王三华，屈 泳，阮小军

（南昌大学理学院，南昌330031）

0 引 言

教育信息化是指在教育领域全面深入地运用现代信息技术来促进教育改革与发展的过程，它具有数字化、网络化、智能化和多媒体化等信息技术的鲜明特点［1］。教育部在“十三五教育信息化规划”中提到了十三五期间全面提高教育质量，促进高等教育公平，加快教育现代化的重要工作。这不仅是教育信息化的更高台阶，也是教育信息化发展的契机。随着教育领域信息技术的大量运用，教育教学环境变化巨大［2］。信息技术与智能终端等组成的智慧型教育环境正在逐步替换传统的课堂教学模式，教育资源也在不断地整合完善，形成了校园、网络、虚拟学习空间、立体化学习资源等多层次、全方位的立体教育系统。教育信息化也孕育出“互联网+教育”的混合教学新型教育模式，具有交互性强、平台兼容、注重移动性等特点。现今，学习者越来越青睐在线学习、移动学习等混合教学模式，混合教学模式能够满足学习者在分段学习中的需求，也能为传统教学模式提供有力支持和补充。教育信息化不仅促进了学习方式的变革，同时也促进了教学模式、教学方法、教学资源、教学活动、教学管理等方面的改革，以适应社会发展。随着移动互联网时代的到来，高等学校的大规模在线交互式教学课程诸如MOOC和微课等课程也在不断地发展和推广，在线教育市场规模展现飞速的发展势头下，传统的课堂教学正在逐渐被混合教学所取代，混合教学模式已成为高等学校教育信息化发展过程中新的趋势［3］。

1 混合教学与移动学习

1.1 混合教学

混合教学是在互联网基础上进行学习的一种教学模式，它将网络在线课程的教与学融入传统课堂学习中，充分发挥教师在教学过程中的讲授、指导和监督作用［4］；以学生为学习的主体，有利于将学生的积极性、主动性与创造性的教学模式有机地融合到整个教学过程中。混合教学的目的是在教与学的过程中，利用传统课堂教学与网络在线教学各自的优点，根据学科及学习者的特点，合理地筛选并分配全部教学要素，以期达到最佳的学习效果。混合教学具有几个优势：①可以将新课程灵活方便地进行导入；②学习资源和内容广泛；③具有多样和灵活的学习方式；④可以实现多样化的课堂教学方式。混合教学结合了传统教学方法和网络学习的优点，充分发挥了教师的引导作用，充分地展示了学生主动性和创造性的学习模式。随着“互联网+教育”概念的深化和信息技术的更新与发展，混合教学在学习资源、学习环境、学习空间、学习进程、学习效果等各方面都得到了较为显著的发展，这些发展有力地支持了混合教学的开展和深入研究［5］。

1.2 移动学习

移动学习作为新型的学习模式，学习者通过移动智能终端（手机、平板电脑等）进行自主学习，移动学习打破了时间与空间对学习的限制，可以随时随地进行学习［6］。移动学习要求在学习过程中必须能够完备地将知识内容呈现出来，同时它还要求在学习过程中能够实现教师与学生之间的双向互动。移动学习基于数字学习，借助互联网及移动设备的便利性和及时性，实现了学习资源的便捷使用，让学习者可以随时随地享受学习带来的乐趣和进入到知识旅程中。随着网络技术的发展更新，特别是4G网络的普及和5G网络的推出，移动互联网已经融入日常生活中，全新的学习模式之一的移动学习，也与学习的各个方面相互融合，必将受到学生的喜爱和青睐。

2 雨课堂

2.1 雨课堂简介

雨课堂是由教育部在线教育研究中心研究和开发，清华大学在线教育办公室与学堂在线联合推出的一款智慧教学工具［7］。它致力于为传统的课堂教学过程提供一个全新的支持平台，这个平台具有智能化、个性化和数据支持等功能。雨课堂基于日常广泛使用的PowerPoint 和微信软件，通过装有PowerPoint 软件并且可以上网的电脑及常用的智能手机，就将交互活动和课堂学习紧密地结合，它将复杂的计算机技术与教学场景有机地融合一体，创建了高效、智能的学习环境。很好地契合了“互联网+”时代教育领域中混合教学与自主学习的需要。

