基于雨課堂的線上線下混合式教學(xué)模式探究
——以電力電子技術(shù)課程為例

李澤楊 付洋

成都工業(yè)學(xué)院（四川省成都市 611730）

1 引言

電力電子技術(shù)是電類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，所涉及的知識領(lǐng)域比較多，包括“電子”、“電力”以及“控制”。作為新興學(xué)科，從確立至今的短短幾十年內(nèi)發(fā)展迅速。如今，其已被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、國防等諸多領(lǐng)域，有著非常廣泛地應(yīng)用前景。課程內(nèi)容包括功率半導(dǎo)體器件、驅(qū)動及保護(hù)電路、交流-直流（AC-DC）變換電路、直流-直流（DC-DC）交換電路、直流-交流（DC-AC）變換電路、交流-交流（ACAC）變換電路、軟開關(guān)技術(shù)等。教學(xué)上，除了本課程的理論知識外，還應(yīng)當(dāng)重視電力電子在電力工程中的應(yīng)用問題。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握電力電子變換裝置的電路結(jié)構(gòu)、基本原理、控制方法、設(shè)計計算，為后續(xù)學(xué)習(xí)電類課程以及從事與本專業(yè)相關(guān)的工程技術(shù)工作或相關(guān)的科研工作打下一定的基礎(chǔ)。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的極速發(fā)展，《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計報告》顯示，截至2021 年6 月，我國網(wǎng)民規(guī)模達(dá)10.11 億，較2020 年12 月增長2175 萬，互聯(lián)網(wǎng)普及率達(dá)71.6%，其中大學(xué)生使用手機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的人數(shù)更是屢創(chuàng)新高。突如其來的新冠肺炎疫情暴發(fā)，不少處于疫情中心的學(xué)校被迫大規(guī)模開展線上教學(xué)。其實早在疫情之前，隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，老師們已經(jīng)意識到單純的課堂教學(xué)早已不能滿足當(dāng)代大學(xué)生們的學(xué)習(xí)需求，固步自封，只能為時代所淘汰。疫情的到來，進(jìn)一步推動著傳統(tǒng)教學(xué)的改革。這種改革或主動或被動地進(jìn)行著，因此，改變單一枯燥的課題面對面教學(xué)模式，融合互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)手段，探究線上線下混合式教學(xué)模式是十分有必要性的。雨課堂依托微信這一用戶數(shù)量十分龐大的APP，有著方便使用、易于被學(xué)生接受的特點。本研究以《電力電子技術(shù)》課程為例子，討論基于雨課堂的線上線下混合式教學(xué)模式探究。

2 傳統(tǒng)電力電子技術(shù)課程的不足

2.1 師生互動不足

傳統(tǒng)課程注重老師課堂演示PPT，學(xué)生手抄或者使用手機(jī)拍照記錄知識點，電力電子技術(shù)理論知識不夠具體性現(xiàn)實性，專業(yè)概念略晦澀難懂，如三相可控整流電路、交流調(diào)壓電路、PWM逆變電路等。學(xué)生初次接觸若單純抄寫或拍照，很難深入理解，沒有時間與教師在課堂上產(chǎn)生互動，對知識的理解浮于表面。

2.2 教師對學(xué)生的知識掌握了解情況不足

電力電子技術(shù)作為電類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，班級學(xué)生人數(shù)眾多，教師很難具體掌握每一位學(xué)生對于知識的掌握情況。比如基礎(chǔ)電路分析知識，某些學(xué)生掌握情況不佳，教師不了解情況對于習(xí)題不具體講解，部分學(xué)生跟不上后續(xù)知識講解，產(chǎn)生厭學(xué)情緒，最終導(dǎo)致班級只有小部分學(xué)生能夠跟上課程。

