李麗東，楊青林，趙東宇

北京航空航天大學化學學院，北京 100191

雨課堂是由清華大學和學堂在線共同推出的新型智慧教學方式，旨在連接師生學習互動的智能終端[1]。雨課堂將復(fù)雜的信息技術(shù)手段融入到PowerPoint和微信，在課外預(yù)習與課堂教學間建立溝通橋梁，讓課堂互動永不下線。使用雨課堂，師生溝通反饋及時；課堂上實時答題、彈幕互動，為傳統(tǒng)課堂教學師生互動提供了完美解決方案[2]。雨課堂科學地覆蓋了課前-課上-課后的每一個教學環(huán)節(jié)，為師生提供完整立體的數(shù)據(jù)支持，個性化報表，讓教與學更明了，最大限度地釋放教與學的能量，推動教學改革[3-5]。

分析化學課程是一門理論和技術(shù)含量很高的應(yīng)用性學科，是我?；瘜W、應(yīng)用化學、環(huán)境工程等專業(yè)學生的一門必修核心專業(yè)課程[6]。為了將該課程建設(shè)成為一流本科課程，推動我校的教學改革、提高教學質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)新人才，我們將雨課堂應(yīng)用到分析化學的教學過程中，增加學生的參與度，大大改善了課堂上教師和學生的互動，提高了學生的學習熱情和興趣，極大程度上促進了教與學的完美結(jié)合。

雨課堂，作為一種新型智慧教學工具，通過手機微信把學生的課前課后學習與課堂教學緊密聯(lián)系在一起，為高校的教學改革提供了新的契機，在高等教育領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注，比如把雨課堂應(yīng)用于藥物化學、有機實驗、環(huán)境化學，或?qū)I(yè)英語等課程教學中，獲得了非常優(yōu)異的教學效果[3,4,7,8]。本文針對目前分析化學課堂教學存在的問題，嘗試將雨課堂引入到課程的教學改革中，以期全面培養(yǎng)學生的主動學習及創(chuàng)新思考能力，提高分析化學課程的教學質(zhì)量與效果，為高校培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才提供新的途徑。

1 我校分析化學課程的教學現(xiàn)狀

分析化學課程要求學生全面、系統(tǒng)、深入地掌握分析化學的基本原理和測定方法，準確樹立量的概念，正確進行有關(guān)計算，培養(yǎng)學生掌握并運用重要化學基礎(chǔ)原理對物質(zhì)進行化學分析，量化運算的能力。該課程體系匯集了經(jīng)典平衡理論、儀器分析、實際分析應(yīng)用等多方面的知識，理論深、教學內(nèi)容涉及面廣，實踐性強、更新快、難度大，需要結(jié)合專門的分析實驗進行教學[9,10]。

以往，分析化學課程的主要授課內(nèi)容都是傳統(tǒng)且經(jīng)典的化學分析和儀器分析知識，教材有些內(nèi)容比較陳舊，跟不上分析儀器的快速更新?lián)Q代，學生的學習興趣難以激發(fā)出來。另外，分析化學中的儀器分析的課程內(nèi)容包涵了物理學、光學、電子學、計算機科學等眾多學科的知識, 內(nèi)容非常廣泛，學生覺得抽象，不容易掌握。分析化學課程由于上述特點，傳統(tǒng)的教學方法使得這門課程學習起來比較枯燥，學生的學習積極性不高。

為了激發(fā)學生的學習熱情，讓教師能夠更加清楚地掌握學生的聽課效果，我們引入了雨課堂的教學方式。希望通過雨課堂線上線下直觀互動的優(yōu)點，來改善分析化學這門課程所面臨的瓶頸問題，推動該課程教學改革的進步與發(fā)展。

2 雨課堂在分析化學課程教學中的應(yīng)用

2.1 雨課堂教學的課前準備

由于分析化學具有公式繁多、計算復(fù)雜、理論枯燥、應(yīng)用性強等特點，教師需要課前準備好內(nèi)容豐富生動的預(yù)習課件，把學生帶入課堂。另外，分析化學中包含大量的計算，學生需要一定量的練習題目才能夠真正靈活掌握和應(yīng)用。因此，教師在授課前通過網(wǎng)絡(luò)搜集、網(wǎng)上購買，或者去學校圖書館借閱一些適合的分析化學輔導(dǎo)書籍和練習冊，根據(jù)經(jīng)典案例、練習題難易程度進行分類匯總，并結(jié)合教學內(nèi)容側(cè)重點，分別用于課前預(yù)習、課堂互動以及課后測試。

