張燕紅，李 瑛，溫明明，楊 玫

（1.海軍航空大學(xué) 航空基礎(chǔ)學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264001；2.海軍航空大學(xué) 教研保障中心，山東 煙臺(tái) 264001）

0 引 言

伴隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、互聯(lián)網(wǎng)+等技術(shù)的飛速發(fā)展和高校教育教學(xué)改革的不斷深入，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)正面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，新的課堂教學(xué)模式也應(yīng)運(yùn)而生。借助于智能化移動(dòng)學(xué)習(xí)工具、應(yīng)用支撐平臺(tái)、云計(jì)算等搭建的智慧課堂已經(jīng)悄然而至[1]。在智慧課堂中，教師的教學(xué)方式和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式將發(fā)生重大的變革。智慧課堂是信息技術(shù)與教學(xué)方法深度融合的一種新型課堂，是未來課堂的發(fā)展方向[1]。

1 相關(guān)概念

1.1 智慧教學(xué)

智慧教學(xué)就是通過構(gòu)建技術(shù)融合的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓教師能夠施展高效的教學(xué)方法，讓學(xué)習(xí)者能夠獲得適宜的個(gè)性化學(xué)習(xí)服務(wù)，從而培養(yǎng)具有良好的價(jià)值取向、較強(qiáng)的行動(dòng)能力、較好的思維品質(zhì)、較深的創(chuàng)造潛能的人才。智慧課堂是智慧教學(xué)的載體，簡單來說，智慧課堂就是應(yīng)用先進(jìn)的智慧教學(xué)模式的課堂教與學(xué)的行為[2]。

1.2 雨課堂

雨課堂是清華大學(xué)和學(xué)堂在線共同推出的新型智慧教學(xué)工具。自誕生以來，雨課堂以其靈活的課前學(xué)習(xí)、快捷的課上測驗(yàn)、多元的師生互動(dòng)、全景的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)迅速創(chuàng)新引領(lǐng)了課堂革命[3]。將課前、課中和課后的每一個(gè)環(huán)節(jié)都賦予全新的體驗(yàn)，方便快捷地實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)時(shí)代的智慧教學(xué)；同時(shí)，全部功能基于PPT 和微信，輕量易用，操作便捷。作為教師，只要會(huì)用PPT 和微信，就可以輕松玩轉(zhuǎn)雨課堂[4]。

1.3 基于雨課堂的智慧教學(xué)

基于雨課堂的智慧教學(xué)以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，注重學(xué)員的深度參與，充分體現(xiàn)“以學(xué)員為中心”的教學(xué)理念?；谟暾n堂的智慧教學(xué)對于加快推動(dòng)教育信息化建設(shè)、推進(jìn)教育教學(xué)改革，實(shí)現(xiàn)“雙一流”建設(shè)總體目標(biāo)具有重要意義。

2 基于雨課堂的智慧教學(xué)模式構(gòu)建

2.1 構(gòu)建思路

開展智慧教學(xué)就是要構(gòu)建一個(gè)適合師生共同展示“智慧”的教學(xué)環(huán)境，打造一個(gè)技術(shù)融合、手段多樣的教學(xué)模式。智慧教學(xué)并不是完全否定傳統(tǒng)的實(shí)體教學(xué)，而是將優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源和傳統(tǒng)的實(shí)體課堂借助于先進(jìn)的技術(shù)手段融合起來，將課前、課中和課后這一完整的教學(xué)過程串聯(lián)起來。

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為學(xué)習(xí)不是由教師把知識(shí)簡單地傳遞給學(xué)生，而是由學(xué)生自己建構(gòu)知識(shí)的過程。學(xué)生不是簡單被動(dòng)地接受信息，而是主動(dòng)地建構(gòu)知識(shí)的意義。教學(xué)應(yīng)在教師指導(dǎo)下以學(xué)習(xí)者為中心。雨課堂智慧教學(xué)模式正是基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論而建立起來的一種新型教學(xué)模式。在該教學(xué)模式中，教員以“問題導(dǎo)入”引發(fā)學(xué)員思考并引出主題，激勵(lì)學(xué)員課前預(yù)習(xí)，完成知識(shí)的淺層學(xué)習(xí)；課上教員利用軍事情境、案例、虛擬實(shí)驗(yàn)等方法對重點(diǎn)、難點(diǎn)展開精講并組織學(xué)員開展研討，加強(qiáng)學(xué)員理解掌握；課后教員給出練習(xí)思考或應(yīng)用延伸，促進(jìn)學(xué)員知識(shí)內(nèi)化，最終達(dá)到深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)。整個(gè)過程中，教員借助雨課堂，可隨時(shí)掌握學(xué)員學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，根據(jù)學(xué)員學(xué)習(xí)情況及時(shí)調(diào)整教學(xué)組織。教員是學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者、組織者和促進(jìn)者，學(xué)員是學(xué)習(xí)的主動(dòng)者、中心。

