt的一個插件,PC端只需安裝2010版本及以上的Microsoft Office或者WPS Office個人版,都可以安裝雨課堂。它是基于微信開發(fā)的課堂工具,手機端不需要安裝雨課堂App,只需在微信上關注雨課堂公眾號即可使用。教師訪問http：//ykt.io/download,點擊“立即下載”即可,在網絡和硬件符合要求的情況下,按安裝向導進行操作,安裝成功后打開ppt,在菜單欄中會出現“雨課堂”字樣[4]。

3.2 雨課堂授課

電腦端首次登錄雨課堂需要在手機微信端先關注雨課堂公眾號,在ppt的工具欄中點擊“微信掃一掃”,用手機微信掃碼,手機雨課堂公眾號中就會收到一個4位的登錄驗證碼,在電腦端輸入驗證碼即可。登錄成功后會在屏幕左上角工具欄中的用戶登錄處顯示教師的微信頭像和名稱,此時教師就可以進行授課了。

3.3 創(chuàng)建課程及班級

有兩種方式進行創(chuàng)建：手機端及電腦端。此次教學改革采用的是電腦端進行創(chuàng)建。具體操作過程如下：ppt—雨課堂—微信掃一掃—開啟雨課堂授課—系統(tǒng)提示創(chuàng)建課程和班級。

學生加入雨課堂班級有兩種方法：課堂和課下。課堂加入方式有效期為當次課程授課時間,下課后立即失效。所以,該教學主要采用課下方式,讓學生加入班級步驟如下：手機端打開雨課堂公眾號—我的—課程—選擇班級—成員管理—邀請學生—出現二維碼及班級邀請碼,將此截圖發(fā)給學生,即可加入班級群。

4 雨課堂的功能及使用

雨課堂的功能很多,由于在本次課改過程中,雨課堂僅作為教學的輔助手段,所以僅用到以下3個功能[5]。

(1)課堂測驗：教師可以在ppt中插入習題,上課過程中根據課上需要發(fā)給學生,而且可以控制答題時間,教師可以看到學生的答題情況,能夠了解學生知識點的掌握情況,這樣可以使教學更有針對性。

(2)課堂互動：基于雨課堂的教學中,可以通過彈幕、投稿、隨機點名等功能,學生在課上可以隨時發(fā)言,增加師生的互動,提高課堂的教學效果。

(3)推送習題作業(yè)：雨課堂中題型可以多樣化,例如單選題、多選題、主觀題。答題方式可以上傳附件、拍照、輸入文字等,可以實現不同的答題需求,從而減輕教師布置、收、批改作業(yè)的工作量,使教師可以留下更多的時間從事教學。

5 總結

經過實踐后,雨課堂在教學中的引入可以有效提高學生的學習效率。屏幕互動可以減少一部分學生因性格內向而不愿與老師進行面對面溝通,能夠有效地進行交流,及時解決學生學習過程中的問題與疑惑[6]。通過在雨課堂平臺中上傳優(yōu)質的視頻及慕課資源,學生對傳感器可以有更直觀的認識,可以使學生能夠更好地應用傳感器,設計測試系統(tǒng)。利用雨課堂的錄播功能,可以把教師的每次講課以語音的形式保存好,學生可以反復聽教師的授課內容,有助于對重點和難點的把握?，F在很多課程在課改過程中采用的是翻轉,這要求學生在課前進行預習、準備,學生一學期要同時學習多門專業(yè)課,學生為完成老師交待的任務,可能會出現應付現象,這樣不僅學生的課前時間沒有充分利用,而且導致課堂時間更是無效的,課堂翻轉沒有達到預期效果。所以筆者認為,在本科學習階段,課堂的時間很寶貴,教師應該花更多的時間與精力準備授課內容,把授課內容的重點、難點講透、講好,而不是讓學生花費更多的時間去準備陌生的知識。再者,翻轉課堂對老師的知識儲備要求更高,教師的理論水平如果沒有一定高度和深度,那么翻轉課堂就是空談。本次整個課改過程更加注重的是課堂、課后學習的效果和知識點的鞏固,讓學生在放松的環(huán)境中去學習和領會本門課程的主要內容和核心思想,可以讓學生對課程有更好把握,為以后能夠更好地駕馭本門課程的知識奠定良好的基礎。