基于雨课堂的“中长期天气预报与短期气候预测”课程教学模式探讨

杨显玉，张少波，肖天贵

（成都信息工程大学 大气科学学院，四川 成都 610225）

近年来，中国高校大部分采用常规的传统教学模式完成教学，导致教师教学工作量较大，在有限时间段内很难快速高效地完成大量教学任务，而学生的学习兴趣也普遍较低，课堂整体教学效果较差。随着信息技术时代的快速发展，传统教学模式在很大程度上已经难以满足高校教育的需求和培养目标。为了提高“中长期天气预报与短期气候预测”课程的整体教学效果以及充分调动学生的学习积极性，对现有的传统教学模式进行改革与探究。目前，教育界认为，应鼓励全国各高校重点对教学模式手段进行改革创新，而混合教学模式便能有效地将传统学习方式和网络客户端学习的优势结合起来［1］，以培养学生独立思考分析问题的能力。近年来，雨课堂、腾讯会议等一批新的教学工具在各大高校投入使用，成为提升课堂教学质量和改善学生学习效果的重要途径［2］。通过将多种创新教学模式对比后发现，以2016年清华大学与北京学堂在线共同研发的雨课堂最具代表性，它不需要缴纳昂贵的教学费用，并且教师通过智能手机就能轻松完成教学任务。开展混合教学模式的教学改革效果非常明显，其以教师为主导、学生为主体的新型教学模式在教学资源、教学效果、师生交流等方面有了很大程度的提升，深受教师与学生的青睐。因此，本研究在“中长期天气预报与短期气候预测”理论课程教学的基础上，通过引入雨课堂探索混合教学模式的高效应用在现阶段高校教育中的重要意义。

一、雨课堂简述

雨课堂是21世纪大数据时代背景下产生的一种免费的、智能的新型教学工具，是2016年由清华大学在线教育办公室与北京学堂在线联合研发推出的智慧课堂教学工具。雨课堂具有强大的教学功能，可以通过手机客户端将教师和学生联系起来，让师生在课前、课上和课后三个环节中进行充分的互动与交流，通过改变学生的学习方式，给学生营造不同于传统教学模式的积极互动的学习环境，使每名学生都成为课堂学习的主角。具体来讲，雨课堂教学模式有以下几点优势：（1）雨课堂是一款无需额外费用的教学软件，能在使用过程中节省大量教学成本，并且教师主要使用手机端借助PPT和微信就能完成各种操作，这对于大多数教师来说都能熟练掌握。（2）在教学过程中，学生遇到无法理解的知识点可以通过雨课堂平台及时向教师进行提问，教师可根据电脑端显示的各项反馈数据进行汇总统计，从而了解到每一名学生的学习动态，进而进行必要的指导。（3）在课程学习中，学生通过手机端雨课堂可以在课前提前获取教师推送的各种相关章节的学习资源，然后根据自身情况分配调整学习时间，并随时随地进行课程的学习和讨论，实现化整为零的碎片化学习，大幅度提高了学习效率。此外，后台大数据可详细记录每名学生该课程的学习情况，包括视频的具体学习时长以及课程学习次数等信息，同时学生还能在平台上收藏保存重点内容，以便根据自身情况进行必要的课后复习［3-4］。据我国教育部统计数据可知，在受到新冠病毒感染疫情影响后，全国有1 300多所高校引入雨课堂进行教学，累计使用时间长达750多万个小时［5］，在很大程度上推动了我国各高校教学模式的改革创新。