2.2 組織流程

基于雨課堂的智慧教學(xué)模式可分為課前、課中和課后3 個(gè)環(huán)節(jié)。

課前教員將帶有問題導(dǎo)入、MOOC 視頻、習(xí)題的預(yù)習(xí)課件推送到學(xué)員手機(jī)，可以增加語音進(jìn)行針對性提醒或指導(dǎo)，讓學(xué)員邊看邊聽。課前預(yù)習(xí)講義發(fā)送后，教員可以收到學(xué)員的學(xué)習(xí)情況，同時(shí)設(shè)置截止時(shí)間，在節(jié)點(diǎn)前沒有點(diǎn)開課件進(jìn)行學(xué)習(xí)的學(xué)員會(huì)收到提醒。通過課前預(yù)習(xí)，學(xué)員主要達(dá)到淺層學(xué)習(xí)的目標(biāo)，每個(gè)學(xué)員盡量都帶著較好的知識(shí)基礎(chǔ)走進(jìn)教室，教員在課堂上的講授僅僅針對重難點(diǎn)，或者學(xué)生在在線學(xué)習(xí)過程中返回來的共性問題，大大提升學(xué)員的學(xué)習(xí)效率。

課上教員開始課堂授課后會(huì)自動(dòng)生成本堂課程二維碼，學(xué)員通過微信掃描進(jìn)入班級。教師課上的每一頁P(yáng)PT 會(huì)即時(shí)發(fā)送到學(xué)生端，幫助學(xué)員保存課件及課程回顧；另每頁P(yáng)PT 下方有“收藏”和“不懂”按鈕，學(xué)員可以把不懂的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行收集并反饋，教員根據(jù)收到的反饋進(jìn)而調(diào)整課堂節(jié)奏及重難點(diǎn)講解。教員課堂可隨機(jī)點(diǎn)名，督促學(xué)員集中精力。雨課堂還設(shè)置了彈幕功能，教員可隨時(shí)看到學(xué)員的觀點(diǎn)及想法，增加互動(dòng)；教員也可以在課堂上發(fā)題、發(fā)試卷，并設(shè)置答題時(shí)間，實(shí)時(shí)把控學(xué)員的學(xué)習(xí)情況。

課后教員精心設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，給學(xué)員推送作業(yè)、習(xí)題及應(yīng)用延伸，組織學(xué)員鞏固并靈活應(yīng)用學(xué)到的基礎(chǔ)知識(shí)。

2.3 教學(xué)策略

結(jié)合大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程特點(diǎn)，并針對軍校學(xué)員實(shí)際情況，構(gòu)建實(shí)施基于雨課堂的大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程智慧教學(xué)模式，還應(yīng)融合多種教學(xué)方法和手段，合理實(shí)施教學(xué)策略[5]。

（1）以計(jì)算思維為導(dǎo)向，為智慧教學(xué)指引方向。

（2）面向應(yīng)用，注重能力培養(yǎng)，為智慧教學(xué)樹立目標(biāo)。

（3）虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)法形象高效，為智慧教學(xué)增光添彩。

（4）研討式教學(xué)開放啟發(fā)，助力智慧教學(xué)蓬勃發(fā)展。

3 基于雨課堂的智慧教學(xué)案例

本案例以大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程第5 章第2 節(jié)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)為教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)對象是本校2018 級飛行學(xué)員。課堂采用BOPPPS 模型，借助雨課堂融合多種教學(xué)方法和手段。

3.1 課前準(zhǔn)備階段

1）教學(xué)資源準(zhǔn)備。

教學(xué)資源是智慧教學(xué)的重要組成部分，包括教學(xué)目標(biāo)、課件、教案、視頻、課堂實(shí)施計(jì)劃、測試題、導(dǎo)入問題、研討問題、應(yīng)用延伸等。教學(xué)資源的建設(shè)應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)員的計(jì)算思維、自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新能力為目標(biāo)，還要注意教學(xué)資源的豐富性、與軍事的相關(guān)性和趣味性。

2）學(xué)習(xí)資源推送。

教員在上課1～2 天前將導(dǎo)入問題、課件、研討問題等預(yù)習(xí)資源微信推送給學(xué)員。本案例導(dǎo)入問題為“計(jì)算機(jī)和計(jì)算器的本質(zhì)區(qū)別是什么？以計(jì)算1～1 000 的累加和為例，探討二者的計(jì)算方式是否相同，從而追溯計(jì)算機(jī)的起源和發(fā)展，并解析其基本結(jié)構(gòu)和工作原理”。學(xué)員通過微信查看課件，了解課程目標(biāo)和內(nèi)容，帶著問題預(yù)習(xí)相關(guān)知識(shí)，達(dá)到淺層學(xué)習(xí)的目標(biāo)。