2.3 學(xué)生知識記憶牢固性不足

電力電子技術(shù)理論知識平時生活中應(yīng)用性不高，若單純只靠老師課堂講授，沒有相應(yīng)的擴(kuò)展，對于學(xué)生是屬于填鴨式教學(xué)。即便通過短時間記性順利通過期末考試，可能考后一忘了之，對于知識沒有深入理解與掌握，這與教育改革的初衷是背道而馳的。

綜上所述，急需對傳統(tǒng)電力電子技術(shù)課程進(jìn)行教學(xué)模式改革，讓學(xué)生真正掌握知識，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，迎接電類專業(yè)的后續(xù)課程。

3 雨課堂在教學(xué)中的作用

雨課堂是一種通過互聯(lián)網(wǎng)連接老師與學(xué)生的智能軟件，打破了傳統(tǒng)教學(xué)模式，給予了教學(xué)過程新的體驗。雨課堂擁有多種方式途徑幫助教師進(jìn)行線上線下混合式教學(xué)，幫助教師把慕課或語音等課堂資源插入幻燈片，推送至學(xué)生微信，學(xué)生可利用手機(jī)互聯(lián)網(wǎng)隨時隨地觀看。根據(jù)授課需要，快速便捷地對學(xué)生進(jìn)行測試反饋，可對時間進(jìn)行限制或自動續(xù)時，把教師隨時講授和學(xué)生隨時測驗兩大功能有機(jī)地進(jìn)行融合。完整地覆蓋了整個學(xué)期的授課環(huán)節(jié)，最大限度地發(fā)揮了教師傳授知識與學(xué)生吸收知識的能量，有力地推動了傳統(tǒng)教學(xué)的改革。

3.1 增強(qiáng)師生互動

雨課堂的使用，基于學(xué)生最常用的軟件微信，可將其視作微信中的公眾號，學(xué)生只要用微信掃碼便可加入課堂學(xué)習(xí)。這種簡便易行的方式使得學(xué)生對雨課堂的接受度大為提高。在使用雨課堂進(jìn)行混合教學(xué)時，教師可講預(yù)習(xí)習(xí)題、ppt 或者視頻推送至雨課堂中，學(xué)生在微信上便可觀看作答。學(xué)生在預(yù)習(xí)過程中遇見不懂的問題可以直接向教師提問，通過微信程序的提示，教師便可及時解答，實現(xiàn)師生的零距離互動。預(yù)習(xí)后，雨課堂會向教師推送學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，根據(jù)反饋，教師可以及時調(diào)整待授課程的重點結(jié)構(gòu)以及授課速度快慢。課堂上，在理論知識的講授過程中，通過雨課堂提供的在線答題、互動彈幕甚至是紅包獎勵功能，能吸引學(xué)生的注意，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。使教學(xué)不在拘泥于傳統(tǒng)的填鴨模式，進(jìn)一步增強(qiáng)師生的互動，營造出一堂妙趣橫生的電力電子技術(shù)課。

3.2 多元化評價體系

雨課堂將手機(jī)和課堂最大限度地結(jié)合在一起，全程記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)過程。通過對整個教學(xué)過程的數(shù)據(jù)采集，將更加全面地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。學(xué)生學(xué)習(xí)過程的數(shù)據(jù)，不僅作為給學(xué)生評價的依據(jù)，還是教師調(diào)整教學(xué)進(jìn)度、教學(xué)節(jié)奏以及改進(jìn)教學(xué)的最佳指引。在過去，教師們的教學(xué)決策普遍依據(jù)經(jīng)驗來進(jìn)行，使得教學(xué)的盲目性大大增加。雨課堂的引入，將教學(xué)的決策變?yōu)橐詳?shù)據(jù)為驅(qū)動，將學(xué)生變?yōu)榻虒W(xué)的中心。

