基于雨課堂的互換性與技術(shù)測(cè)量教學(xué)資源開(kāi)發(fā)*

張慧丹 李緯華

廣東技術(shù)師范大學(xué) 廣州 510665

0 引言

“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代背景下，借助手機(jī)、電腦等移動(dòng)智能終端設(shè)備可進(jìn)行各類教學(xué)資源整合，實(shí)施網(wǎng)絡(luò)授課、線上教學(xué)、混合教學(xué)等。雨課堂作為一種智慧教學(xué)工具，通過(guò)技術(shù)手段把信息化教育與智能移動(dòng)終端相連接，構(gòu)筑師生教與學(xué)的交流平臺(tái)，構(gòu)建課前、課中、課后三大框架組織教學(xué)。同時(shí)，雨課堂自身具備數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、自動(dòng)生成教學(xué)報(bào)告等功能，可提供直觀清晰的數(shù)據(jù)支持，可全面掌握課堂教學(xué)實(shí)施效果和學(xué)生學(xué)習(xí)效果，增強(qiáng)教學(xué)活動(dòng)的完整性和立體性。

1 互換性與技術(shù)測(cè)量教學(xué)現(xiàn)狀

互換性與技術(shù)測(cè)量課程作為高等院校機(jī)械類、精密儀器類等專業(yè)重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，主要研究機(jī)械零件幾何量的精度設(shè)計(jì)以及常用的檢測(cè)原理[1]，涵蓋機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、質(zhì)量檢測(cè)、生產(chǎn)制造等方面的知識(shí)，是一門綜合性較強(qiáng)且理論與實(shí)踐高度結(jié)合的課程。從專業(yè)課的角度來(lái)看，該課程具有符號(hào)代碼多、專業(yè)術(shù)語(yǔ)多、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定多，邏輯推理少等特點(diǎn)。課程學(xué)習(xí)任務(wù)以理解幾何精度設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)極限配合的基礎(chǔ)理論、掌握幾何精度相關(guān)測(cè)量技術(shù)的基本技能為主。

隨著新工科教育培養(yǎng)方案的修訂，該課程的學(xué)時(shí)被壓縮[2]，以廣東技術(shù)師范大學(xué)機(jī)電學(xué)院為例，互換性與技術(shù)測(cè)量被縮減為32 學(xué)時(shí)（理論28 學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)4 學(xué)時(shí)）。在教學(xué)內(nèi)容不變的情況下，傳統(tǒng)教學(xué)方式難以實(shí)現(xiàn)良好的教學(xué)效果、難以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。本文基于雨課堂教學(xué)平臺(tái)合理地開(kāi)發(fā)教學(xué)資源，輔助傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，既能靈活教學(xué)、有效緩解教學(xué)壓力，又能增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性、改善學(xué)習(xí)效果，從而更好地開(kāi)展互換性與技術(shù)測(cè)量教學(xué)。

2 互換性與技術(shù)測(cè)量教學(xué)資源設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

2.1 教學(xué)資源設(shè)計(jì)

鑒于互換性與技術(shù)測(cè)量課程的特點(diǎn)，考慮學(xué)生想象力、理解力、記憶力等存在差異，本文將課程資源開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)為課堂學(xué)習(xí)和課外自習(xí)兩個(gè)模塊，如圖1所示。課堂學(xué)習(xí)以教師授課為主，針對(duì)重難點(diǎn)進(jìn)行分層講解，搭配動(dòng)畫(huà)、視頻等將抽象難懂的概念生動(dòng)有趣地表現(xiàn)出來(lái)，同時(shí)借助雨課堂將學(xué)生掌握與沒(méi)掌握的內(nèi)容標(biāo)記出來(lái)，并通過(guò)隨堂檢測(cè)直觀了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，進(jìn)而把握課堂節(jié)奏，提高課堂學(xué)習(xí)效率。課外自習(xí)以學(xué)生自發(fā)學(xué)習(xí)為主，對(duì)非課堂任務(wù)，如課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)及非重點(diǎn)知識(shí)，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。課前預(yù)習(xí)是通過(guò)對(duì)預(yù)習(xí)課件的學(xué)習(xí)提前熟悉課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容，提煉疑難點(diǎn)在課堂中答疑，這樣可很大程度提高課堂學(xué)習(xí)效率。課后復(fù)習(xí)是通過(guò)微課學(xué)習(xí)鞏固知識(shí)點(diǎn)，完成相應(yīng)的課后習(xí)題以檢測(cè)知識(shí)掌握程度。自學(xué)課件供學(xué)生自主學(xué)習(xí)非重點(diǎn)知識(shí)，了解相關(guān)內(nèi)容即可。

