基于超星學習通的“機械設計”課程移動教學研究*

周啟興，羅 松，陳紫微，彭明明，李 兵

（南昌交通學院，江西 南昌330100）

0 引言

互聯網時代，計算機的應用普及推動了高等教育教學信息化的進程，傳統的課堂教學已不能滿足新時代大學生的個性化需求。隨著手機進入高校教室，上課玩手機已經成為常態(tài)，很多高校通過手機袋來限制學生玩手機，但是效果不佳。為了改變這種狀況，利用手機終端進行教學的模式已經成為一種新的主流教學模式，該教學模式已經在很多高校推廣，改變了當今大學課堂教學模式，改變了大學生的學習習慣，但在機械類課程推廣應用的程度還不夠。

“機械設計”是機械類學生必修的一門專業(yè)課，這門課本身比較抽象，它主要要求學生掌握常用尺寸和普通工作條件下通用零件的設計方法，最終培養(yǎng)學生機械設計能力。但是，該課涉及的課程知識非常多，無論是設計要求、門類，還是公式、圖表等都比較多，傳統的教學方法難以讓學生快速掌握這門課的知識。其他很多課程教學和“機械設計”一樣，常常通過單純的PPT多媒體教學，學生的主動性差，導致課堂互動效果不佳。隨著學習通平臺的出現，國內很多高校推出了移動教學改革方案，如受疫情影響，張凱等[1]通過超星學習通，做了線上線下混合教學的“機械設計基礎”課程；盧彬等[2]通過學習通加強了“機械制圖”課程的線上互動和交流；董遠德等[3]利用學習通開展線上活動，為農業(yè)機械類專業(yè)課推出了可借鑒的典型案例；鄭凱等[4]運用學習通的PBL模式進行教學；莫玲等[5]用學習通軟件對“機械工程測試技術”課程教學資源進行了整合；湯玲娜等[6]以學習通為基礎，對翻轉課堂進行了探究，這些研究為本課題提供了思路。課題組通過超星學習通平臺，建立“機械設計”課程資源，包括課件、動畫、視頻、預習測驗、輔導書等，通過尋找適合這門課的移動教學設計，在該課程中開展了移動教學，實現了線上線下相互混合的教學模式，并采用觀察、問卷、對比教學研究，分析了移動教學效果。

1 教學設計思路

教學設計的好壞直接影響教學效果，教學需要結合學生學情、教學存在的問題來設計。為了了解學情和更好地建設課程資源，課題組前期做了相關教學準備工作。一是在進行移動教學之前聯系試點班級，讓學生加入已經建好的課程，并在學習通平臺上建立問卷對試點班級（17機電12班學生）做了問卷調查。該班共81人，調查結果顯示：該班學生先修課程掌握得不是很好，特別是機械原理，大部分學生不會預習機械類課程；由于大部分學生以前沒有接觸過移動教學，本學期他們同意開展移動教學，并且期待好的教學方法。二是通過文獻研究發(fā)現傳統網絡課堂發(fā)展過程中存在兩個問題：線上與線下教學結合不夠緊密，教學信息反饋不及時；課外學習監(jiān)督困難，課堂教學交互困難。為了解決以上問題，課題組從教學規(guī)律出發(fā)，分別在課前、課中、課后、評價四個方面作出了思考。

1）課前：通過教材、互聯網資源收集、篩選和設計優(yōu)質資源，將優(yōu)質資源推送學生，學生在線上預習。通過學習通平臺大數據分析學生的預習情況，教師根據這些情況進行跟蹤，再進行課堂活動交互設計，以便在課堂中進行有針對性的講解。

