微視頻技術在機械設計基礎課程教學中的應用研究

吳艷英，吳錦行，路 芳，黎書文，劉彥彤

（1 貴州理工學院，550003，貴州貴陽；2 貴州民族大學，550025，貴州貴陽）

“大業欲成，人才為重”。2016 年，中國正式成為《華盛頓協議》的會員國[1]，自此許多高校相關專業爭相申報工程教育認證。工程教育認證倡導“學生中心”“產出導向”“持續改進”三個基本理念[2]。2017 年以來，我國高教掀起了一場新工科建設的熱潮[3]。新工科建設更加注重理念引領，全面落實“學生中心、成果導向、持續改進”的國際工程教育專業認證理念，面向全體學生，關注學習成效，建設質量文化，持續提升工程人才培養水平[4]。“機械設計基礎”是普通工科高等院校機電類和近機類相關專業中一門多學科知識綜合運用的技術基礎課，它以機械制圖、工程材料、制造技術基礎、理論力學、材料力學等相關知識為基礎，介紹機械設計的基本原則和步驟，常用機構和通用機械零部件的工作原理、結構及設計計算方法等內容[5]，對培養學生的機械設計與制造、創新創業、實踐應用等方面能力具有不可替代的作用[6]。

在機械設計基礎課程以往的教學中，采取的教學方式主要是課前教師布置學生對新知內容先預習，預習材料以課本為主，輔以一些零散的參考資料。由于本課程專業術語較多，許多內容與理論力學、運動學等內容聯系密切，學生自學起來感到吃力，加上學生學習能力或對新知識認知能力存在差異，學生通過書本的文字描述很難理解透徹基本概念和原理等，導致預習很難聚焦到重點和難點上，造成課前學習針對性和目的性不強。課中，教師在講授新知識時，由于學生沒有建立新知識的基本認識或概念，在更多程度上依賴于教師傳授，對一些理論較深、較難的知識點，學生缺乏深層次的思考，在課堂中參與度不高，可能跟不上授課節奏。課后，學生復習主要是通過課本和筆記，載體單一，在做練習題時仍表現出知識重難點掌握不夠等問題。由于課前、課中、課后三個過程聯系不夠緊密，使得預習效果、授課效率、課后復習收效達不到期望。作為一門工科課程，在本課程的教學過程中，如何貫徹好“學生中心、成果導向、持續改進”的理念，促進課程教學改革，提高教學質量是任課教師值得深入探索和思考的問題。

隨著信息技術的發展，各種移動終端、學習平臺不斷出現，使得現在的大學生獲取知識的渠道更加多元化，同時也給課程教學改革創造了新的方式。微視頻技術作為信息技術發展的產物，已被應用在教學過程中，其利用文字、圖片、視頻、音頻等多種信息表達方式，呈現短小精干的視頻內容，向學生傳遞一系列重點知識或信息，它的出現正在豐富、影響、改變課程教學方式，讓我們看到了其應用于輔助教學的潛力[7-10]。通過課程組教師不斷開展教學研究，深入分析課程內容，將機械設計基礎課程內容制作成微視頻，并探索應用于本課程教學中，可以輔助解決以往教學模式遇到的問題。

1 教學微視頻的制作[11]

開展微視頻輔助教學，很重要的一個環節是如何制作符合課程教學需要的微視頻。首先開展課程分析，機械設計基礎課程內容主要包括機械原理和機械零件兩個基本部分。機械原理是研究機構的結構、運動學和機器動力學等內容，要求學生掌握常用機構的結構和運動特性；機械零件部分是研究機械零件設計等內容，主要學習通用零件的工作原理、機構、基本設計理論和設計方法等。在制作微視頻時需要結合機電類和近機類相關專業特點、人才培養方案、教學大綱、課程思政等內容，劃分出各個章節的重點、難點，將價值引領、能力提升、知識傳授有機融合，通過前期準備、攝制、后期制作得到教學微視頻。

1.1 前期準備

認真梳理每個章節知識結構，圍繞教學內容的重點、難點收集整理素材，確定1 個微視頻要講解的教學內容，進行微視頻教學設計，準備PPT，編寫腳本，注意細化內容腳本，確定哪些內容為出境腳本，哪些不出境作為錄音腳本等。

1.2 攝制

根據教學設計和腳本內容準備拍攝環境：拍攝教室、主講教師、教具、服裝、道具等。如到生產現場，還需要準備燈光及其他輔助拍攝工具。拍攝時，注重畫面清晰，突出重點，有需要強調的畫面可用特寫，也可以從不同視角進行拍攝。主講教師出境時注意著裝符合職業需要，儀表得體，教態自然，語言流暢等。

1.3 后期制作

該過程決定微視頻呈現效果和品質。按照腳本把拍攝的碎片化鏡頭剪輯在一起非常考驗后期制作水平。制作時注重知識邏輯性、畫面效果和展現形式等，使微視頻知識結構銜接自然、貼合教學目標、科學規范、內容精練，專業性、可讀性、探索性、啟發性、趣味性等協調統一。制作本課程的教學微視頻思路如圖1。

在微視頻制作過程中充分挖掘課程蘊含的思政元素，根據如上制作思路，已制作完成一批教學視頻。視頻中注重將專業知識和課程思政有機統一，在專業知識的講授中，潛移默化地融入課程思政要素，達到“潤物細無聲”的效果。以下僅展示部分攝制的微視頻畫面。

