融合信息技術的“汽輪機原理”教學探索實踐

董向元 葛曉霞 王毅林

(南京工程學院能源與動力工程學院，江蘇 南京 211167)

0 引言

在教育教學中全面深入運用現代信息技術是我國教育改革的發展大計，因此，近幾年，國家相繼出臺了一系列相關政策。 2012 年，教育部發布了《教育信息化十年發展規劃 （2011—2020）》， 開啟了教育信息化1.0 時代；2016 年，教育部在《教育信息化“十三五”規劃》 中強調深化信息技術與教育教學的融合發展；2018 年，教育部出臺《教育信息化2.0 行動計劃》，探索信息時代教育治理新模式，并將在《十四五教育信息化規劃》中深入實施[1]。 可見，推進信息技術有效融入教育教學勢在必行。

而如何將信息技術與教育教學深度融合，讓信息技術更好地為教育教學服務，是需要在實踐中不斷探索和完善的，國內外教育工作者對此做了很多研究和努力。 國際教育界對以美國為代表的“E-learning”實踐進行深入反思后提出“混合式教學”[2，3]。 緊隨其后，2003 年在南京召開的第七屆全球華人計算機教育應用大會上，北京師范大學何克抗教授介紹了混合式教學理念（BL-Blended Learning 理念）[4]，即將傳統課堂和網絡平臺教學有機結合，實現優勢互補。 但信息技術的發展是迅猛的， 教師對于傳統課堂教學駕輕就熟，而對于網絡平臺教學需隨技術的進步不斷嘗試和更新。 網絡教學優勢明顯，突破了空間和時間界限，教師可利用多種技術平臺，設計教學環節，可根據當前學生感興趣的方式呈現教學內容，可以沖關的方式對學生進行過程考核，可以調動學生探究和創新性思維為目的，引領學生利用信息技術，延展學生的知識網絡，激發學生的求知欲和挑戰欲，實現師生良性互動，引導學生處處可學、時時可學、自主想學，充分發揮教師主導地位和學生的主體地位，從而實現教與學的有機結合，實現教育質量的高效提升。 但網絡在線教學也有其弊端，不利于教師監控學生學習過程，不利于培養師生感情，不利于培養同學之間在現實世界的溝通協作精神等。 因此，急需在實際教學過程中深入摸索現代信息技術與教育教學的良好嵌合以達無縫銜接模式。

基于此，響應信息化教學的實際需求，本文以“汽輪機原理”課程為例，從教學手段、教學策略和考核方式等方面， 探討如何在教學過程中深入融合信息技術，以期尋求“互聯網+”條件下教學新模式的突破和教學效果的收獲。

1 教學手段與信息技術深度融合

教學手段即師生教學相互傳遞信息的工具、媒體或設備，隨現代信息技術的發展和普及，再也不是粉筆與黑板的組合， 也不局限于教學多媒體設備的應用，廣闊的網絡世界和豐富的網絡平臺以及林林總總的軟件成為傳遞信息更好的幫手， 既打破了時空界限，又可形聲兼備，極大提高了效率，降低了成本。 如能正確運用現代化技術手段，可大大提高知識傳播的廣度、深度和接受度，創新性提高教育教學質量。 尤其在特殊時期， 比如2020 年上半年我國新冠肺炎疫情期間，現代信息技術為停課不停學提供了保障，也為探索線上教學新模式提供了有力參考，純網絡空間教學工具的有效利用，對教師有效驅動和監督與學生高度自制提出了挑戰，經過半學期的純在線教學摸索和經驗總結， 再次驗證虛擬空間和現實教授相結合、相促進的混合教學模式將是未來發展方向，同時也積累了部分現有網絡平臺的使用經驗。