2）課中：利用學習通的智慧投屏功能，開展智慧考勤簽到，進行搶答、選人等互動；利用學習通統計速度快的特點實時反饋，然后針對難點內容進行重點講解，這樣更有針對性。

3）課后：定期布置作業(yè)，通過線上發(fā)布討論主題實現師生交流，讓師生共同線上答疑，學習通在群聊、討論貼中可以實現此項功能。

4）評價：反思、多元評價、及時總結、完善內容、調整計劃，形成即時反饋機制。

2 教學組織與實施

在學期開始前，根據“機械設計”課程教學目標做好總體教學設計方案，根據教學設計思路，按課前、課中、課后、評價反思安排各項教學活動。

課前主要根據課堂內容做好資源設計和推送，課前在學習通平臺章節(jié)里面插入視頻鏈接和視頻、PPT、配套輔導書、預習測驗、微課視頻、復習講解視頻等。比如，第一章緒論部分提供的視頻是關于弩及古代裝備的描述和發(fā)展內容、地鐵開挖機械如何工作的視頻展示、各種機械仿真動畫等；第二章插入的是手動檔汽車工作原理、汽車傳動原理、直升機如何工作的視頻；第三章引入的是手工制作鐵絲網和一些生活中運用的巧妙機械；第四章展示的是潤滑油實驗視頻；第五章展示的是螺紋加工視頻、螺旋傳動視頻；第六章引入鍵槽加工的視頻；第八章引入帶傳動視頻。這些作為每個章節(jié)的課前知識，在資料里面放入一些有關機械設計的文獻以及與機械設計相關題庫、作業(yè)庫、試卷等。為了將知識點細化，課件按課時分割成微課件，輔導書根據課程章節(jié)內容做成微輔導書，這樣學生不會覺得學習任務過重，而且輔導書對應的內容會讓他們覺得課前預習的內容有針對性，不會覺得無趣和煩瑣，而且有利于碎片化學習。根據分層教學理論，按分層教學設置基礎學習任務點與擴展學習非任務點，基礎學習任務點所涉及的知識是基礎的內容，所有學生必須完成，并且通過系統記錄統計分數，擴展學習非任務點主要針對學有余力的學生設計，特別有些學生需要考研，需要補充和深化內容。為了檢驗學生的預習效果，課題組在研究過程中按章節(jié)設置預習測驗，預習測驗內容是一些普通的選擇題和判斷題，只要學生預習了課件內容，便可以找到正確答案，如：“機械設計主要研究內容是什么？”由于是選擇和判斷題目類型，系統可以自動批閱，快速讓學生和教師知道學生的預習效果，同時也減輕了教師的負擔，教師通過這項任務驅動和數據反饋來設計課堂交互活動。學生完全答對的題目，老師在課堂上不再設置類似問題，學生答錯較多的題目，說明是本次課的難點內容，這時教師需要在課堂上設計相應活動來針對性地講解。章節(jié)內容知識難度由淺入深，并采用闖關模式，一方面確保學生都會去預習，另一方面也保證預習質量。平時還會通過問卷調查學生需求補充資源，比如，學生哪些內容聽不懂的會補充微課或其他輔導內容。在系統中設置了一定的成績權重比例，本次教學設計中，把章節(jié)視頻占比設置為10%、章節(jié)測驗為20%、訪問次數為10%、簽到為10%、課堂互動為20%、討論為15%、作業(yè)為15%；章節(jié)視頻和測驗每章都會設置，簽到主要是上課的實際考勤，有普通簽到、掃碼簽到、拍照簽到、定位簽到，通過手機簽到節(jié)省了平時點名的時間，同時這些花樣的簽到模式激發(fā)了學生課前的激情，課堂互動主要是選人、搶答、評分、分組任務、主題討論等。

課中在進行課堂交互時，利用學習通投屏功能構建智慧課堂，學生在投影幕布上可以看到自己和別人的個性頭像、參與活動的數據統計圖。在開展簽到、搶答、選人等交互活動時，通過積分獎勵答對的學生，只要參與，至少會給1個積分，這樣大大提高了學生的參與度。投屏中的問卷、投票、測驗等數據，快速顯示學生知識掌握情況，這樣老師可以再對難點開展有針對性的講授，同時激勵其他學生參與課堂討論。

課后主要通過布置作業(yè)加強鞏固知識，通過分組任務、討論建立學生與學生之間、學生與老師之間的交流討論區(qū)。同時，開啟自我評分、互評、師生共同評價等多元評價模式，通過群聊、私聊、直播方式解答疑難問題。為了激勵學生學習，還采取了一項獎勵措施，從第3周開始給優(yōu)秀學員獎勵筆芯，學習通綜合成績較高的學生獲得筆芯獎勵，每周前20名學生獲得筆芯獎勵。每周在上課前安排頒獎儀式，讓學生現場領取獎品，讓他們有成就感，同時也激勵班上其余學生主動參與到課前、課中、課后學習中。