雨課堂的應(yīng)用貫穿于整個分析化學授課，包括課前、課中、課后，具體師生溝通互動方式如圖1所示。

圖1 應(yīng)用雨課堂的師生間互動關(guān)系

2.2 課前預(yù)習

首先教師在自己的手機上關(guān)注“雨課堂”微信公眾號。打開“我的課程”，根據(jù)提示按流程創(chuàng)建分析化學課程和班級。課程創(chuàng)建成功后，系統(tǒng)自動生成二維碼和邀請碼，然后教師將其發(fā)送給班級微信群，學生掃描后加入課程班級。為方便學生手機端觀看，“雨課堂”設(shè)置了手機課件。教師可以在電腦端打開PPT中的雨課堂標簽，點擊新建手機課件。然后根據(jù)需要制作課件，也可以把已經(jīng)制作好的課件復(fù)制粘貼到手機課件中，同時利用PPT中的錄音功能，錄制課程講解音頻。另外，教師也可以根據(jù)教學內(nèi)容在網(wǎng)上事先搜集一些有關(guān)分析化學的實驗操作視頻或應(yīng)用視頻。在雨課堂的標簽頁中，選擇插入慕課視頻或網(wǎng)絡(luò)視頻鏈接的方式把需要的視頻資料嵌入到PPT課件中，推送給學生。例如：在講解分析化學中常用的氧化還原滴定方法時[11]，這部分內(nèi)容涉及到許多反應(yīng)方程式，內(nèi)容繁瑣，細節(jié)問題很多，學生如果僅僅通過課堂的40分鐘時間很難清楚掌握如此繁多的內(nèi)容，所以教師可以在課前把這部分內(nèi)容按照高錳酸鉀法、重鉻酸鉀法、碘量法的滴定原理、滴定方法、滴定具體應(yīng)用進行詳細的歸類總結(jié)，配好講解音頻，并且從網(wǎng)上鏈接相應(yīng)的實驗視頻資料，制作出內(nèi)容全面形象的預(yù)習課件發(fā)送給學生，這樣能夠幫助學生在課前對氧化還原的幾種常用滴定方法的一些基本知識預(yù)先有一定了解。為了考查監(jiān)督學生的預(yù)習情況，教師還可以在雨課堂中創(chuàng)建預(yù)習試卷，發(fā)送給學生。通過雨課堂匯總的答題情況，教師在教師端可以全面了解學生的預(yù)習成果，做到心中有數(shù)。

2.3 課堂教學

教師在課堂授課時，也同樣可以應(yīng)用雨課堂幫助師生間建立良好的溝通。教師需要在課前制作好上課時所用PPT。根據(jù)教學內(nèi)容的需要，利用雨課堂插入一些單選題、多選題、主觀題或填空題，并且設(shè)置好答案。之后，教師上課時，先開啟雨課堂授課模式，進入課程班級，會顯示微信二維碼和課堂密碼(具體操作界面見圖2)。這時，學生可以用自己的手機掃描投影屏幕上的二維碼進入班級，同時教師也可以把由字母和數(shù)字組成的課堂密碼寫在黑板上，學生也可以輸入代碼進入手機雨課堂。雨課堂軟件的優(yōu)勢是，學生手機端能同步收看教師端的PPT，擺脫了多媒體設(shè)備的限制。以往單純的多媒體教學，教師在講授完一頁的PPT后，直接進入下一頁，如果學生當時沒有完全理解，需要再回看剛才講過的內(nèi)容是不可能實現(xiàn)的。但是利用了雨課堂后，學生隨時可以在手機上查看PPT課件，更好地幫助學生及時理解教師的講課內(nèi)容。另外，在授課過程中，教師可以規(guī)定時間讓學生在各自的手機上做事先設(shè)置好的選擇題、填空題等，學生直接手機提交結(jié)果，教師可以直接在線查看答題情況，雨課堂立即反映出答題的正確率，各選項的學生人數(shù)等，讓授課教師及時了解學生的掌握程度，針對問題一一講解。例如：在教師講授分析化學中的誤差與數(shù)據(jù)處理時，關(guān)于精密度和準確度之間的關(guān)系，經(jīng)常有學生不能夠正確理解。我們設(shè)置相應(yīng)的單選題，把幾種容易混淆的表述列在選項中，學生在課堂上通過思考，給出各自的答案。答題時間結(jié)束后，屏幕上立即顯示出每一選項的選擇人數(shù)，全班的正確率多少。教師根據(jù)雨課堂的統(tǒng)計結(jié)果，及時對問題進行講解。同時，在授課過程中，學生還可以通過“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(xiàn)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相應(yīng)的反饋。