3）預(yù)習(xí)檢測。

學(xué)員完成預(yù)習(xí)后，可作答教員推送的測試題目并提交，教員根據(jù)學(xué)員的作答情況，了解學(xué)員預(yù)習(xí)效果，有的放矢地組織課堂教學(xué)。

3.2 課堂教學(xué)階段

1）精講重難點(diǎn)。

上課初始，教員總結(jié)學(xué)員課前預(yù)習(xí)情況，明確教學(xué)目標(biāo)及重難點(diǎn)。教員可結(jié)合應(yīng)用案例，或采用虛擬實(shí)驗(yàn)等方法精講重難點(diǎn)，如計(jì)算機(jī)的硬件組成，可采用BIT-VRLab 軟件進(jìn)行微型計(jì)算機(jī)虛擬拆裝演示，讓學(xué)員在觀察虛擬拆卸過程中，了解其拆卸順序；在觀察其虛擬組裝過程中，了解其組裝順序；并達(dá)到認(rèn)識(shí)各個(gè)部件和外部設(shè)備，了解其功能的目的。在講解CPU 的工作過程時(shí)，可模擬“一條指令的執(zhí)行過程”，讓學(xué)員以最簡單的方式在圖文并茂的虛擬環(huán)境中體驗(yàn)有關(guān)部件的工作方式及各類信息的流動(dòng)方式，體驗(yàn)計(jì)算機(jī)各主要部件的協(xié)調(diào)工作過程，加深對指令及指令系統(tǒng)的理解以及對計(jì)算機(jī)工作原理的認(rèn)識(shí)，同時(shí)體會(huì)基于計(jì)算機(jī)硬件的計(jì)算思維、問題求解所受到的硬件支持和限制。

虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)法直觀生動(dòng)，最重要的是可以解決日常教學(xué)環(huán)境中無法完成或代價(jià)較大的實(shí)驗(yàn)演示，讓學(xué)員一目了然，仿佛身臨其境，加深對知識(shí)的理解和遷移應(yīng)用。

2）研討互動(dòng)。

課前教員可將精心設(shè)計(jì)的研討題目推送給學(xué)員，學(xué)員提前查閱資料作準(zhǔn)備，課上教員組織學(xué)員開展討論，便可節(jié)省準(zhǔn)備時(shí)間，提高學(xué)員發(fā)言率，使課堂研討高質(zhì)高效。另外，還可以借助雨課堂的討論區(qū)增加互動(dòng)，使學(xué)員深度參與課堂教學(xué)。本堂課的研討題目為講述計(jì)算機(jī)的工作過程（小組研究討論完成）。為計(jì)算機(jī)的主要部件畫一個(gè)框圖，包括其中的互連關(guān)系，再按照這張圖的結(jié)構(gòu)向?qū)W生介紹計(jì)算機(jī)的工作過程，說明計(jì)算機(jī)的基本工作原理，并組織學(xué)員展開以下討論：①假如將來計(jì)算機(jī)內(nèi)部不是采用二進(jìn)制，而是直接采用十進(jìn)制或者別的數(shù)制，有無可能？如果可能，那么如今馮·諾依曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中哪些方面應(yīng)該改變？②有消息稱：法國科學(xué)家用一種“飛秒”激光器可將硬盤的讀寫速度提高10 萬倍，試想這種技術(shù)普及之后，內(nèi)存還有必要存在嗎？如果消失了，馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的框架是否會(huì)有顛覆性的改變？為什么？基于學(xué)員的課前準(zhǔn)備和查閱資料，學(xué)員侃侃而談、暢所欲言，研討氣氛非常熱烈。研討完后，由教員進(jìn)行總結(jié)。這一環(huán)節(jié)不僅可以鍛煉學(xué)員的表達(dá)能力，還鍛煉學(xué)員的自主探究能力和協(xié)作能力。

3）隨堂測試 。

這是BOOPPS 模型的后測階段，教員向?qū)W員推送測試題目并設(shè)置作答時(shí)間，及時(shí)檢測學(xué)員課堂學(xué)習(xí)效果。學(xué)員可以第一時(shí)間看到自己做得是否正確，以及其他同學(xué)的作答情況，無形之中和其他學(xué)員作比較，激勵(lì)自己。教員可以根據(jù)本堂課的教學(xué)效果，及時(shí)進(jìn)行教學(xué)反思。

3.3 課后鞏固階段

1）布置作業(yè)。

教員向?qū)W員推送課后作業(yè)，著重考查知識(shí)點(diǎn)及簡單應(yīng)用，幫助學(xué)員完成復(fù)習(xí)鞏固。另外，學(xué)員可以反復(fù)翻看課堂講授的PPT，特別是因?yàn)槟承┰驔]能上課的學(xué)員，可隨時(shí)隨地進(jìn)行補(bǔ)課。