2.2 雨课堂的特点

雨课堂具有功能全面、操作便捷的特性，其具有的主要功能有①可以构建互动、灵活的教学课堂环境。教师可以使用微信端创建虚拟教学环境下的雨课堂教室。同时借助雨课堂可以进行多屏互动、弹幕讨论、实时答题、课堂投票等互动操作，师生之间的互动学习贯穿了“课前、课内、课后”的整个教学时间，让学生全身心地沉浸到学习氛围中。②雨课堂可以实现教学实时记录。雨课堂记录每位学生的学习过程和状态，统计分析这些记录的学习数据，得出学生学习的状态和效果。教师可以很好地掌握学生的学习轨迹和学习状态、量化学生的学习效果，为后续的教学过程与进度进行设计和研究，有针对性地进行辅导。③雨课堂支持异步学习和同步学习的双通道学习过程。课前异步学习，将自我预习的主动权交给学生，让每位学生根据自身情况有选择地进行预习；同步学习在教师指导和辅助下，学生就某些重、难点问题共同开展深层次学习和研究。雨课堂不仅是教学在技术层面的改革与创新，更是以学生为本的全新教学理念的体现［8］。将雨课堂引入到混合教学中，有助于解决传统课堂教学中存在的教学过程单一、教学方法简单及教学效果不佳等问题，从而推动混合教学的发展和推广。

雨课堂由手机、电脑和远程服务器3 个部分构成。教学过程中的主要服务是手机和计算机，远程服务器主要用于系统运行的支持及对大量数据的采集、存储、分析和决策［9］。雨课堂通过在PPT 中插入小插件和微信小程序等方式，完全融入PPT 和微信客户端中，在操作和控制上极其方便，同时提供微信教师端进行控制和监督，具有易用及方便的功能特性。图1 所示的就是雨课堂的功能。

3 雨课堂混合教学模式的设计

3.1 设计原则

图1 雨课堂的功能

一门课程能否顺利地开展和实施与教学设计有着紧密的联系，因此在雨课堂混合式学习模式的设计上需要遵循一定的原则，根据混合教学模式的核心理念及雨课堂的功能，在设计中遵循如下原则：①以学生为教学之本，在教学设计上要以学生的发展作为教学的根本目标，在教学过程中要实现对每一个同学的关注，根据学生的学习能力进行分级教学，采用因人而异的多样化、个性化的教学方法。在课堂上，教师组织学生展开多种形式的教学互动环节，让学生之间相互促进，相互学习，实现学生共同发展和进步。在课后，教师将学习资料进行在线推送，方便学生及时复习。既提高了学生的学习效率，也培养学生自主复习的习惯。②多资源的归集与整合，教学资源的多样化无疑为教学提供了丰富的材料，但也对教师如何有效整合与利用这些资料带来了新的挑战。在雨教室混合教学模式的设计中，要充分利用雨课堂资源载体的功能特性，注重对教学资源的归集和整合，以教学课件为主要载体，集成微课视频、图文信息、语音等多种教学资源，在突出针对知识点内容的讲解外，还需要包含习题、测试、调查投票等形式为学生提供完整、系统、高效的学习环境及教学资源，有效地进行自主学习。③即时评价与实时互动相结合，在混合教学模式中，学生的学习状况应随时得到观察和监测，教师对学生进行实时评价和监督。在教学方法上要充分利用雨课堂提供的课堂弹幕、匿名反馈、即时检测和教学课件同步等功能，进行随堂知识测试并实时统计测试结果［10］。同时，也要坚持即时评价原则，使用科学评估规则和评估工具整合教师评估和学生自我评估结果。

