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        基于雨課堂的智慧課堂教學(xué)模式探索與實(shí)踐

        2022-12-02 14:41:50王秋妍
        科教導(dǎo)刊 2022年30期
        關(guān)鍵詞:正弦電路智慧

        王秋妍,王 凱,趙 媛

        (火箭軍工程大學(xué) 陜西 西安 710025)

        根據(jù)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010―2020 年)》的指導(dǎo)精神,這對(duì)高校教師在信息技術(shù)應(yīng)用、教學(xué)觀念改變、教學(xué)方法改進(jìn)和教學(xué)效果提高等方面提出了更高的要求。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,高等教育改革乘著“新工科”的東風(fēng),正朝著信息化的方向邁進(jìn)。

        “智慧課堂”作為信息化、智慧化變革的代表,充分利用互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)質(zhì)共享資源,為課堂教學(xué)提供多種教學(xué)工具和教學(xué)模式,在學(xué)情分析、課堂布局、數(shù)據(jù)分析、交流互動(dòng)、資源推送、可視化管理等方面作出了突破和創(chuàng)新,與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合,在翻轉(zhuǎn)課堂、混合課堂、在線教育等教學(xué)模式及理念的涌現(xiàn)下,已然成為教育領(lǐng)域的前沿和熱點(diǎn)[2]?!半娐贰闭n程作為高等學(xué)校電子與電氣信息類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課,在整個(gè)電子與電氣相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案和課程體系中起著承前啟后的重要作用[3]。探索電路課程智慧課堂教學(xué)模式是提高課程教學(xué)效果的有效途徑。

        1 基于雨課堂的智慧課堂教學(xué)

        1.1 智慧課堂與雨課堂

        目前,基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的智慧校園、智慧課堂如雨后春筍層出不窮,但是無(wú)論何種形式,智慧課堂都是在動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析和“云、網(wǎng)、端”的基礎(chǔ)上,以課堂為中心、教學(xué)為場(chǎng)景、效果為重點(diǎn)、數(shù)據(jù)為互通,通過(guò)動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析,實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)課堂所不具備的教學(xué)過(guò)程數(shù)據(jù)化、交流互動(dòng)立體化、教學(xué)評(píng)價(jià)即時(shí)化、資源推送智能化等特色,創(chuàng)設(shè)更加有效的教學(xué)策略決策和高效的協(xié)作交流學(xué)習(xí)環(huán)境,促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化成長(zhǎng)規(guī)律的智慧發(fā)展[4]。因此,智慧課堂在數(shù)據(jù)管理、課堂教學(xué)、個(gè)性化學(xué)習(xí)等方面具有突出的優(yōu)勢(shì),是種動(dòng)態(tài)開(kāi)放的課堂。

        雨課堂作為智慧課堂教學(xué)平臺(tái),功能豐富,能夠提供完整的數(shù)據(jù)支持和動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)管理,實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的最優(yōu)化,使學(xué)生在教與學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)都具有不同于傳統(tǒng)教學(xué)的全新體驗(yàn)。雨課堂將先進(jìn)的信息技術(shù)手段融入課堂教學(xué)必備的PowerPoint 和便于學(xué)生使用的微信中,與騰訊會(huì)議合作拓展平臺(tái),在課前、課堂、課后教學(xué)之間搭建數(shù)據(jù)化的橋梁,與傳統(tǒng)課堂形成線上線下互補(bǔ)的優(yōu)勢(shì)[5]。

        基于雨課堂的智慧課堂的教學(xué)流程和傳統(tǒng)課堂類似,主要包括課前準(zhǔn)備、課上教學(xué)和課后鞏固三個(gè)環(huán)節(jié),如圖1所示。

        圖1 智慧課堂教學(xué)流程

        在教學(xué)流程中,課前準(zhǔn)備依據(jù)反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)情分析、課前推送和課堂教學(xué)設(shè)計(jì);課堂教學(xué)環(huán)節(jié)注重課題導(dǎo)入,激發(fā)學(xué)生的探究興趣,借助互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)展預(yù)習(xí)檢測(cè)、實(shí)時(shí)知識(shí)點(diǎn)測(cè)評(píng)和各類互動(dòng)交流,為教學(xué)策略的微調(diào)提供一手資料,提升課堂教學(xué)效果;課后鞏固依托互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)優(yōu)質(zhì)資源進(jìn)行課外拓展,可實(shí)時(shí)強(qiáng)化課后輔導(dǎo)并反饋學(xué)生知識(shí)點(diǎn)掌握情況。因此,智慧課堂從課前、課中到課后都可以通過(guò)教學(xué)過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)情分析,及時(shí)總結(jié)教學(xué)反思和評(píng)價(jià),實(shí)現(xiàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的優(yōu)化和教學(xué)策略的動(dòng)態(tài)調(diào)整,符合教學(xué)客觀規(guī)律和“以學(xué)生為主體”的教學(xué)思想。