在講鏈傳動時，拍攝收割機及工作現場，將專業知識與生產實踐相結合，從而引入鏈傳動的知識點，見圖2。

圖2 鏈傳動及收割機工作現場

在講漸開線齒輪時，以“第一枚國徽”[12]視頻中的齒輪元素，引入工程實際中所用的漸開線齒輪的知識點，見圖3。

圖3 第一枚國徽上的齒輪及工程實際中的齒輪

在講輪系時，背景配樂由學校古箏教師現場彈奏，教師著漢服從我國古代記里鼓車和指南車上輪系的運用講起，引入輪系知識點。見圖4（注：實際視頻中面部無遮擋）。

圖4 古箏配樂及古代輪系運用

受篇幅限制，不再一一列出。本課程制作的微視頻，每個微視頻時長5～8 min，經課程組研究，將微視頻試點應用于課程教學。

2 微視頻在“機械設計基礎”教學中的應用

隨著信息技術的發展，各種智慧教學輔助平臺引入傳統課堂，極大地豐富了傳統課堂的教學方式和手段。本課程采用的教學輔助平臺是由學堂在線與清華大學在線教育辦公室共同研發的雨課堂。雨課堂將信息技術手段融入PPT 和微信，教師可以將教學材料推送到學生手機，并能查看學生學習情況、報表等，將課前、課中、課后銜接起來，讓教與學更明了，促進教學改革[13]。運用微視頻進行“機械設計基礎”教學改革，其設計主要圍繞課前、課中、課后來開展。

課前，以雨課堂平臺為載體，教師將新課的微視頻提前1～2 天發布在雨課堂，學生課前開展自主學習。針對教學內容，布置學習任務，留預習作業或問題等，讓學生帶著問題去學，調動學生的學習主動性，熟悉知識框架。學生預習課本有知識盲點時，可以通過觀看微視頻解決。若課前預習時學生發現有的知識自己不能完全掌握，在教師課中教學時，可以更好地集中注意力聽課，更多地參與課堂教學。

課中，教師針對課前布置的任務，用隨機點名軟件，抽取2～3 名學生檢查預習情況，了解學生的預習效果，可以初步掌握學生對重點難點知識的學習情況，再進行新知識講授，教學中有所側重。課堂教學中，教師可以根據具體知識點采用互動、討論、提問、播放微視頻等方式，使學生更多參與課堂教學，提升課堂吸引力，提高知識傳輸效率。

課后，為加深學生對知識的理解，一方面教師布置作業，另一方面學生可以利用教學微視頻實現課堂教學的復制，再次反復進行學習。若經過一學期的學習，前期有些知識點可能會模糊，那么學生可以再次觀看微視頻進行學習鞏固，實現知識的內化吸收。

授課教師可以在雨課堂的后臺查詢學生學習情況，督促學生完成課前學習。通過學生課前、課中、課后學習情況的反饋，促進教師不斷進行教學總結和反思，完善教學微視頻和優化教學方式，形成教和學的閉環，促進課程教學改革。本課程教學實踐路線如圖5 所示。

圖5 微視頻教學實踐路線

3 微視頻在“機械設計基礎”教學中應用情況的問卷調查反饋

為發揮“機械設計基礎”教學微視頻在本課程中的教學輔助作用，掌握學生運用教學微視頻輔助學習的情況，任課教師需收集學生對教學改革的意見建議，以便于今后制作更多更好的微視頻，因而在運用微視頻的授課班級開展了問卷調查。以下列出幾條有針對性的調研反饋。

（1）問卷中關于學生通常會在哪個時間學習“機械設計基礎”微視頻的問題，答案是大多數學生在課前借助微視頻進行預習，其中提前1 天學習占69.57%，課前、課后都會學習占21.74%，課前半小時占8.7%。

（2）問卷中關于學生有的知識不懂或者記不清楚時怎么辦的問題，大多數學生通過觀看教學微視頻來進行學習予以解決，這部分學生占91.3%。

（3）問卷中關于學生覺得“機械設計基礎”課程教學微視頻對學習本課程是否有用的問題，95.65%的學生覺得有用。

（4）問卷中關于學生印象比較深刻的教學微視頻的問題的反饋情況見圖6。

圖6 學生印象比較深刻的教學微視頻占比

（5）問卷調查還收集到 “把教學微視頻放在釘釘、學堂在線等平臺”“加入例題，結合重難點知識點講解”等建議，這對教師今后制作更多微視頻具有一定的參考作用。

4 教學改革創新之處

（1）將微視頻技術與機械專業知識結合，創新機械設計基礎課程教學方式。微視頻作為一種信息技術教學資源形式，與以往教學手段相互滲透、相互補充，為本門課程教學提供一個良好的學習輔助環境，促進教學模式創新和教學方法改革。本課程建立的微視頻資源庫，為后期建設線上課程奠定基礎。

（2）以網絡學習平臺為載體，微視頻短小精干，方便學生在課前、課中、課后隨時學習，以及更好地利用碎片化時間開展有效學習，激發學生的學習興趣和積極性。微視頻技術的應用讓課前、課中、提升學習變得生動，易于激發學生的學習熱情，提升學習體驗。

（3）提升課堂吸引力，提高教學效率。微視頻融入課程思政、生產實踐、案例、供學生思考的問題等內容，注重專業性、可讀性、啟發性、探索性等，提升了“機械設計基礎”的教學吸引力，提高了教學效果。

5 應用微視頻輔助教學的幾點思考

（1）微視頻作為一種信息技術教學資源形式，一定程度上可以作為課堂教學的復制，為本門課程教學提供一個良好的學習輔助環境，但它不能完全取代傳統課堂，而是與傳統的教學方式互為補充。

（2）由于受時長限制，本課程的微視頻更多呈現的是教學中的重點、難點，有些知識點延展不夠，理論課堂需要充實教學內容。

（3）微視頻不僅要呈現知識，還應更多地挖掘課程思政元素，把課程思政的內容自然而然地融入進去，更好地達到潤物細無聲的效果，這方面仍是需持續改進和完善的重點工作。