3.2 雨课堂混合教学模式设计

依据雨课堂混合式学习模式设计原则，结合学生的移动学习影响因素、学习爱好及学习评价及检测，建立了雨课堂下的混合教学模型，基于雨课堂的混合式学习模式的模型结构图如图2 所示。

图2 基于雨课堂的混合教学模式模型图

整个混合教学模式从前端分析出发，分析了学生特点、学习环境、学习内容和学习目标。再从课堂教学活动设计中，采用雨课堂和课堂教学设计上以混合式学习模式的特性出发，从课前、课中、课后3 个阶段进行教学活动的设计和实施，结合网络及线上线下的各种教学资源，形成全面覆盖的雨课堂混合教学过程［11］。最后通过学生的评价与反馈，通过参加雨课堂学习学生的参与度、预习复习状态、课堂检测成绩、课后作业完成情况等对雨课堂的教学进行更新与完善。其中前端分析包括①参与课程学习的学生分析，主要从学生对知识的认知、理解和掌握程度等几方面进行分析。包括学生基本情况、学生对学习内容的了解和掌握程度、学生的自主学习能力、学习意愿及学习习惯等。②学习目标分析，学习目标指的是学习者通过教学过程所能达到的状态和结果。知识和技能、过程和方法、情感态度和价值观3 个要素构成了一个完整的教学目标。教学设计中的重要环节是明确的教学目标，它决定着教学的总体方向，它既是教学活动设计和教学资源选择的主要依据。也是教学评估的重要依据，同时也是考核学生学习效果和教学计划有效性的重要指标。③学习内容分析，教学设计的前提是学习内容分析，它是通过分析知识点的关系与内在联系，得出内容的层次和结构的过程，并以此为依据，在教学过程中采用适当的学习计划和学习步骤展开教学过程，学习内容分析特别要注意知识点之间的层次和结构关系。课堂教学活动设计从课前、课堂和课后3 个阶段进行设计和实施，结合互联网提供的各种网络在线学习资源，充分发挥混合教学的优势，与传统课堂教学形成良性的互补［12］。学生评价与反馈通过移动学习和课堂学习两个角度进行评价和信息反馈，贯穿整个混合教学过程，最终实现多元化评价和实时反馈。

4 雨课堂混合教学模式的应用案例

混合教学模式结合了传统课堂教学与移动在线学习，逐步成为学校、公司、培训行业首选的现代学习方式。通过在数学建模实验课程中开展雨课堂的混合教学实践，验证了雨课堂实现混合教学的应用效果。通过在此门课程中运用雨课堂进行混合教学模式，来验证混合教学方式能否将造成课堂上学生的“低头率”现象的娱乐性手机变为提高学生学习兴趣及效率的教学工具。

4.1 案例实践过程

数学建模实验作为一门创新型实验课程，具有设计性和综合性课程的特点，数学建模课程具有创造性特性，它的教学目标是培养学生学习数学建模相关知识，学会将数学工具应用于解决日常生活中的实际问题中，进行数学模型的构建，并通过计算机软件进行实际问题的解决，以及论文的撰写［13］。数学建模实验课程的开设，可以很好地培养学生的创新思维和综合能力。为此，以此门课程中的“线性规划”实验教学模块为例，来介绍雨课堂混合教学的具体实践过程。

（1）课前自主学习阶段。教师首先创建数学建模实验课程雨课堂班级，将学习资源（线性规划教学课件、预习题目、教学视频）进行发布和推送，并开设问题讨论模块，学生进行自主预习和学习，在自主学习中遇到问题可在雨课堂讨论区进行留言和咨询。自主学习结束后，教师就推送的内容发起投票，图3 所示为课前自主学习情况统计。这些信息都会及时反馈到教师端，为教师进行课堂授课提供必要的数据分析。