        1.2 教學(xué)實(shí)施環(huán)節(jié)

        1.2.1 基于雨課堂的課前準(zhǔn)備

        雨課堂使課前準(zhǔn)備不再是教師全憑經(jīng)驗(yàn)式的備課,學(xué)生也不是按部就班地對(duì)課本進(jìn)行簡(jiǎn)單的課前預(yù)習(xí),教師將根據(jù)之前相關(guān)教學(xué)數(shù)據(jù)反饋,進(jìn)行學(xué)情分析,及時(shí)調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)策略,并通過(guò)習(xí)題、概念、MOOC、網(wǎng)站鏈接、預(yù)習(xí)課件等,將課前導(dǎo)入內(nèi)容有針對(duì)性地推送到學(xué)生的手機(jī)端,真正做到有備而來(lái)。整合優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源,基于雨課堂課前數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),本文將對(duì)正弦量的相量表示進(jìn)行如圖2(p60)所示的教學(xué)設(shè)計(jì)。

        針對(duì)正弦量的相量表示這一難點(diǎn),課前所設(shè)計(jì)的課堂教學(xué)過(guò)程將按照?qǐng)D2 所示的流程展開(kāi)實(shí)施。

        圖2 正弦量的相量表示教學(xué)設(shè)計(jì)流程

        1.2.2 基于雨課堂的課堂實(shí)施

        基于雨課堂的課堂教學(xué)充分利用其豐富的功能,注重從課題導(dǎo)入,實(shí)時(shí)進(jìn)行預(yù)習(xí)檢測(cè)、知識(shí)點(diǎn)測(cè)評(píng)、互動(dòng)交流,為教學(xué)策略的微調(diào)提供一手資料,提升課堂教學(xué)效果。

        課程的引入:從RC電路在不同激勵(lì)下的分析引入,遵循事物的發(fā)展規(guī)律,引出著名的交直流電之爭(zhēng),并通過(guò)科學(xué)家的勵(lì)志故事和偉大成就,激勵(lì)學(xué)生不畏困難、堅(jiān)定信心,融入思政內(nèi)容。

        預(yù)習(xí)檢測(cè):介紹正弦穩(wěn)態(tài)電路,利用雨課堂測(cè)試對(duì)正弦量預(yù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行檢測(cè),并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果,實(shí)施相應(yīng)教學(xué)環(huán)節(jié):如果檢測(cè)達(dá)不到80%的正確率,將回顧正弦量相關(guān)概念,如達(dá)到則依據(jù)兩類約束關(guān)系列寫(xiě)電路方程,進(jìn)行正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析。

        發(fā)現(xiàn)問(wèn)題:引導(dǎo)學(xué)生分析、計(jì)算正弦穩(wěn)態(tài)電路,展現(xiàn)電路計(jì)算過(guò)程中突顯出的兩個(gè)主要問(wèn)題:①含三角函數(shù)的高階微分方程的求解;②三角函數(shù)的加、減和微分、積分運(yùn)算。在這一過(guò)程中,通過(guò)點(diǎn)名、彈幕等方式進(jìn)行教學(xué)互動(dòng)。

        解決問(wèn)題:①觀察計(jì)算過(guò)程和結(jié)果,啟發(fā)學(xué)生歸納、總結(jié)正弦穩(wěn)態(tài)電路的重要特點(diǎn),激發(fā)學(xué)生探究問(wèn)題的熱情。②結(jié)合復(fù)數(shù)的預(yù)習(xí),啟發(fā)學(xué)生思考如何利用數(shù)學(xué)工具解決問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生深入思考。③引導(dǎo)學(xué)生建立正弦量與復(fù)數(shù)的關(guān)系,這也是本次課的重難點(diǎn)所在。為了突破該重難點(diǎn),教師需要引導(dǎo)學(xué)生借助于數(shù)學(xué)推導(dǎo)得到相量的概念,再通過(guò)幾何意義,深入理解正弦量與相量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系;并化解正弦量的加減、微分和積分這類復(fù)雜三角函數(shù)運(yùn)算為簡(jiǎn)單的復(fù)代數(shù)計(jì)算。

        思考拓展:引導(dǎo)學(xué)生在解決上述問(wèn)題后發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題:用相量表示正弦量后,攝入思考如何簡(jiǎn)化方程的列寫(xiě)和計(jì)算。

        1.2.3 基于雨課堂的課后鞏固

        通過(guò)課后習(xí)題和思考題,采用線上發(fā)布公告和在線習(xí)題的方式鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容。通過(guò)發(fā)布公告在線布置作業(yè),方便學(xué)生隨時(shí)查看。為了深入理解和掌握端口的概念,課后在線布置習(xí)題,通過(guò)分析和計(jì)算,深刻理解正弦量與相量之間的關(guān)系,加深對(duì)正弦量的相量表示的意義和方法。

