基于雨课堂的农科专业“生物统计学”课程教学改革与实践

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　　[摘 要]雨课堂是新型智慧教学工具，改变了原有课程教学模式，有利于教学质量的提高。针对农科专业“生物统计学”课程传统教学存在的问题，课题组将雨课堂引入课程教学改革探索和实践中，结果表明雨课堂能够弥补传统课堂教学的不足，有利于课前、课中、课后教师与学生间的交流与沟通，将学生的自主学习、探究学习有机结合，提高了学生学习的主动性、参与度和积极性，也影响着教师的教学理念和授课模式。合理使用雨课堂，对课程教学改革具有一定的推动作用，能够改善课程教学效率和教学效果。
　　[关键词]雨课堂;生物统计学;课程改革;混合式教学
　　[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2020）10-0113-04
　　“生物统计学”是青海大学农牧学院农学、草业科学、动物医学、动物科学等农科专业的一门必修学科平台课程，是为农牧学院培养具有创新精神、实践能力、高素质应用型人才教育目标服务的。课程以培养农科学生的生物统计学逻辑思维能力，提高本科学生应用课程基本原理和方法解决生产实践与科研活动中的具体问题的能力为教学目的。
　　目前，国内高校课程教学广泛采用翻转课堂[1-2]、混合式教学[3-4]等方式，将现代网络信息技术、大数据、云平台[5]等与课堂教学有机结合，在一定程度上弥补了传统灌输式、以教师为中心的课堂授课存在的问题和不足，提高了课程教学质量。
　　清华大学在线教育办公室和学堂在线共同开发的雨课堂是一种新型智慧教学工具[6]，是教育部在线教育研究中心的最新研究成果。农牧学院“生物统计学”课程组教师在已经开展的一系列教学改革基础上[7]，针对目前及今后一段时间农科专业学生特点及培养目标之需要，结合生物统计学基本教学属性，引入雨课堂对课程教学进行改革与探索，以期为深入使用这一教学工具，提高“生物统计学”教学质量，在其他农科专业课程中推广使用积累经验，奠定基础。
　　一、“生物统计学”课程传统教学现状
　　青海大学农牧学院农科专业“生物统计学”课程为3学分，48学时，其中理论授课32学时，实验课16学时，增加实验学时是已经开展的课程教学改革的一项举措，目的在于提高本科学生应用课程内容解决实际问题的技能。课程为考试课，课程总成绩由平时成绩（15%）、课程实验成绩（25%）、期末考试成绩（60%）构成，其中平时成绩包括课堂提问、作业和考勤。
　　（一）“生物统计学”课程基本特点
　　“生物统计学”包括较多抽象的数理统计学、概率论的概念、基本理论和原理，包含大量的数学公式及计算，同时与农科类各专业密切相关，使得课程内容相对繁杂，部分涉及理论及原理的内容相对枯燥无味，不仅要求农科学生要具备较为扎实的数学基础和较强的逻辑思维能力[8]，同时对教师的教学组织能力、教学水平和授课技术也有较高的要求。
　　（二）“生物统计学”课程教学存在的问题
　　由于受到农林院校农科专业本科培养方案总学时的限制，农牧学院“生物统计学”课程理论授课仅32学时，有限的学时、传统灌输式教学与课程内容较为繁杂、课程学习难度相对较大、农科专业学生基础相对薄弱间存在明显的矛盾，亟待借助其他教学方式进行教学改革，探索如何缓解这一问题。
　　以授课教师为中心、学生被动学习是传统教学模式的显著特点[9]。“生物统计学”在以往的教学改革中，虽然在课堂教学中增加了提问、分组讨论、学生解答习题等有利于教学互动的环节，但所占时间比重仍然较低，能够参与的学生人数也较少。这种教学模式，实质上没有完全理顺教与学、教师与学生之间的关系[10]。课程组教师也深刻感受到，教师在教学活动中是具有主导作用的支配者，学生则成了服从者，课堂教学忽视了学生的参与以及对课程内容的需求，加之受课程学时限制，一堂课中很难分配出更多的时间提高学生的参与度。因此，这种教学在一定程度上制约了学生学习的主动性、创造性和积极性。