以“汽輪機原理”課程為例，主要探索利用以下信息技術手段：（1）騰訊平臺、騰訊qq 普及度較高，學生習慣使用，方便構建課程群，可用于布置預習和復習知識點，學生有疑問也可隨時上傳，教師采取錄制視頻或留語音或留文字圖片進行及時解答。 對于問題比較集中的知識點，也可采取開騰訊會議的方式進行在線講解答疑，此工具利用率較高，效果相對較好。 （2）超星學習通，便于教學過程管理，用此軟件創建教學空間，使用打卡制度和作業提醒，用于學生進行知識檢測，對作業的正確率進行記錄、分析。 （3）中國大學MOOC 慕課，豐富的在線開放課程，可用于學生預習和擴充學生的知識量，開闊學生眼界。 （4）屏幕錄制軟件，將難點錄制視頻配上語音講解，用于學生有需要的時候回看和理解相關知識。 （5）數字化圖書館，為增加學生對知識深度挖掘的驅動力， 課堂針對有助于理解知識脈絡的點預留思考題，鼓勵學生檢索查找，自己組織形成答案。 （6）百度搜索等網絡平臺，搜集與教學目標契合的、有視覺沖擊的圖片和視頻，有效加工編輯，使知識更加豐滿、直觀和立體，可用于課堂教學。

2 教學策略與信息技術深度融合

教學策略設計關乎整個教學秩序和教學效果，是教師主導和學生主動的關鍵部署，教師應充分了解所授課單元現有的信息資源，始終堅持以學生為中心的指導思想，優化、遴選甚至重新設計加工適合授課對象的信息素材，引導學生正確、有效和有選擇地利用網絡空間，驅動學生有目標地進行課前預習、課堂思考和課后檢測，同時有組織和靈活地把握過程操作性和學習有效性。

以“汽輪機原理”課程為例，這門課是能源與動力工程專業的主要專業課程， 授課對象是大三學生，其已具備專業基礎知識，通過認識實習對火力發電廠生產過程和汽輪機等主要電廠設備有了初步認識，但汽輪機設備龐大、結構復雜，學生學透其工作原理有一定難度。 為能實現教學目標，讓學生最后將汽輪機工作原理、 基本結構和計算方法形成知識網絡有效掌握，需要教師精心設計安排各個教學環節，將現代信息資源深度融入整個教學過程，為學生提供多角度和多方位的學習手段，將難點形象化、重點直觀化、基本知識趣味化。 具體設計體現在課前預習、課堂講授、課后鞏固和知識回顧總結。

（1）關于課前預習，比如在講述凝汽設備的工作原理部分，第一步，教師首先將教學目標掌握凝汽器真空的成因導入騰訊課程群，同時設置思考題凝汽器為什么會形成高度真空？ 在學習通中上傳題量不大但能引導學生有重點預習的測驗題；第二步，教師建立了學習通授課視頻資源，同時將經過篩選的網絡課堂資源（如中國大學MOOC 慕課）推薦給學生，學生可以根據自己的需要選擇性利用相關網絡資源，對即將學習的內容有所側重地隨時隨地預習，充分調動學生的主觀能動性，教師通過學習通學習時間、完成進度及測試完成正確率等統計數據，充分掌握每個同學的自主預習情況，提高信息資源利用成效性，同時也便于對課堂教學內容的整體把握。

（2）關于課堂講授，即課程內容的精心呈現，無論采取何種技術手段， 課堂組織都是最重要的教學環節。 結合教學目標和預習情況，教師依據學生的接受度和興趣點以及知識的直觀立體傳達，用現代信息手段搜集、整理相關素材，將圖片、電子雜志、Flash 動畫、視頻和工程案例深度融入教學課件，給學生視覺的沖擊和對重點知識系統認識的升華。

在“汽輪機原理”課堂講授過程中信息技術融入主要圍繞學生知識體系構建、工程能力培養、教學內容延展和家國情懷塑造四個方面。

學生知識體系構建：如講述汽輪機汽封相關知識時，教師通過中國電力網、東方汽輪機有限公司官網等搜集整理素材，將新型汽封結構以微視頻、動畫和清晰圖片形式導入，短小精悍的直觀講解，讓學生對汽封型式和結構有了全面深刻地認識。

工程能力培養：如講解汽輪機變工況分析、參數變化對機組影響分析、軸封系統分析、末級葉片設計、汽輪機結構、凝汽器等章節，教師通過收集整理工程案例。 結合工程現象和設計問題的分析，尋找與授課內容契合點，讓學生既能充分掌握基本原理，又對原理如何在工程中應用有所涉獵。 在強化汽輪機基本原理的基礎上，加強學生工程觀念的培養。

