信息技术在本科教学中的创新应用

朱立达 李宗元 巩亚东 史家顺 林君哲

摘 要 以机械制造技术基础课程为例，介绍二维码视频、蓝墨云班课、3D打印技术在本科教学工作中的应用，并通过成绩分析说明这些创新应用的具体效果。

关键词 信息技术；本科教学；二维码视频；蓝墨云班课；机械制造技术基础；混合式学习；MOOC

中图分类号：G642 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2018）23-0032-03

1 信息技术的发展及其对本科教学的影响

随着世界进入信息时代，越来越多的领域在信息技术发展的冲击下不断变革、不断发展，教育领域也是如此。因此，将信息技术与教学工作相结合，是目前教学发展的首要目标。教育部出台的《教育信息化十年发展规划（2010—2020年）》中着重强调信息技术与教育深度融合是实现教育信息化的有效途径[1]。教育领域的学者们对信息技术在教育领域产生的影响进行了多方面的研究，例如：杜世纯等人认为，运用互联网和信息技术的混合式学习，融合了面对面学习与在线学习的优势，实现了两种学习方式的并存[2]；梁林梅等认为，利用网络学习来满足越来越多样化的学习者需求，已经成为众多高校的必然选择[3]。

很多学者从理论的角度论证了信息技术对本科教学的积极影响。尹邦旭等对教学信息化发展历程的总结为：以多媒体为代表的计算机辅助教学阶段；以互联网发展为基础的计算机辅助学习阶段；以OCW（开放课程）为代表的全球教育资源共享阶段；以MOOC（大规模在线开放课程）为代表的信息新技术应用阶段[4]。而在大多数本科教育教学工作中，对信息技术应用较为熟练的，还仅仅停留在多媒体教学这一层次。

2 信息技术在本科教学中的应用

信息技术作为信息时代的核心技术，在本科教学中的应用通常却较为僵化。想做到信息技术与教育的深度融合，不是依靠一般的技术应用，而是信息技术与教育教学的相互渗透、相互促进，是将信息技术融入整个教学环节中[5]。下面以东北大学机械制造技术基础课程教学为例，分析基于信息技术的一些新应用、新思路。

二维码视频 二维码是近年来智能手机终端上非常流行的一种编码方式，但作为互联网的新入口，却很少应用于教育教学事业中。

机械制造技术基础课程所用教材于2017年上半年进行了更新。在这次更新中，不仅增加了机械制造发展相关的数据以及诸多具有说服力的图表，出版了配套的习题集，更重要的是教材添加了知识点二维码视频功能，将二维码印刷在重点难点章节附近，通过扫码可以观看相关的教学视频。该功能主要用于学生在课下进行预习或复习时遇到难以理解的知识点，可以利用手机进行自主学习，从而提高学习效率，提升学习兴趣。

与传统教学相比，这项创新打破了传统教学强调的围绕教师建立教学体系、固定课堂为教学地点的束缚，当学生在学习过程中遇到需要讲解的问题时，可以通过观看视频得到解惑，在不占用教师课余时间的情况下，解决了教师与学生互动机会少的问题。观看教学视频进行学习的高度自由化，改变了学生只能在课堂上学习的情况，削弱了时间、空间对学习的影響。

与MOOC相比，采用二维码视频功能的优势包括：所有的二维码都印刷在相应知识点小节标题右侧，方便查找且与教材联系紧密；可以做到知识点对接讲解，而不是像MOOC那样要将一节甚至一门课从头看到尾，相比之下针对性更强；所有的二维码视频均为本校任课教师录制，与课

堂、考试内容结合度高，学生也不必重新适应不同教师的讲课教学方式；作为一种辅助教学手段，并不会对高校原本的教学工作产生冲击，而是进行补充。

但另一方面，二维码视频功能也存在一些缺点，例如：只有教材重新出版或重新印刷时才能够将二维码加进去，而在大学本科教学中，很多学生会使用循环教材或购买旧书进行学习，这对二维码视频功能的推广存在较大干扰；二维码所链接的视频需要任课教师录制，增大了任课教师的教学工作量。

蓝墨云班课 蓝墨云班课是一款基于移动设备或个人电脑的移动教学助手软件，其应用模式较为简单，只需教师事先在该软件中创建自己的班课，应用将自动生成“班课号”；学生下载并安装该应用后，只需输入该“班课号”即可加入相应的班课。蓝墨云班课有机结合了网络教学平台和移动社交媒介应用于混合式学习的优势，规避了两者的不足[5]。在机械制造技术基础日常教学中，任课教师可以大胆使用该应用。