圖1 教學(xué)資源設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖

2.2 教學(xué)平臺(tái)及軟件

2.2.1 雨課堂教學(xué)平臺(tái)

雨課堂是基于Microsoft PowerPoint 軟件的智慧教學(xué)工具，其實(shí)質(zhì)是一個(gè)插件，其功能主要分為兩部分：一是針對(duì)教師端制作以及發(fā)布方面，二是針對(duì)學(xué)生使用情況方面。教師可通過(guò)電腦端雨課堂插件使用雨課堂的制作功能，利用手機(jī)微信端進(jìn)行教學(xué)信息、教學(xué)任務(wù)的發(fā)布和課堂控制；學(xué)生通過(guò)手機(jī)微信端小程序使用雨課堂，進(jìn)行課件學(xué)習(xí)、課堂答題、課后復(fù)習(xí)。同時(shí)，雨課堂自身的數(shù)據(jù)采集功能可幫助教師分析課堂數(shù)據(jù)，量化分析課堂教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)情況，從而進(jìn)行精準(zhǔn)教學(xué)。

2.2.2 Flash 動(dòng)畫(huà)軟件

Flash軟件作為一種常見(jiàn)的動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)處理軟件，其操作簡(jiǎn)單，具有豐富的外部素材庫(kù)。一般將圖像導(dǎo)入后添加文字、聲音等素材，運(yùn)用動(dòng)畫(huà)處理技術(shù)即可制作一段短動(dòng)畫(huà)文件。Flash 動(dòng)畫(huà)軟件適用性較高，不同類型的文件都可導(dǎo)入Flash 文檔中，教師可添加教學(xué)資源到Flash 文檔中進(jìn)行整合利用，豐富動(dòng)畫(huà)內(nèi)容的同時(shí)也節(jié)省動(dòng)畫(huà)制作時(shí)間。

2.2.3 Camtasia Studio 軟件

Camtasia Studio 軟件是由TechSmith 公司開(kāi)發(fā)的一款屏幕錄制處理軟件，集視頻播放、屏幕錄制、影音剪輯等功能于一體，具有強(qiáng)大的視頻編輯處理功能。該軟件的素材庫(kù)資源豐富，內(nèi)置多種動(dòng)畫(huà)、特效及音樂(lè)，使得在線開(kāi)放課程資源制作與處理極易上手。對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)出身的任課教師來(lái)說(shuō)，該軟件極大地縮短了視頻處理時(shí)間，從而使其能夠?qū)⒏嗟木Ψ旁谡n程設(shè)計(jì)上。

2.3 教學(xué)課件開(kāi)發(fā)

2.3.1 預(yù)習(xí)課件開(kāi)發(fā)

課前預(yù)習(xí)主要是提前熟悉課堂教學(xué)內(nèi)容、自我消化吸收基礎(chǔ)知識(shí)、標(biāo)記疑難點(diǎn)課堂解決。預(yù)習(xí)課件一方面有助于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考的能力，另一方面能激發(fā)學(xué)生探索知識(shí)的興趣，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。預(yù)習(xí)課件針對(duì)章節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容以通俗易懂的形式呈現(xiàn)出來(lái)，引入貼近生活的實(shí)例化抽象為具體，使理論概念不再晦澀難懂。在每章預(yù)習(xí)課件后設(shè)置簡(jiǎn)單習(xí)題以檢驗(yàn)預(yù)習(xí)情況，教師可在雨課堂后臺(tái)查看答題數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)習(xí)情況調(diào)整教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)度。

2.3.2 授課課件開(kāi)發(fā)

