基于雨课堂的互换性与技术测量教学资源开发*

张慧丹 李纬华

广东技术师范大学 广州 510665

0 引言

“互联网+”时代背景下，借助手机、电脑等移动智能终端设备可进行各类教学资源整合，实施网络授课、线上教学、混合教学等。雨课堂作为一种智慧教学工具，通过技术手段把信息化教育与智能移动终端相连接，构筑师生教与学的交流平台，构建课前、课中、课后三大框架组织教学。同时，雨课堂自身具备数据统计、自动生成教学报告等功能，可提供直观清晰的数据支持，可全面掌握课堂教学实施效果和学生学习效果，增强教学活动的完整性和立体性。

1 互换性与技术测量教学现状

互换性与技术测量课程作为高等院校机械类、精密仪器类等专业重要的专业技术基础课，主要研究机械零件几何量的精度设计以及常用的检测原理[1]，涵盖机械设计、机械制造、质量检测、生产制造等方面的知识，是一门综合性较强且理论与实践高度结合的课程。从专业课的角度来看，该课程具有符号代码多、专业术语多、标准规定多，逻辑推理少等特点。课程学习任务以理解几何精度设计、学习极限配合的基础理论、掌握几何精度相关测量技术的基本技能为主。

随着新工科教育培养方案的修订，该课程的学时被压缩[2]，以广东技术师范大学机电学院为例，互换性与技术测量被缩减为32 学时（理论28 学时、实验4 学时）。在教学内容不变的情况下，传统教学方式难以实现良好的教学效果、难以培养创新型人才。本文基于雨课堂教学平台合理地开发教学资源，辅助传统的课堂教学，既能灵活教学、有效缓解教学压力，又能增强学生学习的自主性、改善学习效果，从而更好地开展互换性与技术测量教学。

2 互换性与技术测量教学资源设计与开发

2.1 教学资源设计

鉴于互换性与技术测量课程的特点，考虑学生想象力、理解力、记忆力等存在差异，本文将课程资源开发设计为课堂学习和课外自习两个模块，如图1所示。课堂学习以教师授课为主，针对重难点进行分层讲解，搭配动画、视频等将抽象难懂的概念生动有趣地表现出来，同时借助雨课堂将学生掌握与没掌握的内容标记出来，并通过随堂检测直观了解学生的学习情况，进而把握课堂节奏，提高课堂学习效率。课外自习以学生自发学习为主，对非课堂任务，如课前预习、课后复习及非重点知识，进行自主学习。课前预习是通过对预习课件的学习提前熟悉课堂学习内容，提炼疑难点在课堂中答疑，这样可很大程度提高课堂学习效率。课后复习是通过微课学习巩固知识点，完成相应的课后习题以检测知识掌握程度。自学课件供学生自主学习非重点知识，了解相关内容即可。

图1 教学资源设计结构框图

2.2 教学平台及软件

2.2.1 雨课堂教学平台

雨课堂是基于Microsoft PowerPoint 软件的智慧教学工具，其实质是一个插件，其功能主要分为两部分：一是针对教师端制作以及发布方面，二是针对学生使用情况方面。教师可通过电脑端雨课堂插件使用雨课堂的制作功能，利用手机微信端进行教学信息、教学任务的发布和课堂控制；学生通过手机微信端小程序使用雨课堂，进行课件学习、课堂答题、课后复习。同时，雨课堂自身的数据采集功能可帮助教师分析课堂数据，量化分析课堂教学效果和学生学习情况，从而进行精准教学。

2.2.2 Flash 动画软件

Flash软件作为一种常见的动画设计处理软件，其操作简单，具有丰富的外部素材库。一般将图像导入后添加文字、声音等素材，运用动画处理技术即可制作一段短动画文件。Flash 动画软件适用性较高，不同类型的文件都可导入Flash 文档中，教师可添加教学资源到Flash 文档中进行整合利用，丰富动画内容的同时也节省动画制作时间。

2.2.3 Camtasia Studio 软件

Camtasia Studio 软件是由TechSmith 公司开发的一款屏幕录制处理软件，集视频播放、屏幕录制、影音剪辑等功能于一体，具有强大的视频编辑处理功能。该软件的素材库资源丰富，内置多种动画、特效及音乐，使得在线开放课程资源制作与处理极易上手。对于非计算机专业出身的任课教师来说，该软件极大地缩短了视频处理时间，从而使其能够将更多的精力放在课程设计上。