2.4 課后反饋

課后，“雨課堂”在教師的手機端發(fā)送本次上課的學生簽到人數(shù)，課堂答題情況總結(jié)(詳見圖2)。根據(jù)得分高低和用時長短評出三位優(yōu)秀學生和三位預(yù)警學生，同時給出學生答題情況的全部排名。同時教師可以查看每一道客觀題的回答正確率以及答題率，方便教師清楚了解學生的學習情況。針對雨課堂給出的答題報告，教師可以找到相應(yīng)的學生重點關(guān)注一下，便于及時提高學生的學習積極性。另外，課后，學生也可以自己在手機端隨時查看上課的課件，做到及時復(fù)習，深入了解學習內(nèi)容。與此同時，課后教師也可以通過雨課堂上傳一些和當堂學習內(nèi)容密切相關(guān)的試題，讓學生及時練習，掌握一些復(fù)雜的公式的計算方法和具有一定難度的理論知識，幫助學生對當天所學知識進行及時鞏固和提高。例如，當教師講授沉淀滴定法這一章節(jié)時，涉及到三種具體的沉淀滴定，莫爾法、佛爾哈德法、法楊司法，每一種方法的滴定劑、滴定原理，滴定適宜的酸度范圍，所用指示劑，滴定終點顏色變化、適合滴定的離子等細節(jié)知識非常繁多，為了鞏固學生對該部分內(nèi)容的記憶及理解，教師可以設(shè)置調(diào)查問卷線上發(fā)送給學生。之后，通過雨課堂對學生答卷的反饋，及時全面地了解學生的掌握程度。

圖2 雨課堂的操作界面

3 雨課堂在分析化學教學中的應(yīng)用效果

在分析化學教學中采用“雨課堂”作為輔助工具，教師可以非常方便地開展“線上+線下”的混合式教學[12]。為了考查應(yīng)用雨課堂授課后，教學在各個環(huán)節(jié)上的變化，我們把雨課堂授課班(2020年秋期班)和未用雨課堂授課的普通班(2019年秋期對照班)進行了比較(注：兩屆學生入學時學業(yè)水平?jīng)]有明顯差異)詳見圖3。結(jié)果表明：在預(yù)習環(huán)節(jié)通過雨課堂推送給學生預(yù)習課件，可幫助學生進行充分的預(yù)習。而之前的普通班，學生在上課前沒有預(yù)習的過程。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課件，幫助學生有效復(fù)習。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，幫助學生深入透徹理解知識點。在分析化學整體授課過程中應(yīng)用雨課堂，學生的積極性得到了極大的提高。另外，在課后環(huán)節(jié)，雨課堂為學生的學習情況提供直觀的展示，能夠讓教師對學生的知識掌握情況做出客觀的評價。教師通過雨課堂發(fā)送一些相關(guān)的課程練習題，促進學生及時復(fù)習，及時掌握當天的知識。通過一個學期采用雨課堂對分析化學授課進行改進，明顯感覺到學生學習的積極性、專注度得到了極大的提高。分析化學期末考試成績采用的是同等難度的試卷進行比較，2019級的普通班班級平均分75分，采用雨課堂教學后，2020級學生平均分86分，相比往年整體成績也有很大幅度的改善。

圖3 應(yīng)用雨課堂的實驗班和未應(yīng)用雨課堂的普通班對照表

4 結(jié)語

我們嘗試把雨課堂應(yīng)用到分析化學的課程教學中，實現(xiàn)了“線上+線下”的混合式教學。從課前預(yù)習到課堂授課，再到課后評價匯報，開啟了一種全新的教學模式，并且實現(xiàn)了對整個教學過程的數(shù)據(jù)化分析，幫助教師找出教學薄弱環(huán)節(jié)和問題，從而有針對性、有側(cè)重點地對學生進行授課。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”的混合式教學必將得到飛速的發(fā)展，雨課堂教學的教學模式為推動高校教學改革的進行提供了新方案。