3.3 提高學(xué)生參與率

教學(xué)中，雨課堂通過實時發(fā)布測試題布置隨堂測驗，學(xué)生答題完畢后，最佳答案及其發(fā)布學(xué)生將會被投屏。這種巧妙的設(shè)計大大激發(fā)了學(xué)生們的競爭意識，促使學(xué)生之間進(jìn)行競爭，爭相參與到課堂中來。同時，雨課堂還提供有教學(xué)彈幕功能。彈幕是最近直播行業(yè)衍生出來的一種新興產(chǎn)物，主要用于觀眾和主播相交流，這種交流形式廣受學(xué)生所接受。將彈幕引入課堂教學(xué)，一來學(xué)生熟悉這種交流方式，其拉近了老師與學(xué)生之間的距離；二來，彈幕有匿名投遞的特點，對于不善于在課堂公開發(fā)言的學(xué)生來說，可以沒有顧忌地參與到課堂交流中。

3.4 提高教師素養(yǎng)

現(xiàn)代教學(xué)理念對當(dāng)代教師提出了終身學(xué)習(xí)的要求，這不僅體現(xiàn)在理論知識的及時更新上，對于新的教學(xué)方法也需要教師開拓探索。雨課堂提出3A 教學(xué)模式，即Anyone、Anytime、Anywhere，這種模式可以更好地促進(jìn)教學(xué)相長的過程。學(xué)生可以在課前預(yù)習(xí)、課堂授課、課后總結(jié)的每一個環(huán)節(jié)對教師的教學(xué)進(jìn)行評價，方便教師進(jìn)行相對應(yīng)的改進(jìn)。這種改變將促使教師對自己的教學(xué)進(jìn)一步進(jìn)行打磨，造就精品課程，提高教師的教學(xué)素養(yǎng)。

4 基于雨課堂的混合式電力電子技術(shù)課程改革方法

4.1 課前預(yù)習(xí)

課前，任課教師將PPT 上傳至雨課堂中，學(xué)生根據(jù)自己的時間安排預(yù)習(xí)即將授課的知識。通過這個步驟，學(xué)生可以明確知識構(gòu)架與重點難點。在對新學(xué)課程有了整體的了解后，方便學(xué)生在課堂上有重點地進(jìn)行學(xué)習(xí)，進(jìn)而可以提高聽課效率。從而達(dá)到高效學(xué)習(xí)和有效學(xué)習(xí)的目標(biāo)?！峨娏﹄娮蛹夹g(shù)》課程主要內(nèi)容為半導(dǎo)體器件在電力工程中的應(yīng)用。在機(jī)械工業(yè)出版社的《電力電子技術(shù)》（第5 版）教材中，第三章的內(nèi)容為整流電路，學(xué)習(xí)整流電路的工作原理時，要根據(jù)電路中的開關(guān)器件通、斷狀態(tài)及交流電源電壓波形和負(fù)載的性質(zhì)，分析其輸出直流電壓、電路中各元件的電壓和電流波形。在講解整流電路之前，通過雨課堂將半導(dǎo)體開關(guān)器件的特性和工作原理發(fā)送給學(xué)生，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)。預(yù)習(xí)后，一部分學(xué)生掌握整流電路的工作原理，大部分學(xué)生掌握開關(guān)器件在整流電路中的重要作用。從而使得教師在課堂教學(xué)時更加地游刃有余，學(xué)生上課更能體驗到學(xué)習(xí)帶來地成就感，形成一個正向反饋。