2）綜合應(yīng)用與拓展延伸。

課后作業(yè)之余，教員還一并推送綜合應(yīng)用與拓展延伸，為學(xué)有余力的學(xué)員提供上升空間。綜合應(yīng)用相當(dāng)于教學(xué)環(huán)節(jié)中的大作業(yè)，適合小組協(xié)作完成；拓展延伸以問題或?qū)ｎ}導(dǎo)向?yàn)橹?，涉及的?nèi)容盡量反映當(dāng)前的新技術(shù)和新問題，強(qiáng)調(diào)自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。本案例的拓展延伸題目為制訂購買計(jì)算機(jī)方案，列出計(jì)算機(jī)配件詳細(xì)參數(shù)清單。要求：①總價(jià)格在4 000～4 500 元；②使用目前較為主流的CPU 型號；③各硬件部件盡可能是近兩年內(nèi)的流行產(chǎn)品，使其性能在價(jià)格允許范圍內(nèi)達(dá)到最優(yōu)，給出配置計(jì)算機(jī)的總體規(guī)劃與選擇該配件的理由。該題目來源于生活，督促學(xué)員理論聯(lián)系實(shí)踐并活學(xué)活用，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3）課堂教學(xué)評價(jià)。

教學(xué)評價(jià)對于提高課堂教學(xué)質(zhì)量、推進(jìn)課程教學(xué)改革具有十分重要的意義。在基于雨課堂的智慧教學(xué)模式下，教員可通過預(yù)習(xí)任務(wù)完成情況、預(yù)習(xí)測試、課內(nèi)研討、隨堂測試、課后作業(yè)、綜合應(yīng)用與拓展延伸以及討論區(qū)的貢獻(xiàn)，對學(xué)員的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行總體評價(jià)，并將其作為平時(shí)成績的40%。

4 效果分析

與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相比，雨課堂在調(diào)動(dòng)學(xué)員積極性、實(shí)現(xiàn)教學(xué)互動(dòng)、提高學(xué)習(xí)效率等方面十分有效。首先，雨課堂讓沉悶的傳統(tǒng)課堂活躍起來，讓軍校學(xué)員感到新鮮、興奮，學(xué)員是樂于接受的，他們對這一新穎的教學(xué)模式歡呼雀躍，在開心中進(jìn)行學(xué)習(xí)；其次，使用雨課堂這種混合式教學(xué)模式后，學(xué)員線上線下的學(xué)習(xí)積極性大大提高，對知識(shí)的理解更加深入透徹，學(xué)習(xí)變被動(dòng)為主動(dòng)，獨(dú)立思考探究的能力大大加強(qiáng)，并能將所學(xué)的知識(shí)靈活運(yùn)用。

然而，結(jié)合軍隊(duì)院校的特點(diǎn)，并不是所有內(nèi)容都適合采用基于手機(jī)的雨課堂，有些軍事案例等內(nèi)容需在保密電腦或軍網(wǎng)環(huán)境下進(jìn)行[6]，因此，需要教員課前認(rèn)真把關(guān)，嚴(yán)格區(qū)分是否涉密，合理變換教學(xué)策略。另外，實(shí)施雨課堂也有不盡如人意之處，軍校學(xué)員特別是飛行學(xué)員體能訓(xùn)練任務(wù)較重，自主學(xué)習(xí)時(shí)間較少，常常影響課前預(yù)習(xí)效果，此類矛盾需要在后期實(shí)施過程中合理安排，協(xié)調(diào)解決。

5 結(jié) 語

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程是我校本科生長軍官各專業(yè)科學(xué)文化模塊的一門必修課。從理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、使用計(jì)算機(jī)和計(jì)算思維3 個(gè)方面培養(yǎng)學(xué)員的自主探究能力、創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力。筆者研究了基于雨課堂的智慧教學(xué)模式，并將之應(yīng)用于大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)，取得了較好的效果?；谟暾n堂的智慧教學(xué)，是我校智慧校園建設(shè)項(xiàng)目的重要分支，是未來課堂教學(xué)的發(fā)展方向。為了培養(yǎng)學(xué)員學(xué)以致用、強(qiáng)軍興軍的創(chuàng)新能力和實(shí)戰(zhàn)能力，軍校教員必須與時(shí)俱進(jìn)，勇于嘗試新事物、新方法并在教學(xué)過程中精心設(shè)計(jì)，認(rèn)真總結(jié)，構(gòu)建適合軍校特點(diǎn)的計(jì)算機(jī)課堂教學(xué)新模式，全面提升學(xué)員綜合能力，為打贏未來信息化戰(zhàn)爭作出貢獻(xiàn)。