基于雨课堂的混合教学模式及...以大气污染控制工程课程为例_贾永芹.pdf

2023 年第 1 期（第 25 卷 总第 127 期）No.1 2023（Vol.25 Sum No.127）Research on mixed teaching mode based on rain classroomTake the course of air pollution control engineering as an exampleJiaYongqin Lu Junping Wang Liping*基于雨课堂的混合教学模式及其成效检验研究以大气污染控制工程课程为例 贾永芹，卢俊平，王丽萍（内蒙古农业大学 水利与土木建筑工程学院，内蒙古 呼和浩特 010018）摘要：在新冠疫情常态化防控的新形势下，许多高校开始采用基于雨课堂的“线上+线下”混合教学模式。本文以大气污染控制工程课程为例，将内蒙古农业大学环境工程专业不同年级的本科生作为研究对象，从“教师+学生”双角度出发，综合对比了传统的教学学模式与雨课堂混合教学模式的教学效果。结果表明，相比于传统教学模式，采用雨课堂混合教学模式进行课堂教学改革后，学生的学习积极性、主动性和自我分析能力得到增强，实验分析成绩平均提高了45分，课堂参与率高达百分之百，作业正确率、完成率和平均成绩也分别增长了19%、21%和19.4%。对于教师而言，综合教学素养得到提升，业绩也得到了同行和学生的认可，年度教学考核成绩提升了28.6%，将教学重心由重传授转移到了重培养学生自主学习的能力，不再以讲授为主，授课占比减少了45%。关键词：雨课堂；大气污染控制工程课程；混合教学模式；课堂教学改革DOI：10.16853/j.issn.1009-4458.2023.01.005 中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-4458（2023）01-0025-05一、引言传统教育理念最突出的特点就是主客体分离，强调教育的目的就是促进教育者认识和把握已有的客观知识，按照特定的标准培养劳动工作者，但未考虑学生的全面发展1。传统教学模式主要分为三种：一是教师传授为主、学生系统学习为辅的教学模式；二是学生在生活中自主学习、教师辅导的教学模式；三是介于两者之间的教学模式2。这种教育模式重点在于“传授”而非“学习”，把学生看作被动的接受教育者，而非积极主动的学习者。随着经济的快速发展，社会对人才培养提出了更高的要求，传统教育的教学模式已经难以满足不断的学习需求3，教育教学质量水平有待进一步提高。高校作为人才培养的主要场所，教育教学质量的好坏直接影响到大学生综合能力的培养4，所以高等教育教学改革面临着巨大的挑战。1998年，联合国教科文组织在首届世界高等教育大会中发布了 21世纪的高等教育：展望和行动，提出了高等教育需要转向“以学生为中心”的新视角和新模式，这一理念的提出使得高等教育发展进入了一个新阶段5-7。2018年，我国教育部在全国高等学校本科教育工作会议中，也强调了高等教育教学改革发展的重点是要以学生为中心，重塑教学形态，创新教学模式7。进入21世纪收稿日期：2022-10-07基金项目：内蒙古农业大学教育教学改革研究项目“基于混合教学模式下大气污染控制工程课程教学研究”（KTJX202020）作者简介：贾永芹（1974），女，内蒙古赤峰人，硕士，副教授，研究方向：污染控制与资源化利用内蒙古农业大学学报（社会科学版）Journal of Inner Mongolia Agricultural University（Social Science Edition）25 贾永芹，卢俊平，王丽萍 基于雨课堂的混合教学模式及其成效检验研究以大气污染控制工程课程为例 高等教育理论与实践后，我国许多高校开始了轰轰烈烈的教育教学改革，尽管取得了不少佳绩，但还存在改革模式创新度不高，不能以学生为主，很少关注学生的学习状况等问题 5-9。