二、“中长期天气预报与短期气候预测”课程教学现状及雨课堂在教学中的应用

“中长期天气预报与短期气候预测”是大气科学专业本科生的核心必修课程，总学时数为48学时的理论讲授课，是现代天气预报业务的技术基础。它具有跨学科的特点，是依靠多门学科渗透和交叉发展起来的，并且其教学内容较多，理论性较强，是一门综合性、应用性很强的课程。该课程的讲授内容共有七章，包含了中期天气过程特征分析及模拟预测、长期天气过程特征及天气预报、大气环流变化、海气相互作用和陆气相互作用等内容。因此，综合课程的内容包含度可以看出，课程学习具有一定的突破性，学生需要对相关科目的知识有一定的了解。在传统教学过程中发现，该课程存在以下问题。（1）学生接受知识的效果差异较大。教师在2小时的线下讲授过程中很难注意到每名学生的学习情况，而学生课后需要花费可能超过1个小时的时间来消化，并且遇到重点及难点还可能会出现滞后的情况，导致学习难度增大，在有限时间里学习效率普遍较低。（2）学生课堂积极性和参与性较低。一些学生在课堂上玩手机并没有认真听课，这使得学生课堂参与度不高，即使教师向学生提问，也只有部分学生愿意与教师保持互动。这种传统教学模式形式单一，不能很好地吸引学生，所以课堂互动方式有待改进。（3）学生在学习过程中的课后练习不足，学习效率较低。由于课堂教学时间有限以及受到学校培养方式的限制，学生的课堂练习次数较少，并且教师在一定程度上仅向学生传输书本知识，而忽略了学生在课堂上的反应，对于学生在课堂上对知识的接受程度没有一个全方位的了解，只能通过参考结课后的期末考试来评估学生在该学期的整体学习情况。而只通过参考期末成绩分数来评估学习情况缺少一定的准确性，注重结果而忽略了最为重要的学习过程，不能有效科学地反映学生的学习情况。基于上述传统教学方法中存在的一系列问题，本研究经过对该课程的“课堂、教材、教师”三中心传统学习模式的改变，结合清华大学的雨课堂智慧教学模式的强大功能，建立混合教学模式开展多种学习活动，对“中长期天气预报与短期气候预测”课程内容进行充分改革，有利于师生通过混合式教学的课前、课中与课后三个环节进行多元互动与探究学习，激发学生的课堂积极性，培养学生主动分析问题、解决问题的能力，以期达到提升教师教学效果和提高学生学习效率的目的。

（一）课前预习阶段

学生在课前必须花费充足的时间来预习课程内容，这样雨课堂混合教学模式才能达到较好的效果。教师在课前应根据教学大纲要求引入课程相关视频，包括其他平台教学视频、PPT课件等内容，提前发送到雨课堂教学对应的章节中，作为学生的课前预习材料。同时将章节重点及难点总结成几个思考习题，以“公告”形式上传到雨课堂平台上，提示学生重点关注，引导和督促学生在课前利用零碎时间进行自学预习。此外，教师还可以通过手机端雨课堂及时查看学生的课前预习情况和思考题的回答情况等，通过这种方式可清晰了解学生的预习情况。同时，结合该课程的重点及难点内容合理调整教学节奏，对学生提出的问题进行针对性讲解，大幅度提高了学生对知识的接收率。

（二）课堂讲授阶段

在课堂教学环节中，首先，教师通过手机端登录雨课堂平台，打开教学PPT文件进入授课模式，学生即可通过手机微信扫描雨课堂二维码或直接输入课堂号签到进入班级课堂。同时，教师可以从手机端实时查看学生的签到情况以及在教学过程中查看课堂在线的学生人数，有效地节约了传统课堂点名所花费的时间。其次，雨课堂具有强大的互动模块。在讲授过程中，教师可以随时对所有知识点以提问的方式对学生进行测试，全面了解学生的学习情况并进行针对性的答疑解惑，或采取分组的方式对一些内容进行讨论，加深学生对知识点的理解，以培养学生综合思考以及分析解决问题的能力［6］。此外，学生还可以在平台上通过投稿、发送弹幕及消息等方式对PPT课件内容进行匿名反馈，实现课堂上师生的高效互动。最后，在课程结束时，教师可通过雨课堂平台对各项数据进行统计汇总，了解学生对本节课堂知识点的理解和掌握情况。在整个课堂教学过程中，不仅活跃了课堂气氛，师生之间还能够很好地进行线上互动，避免了传统教学教师单方面讲授的情况，在不断的教学完善中优化了学生的学习体验。