蓝墨云班课根据其便于管理、便于展开互动、激发自主学习兴趣、学习进度跟踪评价的设计理念，提供了下面一些功能。

1）快捷签到。该应用提供签到功能，整个点名签到过程被极度简化。以机械制造技术基础课程为例，每个课堂约有120名学生参与，点名耗时由20分钟缩减至一两分钟甚至几十秒，给教学留出更多时间的同时完成对学生的出勤考查。不仅如此，传统点名方法存在的一人替多人答到的作弊现象也不会存在，使得点名签到成为一件有趣的课堂活动，提高了学生的积极性。

2）课堂互动。在课上，当教师提出问题后，不仅可以让学生在蓝墨云平台上举手回答，或是直接点名回答，还可以采用抢答等紧张刺激且无法出现在传统教学课堂上的回答方式，既提高了课堂教学效率，又激发了学生的学习兴趣。在课下，蓝墨云平台提供了更好的教师与学生、学生与学生之间的交流沟通机会，教师还可以利用该应用组织答疑。

3）发布学习通知和资源。教师所发布的所有课程信息、学习要求、课件、微视频等学习资源，都可以即时传递到学生的移动设备上，从而增强学生学习过程中对移动设备的利用率。同时，由于应用具有推送消息提醒的功能，因此可以提醒学生按照进度要求进行自主学习。

4）学习进度跟踪评价。通过记录学生平时发言情况、随堂测试成绩等数据，可以实现对每位学生学习进度的跟踪和学习成效评价，学期末可以得到每位学生的数字学习评估报告。

3D打印技术 3D打印无疑是现阶段关注度最高的技术之一，将3D打印技术引入信息技术型课题，以对课程内容进行完善和补充，便于学生对某些难以想象的模型加以理解。机械制造技术基础课任课教师利用3D打印技术，在讲解刀具角度与标注相关知识时，可以放大打印刀具模型，不再仅仅依靠语言、图片、视频等间接的方式进行教学，而是利用3D打印模型教具作为补充，一举解决相关的重点难点。

如图1所示车削教具，展示了车削时刀具与工件的相对位置关系以及切削方式。图2教具则展示了刀具的主要参考平面，其中褐色为基平面Pr，黄色为切削平面PS，白色为主剖面P0，在此基础上再对各平面参考系内的标注角度进行讲解，同时与教材中的传统图片注释相互补充，既能较为精确地描述刀具的五个基本角度，又能以三维模型进行直观展示，解决了学生学习时难以理解、难以想象的问题。

除此之外，任课教师在夹具设计及装配等内容上也可以为学生提供3D打印模型，进一步增强学生对知识点的理解和兴趣。

3 在本科教学中的实际应用效果

通过统计参加2017年机械制造技术基础课程期末考试的18个班级、527名学生的试卷成绩数据后，任课教师对其进行统计学数字特征分析，并与往年学期末学生试卷成绩数据统计分析结果进行比较。其统计分析结果显示，分数值基本属于正态分布，绝大部分成绩分布在平均成绩附近，说明试题难易程度合理，考查出学生的实际水平。如图3所示，平均成绩77.5分，将近68%的学生集中在70～89分；各班级成绩方差133.9，标准差11.6，说明学生成绩分布范围较大，主要因素为个别学生分数过低；但不及格仅占3%，说明学生利用本课程所学习基本理论和基本知识分析与解决问题能力相对较好。

根据现存的往年试卷分析显示：2012年平均68.50分，2013年平均62.26分，2014年平均69.36分。相较之下，2017年首年在考研之前进行期末考试，很多学生要在准备考研的同时对机械制造技术基础课进行复习，最终却取得平均成绩77.5分的飞跃式进步。通过对分值标准差的比较可以发现，与往年试卷难度相差不大。因此，造成平均分较大差异的原因除了教材内容更新、出版配套习题集以外，在本科教学中应用智能手机进行辅助教学的因素占了较大比例。

4 结语

本文提出的几种信息技术在本科教学中的创新应用，都是基于信息技术的发展，对传统本科教学手段进行的创新，同时是对传统教学的一种补充，二者在教学实践中能够较为完美地融合在一起，取精华、去糟粕，将诸多优点有效地保留，对一些难以克服的缺点进行相互补充完善，从机械制造技术基礎这门课程的考试成绩这一直接现象上的反映来看，其确实对本科教学工作带来较大帮助。

另一方面，不论是二维码视频功能、蓝墨云班课，还是3D打印，也都存在其自身的一些不足之处，如二维码视频功能的发挥需要教材重新出版或印刷，录制二维码视频会增大任课教师的教学工作量。

在目前信息技术的不断发展进步下，本科教学工作的改革势在必行，但任何创新的应用推广都不是一朝一夕之事，其涉及因素众多。本文仅以机械制造技术基础课程为例，简述在教学中对新技术应用的尝试，为优化和推进高校本科教学改革工作略尽微薄之力。

参考文献

[1]教育信息化十年发展规划（2011—2020年）[EB/OL].http：//www.edu.cn/zong_he_870/20120330/t20120330_760603.shtml.

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