　　“生物统计学”教学过程还缺乏有效的信息反馈途径。目前，在农牧学院，以课堂讲授为主的传统教学形式不利于教师掌握学生的学习进程、学习现状、收获及存在问题等信息。课前，教师难以了解学生是否对课程内容进行了预习，预习中存在怎样的问题，预习的效果如何等;课中，教师则难以及时掌握讲授的内容学生是否听懂，存在怎样的疑惑，是个别现象还是普遍现象，如果等到课后询问学生，这些问题在一定程度上已经成为事后问题;课后，教师也较难及时了解学生对该堂课程总体的掌握情况，更难区分因学生学习的个体差异对课程内容的掌握情况。因此，授课教师如果能够较及时、较全面、较客观地获得学生学习的反馈信息，就可以依据班级学生掌握课程知识的具体情况调整授课进程、课程重点等，做到精准教学。
　　学生在课程学习过程中缺乏主动性。由于生物统计学学习难度相对较大，部分授课内容枯燥，又多涉及数学公式、计算、理论与实践联系紧密等，使得学习基础相对薄弱的农牧学院农科专业学生对课程提不起兴趣，缺乏学习的主动性。同时，由于更多地采用灌输式教学，大部分学生形成了缺乏独立学习、独立思考、独立分析的惰性心理，课程学习成了随教师指挥棒而行动的低效过程，更无法提高学生利用课程内容解决实际问题的能力，使得课程总体教学质量不高。
　　学生在课程课堂教学中参与度不高。由于有限的课程学时，有限的课堂教学时间，课堂教學中除个别学生以被提问、在黑板上完成习题等方式参与教学外，更多的时间里更多的学生仅仅是听教师讲课，以至于部分学生注意力很容易分散，甚至在课堂上使用智能手机做与课程学习无关的事情，授课教师除提醒外，没有更多精力将学生的注意力拉回到课堂教学中，最终严重影响学习效果和授课质量。
　　二、雨课堂的特点及优越性
　　雨课堂是大数据时代一种免费使用的智慧教学工具，能够最大限度、有机动态地架起教师与学生，课前、课中与课后，线上与线下的桥梁，为教师和学生、教学与学习建立实时、有效的沟通[11]。雨课堂通过互联网、手机微信与教师课程PPT、课程教学过程融合，以富有特色的教学方式、学习体验实现教学。从雨课堂的使用效果看，其轻量、易用、便捷，无论教师端、学生端均无须额外的操作技术。 　　雨课堂打破了课程学习时间和空间的限制，可以将部分课程内容安排在线下学习，是解决受学时限制难以利用课堂时间讲授复杂问题的途径之一。在课前，教师可以通过雨课堂将课程学习的预备知识推送到学生手机端，督促学生完成课程预习。在课中，利用雨课堂进行师生教学与学习的互动，提高学生课上学习的主动性、参与度。学生可以利用手机端查看课程PPT，同时实时对课程学习中遇到的问题通过弹幕、投稿等方式实名、匿名反馈给教师，便于教师及时解决学生学习的疑惑。教师可以对课堂知识以选择题、填空题、主观题的形式推送给每一个学生，学生限时完成，以此来检测学生对知识的掌握情况。这种实时测验及实时统计的结果，使教师既能获得课程授课效果的反馈信息，又可以将学生的注意力拉回到课上，同时在一定程度上干预了学生利用手机做一些与学习无关的事项，对于学生人数较多的合班授课课程，这种课上的互动覆盖了全体学生，避免有些学生人在课堂，心在课外。另外，利用雨课堂的考勤功能，教师可以便捷得到学生的出勤情况，省时省力。在课后，雨课堂具有翻转课堂的功能，教师可以向学生推送试题或作业、其他高校的慕课视频等学习资料，丰富和补充课堂教学的不足。雨课堂还能对教学环节的教学数据全周期采集，有利于教师分析课程数据，量化授课和学习情况，实现课程的精准教学[12]。雨课堂课前、课中和课后对学生学习情况测验的详细结果，也是高校教学改革中实现过程化考核[13]的重要手段和途径。
　　三、雨课堂与“生物统计学”教学实践
　　（一）教学前的准备工作
