信息技術在本科教學中的創新應用

朱立達 李宗元 鞏亞東 史家順 林君哲

摘 要 以機械制造技術基礎課程為例，介紹二維碼視頻、藍墨云班課、3D打印技術在本科教學工作中的應用，并通過成績分析說明這些創新應用的具體效果。

關鍵詞 信息技術；本科教學；二維碼視頻；藍墨云班課；機械制造技術基礎；混合式學習；MOOC

中圖分類號：G642 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）23-0032-03

1 信息技術的發展及其對本科教學的影響

隨著世界進入信息時代，越來越多的領域在信息技術發展的沖擊下不斷變革、不斷發展，教育領域也是如此。因此，將信息技術與教學工作相結合，是目前教學發展的首要目標。教育部出臺的《教育信息化十年發展規劃（2010—2020年）》中著重強調信息技術與教育深度融合是實現教育信息化的有效途徑[1]。教育領域的學者們對信息技術在教育領域產生的影響進行了多方面的研究，例如：杜世純等人認為，運用互聯網和信息技術的混合式學習，融合了面對面學習與在線學習的優勢，實現了兩種學習方式的并存[2]；梁林梅等認為，利用網絡學習來滿足越來越多樣化的學習者需求，已經成為眾多高校的必然選擇[3]。

很多學者從理論的角度論證了信息技術對本科教學的積極影響。尹邦旭等對教學信息化發展歷程的總結為：以多媒體為代表的計算機輔助教學階段；以互聯網發展為基礎的計算機輔助學習階段；以OCW（開放課程）為代表的全球教育資源共享階段；以MOOC（大規模在線開放課程）為代表的信息新技術應用階段[4]。而在大多數本科教育教學工作中，對信息技術應用較為熟練的，還僅僅停留在多媒體教學這一層次。

2 信息技術在本科教學中的應用

信息技術作為信息時代的核心技術，在本科教學中的應用通常卻較為僵化。想做到信息技術與教育的深度融合，不是依靠一般的技術應用，而是信息技術與教育教學的相互滲透、相互促進，是將信息技術融入整個教學環節中[5]。下面以東北大學機械制造技術基礎課程教學為例，分析基于信息技術的一些新應用、新思路。

二維碼視頻 二維碼是近年來智能手機終端上非常流行的一種編碼方式，但作為互聯網的新入口，卻很少應用于教育教學事業中。

機械制造技術基礎課程所用教材于2017年上半年進行了更新。在這次更新中，不僅增加了機械制造發展相關的數據以及諸多具有說服力的圖表，出版了配套的習題集，更重要的是教材添加了知識點二維碼視頻功能，將二維碼印刷在重點難點章節附近，通過掃碼可以觀看相關的教學視頻。該功能主要用于學生在課下進行預習或復習時遇到難以理解的知識點，可以利用手機進行自主學習，從而提高學習效率，提升學習興趣。

與傳統教學相比，這項創新打破了傳統教學強調的圍繞教師建立教學體系、固定課堂為教學地點的束縛，當學生在學習過程中遇到需要講解的問題時，可以通過觀看視頻得到解惑，在不占用教師課余時間的情況下，解決了教師與學生互動機會少的問題。觀看教學視頻進行學習的高度自由化，改變了學生只能在課堂上學習的情況，削弱了時間、空間對學習的影響。

與MOOC相比，采用二維碼視頻功能的優勢包括：所有的二維碼都印刷在相應知識點小節標題右側，方便查找且與教材聯系緊密；可以做到知識點對接講解，而不是像MOOC那樣要將一節甚至一門課從頭看到尾，相比之下針對性更強；所有的二維碼視頻均為本校任課教師錄制，與課

堂、考試內容結合度高，學生也不必重新適應不同教師的講課教學方式；作為一種輔助教學手段，并不會對高校原本的教學工作產生沖擊，而是進行補充。

但另一方面，二維碼視頻功能也存在一些缺點，例如：只有教材重新出版或重新印刷時才能夠將二維碼加進去，而在大學本科教學中，很多學生會使用循環教材或購買舊書進行學習，這對二維碼視頻功能的推廣存在較大干擾；二維碼所鏈接的視頻需要任課教師錄制，增大了任課教師的教學工作量。

藍墨云班課 藍墨云班課是一款基于移動設備或個人電腦的移動教學助手軟件，其應用模式較為簡單，只需教師事先在該軟件中創建自己的班課，應用將自動生成“班課號”；學生下載并安裝該應用后，只需輸入該“班課號”即可加入相應的班課。藍墨云班課有機結合了網絡教學平臺和移動社交媒介應用于混合式學習的優勢，規避了兩者的不足[5]。在機械制造技術基礎日常教學中，任課教師可以大膽使用該應用。