3 移動教學案例

課題組在教學研究過程中，利用學習通開展了很多活動。1）在講第十章“齒輪傳動”章節(jié)時，在學習通章節(jié)課前知識引入直齒圓柱齒輪嚙合、斜齒嚙合、圓錐齒輪嚙合動畫，讓學生對齒輪傳動類型和傳動原理有感性的認識。2）在章節(jié)設置了齒輪傳動前3節(jié)內容的微課件和微輔導書，讓學生對本次課內容有大致了解，把握重點、難點。3）引入本章的預習測驗，測試學生對本次課程的預習效果，測驗中有道題是判斷題“斜齒輪的重合度比直齒的小”，學生只要選擇對還是錯。在學習通平臺后臺數據中發(fā)現，有相當一部分學生選擇了正確選項，結果就是判斷錯誤，所以在課堂中講斜齒類型時就重點解釋“斜齒為什么重合度大”，同時也介紹斜齒重合度大的優(yōu)點和應用，這時學生就快速記住了這些知識點。在預習測驗中還有一個知識點“小齒輪寬度比大齒輪更寬”，學生并沒有完全答對，為了讓他們相互學習和交流，在課后設置了一個關于這個問題的討論。這個討論一發(fā)出，總共有83條回復，有的回答是“避免安裝誤差”，有的是提到了節(jié)省材料，有的提到保證接觸寬度。在這些回復里邊，很少同學能夠回答得面面俱到，但基本能體現教師在上課過程中的解釋；學生在回復的同時也會看到別的同學的答案，這樣學生的筆記就相當于共享到了學習通平臺，促進了他們的相互學習和交流。

4 教學效果評價與比較

通過一個學期的移動教學，“機械設計”課程學習通PV值達到40萬，章節(jié)內容學習次數達到9萬多次，在學校智慧校園中課程評教綜合評分99.3，學習通成績優(yōu)良率100%，期末考試通過率達96.3%；沒有用學習通開展教學的對比班級學生期末考試通過率為74%。學生在平時課堂利用手機的積極性非常高，也覺得非常有興趣，加上每周有獎勵活動、部分學生有考研需求，使得他們在課堂內外非常積極參與。期末結束后通過問卷星對他們整個班進行了問卷調查，問卷調查顯示大部分學生認為：對學習通中“機械設計”課程的考核項目（視頻、課堂互動、作業(yè)、章節(jié)測驗、主題討論、訪問次數、簽到等）設置滿意；會去查閱自己的學習通成績；會認真完成教師課前布置的學習任務；章節(jié)測驗能有效檢驗學生的預習效果；基本上都喜歡通過超星學習通發(fā)布的活動；對“機械設計”課程學習通平臺提供的教學資源滿意；對“機械設計”課程的教學內容滿意；相比傳統課堂教學，認為采用學習通進行信息化教學效果好。也有很多學生在考試結束之后發(fā)來感言，表示移動教學改變了他們的學習方式。如簽到提高了考勤統計效率、保證了課堂時間；課前預習內容讓他們養(yǎng)成了提前預習課程內容的習慣；課中有針對性的講解讓他們能及時記住零碎的知識點；同時，通過投屏開展各類互動激發(fā)了他們的學習興趣。

該參賽課程班級（17機電12班）1名學生設計的“助力裝卸貨車”榮獲“第五屆全國應用型人才綜合技能大賽”三等獎，參與設計的“新型皮卡車”榮獲江西省汽車創(chuàng)新設計大賽特等獎。該學生認為“機械設計”課程的學習對他產生了重要影響，學習了機械設計的內容之后，能把設計計算內容應用得很好。通過班級其他個人訪談發(fā)現，通過移動教學，學生的學習興趣得到提升，該平臺有利于學生自主學習，使用方便、輕松；學生收獲非常大，學會了移動學習方法，并希望其他課程也有類似的教學方法。

5 移動教學的優(yōu)勢

通過建立“機械設計”課程優(yōu)質的課程資源、學習通平臺數據反饋優(yōu)化教學資源和教學設計，推動了課內外的教學協調互動。通過學習通平臺大數據反饋的有效監(jiān)控和獎勵措施促進了課前、課中、課后的有機銜接，取得了較好的教學效果。

6 結論

在移動教學研究文獻調查基礎上，針對傳統課堂存在的問題，通過移動教學設計，讓“機械設計”課程的移動教學得以順利開展；通過對比班級進行實驗對比教學，顯示效果顯著。基于超星學習通的移動教學具有優(yōu)越性，相對于以往PPT講授的教學方式，提升了教學效果，也得到了學生的認可，以教師為中心的課堂轉變?yōu)橐詫W生為中心的新型課堂。