授課課件主要是對(duì)重難點(diǎn)進(jìn)行逐一攻破。由于學(xué)習(xí)內(nèi)容多、強(qiáng)度大，部分學(xué)生難以跟上教師的授課進(jìn)度。針對(duì)這種情況，筆者在授課課件的制作上增加了動(dòng)漫元素，配以動(dòng)畫(huà)視頻逐步剖析難點(diǎn)，化抽象枯燥為清晰有趣，同時(shí)，在課堂上借助雨課堂設(shè)置討論題或問(wèn)答題，讓學(xué)生闖關(guān)完成任務(wù)，既能及時(shí)檢測(cè)學(xué)習(xí)成效又能活躍課堂氣氛。

2.3.3 自學(xué)課件開(kāi)發(fā)

在課堂授課的基礎(chǔ)上針對(duì)每章中非重點(diǎn)的教學(xué)內(nèi)容制作自學(xué)課件。該部分教學(xué)內(nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單但知識(shí)點(diǎn)零散，為明確學(xué)習(xí)內(nèi)容，在課件制作上添加了思考任務(wù)，通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)法由淺入深地引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，針對(duì)自主學(xué)習(xí)無(wú)目的狀態(tài)，將章節(jié)內(nèi)容按照星等設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)習(xí)任務(wù)見(jiàn)表1。另外，設(shè)置典型習(xí)題供學(xué)生自我檢測(cè)。自學(xué)課件資源容量相對(duì)較小，學(xué)生可利用碎片化時(shí)間自主學(xué)習(xí)，提高實(shí)施學(xué)習(xí)計(jì)劃的靈活性。

表1 部分自學(xué)任務(wù)

2.4 動(dòng)畫(huà)制作

利用Flash 軟件進(jìn)行動(dòng)畫(huà)制作。動(dòng)畫(huà)可將平面轉(zhuǎn)化為立體，將晦澀難懂的理論以動(dòng)態(tài)過(guò)程全方位進(jìn)行演示，增強(qiáng)教學(xué)的直觀性和趣味性，特別對(duì)互換性與技術(shù)測(cè)量這類理論和概念偏多的課程具有顯著的效果。在制作幾何公差這一章節(jié)的動(dòng)畫(huà)中，運(yùn)用Flash 軟件中的移動(dòng)、變形功能，配合創(chuàng)建傳統(tǒng)補(bǔ)間、補(bǔ)間形狀等功能，再經(jīng)過(guò)調(diào)整時(shí)間軸和各關(guān)鍵幀的位置，實(shí)現(xiàn)整個(gè)動(dòng)靜轉(zhuǎn)換的過(guò)程。由此可將公式概念、圖形符號(hào)化靜為動(dòng)，以動(dòng)畫(huà)的形式逐步演示是什么、為什么、怎么用，從而加深學(xué)生對(duì)重難點(diǎn)的理解。比如，在測(cè)量跳動(dòng)公差中的徑向圓跳動(dòng)時(shí)，可由左側(cè)放置的原始靜態(tài)幾何公差圖為基準(zhǔn)，逐步將基準(zhǔn)軸線、測(cè)量平面以及被測(cè)輪廓等要素進(jìn)行動(dòng)態(tài)分離，在測(cè)量平面上生成基于基準(zhǔn)軸線的限制誤差的同心圓區(qū)域，即可實(shí)現(xiàn)化靜為動(dòng)、化枯燥為有趣。

2.5 微課制作

2.5.1 微課的設(shè)計(jì)

微課（micro-lecture）以其時(shí)間短、內(nèi)容精、資源容量小等優(yōu)勢(shì)在教學(xué)中得到普及[3]。學(xué)生可利用碎片化時(shí)間進(jìn)行知識(shí)的學(xué)習(xí)和鞏固，達(dá)到課前自主預(yù)習(xí)和課后自主鞏固的目的。微課制作根據(jù)課程內(nèi)容的難易程度分為動(dòng)畫(huà)微課和錄屏微課。

1）利用萬(wàn)彩動(dòng)畫(huà)大師制作動(dòng)畫(huà)微課。動(dòng)畫(huà)微課選擇枯燥抽象的重難點(diǎn)概念，通過(guò)動(dòng)畫(huà)角色模擬教師講解，各類特效輔助圖文展示，將晦澀難懂的專業(yè)術(shù)語(yǔ)用通俗易懂的方式表達(dá)出來(lái)，如幾何公差中的基本術(shù)語(yǔ)——最大實(shí)體尺寸、最小實(shí)體尺寸等概念，如圖2所示。

