基于超星学习通的“机械设计”课程移动教学研究*

周启兴，罗 松，陈紫微，彭明明，李 兵

（南昌交通学院，江西 南昌330100）

0 引言

互联网时代，计算机的应用普及推动了高等教育教学信息化的进程，传统的课堂教学已不能满足新时代大学生的个性化需求。随着手机进入高校教室，上课玩手机已经成为常态，很多高校通过手机袋来限制学生玩手机，但是效果不佳。为了改变这种状况，利用手机终端进行教学的模式已经成为一种新的主流教学模式，该教学模式已经在很多高校推广，改变了当今大学课堂教学模式，改变了大学生的学习习惯，但在机械类课程推广应用的程度还不够。

“机械设计”是机械类学生必修的一门专业课，这门课本身比较抽象，它主要要求学生掌握常用尺寸和普通工作条件下通用零件的设计方法，最终培养学生机械设计能力。但是，该课涉及的课程知识非常多，无论是设计要求、门类，还是公式、图表等都比较多，传统的教学方法难以让学生快速掌握这门课的知识。其他很多课程教学和“机械设计”一样，常常通过单纯的PPT多媒体教学，学生的主动性差，导致课堂互动效果不佳。随着学习通平台的出现，国内很多高校推出了移动教学改革方案，如受疫情影响，张凯等[1]通过超星学习通，做了线上线下混合教学的“机械设计基础”课程；卢彬等[2]通过学习通加强了“机械制图”课程的线上互动和交流；董远德等[3]利用学习通开展线上活动，为农业机械类专业课推出了可借鉴的典型案例；郑凯等[4]运用学习通的PBL模式进行教学；莫玲等[5]用学习通软件对“机械工程测试技术”课程教学资源进行了整合；汤玲娜等[6]以学习通为基础，对翻转课堂进行了探究，这些研究为本课题提供了思路。课题组通过超星学习通平台，建立“机械设计”课程资源，包括课件、动画、视频、预习测验、辅导书等，通过寻找适合这门课的移动教学设计，在该课程中开展了移动教学，实现了线上线下相互混合的教学模式，并采用观察、问卷、对比教学研究，分析了移动教学效果。

1 教学设计思路

教学设计的好坏直接影响教学效果，教学需要结合学生学情、教学存在的问题来设计。为了了解学情和更好地建设课程资源，课题组前期做了相关教学准备工作。一是在进行移动教学之前联系试点班级，让学生加入已经建好的课程，并在学习通平台上建立问卷对试点班级（17机电12班学生）做了问卷调查。该班共81人，调查结果显示：该班学生先修课程掌握得不是很好，特别是机械原理，大部分学生不会预习机械类课程；由于大部分学生以前没有接触过移动教学，本学期他们同意开展移动教学，并且期待好的教学方法。二是通过文献研究发现传统网络课堂发展过程中存在两个问题：线上与线下教学结合不够紧密，教学信息反馈不及时；课外学习监督困难，课堂教学交互困难。为了解决以上问题，课题组从教学规律出发，分别在课前、课中、课后、评价四个方面作出了思考。

1）课前：通过教材、互联网资源收集、筛选和设计优质资源，将优质资源推送学生，学生在线上预习。通过学习通平台大数据分析学生的预习情况，教师根据这些情况进行跟踪，再进行课堂活动交互设计，以便在课堂中进行有针对性的讲解。