　　雨课堂的使用必须具备电脑、智能手机以及较为顺畅的网络，总体对硬件的要求不高。在“生物统计学”课程开课前，教师需从雨课堂网站下载文件安装至已经能够正常使用Office的Windows操作系统电脑中，雨课堂安装成功后是以PowerPoint 插件的形式存在。再开通雨课堂中的“微信扫一扫”功能，教师使用手机扫描生成的二维码，就可以关注和进入雨课堂微信公众号并创建“生物统计学”课程和班级。在PowerPoint中开启雨课堂授课后，选择创建好的“生物统计学”课程开启授课并自动生成课堂二维码投送到大屏幕，学生使用手机微信扫描二维码进入课堂并完成课堂考勤。教师端手机则成为控制授课PPT的遥控器，用于翻页等操作，学生端手机可以实时收到课程PPT、教师推送的课堂测试内容等，学生也可以利用自己的手机实时发送弹幕与教师交流、收藏课程PPT等。
　　（二）利用雨课堂课前预习
　　在课堂教学前，为了调动学生学习的主动性，提高学生的自主学习能力，同时为了充分利用学生的课余时间，课程组教师将设计好的预习课件、学生上课需要的预备知识、学生需要思考的问题等推送给学生，要求学生在一定时间内完成预习任务。例如，在讲授“理论分布与抽样分布”这一章节前，课程组教师将涉及“概率基础”的内容安排给学生，学生利用先修课程“概率论”完成课前准备，要求学生自行总结概率的定义、事件的类型、计算事件概率的法则等内容并发送到教师手机端，教师则针对学生预习中出现的问题及时解答，对未按时完成预习任务的学生发送消息提醒，督促每一位学生完成。对完成质量较好的课前预习内容，课堂上教师进行总结后不再花费时间详细讲解，有效地提高了课程的授课效率，而且完成课前预习的学生在课中更是带着问题学习，学习效率也有所提高。
　　（三）利用雨课堂课中交互
　　“生物统计学”利用雨课堂开启授课后，课程PPT以单页的形式自动同步到学生手机，每页PPT设置有“不懂”和“收藏”按钮，学生可以对PPT收藏以备课后继续学习。如果学生点击“不懂”按钮，教师手机端就会收到学生的反馈，每页PPT有多少学生“不懂”，教师端均可查到，进而提醒教师对该内容应重点讲解。在课中，学生也可以对不懂的内容或将自己的观点、意见即时以弹幕的形式表达给教师，大大增加了学生的参与度。另外，课程组教师的经验是，对共性的问题课中解决，个性的问题课后一一解答，利用这种方式加强了师生间的互动交流，收效较好。例如在讲授“连续型随机变量的概率分布”这一内容时，班级中有近30%的学生通过雨课堂反映没有听懂，授课教师课中收到信息后，停止了新内容的讲解，以列举事例等方式再次讲授，学生就逐步理解和掌握了这一内容。
　　“生物统计学”同时利用雨课堂在课中对授课内容的掌握情况进行检测。例如在“平均数的种类”这一内容讲授结束后，教师通过雨课堂即时发送限时多项选择题;在讲解完“一个样本平均数的假设测验”后，教师将该内容的习题以主观题的形式发送给学生，由于解答该题需要使用拉丁字符，手机输入较为困难，学生可以在纸张上完成解答后拍照，在雨课堂中将照片发送至教师手机端，教师完成评阅并给出分值。学生利用手机对选择题、多项选择题、填空题、主观题完成答题后，教师手机端就实时显示学生的答题情况，教师也可以将学生的答题投影到大屏幕。雨课堂还能够自动对答题结果进行汇总并呈现给师生，方便师生掌握课程学习情况并有针对性地对学生的典型错误进行详细讲解。利用雨课堂的这种测验功能，“生物统计学”在每一节课的不同时段进行测验，学生必须集中精力完成，而且这种课中限时测验能够覆盖每一位学生，督促每一位学生真正参与到课程学习中，解决了传统课堂上学生当堂练习难的问题。课中的这种测验还是学生平时成绩的构成部分，学生比较重视，效果较好，而且与青海大学课程考试改革中必须有过程性考核的要求相符。总体看，雨课堂将教与学衔接起来，使得课中学生抬头率提高，让手机由低头工具变成了抬头利器，较显著地提高了学生学习效率。