4.2 翻轉(zhuǎn)課堂

將電力電子技術(shù)的課堂PPT，練習(xí)習(xí)題與老師的語音推送到學(xué)生的微信上面。學(xué)生不用再上課抄寫知識點或拍照，把手機(jī)變?yōu)閷W(xué)習(xí)工具，順應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展潮流。學(xué)生對于電力電子理論知識難點，如三相可控整流電路，課堂上沒有聽懂，可課下通過微信再次聽教師推送的課堂語音來配合書本理解。在電力電子技術(shù)課程第一講開課前，先推送電力電子技術(shù)的三大發(fā)展歷史，整流器時代、逆變器時代與變頻器時代，讓學(xué)生初步了解學(xué)習(xí)背景與我國掌握的現(xiàn)代半導(dǎo)體技術(shù)。中途通過推送對學(xué)生進(jìn)行國內(nèi)外功率器件的最新發(fā)展?fàn)顩r介紹，讓學(xué)生們意識到最新半導(dǎo)體器件中與發(fā)達(dá)國家的差距，樹立學(xué)生們的愛國情懷，堅定學(xué)生們?yōu)樽鎳灾餮邪l(fā)的進(jìn)程中添磚加瓦的雄心壯志。課堂的練習(xí)題時間不充足沒有做完的，可以課下重復(fù)解答。不懂的知識點在課堂上不便與同學(xué)討論的，課下可以通過推送的課堂資料與同學(xué)充分討論，把課堂延續(xù)到線下，隨時隨地學(xué)習(xí)電力電子技術(shù)掌握不足的知識。

4.3 即時評價

傳統(tǒng)課堂課時有限，教師布置的電力電子技術(shù)習(xí)題通常會涉及到畫三相正弦波圖、器件電壓圖、器件電流圖，需要學(xué)生花費較長時間來完成。學(xué)生完成后沒有足夠的課時來進(jìn)行評價，放到下一講課程來答疑容易導(dǎo)致學(xué)生遺忘，不利于知識的吸收。通過雨課堂來布置習(xí)題，學(xué)生通過微信作答，老師可以及時批改，快捷進(jìn)行測試反饋，不用等到下一講課程學(xué)生即可得到評價。并且雨課堂布置習(xí)題可以對時間進(jìn)行限制，通過教師通過習(xí)題的難度來設(shè)置學(xué)生完成習(xí)題的時間，在課堂上即可模擬期末考試，隨時講隨時測。

4.4 師生互動

現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速，開拓出許多新式網(wǎng)絡(luò)功能，通過雨課堂來充分應(yīng)用這些時尚新興工具，可以最大限度激發(fā)學(xué)生的興趣，學(xué)習(xí)與玩耍有機(jī)結(jié)合。如雨課堂的彈幕功能，傳統(tǒng)課堂老師在講課時學(xué)生發(fā)言容易擾亂課堂紀(jì)律，老師既要花費時間維持課堂秩序，又難以及時解決學(xué)生發(fā)言的困惑?，F(xiàn)在學(xué)生可以通過手機(jī)發(fā)送彈幕，精確到某一時間點老師講解的知識部分發(fā)表疑問或記錄重點，老師可迅速對學(xué)生進(jìn)行解答，激發(fā)學(xué)生發(fā)言，充分調(diào)動了課堂的氛圍。還可使用隨機(jī)點名功能，教師不用翻看花名冊費時費力點名回答問題，通過隨機(jī)功能一鍵選擇學(xué)生作答，公平快速地了解學(xué)生知識掌握情況，學(xué)生也不易分神。雨課堂還給學(xué)生提供了對不懂內(nèi)容的反饋功能，學(xué)生通過雨課堂查看教師發(fā)送的PPT。學(xué)生在收到的每一頁PPT 上均有“不懂”與“收藏”兩個選項，學(xué)生學(xué)習(xí)PPT 時，隨時可以點擊“不懂”進(jìn)行反饋，教師根據(jù)反饋能及時調(diào)整教學(xué)。

