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建筑节能技术课程教学改革及实践

摘要:雨课堂智慧教学平台可以为教学过程提供数据化、智能化的信息支持,丰富了教师和学生的互动交流。针对建筑节能技术课程多学科交叉特点,提出了基于雨课堂的教学改革与实践。雨课堂的引入使课堂互动水平得到了较显著改善,提高了学生的学习热情,提升了教学效果。

关键词:建筑节能,雨课堂,教学改革,教学效果

随着中国经济和社会的快速发展,能源消耗日益增大,而在社会总能耗中,建筑的能耗占比迅速增长。据统计,2016年中国建筑能源消费总量为8.99亿t标准煤,占全国能源消费总量的20.62%[1]。在巴黎举行的气候变化大会上,我国曾表明单位国内生产总值二氧化碳排放量要在2030年同比2005年下降60%~65%[2],建筑节能将是我国实现2030年碳减排目标的关键领域。建筑节能技术课程是一门跨学科、跨行业、综合性和应用性很强的专业技术课程,它集成了城乡规划、建筑学及土木、机电、材料、环境、生态等工程学科的专业知识,同时,又与技术经济、行为科学和社会学等密切相关。课程主要讲述规划、设计、施工及运营过程中的节能原理与途径,目的是培养学生建筑全寿命周期的节能理念,使学生能系统地掌握建筑节能技术的基本原理和方法,熟悉建筑节能的相关政策法规,能在实际工程中进行基本的节能设计、施工和运维管理。建筑节能技术的传统授课方法多采用单一的讲授式教学,教师单一地向学生灌输知识,师生互动较少,难以充分调动学生的学习热情,教学效果难以达到预期目标。教育部于2019年出台了深化本科教育教学改革的22条举措,明确提出了“互联网+教育”的课堂教学改革,其核心就是通过信息化手段改变现有的教学模式,真正体现“以学生为中心”的教学理念[3]。移动即时通信应用小程序微信已在高校师生中广泛应用,因而基于微信公众平台的智慧教学工具“雨课堂”的出现,为解决上述问题提供了一个有效途径。

1雨课堂的功能特点

清华大学将云计算、移动互联网、数据挖掘等融入教学场景中,于2016年4月推出了“雨课堂”这一在线教学工具,实现了能向所有教学过程提供数据化、智能化的信息支持的目标[3]。教师和学生可通过雨课堂在课前、课上及课后进行互动交流。

1.1操作简单,师生互动便携

雨课堂是基于幻灯片制作软件(PowerPoint,WPS演示)和微信实现了信息交互[4,5]。软件使用方便,操作简单。任课教师通过雨课堂创建教学班级,实现学习资料推送、通知公告发布、建立讨论区等班级在线管理。学生可以通过微信扫码加入教学班级,这样可以收到教师推送的学习资料、班级通知等;上课时,教师可以随机点名、发送弹幕进行师生互动,学生则可以在手机端对不懂的PPT标注“不懂”,方便授课教师课后了解学生的学习反馈;课程结束后,课件会自动保存在云端,学生可以反复调阅及复习。雨课堂可以方便实现课前推送、实时答题、多屏互动、答题弹幕及学生数据分析等学习方式,且集课件制作、课件推送、自动任务提醒功能为一体,可帮助教师和学生通过互联网实现师生互动。

1.2学习资料制作简便,信息统计全面

雨课堂可以实现在PPT内插入题目、视频、语音以及发送外部链接,学习资料易于制作。雨课堂习题的题型包括单选、多选、投票题及主观题,习题可以在PPT中制作,也可以批量导入Word格式习题。教师可以设置答题时间,可以在课前或课中将题目推送给学生,学生在规定的时间内完成答题,点击提交即可。教师可以实时查看答题的情况,课中可以将答题结果推送到屏幕上,便于讲评。课后,教师进入班级教学日志,就能查看学生签到、习题、试卷、课件推送数据等所有教学相关数据。教师可以将本次课程的小结批量导出。通过对统计信息的分析,教师能够精准掌握学生的学习情况和课程的教学效果。学生在课后都会收到雨课堂自动推送给大家的学习报告,包含整理好的错误习题、不懂课件、收藏课件、课程PPT等,便于分析自己的学习动态。

2雨课堂在“建筑节能技术”课程中的应用

2.1课前预习

教师在课下可以通过雨课堂将课程的基础、可自学的知识点,以学生感兴趣的图片资源、视频、语音、外部链接等形式制作预习课件。例如,在讲解建筑遮阳与自然通风技术时,课下把建筑遮阳、自然通风的基本概念,以及收集到的相关工程案例视频制作成预习课件。在制作视频课件时,雨课堂可以支持多种形式的视频插入,包括学堂在线所有慕课视频,以及来自腾讯、优酷等主流视频网站的网络视频。所有预习素材添加完毕,就可以将预习课件推送到学生的手机端,调动学生的学习热情。学生通过预习可以在正式上课前对本次课的基础知识点有一定了解,教师可以·391·第47卷第12期2021年6月山西建筑SHANXIARCHITECTUREVol.47No.12Jun.2021在手机端查看学生的预习反馈,并通过学生的反馈信息可以了解学生的预习情况,从而在课堂教学过程中可以有针对性地进行讲解。