圖2 動(dòng)畫(huà)微課截屏

2）利用Camtasia Studio 制作錄屏微課。錄屏微課針對(duì)難理解的計(jì)算公式及圖形符號(hào)，由教師根據(jù)課件內(nèi)容親自講解，利用幻燈片的畫(huà)筆功能圈點(diǎn)重點(diǎn)知識(shí)。將錄制好的視頻加以完善，分別編輯畫(huà)面軌道和音頻軌道，增加動(dòng)畫(huà)、音效或者必要注釋，使得錄屏微課視頻更加自然流暢。該課程第一章的極限偏差的計(jì)算和第三章的幾何公差帶的定義采用屏幕錄制的方式制作錄屏微課，如圖3所示。

圖3 錄屏微課截屏

2.5.2 微課內(nèi)容的安排

微課作為課堂內(nèi)容的連續(xù)和延伸，其內(nèi)容的選取以重難點(diǎn)知識(shí)為主，具體微課內(nèi)容見(jiàn)表2。

表2 微課內(nèi)容安排

2.6 習(xí)題制作

習(xí)題是檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果的基本途徑，利用雨課堂插件“我的試卷庫(kù)”制作每一章節(jié)的習(xí)題。根據(jù)該課程教學(xué)大綱的要求和教學(xué)目標(biāo)，客觀題以選擇題、填空題為主，用以檢驗(yàn)基礎(chǔ)概念的理解及簡(jiǎn)單計(jì)算能力；主觀題以計(jì)算、分析和標(biāo)注為主，用以檢驗(yàn)綜合應(yīng)用能力。習(xí)題的制作根據(jù)課程章節(jié)的劃分而定，重點(diǎn)章節(jié)如尺寸精度設(shè)計(jì)、幾何精度設(shè)計(jì)、表面粗糙度和尺寸鏈等制作完整的習(xí)題集，非重點(diǎn)章節(jié)選取重點(diǎn)內(nèi)容制作相應(yīng)習(xí)題以便課后自學(xué)。在課程制作過(guò)程中，將第一章“孔與軸的極限與配合”、第三章“幾何公差及檢測(cè)”作為重點(diǎn)章節(jié)，制作了題型較為完整的習(xí)題集，其他章節(jié)則是針對(duì)重難點(diǎn)內(nèi)容有針對(duì)性地制作習(xí)題集。將制作好的習(xí)題上傳到雨課堂試卷庫(kù)中形成移動(dòng)學(xué)習(xí)庫(kù)。

3 基于雨課堂的教學(xué)資源整合

雨課堂作為引領(lǐng)互動(dòng)課堂的智慧教具可提供多維度智慧教學(xué)功能，能夠在課堂教學(xué)中實(shí)現(xiàn)同步課件、課堂答題、“彈幕式”討論等新型課堂互動(dòng)形式。將各類教學(xué)資源整合到雨課堂中，便可實(shí)現(xiàn)課前、課中、課后高效靈活教學(xué)。

課前，教師在雨課堂小程序中創(chuàng)建班級(jí)，通過(guò)邀請(qǐng)碼邀請(qǐng)學(xué)生加入到課程中[4]，發(fā)布課前預(yù)習(xí)任務(wù)，新建課件后導(dǎo)入課前預(yù)習(xí)課件再推送給學(xué)生客戶端，從而推進(jìn)學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)。通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)微課內(nèi)容并完成對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生對(duì)課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容形成初步的認(rèn)識(shí)，從而促使學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中更有針對(duì)性地解決疑惑，提高學(xué)生注意力的同時(shí)大大提高課堂效率。

課中，教師可針對(duì)學(xué)生在預(yù)習(xí)或授課中的疑問(wèn)開(kāi)啟課堂彈幕、投稿功能，將傳統(tǒng)課堂轉(zhuǎn)化為“彈幕式”討論課堂，時(shí)刻了解學(xué)生的問(wèn)題和想法，增加課堂互動(dòng)的趣味性。為掌握課堂學(xué)習(xí)情況，在雨課堂中設(shè)置相應(yīng)的習(xí)題推送，學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)使用手機(jī)微信端的雨課堂完成答題，及時(shí)檢驗(yàn)其對(duì)知識(shí)的理解程度，從而打造個(gè)性化教學(xué)課堂。