　　（四）利用雨课堂课后巩固和总结
　　在課后，学生可以利用留存在手机中的课程PPT对课程内容进行回顾和复习，教师则可以利用雨课堂向学生推送课后作业、模拟试卷等，让学生对课堂内容加以巩固。在每次课程结束后，教师还可以利用雨课堂提供的学生学习数据及教学数据对授课情况进行总结。在“生物统计学”实践中，课程组教师在每一章节结束后，利用雨课堂向学生布置作业，尤其是利用雨课堂的模拟试卷要求学生限时完成答题，不但督促学生阶段性消化和掌握课程内容，而且能够及时发现课程教学、学生学习中存在的问题并给予解决。在这一过程中，学生继续可以就课程学习的疑难问题通过雨课堂给教师留言，教师可以实时看到学生的疑问，及时解答并与学生互动探讨。课程组教师还利用雨课堂生成的课程教学数据，客观评价整个教学过程的得失，由以往的教学经验主义向数据驱动转变，为进一步提高课程质量提供科学依据。 　　四、有关雨课堂教学的思考
　　（一）授课教师需提高教学设计水平，在课程教学中需投入更多精力
　　利用雨课堂进行混合式课程教学时，需要向学生推送课前预习内容、课中测试内容、课后复习内容及试卷等大量的学习资源，仅依靠原有课程教学材料是远远不够的，还需要准备、制作符合雨课堂教学特点的PPT、测试题等，这就对教师的教学设计提出了更高要求。同时，由于与学生的交流互动贯穿课前、课中、课后，还对教师投入教学中的精力和责任心提出了较高要求。也可以说，利用雨课堂提高课程教学质量，是要教师将功夫花在上课、上班时间之外的，如果授课教师教学设计水平有限，投入教学的精力不足，对课程的责任心不高，不愿意在工作时间之外占用自己的休息时间与学生交流互动，就难以发挥雨课堂教学优势，雨课堂就仅成为利用手机、微信辅助教学的一种形式了，对提高课程教学质量无益。
　　（二）教学硬件条件容易成为瓶颈
　　利用雨课堂进行教学，虽然对硬件条件总体要求不高，但学生端使用手机往往都是用手机流量连接网络，在教学过程中会出现信息传递延迟或不流畅等现象，影响雨课堂授课效果。另外，如果一个专业中很多课程全学期进行雨课堂教学，教师向学生推送大量课程资源，就会耗费学生更多的网络流量。虽然目前网络运营商给学生提供了较丰富的手机流量，但总有限度且超出限度后大幅度限速，影响学生学习体验。
　　（三）雨课堂考勤存在漏洞
　　大班教学使用雨课堂考勤签到功能时，学生可以将课堂暗号或二维码发送给未到教室的其他学生，从而造成虚假签到，如果教师不清点学生人数，就难以发现未出勤学生。
　　（四）课中对学生使用手机监控较难
　　雨课堂授课全程需要手机这一工具，但是很难对学生使用手机的情况进行监控。学生在课中使用手机时，教师难以掌握学生是在用手机看课程幻灯片还是在做别的事情，虽然可以在课中通过布置测验的方式将学生注意力拉到课程学习中，但由于课堂时间的限制，难以分配较多时间对学生进行测试。如果雨课堂具有锁定功能，即开始授课后学生手机只能用于课程学习，则可以有效防范。
　　五、结语
　　作为新的智慧型教学工具之一的雨课堂，充分发挥了网络、手机、微信和办公软件的功能，通过混合式教学，在一定程度上改善了农科专业“生物统计学”传统教学中存在的问题，对提高课程教学质量具有一定的作用。虽然雨课堂仍存在需要改进的地方，但如果教师充分利用其课前、课中、课后所建立起来的师生交流和沟通渠道，则有利于提高学生学习的主动性、参与度和积极性，也影响着教师的教学理念和授课模式。合理使用雨课堂，对课程教学改革具有一定推动作用，能够改善课程教学效率和教学效果。
　　[ 参 考 文 献 ]
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　　[责任编辑：钟 岚]
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