2.2课堂授课

教师针对课前预习中普遍存在的问题进行讲解,进而引入课堂教学。课堂教学过程中可以穿插讲解目前最新的建筑节能技术及其工程应用相关的视频、网络资源,也可以讲解教师本人开展的相关科研课题或工程技术服务项目,从而拓宽学生视野。例如,在讲解零能耗建筑技术时,以贝丁顿(BedZED)零碳社区为例,通过视频介绍和单项技术详细讲解,使学生了解到如何基于地域气候特征,通过墙体和窗户保温,阳光房利用,太阳能和蓄热建材利用,实现零能耗采暖;通过无动力风帽和热回收实现零能耗通风。学生通过视频观看和教师讲解,再结合一定的师生互动,了解到更多最新的建筑节能技术,培养了学生利用专业知识解决复杂工程问题的能力。此外,教学过程中可预先设置单选、多选、投票题及主观题等测试题,在某一知识点讲授结束后即时推送给学生。课堂测试题为主观题时,可以采取分组答题。测试题设置一定的答题时间,可随堂实时查看学生的作答情况,了解学生对所讲授知识点的掌握情况。答题结束后,可将答题统计情况投屏,并根据学生的答题情况,对共性问题进行集中讲解。在试题讲解时,可以借助雨课堂的弹幕、投票等功能,增加师生之间的实时互动,提高学生参与性与学习热情。如果测试题为主观题时,在课堂主观题分组答题结束后,教师还可以在手机遥控器端答题详情界面发起小组互评。通过小组互评,可以提高学生课堂的参与感,同时也提升了老师教学的效率,从而提高学生学习的兴趣。教师可以根据雨课堂中学生的学习数据,及时对教学内容进行调整,满足学生对教学内容个性化的需求。

2.3课后分析与总结

所有雨课堂创建的教学活动,都会记录学生的学习数据,包含学生签到信息、课堂互动信息(学生发送的弹幕数、投稿数、随机点名的情况等)、课堂习题统计(正确率与错误率)、学生表现(优秀学生与预警学生)等。教师可以在手机上直接查看学生的学习数据,也可使用雨课堂的“批量数据导出”功能以Excel文件格式导出这些数据。教师通过对数据分析了解每位学生的学习进展程度及掌握不到位的部分,进而更有针对性地开展教学工作。例如,根据学生对知识点的掌握程度的分析结果,可以个性化地设计课后作业题,分别推送给不同的学生,提高教学的针对性,并且避免了学生之间抄袭。对于所讲授的知识点掌握较好的学生,教师可以对应布置一些课程拓展作业,进一步巩固所学知识点并拓宽知识面,为学生后续接触实际项目做储备。所有学生课后都能够看到已授课的教学课件、教学总结及所有随堂练习题的整体作答情况,并可以通过雨课堂平台在线答疑功能,进一步归纳应用、查漏补缺,可以更有针对性地开展课后复习。

2.4课程考核和评价

传统的课程综合成绩多数是以学生期末成绩为主,平时成绩和实验成绩为辅。综合成绩是以期末成绩、平时成绩和实验成绩各一定比例计算得到,难以全面而准确反映学生的学习态度和课堂参与情况。而基于雨课堂的教学过程数据记录功能,教师能够获取学生的课前预习情况、课堂互动参与度、课堂测试成绩、课后作业完成情况等,并将这些数据算作学生平时成绩的一部分,从而更加客观地评价学生的学习效果[6,7]。相比于传统的综合成绩计算办法,雨课堂平台的数据一目了然,可以更加客观地评价学生的学习效果。教师根据平台给出了每位学生详细的学习统计信息,可以着重关注表现最优与较差的学生,掌握每位学生的具体学习效果,可以针对性地调整教学内容和进度计划,从而提升工作效率。此外,通过雨课堂教学平台采取各种考核方式,可以实现多角度和全方位地督促学生学习,并在考核过程中锻炼和提升学生的沟通能力、团队协作能力、解决复杂工程问题能力等。

3结语

在“建筑节能技术”教学活动中引入雨课堂授课模式,通过精心设计课前到课后的各环节,改变传统的“以教师为中心”的教学模式为“以学生为中心”的教学模式,并借助雨课堂的个性化、数据记录等功能,及时了解所有学生对课程知识点的掌握情况,及时调整教学内容,满足学生个性化培养的需求。雨课堂的应用大为改善了师生互动程度,有效地激发了学生的学习兴趣,明显提高了学习效果,为学生后继学习及将来就业奠定良好的基础。但建筑节能技术课程是一门跨学科的专业性课程,雨课堂的应用仅仅只是一种教学手段,要提高学生对课程的学习兴趣,以及提升课程教学效果,关键是通过雨课堂对教学环节进行合理设计,针对学生随堂学习效果合理安排教学内容及控制教学节奏,才能真正提升建筑节能技术的教学质量。

参考文献:

[1]中国建筑节能协会能耗统计专委会.2018中国建筑能耗研究报告[J].建筑,2019(2):26-31.

[2]薛睿.《巴黎协定》格局下的中国碳市场应对[J].生态经济,2017,33(2):45-48,128.

[3]涂璟,李明.基于“雨课堂”的教学模式设计与实践———以森林生态学课程为例[J].现代农业科技,2020(18):250-252.

[4]吕俏,张智.雨课堂在大学物理实验教学中的应用[J].中国信息技术教育,2017(5):96-98.

[5]张雷,黄志敏,张荣,等.基于雨课堂的大学物理课程问题导引型教学模式的构建[J].教育教学论坛,2020(52):230-231.

[6]姚洁,王伟力.微信雨课堂混合学习模式应用于高校教学的实证研究[J].高教探索,2017(9):50-54.

[7]吕晓欣,刘良,王丽梅.基于雨课堂电化学与电池技术课程混合式教学改革的探索[J].教育教学论坛,2020(52):140-141.

作者:郑文亨 单位:桂林电子科技大学建筑与交通工程学院

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