課后，教師可對(duì)已實(shí)施教學(xué)的知識(shí)點(diǎn)推送微課視頻鏈接和課后習(xí)題，發(fā)布復(fù)習(xí)公告，推進(jìn)學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固，深化知識(shí)內(nèi)容[5]。另外，雨課堂將帶有自學(xué)標(biāo)識(shí)的自學(xué)課件推送給學(xué)生自主學(xué)習(xí)，利用雨課堂自動(dòng)生成的教學(xué)日志，形成自學(xué)課件的資料庫(kù)。在自主學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生可在雨課堂的討論組中發(fā)布自己遇到的問(wèn)題，與同組的同學(xué)討論交流，培養(yǎng)學(xué)生集體討論的意識(shí)。

雨課堂強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能可幫助教師實(shí)時(shí)掌握教與學(xué)的狀況，從而調(diào)整教學(xué)安排，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。雨課堂可幫助教師直觀掌握每節(jié)課生成的教學(xué)數(shù)據(jù)，如出勤率、課堂答題情況、預(yù)習(xí)及自學(xué)課件完成度、課后習(xí)題作答情況等，通過(guò)這些數(shù)據(jù)不僅能了解班級(jí)整體的學(xué)習(xí)情況，便于教師進(jìn)行課堂總結(jié)和課后反思，還能輔助教師完成考勤及公平判定平時(shí)成績(jī)。借助雨課堂的教學(xué)數(shù)據(jù)形成評(píng)價(jià)反饋，有利于彌補(bǔ)教學(xué)中的不足，提升教學(xué)質(zhì)量。

4 教學(xué)反饋

教學(xué)反饋是提高課堂教學(xué)效率、保證課堂教學(xué)效果不可缺少的措施，是連接教與學(xué)的動(dòng)態(tài)橋梁?；谟暾n堂教學(xué)平臺(tái)，教學(xué)環(huán)節(jié)中的各類數(shù)據(jù)都可清晰地反饋給教師，比如，課堂的出勤率、課件觀看及完成度、隨堂檢測(cè)答題情況、課后習(xí)題完成情況、演示文檔中“不懂”的數(shù)量等，教師可根據(jù)雨課堂的數(shù)據(jù)反饋適當(dāng)調(diào)整教學(xué)環(huán)節(jié)，以期達(dá)到更理想的教學(xué)效果。學(xué)生可直觀在雨課堂看見(jiàn)自己答題情況和作業(yè)批改情況，自查課程內(nèi)容的掌握程度、班級(jí)進(jìn)度以及自己在班級(jí)中所處的位置，能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生的自我反饋，促使學(xué)生的自我反思和自我調(diào)整。同時(shí)，這些教學(xué)數(shù)據(jù)不僅能夠顯示班級(jí)整體的學(xué)習(xí)情況，還能輔助教師完成考勤、相對(duì)公平地給出平時(shí)成績(jī)。顯然，借助雨課堂的教學(xué)數(shù)據(jù)形成的評(píng)價(jià)反饋，有利于改進(jìn)教學(xué)，提升教學(xué)水平。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)分析互換性與技術(shù)測(cè)量課程的教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合該課程的教學(xué)特點(diǎn)以及學(xué)生自身的特點(diǎn)，借助雨課堂教學(xué)平臺(tái)，對(duì)互換性與技術(shù)測(cè)量課程進(jìn)行教學(xué)資源的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。從教學(xué)平臺(tái)及軟件、教學(xué)課件開(kāi)發(fā)、動(dòng)畫(huà)制作、微課制作以及習(xí)題制作等方面展開(kāi)教學(xué)資源的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，制作了配合課程教學(xué)的課件、微課、動(dòng)畫(huà)及習(xí)題等全方位多媒體教學(xué)資源。基于雨課堂進(jìn)行教學(xué)資源整合，構(gòu)建了貫穿課前、課中、課后及考評(píng)反饋等教學(xué)環(huán)節(jié)的智慧教學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了課程教學(xué)的多元化，改善了教學(xué)效果，提升了教學(xué)質(zhì)量。