再加上新冠疫情的反反复复，许多高校被迫推迟开学，学生无法进校上课，使得传统教室授课模式遭到了很大的冲击。所以，高校创新教育模式，转换教育思维方式，充分发挥学生的主体作用变得尤为重要。为了改变教育教学现状，许多教育工作者开始另辟蹊径，充分利用网络资源改革教育模式10，11。值得一提的是，一种新型的教学模式即混合教学模式（融合教学模式）应运而生，其融合了线下教学和线上网络学习的优势，去影响、连接和服务课前-课上-课后的每一个环节，以此发挥学生的主体作用，充分调动学生的积极性和主动性，提高学生的自主创新能力，因此这种教学模式深受教师们的青睐12-18。其中，基于雨课堂的“线上+线下”混合教学模式被广泛应用到高校教学中，且教学效果显著8 15，16。对于大气污染控制工程这门课程，单凤君和吴丹等人一直在对其教学模式改革进行不断的探索，如引入翻转课堂或成果导向（OBE）理念以及采用“线上线下+翻转课堂”混合教学模式等改革手段，都取得了较好的教学效果19-24。本文在已有的教学改革基础上，充分利用雨课堂这一互联网教学软件，与传统线下课堂教学相结合，将虚拟仿真技术应用到实验中以虚补实，并以内蒙古农业大学2019级环境工程专业教学班为授课对象，检验基于雨课堂的混合教学模式实施过程和所取得的教学效果。二、大气污染控制工程课程现状大气污染控制工程是内蒙古农业大学环境工程专业一门很重要的基础专业课程。这门课程授课内容紧扣工程实践和学科发展前沿，重点培养学生分析和解决工程问题的能力，为工程设计、科研及技术管理打下必要的基础，总学时数为40学时，包括32学时的理论课和8学时的实验课。教材选用2010年郝吉明院士等人主编、高等教育出版社出版的 大气污染控制工程（第三版）。该书共有十三章，包含了颗粒物污染物控制技术、大气污染气象学、高等数学和概率论等多学科知识，繁冗抽象，理论性强，课程实验中还涉及较多的实践动手和操作环节，学习难度较大。线下课程教学中，以教师大班讲授理论课为主，每次课在不到两个小时的时间内，学生可能需要消化一小节内容甚至更多，本身就难，加上时间又短，导致学习难度加大，学习效果自然不佳。教学模式单一，课堂上保持教师只在上面讲，学生只在下面听的状态。即使在课堂提问时，也只是小部分学生愿意与教师互动答题，其他学生则还是选择“听课”模式，仿佛课堂就应该是教师的“主场”。教师只想一味地“填鸭式”灌输知识，忽略了学生的学习主动性，未顾及学生的掌握程度，使得教师对有些学生在课堂上跟不上课程进度的情况浑然不知，这样不仅使得学生的学习积极性、兴趣和效率不高，而且教育教学质量也很难提上去。实验课内容单一，缺乏创新，实验作业完成率低，很难起到培养学生的动手和自我分析能力的作用20 24。因此，教师在教学过程中如何适应时代要求，实时、客观、全面地展现教学状态，在课程学习难度较大的情况下，有效提高教育教学质量，创新教学模式，激发学生的学习兴趣，发挥学生的主体作用，培养学生自主分析问题、解决问题的能力，并帮助学生把握环境工程专业的发展方向，成为大气污染控制工程这门课程教学改革的关键。三、基于雨课堂的混合教学模式设计雨课堂是由清华大学和学堂在线教育联合研发的线上教学软件，旨在连接师生的智能终端，将课前-课上-课后的每一个环节都赋予全新的体验，最大限度地释放教与学的能量，推动教学改革。据教育部数据统计，2020 年受新冠疫情影响，全国有1 300多所高校使用雨课堂开展线上教学，累计使用时间长达750多万个小时9。雨课堂安装使用方便，用户通过在WPS或PowerPoint中嵌入程序即可完成安装，安装后在 PowerPoint的顶部菜单栏中就可看到雨课堂，手机微信关注“长江雨课堂”公众号或小程序后，就可通过手机客户端进行授课或听课。雨课堂科学地覆盖了包含课前、课上和课后的每一个教学环节。（一）课前准备阶段首先，教师根据教学大纲要求和专业特点，提前梳理大气污染控制工程这门教学课程的知识要点，将线下授课和雨课堂有机结合起来。