4.5 作業(yè)考試

學(xué)生充分掌握電力電子技術(shù)理論光靠老師布置客觀題是不夠的，對于學(xué)生的期末考核中不單純是通過考勤與期末試卷考試得分的情況來進(jìn)行。而是實行一種靈活的考核方式，通過雨課堂增加實踐評分環(huán)節(jié)、知識競賽搶答環(huán)節(jié)和小組互評環(huán)節(jié)。實踐評分環(huán)節(jié)是進(jìn)行DC-DC 變換器制作，變換器的制作涉及電力電子技術(shù)的直流斬波知識與電路分析中的基礎(chǔ)知識，通過實踐可以鍛煉學(xué)生的實際知識運用能力。親手設(shè)計DC-DC 直流變換器，將直流電壓轉(zhuǎn)化為另外一種固定的或者是可以調(diào)節(jié)的直流電壓，在許多行業(yè)得到了應(yīng)用，具有節(jié)約電能、調(diào)節(jié)電壓、抑制噪聲的優(yōu)點。為了讓學(xué)生們更深一步地去理解電力電子技術(shù)課本上的理論知識，從實踐中融會貫通。設(shè)計完畢后，學(xué)生可查閱國內(nèi)外相關(guān)半導(dǎo)體器材的價格和優(yōu)缺點來橫向?qū)Ρ?，根?jù)電路的實際情況來購買相應(yīng)的IGBT、二極管、電感，電阻等半導(dǎo)體器件。然后在PCB 板上實際焊接出來，從而得到一個完整DC-DC 直流變換器。通過外接的輸入電壓，先用萬用表測試輸出電壓的值，再用示波器觀察輸出電壓的紋波看是否滿足預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生通過雨課堂的附件上傳功能來上傳自己的仿真軟件結(jié)果或者拍照上傳自己制作出來的實物，占課程總成績的30%。知識競賽搶答環(huán)節(jié)是教師每次舉出一種半導(dǎo)體器件，學(xué)生通過雨課堂的語音回復(fù)功能將該半導(dǎo)體器件的原理與優(yōu)缺點快速搶答出來，則增加該生相應(yīng)的期末分，占課程總成績的20%。小組互評環(huán)節(jié)是課程第一節(jié)課的時候，則按照人數(shù)平均進(jìn)行分組，在期末小組成員根據(jù)該學(xué)期小組組員的日常表現(xiàn)情況進(jìn)行互相評價打分，占課程總成績的10%。最后的期末試卷的卷面成績體現(xiàn)了學(xué)生對電力電子技術(shù)理論知識的掌握情況，占課程總成績的40%。通過四大考評環(huán)節(jié)，合理靈活地考察學(xué)生對于電力電子技術(shù)課程的綜合掌握情況，同時鍛煉學(xué)生的互幫互助和自主動手能力，極大提高了學(xué)生的主觀能動性。

4.6 數(shù)據(jù)報表

雨課堂可以提供電力電子技術(shù)課程整個學(xué)期的數(shù)據(jù)分析。課前學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，課堂學(xué)生的回答問題情況與課后學(xué)生的作業(yè)情況等，幫助教師量化分析每位學(xué)生的情況。高校課程教育不再是“大鍋飯”。班級每位學(xué)生的薄弱知識環(huán)節(jié)通過雨課堂的數(shù)據(jù)報表，直觀地展示給任課老師，不僅便于老師課后微信及時推送給相應(yīng)同學(xué)重點知識，更能給期末考核依據(jù)提供有利支撐。

5 結(jié)語

本文根據(jù)順應(yīng)現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，結(jié)合雨課堂軟件，將學(xué)生的手機(jī)變?yōu)閷W(xué)習(xí)工具。分別通過翻轉(zhuǎn)課堂，及時對學(xué)生進(jìn)行評價，充分進(jìn)行師生互動，多元化進(jìn)行考核，量化分析學(xué)生整個學(xué)期的學(xué)習(xí)情況五大改革方法。打破了傳統(tǒng)式電力電子技術(shù)課程教學(xué)模式，研究出基于雨課堂的線上線下混合式教學(xué)模式，調(diào)動了學(xué)生對于晦澀理論知識的學(xué)習(xí)興趣，全方面考核了學(xué)生對于知識的掌握情況，鍛煉了老師的線上線下混合教學(xué)能力，真正地把學(xué)生培養(yǎng)成網(wǎng)絡(luò)時代發(fā)展下的應(yīng)用型人才。