（三）课后复习阶段

课堂教学环节结束之后，教师为了让学生巩固加深课堂所学内容，可以在雨课堂客户端布置大量课后作业和复习任务，要求学生在截止日期前充分利用碎片化时间高效完成，并且设置复习检测试题以检验学生的学习效果，给予学生在手机端查阅详细答案解析的权限。同时，教师还可在平台上设置讨论话题，使学生和学生之间能够进行充分的互动交流，有效地帮助学生解决难题。此外，雨课堂还具有白板功能，教师可对主要计算公式及图示内容通过白板进行推理演示，并且可要求学生对所学知识点以画思维导图的方式对各章节内容进行回顾，使学生能够更加清晰地了解每个章节知识点之间的相互关联性，深刻理解课程的重要内容。通过雨课堂教学平台，教师可依据全程量化的教学数据，包括学生出勤率、答题测试情况及重点及难点内容等，不断调整教学节奏与教学进度，进一步探索优化教改方案，提高学生的学习兴趣，从而提升整体教学效果［7-8］。

三、雨课堂教学效果评价

该评价研究选取了大气科学专业两个班级的学生作为实验对象，并通过对比使用雨课堂前（2019—2020学年）和后（2020—2021学年）两个学年的教学效果进行了综合分析。评价采用多种方式进行，重点对学生的课堂出勤签到情况与课程问卷调查两种形式进行深入研究，基于雨课堂混合式教学得到一个科学、全面的教学效果评价。

（一）出勤率

在教学过程中，两个班级的学生在使用雨课堂平台的学年，出勤率高达98%，明显高于使用传统教学模式的学年（92%）。从结果可以看出，一方面可能与雨课堂的自动打卡签到功能有关，另一方面雨课堂平台的使用与提高学生的学习主动性也有一定的关联。

（二）问卷调查

本研究以发放调查问卷的形式对学校教师和学生进行随机调查，通过向两个班级发放调查问卷100份，回收98份，统计分析师生对使用雨课堂教学模式的认可度和满意情况。问卷结果显示，95%的师生普遍认为，将雨课堂教学模式引入课堂后，很大程度上促进了师生在课前、课中与课后三个阶段的互动交流，很好地培养了学生之间合作交流、共同进步的精神。采用该混合教学模式不仅能够在课堂上形成高效的互动氛围，也方便学生利用雨课堂进行反复学习，提高学生学习的积极主动性和对知识的接受度，同时增强学生对该门课程的兴趣。在课程学习过程中，72.4%的学生在课前会主动对教师发送的内容进行预习，61.8%的学生在课后会主动复习课件内容，90.7%的学生普遍认为通过雨课堂能够明显提升学习效果。此外，学生课后一周在该门课程上花费的时间分别为2小时（25.6%）、4小时（45.7%）、6小时（28.7%）。绝大部分教师（92.8%）也都认可该教学模式，认为该方法顺应了互联网大数据时代的发展，使大学课堂的教学质量进一步提高，但还存在一定的提升空间。同时，该教学模式充分培养了学生的自主学习能力与实践创新意识，无疑是对传统课程教学的一大改革，提升了课程整体的教学效果和教学标准，深受师生的青睐。

四、结果与讨论

雨课堂作为顺应信息技术高速发展的新型教学工具被引入高校课程教学中。通过对“中长期天气预报与短期气候预测”课程的传统教学模式改革后发现，以手机为媒介的雨课堂混合教学模式充分地将教师与学生联系了起来，从根本上转变了学生接受知识的方式，不仅能够向学生提供完整的课程教学资源，还有助于提高学生的学习积极性。学生通过手机终端可以从课前、课中和课后三个阶段进行全面自主的学习，培养学生勇于思考、深入分析和主动解决问题的能力。同时，教师可以利用雨课堂的后台数据进行汇总与分析，进而能周期性地了解学生对知识点的学习掌握情况，并且在必要时组织学生进行讨论与交流，达到对课堂问题及时解决的目的［9］。雨课堂混合教学模式在“中长期天气预报与短期气候预测”课程线上和线下中的应用显著提高了学生学习的效率及师生间的互动性，并进一步优化了学习过程。该模式可在其他更多课程教学中推广使用，并在实践教学过程中不断进行探索并完善，持续推进智慧教学模式的高效开展。