2）课中：利用学习通的智慧投屏功能，开展智慧考勤签到，进行抢答、选人等互动；利用学习通统计速度快的特点实时反馈，然后针对难点内容进行重点讲解，这样更有针对性。

3）课后：定期布置作业，通过线上发布讨论主题实现师生交流，让师生共同线上答疑，学习通在群聊、讨论贴中可以实现此项功能。

4）评价：反思、多元评价、及时总结、完善内容、调整计划，形成即时反馈机制。

2 教学组织与实施

在学期开始前，根据“机械设计”课程教学目标做好总体教学设计方案，根据教学设计思路，按课前、课中、课后、评价反思安排各项教学活动。

课前主要根据课堂内容做好资源设计和推送，课前在学习通平台章节里面插入视频链接和视频、PPT、配套辅导书、预习测验、微课视频、复习讲解视频等。比如，第一章绪论部分提供的视频是关于弩及古代装备的描述和发展内容、地铁开挖机械如何工作的视频展示、各种机械仿真动画等；第二章插入的是手动档汽车工作原理、汽车传动原理、直升机如何工作的视频；第三章引入的是手工制作铁丝网和一些生活中运用的巧妙机械；第四章展示的是润滑油实验视频；第五章展示的是螺纹加工视频、螺旋传动视频；第六章引入键槽加工的视频；第八章引入带传动视频。这些作为每个章节的课前知识，在资料里面放入一些有关机械设计的文献以及与机械设计相关题库、作业库、试卷等。为了将知识点细化，课件按课时分割成微课件，辅导书根据课程章节内容做成微辅导书，这样学生不会觉得学习任务过重，而且辅导书对应的内容会让他们觉得课前预习的内容有针对性，不会觉得无趣和烦琐，而且有利于碎片化学习。根据分层教学理论，按分层教学设置基础学习任务点与扩展学习非任务点，基础学习任务点所涉及的知识是基础的内容，所有学生必须完成，并且通过系统记录统计分数，扩展学习非任务点主要针对学有余力的学生设计，特别有些学生需要考研，需要补充和深化内容。为了检验学生的预习效果，课题组在研究过程中按章节设置预习测验，预习测验内容是一些普通的选择题和判断题，只要学生预习了课件内容，便可以找到正确答案，如：“机械设计主要研究内容是什么？”由于是选择和判断题目类型，系统可以自动批阅，快速让学生和教师知道学生的预习效果，同时也减轻了教师的负担，教师通过这项任务驱动和数据反馈来设计课堂交互活动。学生完全答对的题目，老师在课堂上不再设置类似问题，学生答错较多的题目，说明是本次课的难点内容，这时教师需要在课堂上设计相应活动来针对性地讲解。章节内容知识难度由浅入深，并采用闯关模式，一方面确保学生都会去预习，另一方面也保证预习质量。平时还会通过问卷调查学生需求补充资源，比如，学生哪些内容听不懂的会补充微课或其他辅导内容。在系统中设置了一定的成绩权重比例，本次教学设计中，把章节视频占比设置为10%、章节测验为20%、访问次数为10%、签到为10%、课堂互动为20%、讨论为15%、作业为15%；章节视频和测验每章都会设置，签到主要是上课的实际考勤，有普通签到、扫码签到、拍照签到、定位签到，通过手机签到节省了平时点名的时间，同时这些花样的签到模式激发了学生课前的激情，课堂互动主要是选人、抢答、评分、分组任务、主题讨论等。

课中在进行课堂交互时，利用学习通投屏功能构建智慧课堂，学生在投影幕布上可以看到自己和别人的个性头像、参与活动的数据统计图。在开展签到、抢答、选人等交互活动时，通过积分奖励答对的学生，只要参与，至少会给1个积分，这样大大提高了学生的参与度。投屏中的问卷、投票、测验等数据，快速显示学生知识掌握情况，这样老师可以再对难点开展有针对性的讲授，同时激励其他学生参与课堂讨论。

课后主要通过布置作业加强巩固知识，通过分组任务、讨论建立学生与学生之间、学生与老师之间的交流讨论区。同时，开启自我评分、互评、师生共同评价等多元评价模式，通过群聊、私聊、直播方式解答疑难问题。为了激励学生学习，还采取了一项奖励措施，从第3周开始给优秀学员奖励笔芯，学习通综合成绩较高的学生获得笔芯奖励，每周前20名学生获得笔芯奖励。每周在上课前安排颁奖仪式，让学生现场领取奖品，让他们有成就感，同时也激励班上其余学生主动参与到课前、课中、课后学习中。