2.3 教学课件开发

2.3.1 预习课件开发

课前预习主要是提前熟悉课堂教学内容、自我消化吸收基础知识、标记疑难点课堂解决。预习课件一方面有助于培养学生自主学习、独立思考的能力，另一方面能激发学生探索知识的兴趣，培养良好的学习习惯。预习课件针对章节的重点内容以通俗易懂的形式呈现出来，引入贴近生活的实例化抽象为具体，使理论概念不再晦涩难懂。在每章预习课件后设置简单习题以检验预习情况，教师可在雨课堂后台查看答题数据，根据预习情况调整教学方法、教学内容和教学进度。

2.3.2 授课课件开发

授课课件主要是对重难点进行逐一攻破。由于学习内容多、强度大，部分学生难以跟上教师的授课进度。针对这种情况，笔者在授课课件的制作上增加了动漫元素，配以动画视频逐步剖析难点，化抽象枯燥为清晰有趣，同时，在课堂上借助雨课堂设置讨论题或问答题，让学生闯关完成任务，既能及时检测学习成效又能活跃课堂气氛。

2.3.3 自学课件开发

在课堂授课的基础上针对每章中非重点的教学内容制作自学课件。该部分教学内容相对简单但知识点零散，为明确学习内容，在课件制作上添加了思考任务，通过任务驱动法由浅入深地引导学生独立思考，针对自主学习无目的状态，将章节内容按照星等设计学习任务，学习任务见表1。另外，设置典型习题供学生自我检测。自学课件资源容量相对较小，学生可利用碎片化时间自主学习，提高实施学习计划的灵活性。

表1 部分自学任务

2.4 动画制作

利用Flash 软件进行动画制作。动画可将平面转化为立体，将晦涩难懂的理论以动态过程全方位进行演示，增强教学的直观性和趣味性，特别对互换性与技术测量这类理论和概念偏多的课程具有显著的效果。在制作几何公差这一章节的动画中，运用Flash 软件中的移动、变形功能，配合创建传统补间、补间形状等功能，再经过调整时间轴和各关键帧的位置，实现整个动静转换的过程。由此可将公式概念、图形符号化静为动，以动画的形式逐步演示是什么、为什么、怎么用，从而加深学生对重难点的理解。比如，在测量跳动公差中的径向圆跳动时，可由左侧放置的原始静态几何公差图为基准，逐步将基准轴线、测量平面以及被测轮廓等要素进行动态分离，在测量平面上生成基于基准轴线的限制误差的同心圆区域，即可实现化静为动、化枯燥为有趣。

2.5 微课制作

2.5.1 微课的设计

微课（micro-lecture）以其时间短、内容精、资源容量小等优势在教学中得到普及[3]。学生可利用碎片化时间进行知识的学习和巩固，达到课前自主预习和课后自主巩固的目的。微课制作根据课程内容的难易程度分为动画微课和录屏微课。

1）利用万彩动画大师制作动画微课。动画微课选择枯燥抽象的重难点概念，通过动画角色模拟教师讲解，各类特效辅助图文展示，将晦涩难懂的专业术语用通俗易懂的方式表达出来，如几何公差中的基本术语——最大实体尺寸、最小实体尺寸等概念，如图2所示。

图2 动画微课截屏

2）利用Camtasia Studio 制作录屏微课。录屏微课针对难理解的计算公式及图形符号，由教师根据课件内容亲自讲解，利用幻灯片的画笔功能圈点重点知识。将录制好的视频加以完善，分别编辑画面轨道和音频轨道，增加动画、音效或者必要注释，使得录屏微课视频更加自然流畅。该课程第一章的极限偏差的计算和第三章的几何公差带的定义采用屏幕录制的方式制作录屏微课，如图3所示。