藍墨云班課根據其便于管理、便于展開互動、激發自主學習興趣、學習進度跟蹤評價的設計理念，提供了下面一些功能。

1）快捷簽到。該應用提供簽到功能，整個點名簽到過程被極度簡化。以機械制造技術基礎課程為例，每個課堂約有120名學生參與，點名耗時由20分鐘縮減至一兩分鐘甚至幾十秒，給教學留出更多時間的同時完成對學生的出勤考查。不僅如此，傳統點名方法存在的一人替多人答到的作弊現象也不會存在，使得點名簽到成為一件有趣的課堂活動，提高了學生的積極性。

2）課堂互動。在課上，當教師提出問題后，不僅可以讓學生在藍墨云平臺上舉手回答，或是直接點名回答，還可以采用搶答等緊張刺激且無法出現在傳統教學課堂上的回答方式，既提高了課堂教學效率，又激發了學生的學習興趣。在課下，藍墨云平臺提供了更好的教師與學生、學生與學生之間的交流溝通機會，教師還可以利用該應用組織答疑。

3）發布學習通知和資源。教師所發布的所有課程信息、學習要求、課件、微視頻等學習資源，都可以即時傳遞到學生的移動設備上，從而增強學生學習過程中對移動設備的利用率。同時，由于應用具有推送消息提醒的功能，因此可以提醒學生按照進度要求進行自主學習。

4）學習進度跟蹤評價。通過記錄學生平時發言情況、隨堂測試成績等數據，可以實現對每位學生學習進度的跟蹤和學習成效評價，學期末可以得到每位學生的數字學習評估報告。

3D打印技術 3D打印無疑是現階段關注度最高的技術之一，將3D打印技術引入信息技術型課題，以對課程內容進行完善和補充，便于學生對某些難以想象的模型加以理解。機械制造技術基礎課任課教師利用3D打印技術，在講解刀具角度與標注相關知識時，可以放大打印刀具模型，不再僅僅依靠語言、圖片、視頻等間接的方式進行教學，而是利用3D打印模型教具作為補充，一舉解決相關的重點難點。

如圖1所示車削教具，展示了車削時刀具與工件的相對位置關系以及切削方式。圖2教具則展示了刀具的主要參考平面，其中褐色為基平面Pr，黃色為切削平面PS，白色為主剖面P0，在此基礎上再對各平面參考系內的標注角度進行講解，同時與教材中的傳統圖片注釋相互補充，既能較為精確地描述刀具的五個基本角度，又能以三維模型進行直觀展示，解決了學生學習時難以理解、難以想象的問題。

除此之外，任課教師在夾具設計及裝配等內容上也可以為學生提供3D打印模型，進一步增強學生對知識點的理解和興趣。

3 在本科教學中的實際應用效果

通過統計參加2017年機械制造技術基礎課程期末考試的18個班級、527名學生的試卷成績數據后，任課教師對其進行統計學數字特征分析，并與往年學期末學生試卷成績數據統計分析結果進行比較。其統計分析結果顯示，分數值基本屬于正態分布，絕大部分成績分布在平均成績附近，說明試題難易程度合理，考查出學生的實際水平。如圖3所示，平均成績77.5分，將近68%的學生集中在70～89分；各班級成績方差133.9，標準差11.6，說明學生成績分布范圍較大，主要因素為個別學生分數過低；但不及格僅占3%，說明學生利用本課程所學習基本理論和基本知識分析與解決問題能力相對較好。

根據現存的往年試卷分析顯示：2012年平均68.50分，2013年平均62.26分，2014年平均69.36分。相較之下，2017年首年在考研之前進行期末考試，很多學生要在準備考研的同時對機械制造技術基礎課進行復習，最終卻取得平均成績77.5分的飛躍式進步。通過對分值標準差的比較可以發現，與往年試卷難度相差不大。因此，造成平均分較大差異的原因除了教材內容更新、出版配套習題集以外，在本科教學中應用智能手機進行輔助教學的因素占了較大比例。

4 結語

本文提出的幾種信息技術在本科教學中的創新應用，都是基于信息技術的發展，對傳統本科教學手段進行的創新，同時是對傳統教學的一種補充，二者在教學實踐中能夠較為完美地融合在一起，取精華、去糟粕，將諸多優點有效地保留，對一些難以克服的缺點進行相互補充完善，從機械制造技術基礎這門課程的考試成績這一直接現象上的反映來看，其確實對本科教學工作帶來較大幫助。

另一方面，不論是二維碼視頻功能、藍墨云班課，還是3D打印，也都存在其自身的一些不足之處，如二維碼視頻功能的發揮需要教材重新出版或印刷，錄制二維碼視頻會增大任課教師的教學工作量。

在目前信息技術的不斷發展進步下，本科教學工作的改革勢在必行，但任何創新的應用推廣都不是一朝一夕之事，其涉及因素眾多。本文僅以機械制造技術基礎課程為例，簡述在教學中對新技術應用的嘗試，為優化和推進高校本科教學改革工作略盡微薄之力。

參考文獻

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