3 移动教学案例

课题组在教学研究过程中，利用学习通开展了很多活动。1）在讲第十章“齿轮传动”章节时，在学习通章节课前知识引入直齿圆柱齿轮啮合、斜齿啮合、圆锥齿轮啮合动画，让学生对齿轮传动类型和传动原理有感性的认识。2）在章节设置了齿轮传动前3节内容的微课件和微辅导书，让学生对本次课内容有大致了解，把握重点、难点。3）引入本章的预习测验，测试学生对本次课程的预习效果，测验中有道题是判断题“斜齿轮的重合度比直齿的小”，学生只要选择对还是错。在学习通平台后台数据中发现，有相当一部分学生选择了正确选项，结果就是判断错误，所以在课堂中讲斜齿类型时就重点解释“斜齿为什么重合度大”，同时也介绍斜齿重合度大的优点和应用，这时学生就快速记住了这些知识点。在预习测验中还有一个知识点“小齿轮宽度比大齿轮更宽”，学生并没有完全答对，为了让他们相互学习和交流，在课后设置了一个关于这个问题的讨论。这个讨论一发出，总共有83条回复，有的回答是“避免安装误差”，有的是提到了节省材料，有的提到保证接触宽度。在这些回复里边，很少同学能够回答得面面俱到，但基本能体现教师在上课过程中的解释；学生在回复的同时也会看到别的同学的答案，这样学生的笔记就相当于共享到了学习通平台，促进了他们的相互学习和交流。

4 教学效果评价与比较

通过一个学期的移动教学，“机械设计”课程学习通PV值达到40万，章节内容学习次数达到9万多次，在学校智慧校园中课程评教综合评分99.3，学习通成绩优良率100%，期末考试通过率达96.3%；没有用学习通开展教学的对比班级学生期末考试通过率为74%。学生在平时课堂利用手机的积极性非常高，也觉得非常有兴趣，加上每周有奖励活动、部分学生有考研需求，使得他们在课堂内外非常积极参与。期末结束后通过问卷星对他们整个班进行了问卷调查，问卷调查显示大部分学生认为：对学习通中“机械设计”课程的考核项目（视频、课堂互动、作业、章节测验、主题讨论、访问次数、签到等）设置满意；会去查阅自己的学习通成绩；会认真完成教师课前布置的学习任务；章节测验能有效检验学生的预习效果；基本上都喜欢通过超星学习通发布的活动；对“机械设计”课程学习通平台提供的教学资源满意；对“机械设计”课程的教学内容满意；相比传统课堂教学，认为采用学习通进行信息化教学效果好。也有很多学生在考试结束之后发来感言，表示移动教学改变了他们的学习方式。如签到提高了考勤统计效率、保证了课堂时间；课前预习内容让他们养成了提前预习课程内容的习惯；课中有针对性的讲解让他们能及时记住零碎的知识点；同时，通过投屏开展各类互动激发了他们的学习兴趣。

该参赛课程班级（17机电12班）1名学生设计的“助力装卸货车”荣获“第五届全国应用型人才综合技能大赛”三等奖，参与设计的“新型皮卡车”荣获江西省汽车创新设计大赛特等奖。该学生认为“机械设计”课程的学习对他产生了重要影响，学习了机械设计的内容之后，能把设计计算内容应用得很好。通过班级其他个人访谈发现，通过移动教学，学生的学习兴趣得到提升，该平台有利于学生自主学习，使用方便、轻松；学生收获非常大，学会了移动学习方法，并希望其他课程也有类似的教学方法。

5 移动教学的优势

通过建立“机械设计”课程优质的课程资源、学习通平台数据反馈优化教学资源和教学设计，推动了课内外的教学协调互动。通过学习通平台大数据反馈的有效监控和奖励措施促进了课前、课中、课后的有机衔接，取得了较好的教学效果。

6 结论

在移动教学研究文献调查基础上，针对传统课堂存在的问题，通过移动教学设计，让“机械设计”课程的移动教学得以顺利开展；通过对比班级进行实验对比教学，显示效果显著。基于超星学习通的移动教学具有优越性，相对于以往PPT讲授的教学方式，提升了教学效果，也得到了学生的认可，以教师为中心的课堂转变为以学生为中心的新型课堂。