图3 录屏微课截屏

2.5.2 微课内容的安排

微课作为课堂内容的连续和延伸，其内容的选取以重难点知识为主，具体微课内容见表2。

表2 微课内容安排

2.6 习题制作

习题是检验学习效果的基本途径，利用雨课堂插件“我的试卷库”制作每一章节的习题。根据该课程教学大纲的要求和教学目标，客观题以选择题、填空题为主，用以检验基础概念的理解及简单计算能力；主观题以计算、分析和标注为主，用以检验综合应用能力。习题的制作根据课程章节的划分而定，重点章节如尺寸精度设计、几何精度设计、表面粗糙度和尺寸链等制作完整的习题集，非重点章节选取重点内容制作相应习题以便课后自学。在课程制作过程中，将第一章“孔与轴的极限与配合”、第三章“几何公差及检测”作为重点章节，制作了题型较为完整的习题集，其他章节则是针对重难点内容有针对性地制作习题集。将制作好的习题上传到雨课堂试卷库中形成移动学习库。

3 基于雨课堂的教学资源整合

雨课堂作为引领互动课堂的智慧教具可提供多维度智慧教学功能，能够在课堂教学中实现同步课件、课堂答题、“弹幕式”讨论等新型课堂互动形式。将各类教学资源整合到雨课堂中，便可实现课前、课中、课后高效灵活教学。

课前，教师在雨课堂小程序中创建班级，通过邀请码邀请学生加入到课程中[4]，发布课前预习任务，新建课件后导入课前预习课件再推送给学生客户端，从而推进学生课前自主学习。通过任务驱动的方式，引导学生独立学习微课内容并完成对应的学习任务，让学生对课堂学习内容形成初步的认识，从而促使学生在课堂学习中更有针对性地解决疑惑，提高学生注意力的同时大大提高课堂效率。

课中，教师可针对学生在预习或授课中的疑问开启课堂弹幕、投稿功能，将传统课堂转化为“弹幕式”讨论课堂，时刻了解学生的问题和想法，增加课堂互动的趣味性。为掌握课堂学习情况，在雨课堂中设置相应的习题推送，学生在规定时间内使用手机微信端的雨课堂完成答题，及时检验其对知识的理解程度，从而打造个性化教学课堂。

课后，教师可对已实施教学的知识点推送微课视频链接和课后习题，发布复习公告，推进学生复习巩固，深化知识内容[5]。另外，雨课堂将带有自学标识的自学课件推送给学生自主学习，利用雨课堂自动生成的教学日志，形成自学课件的资料库。在自主学习过程中，学生可在雨课堂的讨论组中发布自己遇到的问题，与同组的同学讨论交流，培养学生集体讨论的意识。

雨课堂强大的数据处理功能可帮助教师实时掌握教与学的状况，从而调整教学安排，进一步提高教学质量。雨课堂可帮助教师直观掌握每节课生成的教学数据，如出勤率、课堂答题情况、预习及自学课件完成度、课后习题作答情况等，通过这些数据不仅能了解班级整体的学习情况，便于教师进行课堂总结和课后反思，还能辅助教师完成考勤及公平判定平时成绩。借助雨课堂的教学数据形成评价反馈，有利于弥补教学中的不足，提升教学质量。

4 教学反馈

教学反馈是提高课堂教学效率、保证课堂教学效果不可缺少的措施，是连接教与学的动态桥梁。基于雨课堂教学平台，教学环节中的各类数据都可清晰地反馈给教师，比如，课堂的出勤率、课件观看及完成度、随堂检测答题情况、课后习题完成情况、演示文档中“不懂”的数量等，教师可根据雨课堂的数据反馈适当调整教学环节，以期达到更理想的教学效果。学生可直观在雨课堂看见自己答题情况和作业批改情况，自查课程内容的掌握程度、班级进度以及自己在班级中所处的位置，能够实现学生的自我反馈，促使学生的自我反思和自我调整。同时，这些教学数据不仅能够显示班级整体的学习情况，还能辅助教师完成考勤、相对公平地给出平时成绩。显然，借助雨课堂的教学数据形成的评价反馈，有利于改进教学，提升教学水平。

5 结束语

本文通过分析互换性与技术测量课程的教学现状，结合该课程的教学特点以及学生自身的特点，借助雨课堂教学平台，对互换性与技术测量课程进行教学资源的设计与开发。从教学平台及软件、教学课件开发、动画制作、微课制作以及习题制作等方面展开教学资源的设计与开发，制作了配合课程教学的课件、微课、动画及习题等全方位多媒体教学资源。基于雨课堂进行教学资源整合，构建了贯穿课前、课中、课后及考评反馈等教学环节的智慧教学平台，实现了课程教学的多元化，改善了教学效果，提升了教学质量。