        2 雨課堂使學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)可視化

        實(shí)現(xiàn)全過(guò)程學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的采集與分析是“智慧課堂”的核心優(yōu)勢(shì),量化的數(shù)據(jù)使課堂教學(xué)從傳統(tǒng)的憑借教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的方式向基于數(shù)據(jù)分析的方式轉(zhuǎn)變,從而聚焦教學(xué)數(shù)據(jù)的反饋實(shí)現(xiàn)教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)策略動(dòng)態(tài)調(diào)整。

        2.1 習(xí)題完成情況通過(guò)直觀數(shù)據(jù)展現(xiàn)

        雨課堂提供貫穿教學(xué)始末的詳細(xì)的教學(xué)數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)教師分析和處理,成為教師進(jìn)行實(shí)時(shí)教學(xué)情況判斷和調(diào)整的依據(jù),也是其高效課堂的具體體現(xiàn)。雨課堂利用課堂測(cè)試,檢測(cè)學(xué)員對(duì)正弦量相量的理解和掌握程度,數(shù)據(jù)顯示:上課的42 人中,36 人在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成測(cè)試,完成率86%,有78%的學(xué)生能夠掌握檢測(cè)內(nèi)容;學(xué)生答題時(shí)間和得分也會(huì)按順序排列。通過(guò)數(shù)據(jù)收集和分許,說(shuō)明學(xué)生對(duì)正弦量的相量表示不是十分熟悉,幫助教師客觀了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。根據(jù)答題時(shí)間了解學(xué)生答題速度,從側(cè)面反映學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握的熟練程度,便于教師實(shí)時(shí)做出調(diào)整。

        因此,教師借助雨課堂,通過(guò)分析數(shù)據(jù),能夠了解課堂上學(xué)生的吸收理解程度,同時(shí)可以形成教與學(xué)的閉環(huán),采用數(shù)據(jù)分析法建立各類數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系,為研究學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)效果之間的關(guān)系提供科學(xué)依據(jù),從而有效促進(jìn)教學(xué)。

        2.2 平時(shí)成績(jī)與期末成績(jī)數(shù)據(jù)分析

        雨課堂數(shù)據(jù)分析平時(shí)成績(jī)與期末成績(jī)間的關(guān)系,為學(xué)習(xí)行為與學(xué)習(xí)效果之間的內(nèi)在聯(lián)系提供科學(xué)數(shù)據(jù)??紤]到智慧課堂貫穿教學(xué)的全過(guò)程和各環(huán)節(jié),可選取具有代表性階段的典型數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合和分析。收集雨課堂提供的課前測(cè)試和課堂彈幕、測(cè)試、投稿等平時(shí)成績(jī),并與期末成績(jī)建立數(shù)據(jù)分析,繪制如圖3 所示的關(guān)系圖。

        圖3 過(guò)程成績(jī)與期末成績(jī)之間的關(guān)系

        從圖3 看,平時(shí)成績(jī)?cè)?5~95 分之間的學(xué)生占總?cè)藬?shù)的76.5%,這部分學(xué)生期末成績(jī)?cè)?0 分以上的占79.5%??梢?jiàn),課堂采用彈幕、投稿、測(cè)試等多種方式和手段,可有效鼓勵(lì)學(xué)生積極參與課堂互動(dòng),完成課堂測(cè)試,對(duì)加深課程內(nèi)容的理解和掌握有著重要的積極作用。

        此外,課程學(xué)習(xí)過(guò)程數(shù)據(jù)可視化,為調(diào)整學(xué)習(xí)策略提供數(shù)據(jù)依據(jù)。雨課堂能夠?qū)⒚總€(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程數(shù)據(jù)化、可視化,顯然,平時(shí)觀看課件、課堂測(cè)試、作業(yè)完成等注重過(guò)程學(xué)習(xí)的學(xué)生,考試成績(jī)也比較理想。雨課堂學(xué)習(xí)過(guò)程數(shù)據(jù),不僅為分析學(xué)生學(xué)習(xí)情況提供了可靠的依據(jù),而且也是調(diào)整教學(xué)方案和教學(xué)策略的指揮棒。

        綜上所述,基于雨課堂的智慧課堂,便于教師全程掌握每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù),對(duì)于幫助教師掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)和動(dòng)態(tài)調(diào)整教學(xué)策略至關(guān)重要。

        3 總結(jié)

        本文以電路分析課程為例,探討了基于雨課堂的智慧課堂教學(xué)模式,結(jié)合雨課堂全過(guò)程、全方位教學(xué)數(shù)據(jù)管理與分析的特點(diǎn),展示數(shù)據(jù)及其分析在調(diào)整教師教學(xué)策略、學(xué)生學(xué)習(xí)方法等方面的優(yōu)越性,使得課堂教學(xué)從傳統(tǒng)“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)”逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦茖W(xué)的“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”,進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量。智慧課堂借助于互聯(lián)網(wǎng)等多種手段和平臺(tái),讓教學(xué)“永不下線”,符合高等教育教學(xué)改革的發(fā)展趨勢(shì)。

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