教學內容延展：在授課過程中，緊密結合近年來我國最新汽輪機發展及設計建造案例，以視頻、動畫及圖片等為載體，引導學生思考結構變革及原因。 鼓勵學生為適應行業發展步伐，應密切跟蹤發電企業中成功實踐的前沿創新技術，理解創新、主動創新，緊跟時代步伐，思考未來。

家國情懷塑造：講述汽輪機長葉片時，將某公司葉片加工制作過程、 葉片結構和型式以精致視頻展示，同時在課件中配上音效，拉回并鎖住學生注意力，增加趣味性的同時引領學生反思。 又如講述汽輪機結構時，引入介紹國內燃煤發電領域的標桿項目，通過實例激發學生的民族自豪感。 利用網絡平臺、新聞短視頻等最新的報道， 讓思政和課程內容互相滲透、有效融合。 通過鼓勵學生搜集整理我國火力發電機組其他技術的發展和突破，從而實現課程思政與教學內容的完美結合。

（3）關于課后鞏固和知識回顧，學生知識能力的提高，不僅依賴于課內知識的獲取，更多的是基于自身的積極思考和有效的歸納總結與復習。 為引導學生系統化、自主化學習，同時溫故知新，在“汽輪機原理”教學過程中，教師建立在線電子題庫，將其導入學習通平臺，題目基本覆蓋教學目標中的所有重點，分層次設置難度系數，簡單及適中題目用于考察學生對基本概念、原理的掌握，難題用于引導學生自主探索、思考，同時還可考核學生靈活運用知識的能力。 利用學習通的數據分析，進一步幫助學生認清重點、難點以及存在的問題。 借助思維導圖，整理知識脈絡，引領督促學生將學習的知識從點到面，最后形成知識網絡進行掌握，有利于鍛煉學生的邏輯思維，形成完整的知識體系結構。 教師依據學生任務完成情況和平臺分析，作為教學反饋，以數據驅動，適時調整教學策略，在現代信息技術支撐下，使每個教學環節的設計相互關聯并良性循環發展。

3 考核方式與信息技術深度融合

教學過程中，學生理論課程學習效果考核一般由平時過程考核、實驗考核和期末考核三部分組成。 隨教育的發展和進步，過程考核重要性逐漸凸顯，輔以現代信息技術手段，使科學全方位評價全過程學習效果成為可能。

“汽輪機原理” 教學過程中， 結合超星學習通平臺，構建了多元考核體系。 針對過程性考核，通過發布測試、搶答、問卷等任務形式，記錄學生的出勤、課堂表現、作業完成情況、章節學習情況反饋。 針對每個同學形成課程學習成長過程記錄檔案，記錄他們的學習興趣、困難及相關表現，可有效激勵學生，提高課程學習的參與度。 同時，在線評價平臺具有數據分析全面、評價種類多、實時性好等特點，為教師教學過程中及時掌握不同學生在不同階段的知識水平、難點需求提供了便利，在充分利用實時反饋信息的基礎上，對需要實施的教學策略、教學方法等做出預測、調整。

4 結語

融合現代信息技術，構建新型師生互動模式和教與學新方式，是教育教學發展的必然趨勢，有效促進了教學改革和創新。 本文以“汽輪機原理”課程為例，探索了利用學習通、騰訊課程群、中國大學MOOC 和一些網絡平臺等信息技術手段的教學方式。 形成了課前上傳課件、明確教學重點、學生有目的預習，課堂重點講解，課后在線分層次鞏固的授課策略；完善了課程中復雜設備結構匹配動畫和視頻，工程技術發展與課程思政無縫嵌合，能力提升與家國情懷融合的教學內容；改革了注重預習效果、課后鞏固效果、階段性學習效果、知識脈絡整理能力與期末考試相結合的考核方式。 多方位的實踐與探索，取得了一定成效，但隨信息技術的迅速發展和更新，授課對象的成長環境不斷發生變化，知識的新舊更替一直在進行，信息技術與教育教學的深度融合仍需努力。