针对本26内蒙古农业大学学报（社会科学版）2023 年第 1 期（第 25 卷，总第 127 期）门课程搜集和整理相关的网络课程资源，可分为三个部分：一是大气和大气污染源危害等基本概念；二是大气污染产生、控制及排放的基本原理和理论基础；三是有关大气污染控制的技术和装置的工程应用。适当增加MOOC平台视频、语音以及PPT等内容，制作成导学资料，提前发送到学生客户端，让学生进行课程预习，充分利用课下零散学习时间。其次，设置一些简单的习题，例如归纳大气污染的类型等，通过这种简单的测评，检测学生的预习情况。最后，教师根据学生的预习反馈情况和本门课程知识的重点，合理调整授课内容和节奏、设置过程评价指标，精心设计课堂互动环节，突出重点。此外，学生也可以根据导学资料，自己制作PPT，在课堂上进行互动展示。（二）课堂教学阶段学生通过手机微信扫“雨课堂”二维码进入课堂上课，平台会实时显示进入课堂的学生人数，大大地节省了课堂点名的时间。在授课过程中，一方面，教师可以实时将自己的授课PPT推送到学生的手机客户端，学生对于不懂的地方，在手机点击“不懂”按钮，教师就可看到多少个学生对某一页内容理解困难，进行重点讲解；另一方面，给学生推送习题，要求在限定时间内提交答案，完成后可以看到所有人的答题情况，了解学生对重要知识点的掌握程度，是否达到了预期的教学目标。例如，对于“燃烧与大气污染”这一章节，教师可实时推送有关燃料燃烧过程的影响因素，计算燃烧所需空气量、产生烟气及污染物排放量等方面的相关习题，并根据学生答题的正确率，确定学生对此章节中重要知识点的掌握程度。通过雨课堂播放燃料燃烧等具体案例的视频，观看后让学生自己主动分析或通过有趣的问答互动，找出燃烧过程中产生的污染物，计算出产生的烟气量和污染物浓度，并提出减少污染物的改进措施。这样一来，不但提高了课堂教学的精准度，还帮助教师获取课程的进展状况、学生的掌握程度等重要信息。实验课部分，教师让学生更多参与实验课的准备工作，利用网络课件丰富实验内容，增加形象直观的实验视频，作为教师示范操作的必要补充。除尘器实验中，为了更好地让学生了解其工作机理并掌握实验方法，可借助虚拟仿真平台以虚补实，利用模拟器进行虚拟操作。整个课堂教学阶段，师生间可以线上互动交流，也可以分享课程相关内容相互学习。（三）课后巩固和评价阶段课后，雨课堂会向教师手机客户端推送每节的课堂报告，包括学生出勤、答题情况、标记不懂的地方和课件数据等。教师可以根据“大气污染控制工程”的重难点和学生的掌握程度布置作业，学生完成后即可看到答案和得分；还可以要求学生将课程内容绘制成思维导图，将知识点梳理形成系统性模块，并通过放射性思维和发散联想模式，找出每个章节间的相互联系与逻辑关系。这是一个综合梳理知识点的过程，学生通过将知识点形成网络，可以达到进一步巩固所学知识的目的。由于雨课堂进行全员全过程的学习，记录了每个学生的课堂表现和课后作业等各项得分，对每个学生做出了精准的课程评价，可为过程考核提供数据，使得考核变得更加公正客观。同时，雨课堂推出了在线考试模块，同时具备了多端操作、题型全面、在线考试等多项功能，使疫情期间学习考试不断线。学生的最终课程成绩评定分为过程考核和结课考试成绩，两者结合后课程评价更为合理。四、基于雨课堂的混合教学模式效果分析本文主要以内蒙古农业大学 2019级环境工程专业的55名学生（混合教学模式）和2018级的57名学生（传统教学模式）为观察对象。采用混合教学模式的学生平时成绩依据雨课堂的日常成绩评定体系，包括出勤签到、单元测评、课堂讨论活跃度和随堂测验等成绩。最后，为了解学生的作业和实验完成情况，随机抽查两拨学生的课后作业和实验报告（抽取比例不低于80%）。教师的考核成绩则主要依据学院每一年度公布的教学考核成绩，包括督导教师和学生为本门课程教师打出的教学评价成绩。不仅如此，为了得到教师的互评分数，还随机抽取了本学院听过本门课程的五位教师的评价，加上教师的自我评价分数，最后得出一个综合教学考核成绩。通过这些数据，分别从教师和学生两个角度出发，对混合教学模式与传统教学模式的教学效果进行比较，如表1所示：2