图3 课前自主学习情况统计统计表

（2）课堂协同学习阶段。通过课前自主学习阶段，教师从参加反馈的自主学习情况统计表中可以发现投资风险分析为本章节的难点，有不少同学对这部分的内容没有掌握，需要进行重点讲解。在课堂教学中，教师将此部分内容单独拿出来进行详细分析和讲解，并通过课堂讨论等形式，与学生进行深入交流与讨论。同时通过雨课堂进行学生上课签到，完成课堂考勤管理。最后通过雨课堂发送课堂测试进行随堂测试（见图4），以检查学生课堂学习情况，学生提交课堂测试后，教师对学生进行实时评分，并对学生的成绩进行统计分析。课堂测试结果如表1 所示，大部分同学通过课下自主学习和课堂学习已经基本上掌握了投资风险分析这一难点的知识点。教师还可以根据雨课堂统计学生学习情况，有目的地将优秀学生和“预警”学生进行组合，为下一步学习建立良好的协作关系［14］。

（3）评价反馈阶段。评价反馈包括对模型构建的设计、协同合作中的实践能力、合作交流情况等的自我评价和学生之间的互相评价，旨在从知识、技能和思维等多方面对学生进行学习状态的综合考核。教师根据学生的评价情况，再结合雨课堂平台提供的统计数据，及时了解学生的学习状态，有针对性地进行信息反馈和作业点评［15］。学生通过自评、互评及教师点评，不断地进行课程的学习和深入。

图4 学生端的课堂教学课件及随堂测试

表1 课堂随堂测试检测结果统计表

4.2 案例应用效果

在数学建模实验课程结束之后，教师对42 名参加课程学习的学生展开了问卷调查，有39 位同学填写并提交了问卷。通过问卷调查的数据分析，绝大多数学生认为他们通过雨课堂可以进行自主学习和复习；94.87%的学生认为通过雨课堂可以自主进行课程的预习；89.75%的学生认为通过雨课堂可以随时和教师进行交流和互动；通过此次问卷分析，可见雨课堂的混合教学模式，契合了在“互联网+”时代移动互联网的发展和推广，改变了智能手机在学生中的使用方式，提高了学生的自主学习的能力和学习兴趣，教师也可以及时掌握学生的学习状态及思想动态，让教师可以实时地调整教学计划和课程安排，师生关系在相互交流中变得越来越融洽。

经过一段时间的雨课堂混合教学模式下的课程教学实践，大部分参加课程学习的学生能很好地掌握数学建模实验课程中的各个知识点、运用知识点构建数学模型并进行模型的程序代码编写等工作，在课程的成绩考核上，教师将42 名学生组合成14 支队伍参加了第15 届校内大学生数学建模竞赛，一共获得4 项一等奖，6 项二等奖及4 项三等奖的成绩，并通过参加竞赛获得创新学分，顺利地完成了课程的学业考核。教师还将部分优秀学生进行组合，组成6 支队伍参加2018 年全国大学生数学建模竞赛，参赛同学运用在课程中学到的知识和技能，顺利地完成了竞赛任务，获得1 项国家二等奖、3 项省级一等奖的好成绩。同时还有部分同学将所学的数学建模知识运用到“互联网+”大赛等创新创业大赛中，也取得了不错的成绩。

5 结 语

在信息飞速发展的时代，智慧课堂已然变得十分重要，在教学上有必要尝试运用新时代的“新武器”进行混合教学模式的研究，有效提高学生的自我学习效率。从基于雨课堂的数学建模实验课程的混合教学实践中发现，大部分学生能够接受将新的教学方法和教学手段融合到课堂教学中，而且这些伴随着互联网成长起来的“数字原住民”对新事物的接受能力和学习能力都非常强，能很快适应这种全新的课堂教学模式。“课堂教学”作为高校课程教学工作的主要途径，在高校进行课程教学改革的同时，也要善于利用网络技术打造智慧课堂，推进高校课程教学改革与创新，将课堂教学的作用付诸实践［16］。为此，在高校教学改革上应充分利用雨课堂等先进的智慧型教学工具，将智慧课堂的理念与课程教学完美融合，以解决高校课堂教学中的“教”与“学”相分离的问题，让学生更积极、自主地进行学习，并从中受益。