融合信息技术的“汽轮机原理”教学探索实践

董向元 葛晓霞 王毅林

(南京工程学院能源与动力工程学院，江苏 南京 211167)

0 引言

在教育教学中全面深入运用现代信息技术是我国教育改革的发展大计，因此，近几年，国家相继出台了一系列相关政策。 2012 年，教育部发布了《教育信息化十年发展规划 （2011—2020）》， 开启了教育信息化1.0 时代；2016 年，教育部在《教育信息化“十三五”规划》 中强调深化信息技术与教育教学的融合发展；2018 年，教育部出台《教育信息化2.0 行动计划》，探索信息时代教育治理新模式，并将在《十四五教育信息化规划》中深入实施[1]。 可见，推进信息技术有效融入教育教学势在必行。

而如何将信息技术与教育教学深度融合，让信息技术更好地为教育教学服务，是需要在实践中不断探索和完善的，国内外教育工作者对此做了很多研究和努力。 国际教育界对以美国为代表的“E-learning”实践进行深入反思后提出“混合式教学”[2，3]。 紧随其后，2003 年在南京召开的第七届全球华人计算机教育应用大会上，北京师范大学何克抗教授介绍了混合式教学理念（BL-Blended Learning 理念）[4]，即将传统课堂和网络平台教学有机结合，实现优势互补。 但信息技术的发展是迅猛的， 教师对于传统课堂教学驾轻就熟，而对于网络平台教学需随技术的进步不断尝试和更新。 网络教学优势明显，突破了空间和时间界限，教师可利用多种技术平台，设计教学环节，可根据当前学生感兴趣的方式呈现教学内容，可以冲关的方式对学生进行过程考核，可以调动学生探究和创新性思维为目的，引领学生利用信息技术，延展学生的知识网络，激发学生的求知欲和挑战欲，实现师生良性互动，引导学生处处可学、时时可学、自主想学，充分发挥教师主导地位和学生的主体地位，从而实现教与学的有机结合，实现教育质量的高效提升。 但网络在线教学也有其弊端，不利于教师监控学生学习过程，不利于培养师生感情，不利于培养同学之间在现实世界的沟通协作精神等。 因此，急需在实际教学过程中深入摸索现代信息技术与教育教学的良好嵌合以达无缝衔接模式。

基于此，响应信息化教学的实际需求，本文以“汽轮机原理”课程为例，从教学手段、教学策略和考核方式等方面， 探讨如何在教学过程中深入融合信息技术，以期寻求“互联网+”条件下教学新模式的突破和教学效果的收获。

1 教学手段与信息技术深度融合

教学手段即师生教学相互传递信息的工具、媒体或设备，随现代信息技术的发展和普及，再也不是粉笔与黑板的组合， 也不局限于教学多媒体设备的应用，广阔的网络世界和丰富的网络平台以及林林总总的软件成为传递信息更好的帮手， 既打破了时空界限，又可形声兼备，极大提高了效率，降低了成本。 如能正确运用现代化技术手段，可大大提高知识传播的广度、深度和接受度，创新性提高教育教学质量。 尤其在特殊时期， 比如2020 年上半年我国新冠肺炎疫情期间，现代信息技术为停课不停学提供了保障，也为探索线上教学新模式提供了有力参考，纯网络空间教学工具的有效利用，对教师有效驱动和监督与学生高度自制提出了挑战，经过半学期的纯在线教学摸索和经验总结， 再次验证虚拟空间和现实教授相结合、相促进的混合教学模式将是未来发展方向，同时也积累了部分现有网络平台的使用经验。

以“汽轮机原理”课程为例，主要探索利用以下信息技术手段：（1）腾讯平台、腾讯qq 普及度较高，学生习惯使用，方便构建课程群，可用于布置预习和复习知识点，学生有疑问也可随时上传，教师采取录制视频或留语音或留文字图片进行及时解答。 对于问题比较集中的知识点，也可采取开腾讯会议的方式进行在线讲解答疑，此工具利用率较高，效果相对较好。 （2）超星学习通，便于教学过程管理，用此软件创建教学空间，使用打卡制度和作业提醒，用于学生进行知识检测，对作业的正确率进行记录、分析。 （3）中国大学MOOC 慕课，丰富的在线开放课程，可用于学生预习和扩充学生的知识量，开阔学生眼界。 （4）屏幕录制软件，将难点录制视频配上语音讲解，用于学生有需要的时候回看和理解相关知识。 （5）数字化图书馆，为增加学生对知识深度挖掘的驱动力， 课堂针对有助于理解知识脉络的点预留思考题，鼓励学生检索查找，自己组织形成答案。 （6）百度搜索等网络平台，搜集与教学目标契合的、有视觉冲击的图片和视频，有效加工编辑，使知识更加丰满、直观和立体，可用于课堂教学。

2 教学策略与信息技术深度融合

教学策略设计关乎整个教学秩序和教学效果，是教师主导和学生主动的关键部署，教师应充分了解所授课单元现有的信息资源，始终坚持以学生为中心的指导思想，优化、遴选甚至重新设计加工适合授课对象的信息素材，引导学生正确、有效和有选择地利用网络空间，驱动学生有目标地进行课前预习、课堂思考和课后检测，同时有组织和灵活地把握过程操作性和学习有效性。

以“汽轮机原理”课程为例，这门课是能源与动力工程专业的主要专业课程， 授课对象是大三学生，其已具备专业基础知识，通过认识实习对火力发电厂生产过程和汽轮机等主要电厂设备有了初步认识，但汽轮机设备庞大、结构复杂，学生学透其工作原理有一定难度。 为能实现教学目标，让学生最后将汽轮机工作原理、 基本结构和计算方法形成知识网络有效掌握，需要教师精心设计安排各个教学环节，将现代信息资源深度融入整个教学过程，为学生提供多角度和多方位的学习手段，将难点形象化、重点直观化、基本知识趣味化。 具体设计体现在课前预习、课堂讲授、课后巩固和知识回顾总结。

（1）关于课前预习，比如在讲述凝汽设备的工作原理部分，第一步，教师首先将教学目标掌握凝汽器真空的成因导入腾讯课程群，同时设置思考题凝汽器为什么会形成高度真空？ 在学习通中上传题量不大但能引导学生有重点预习的测验题；第二步，教师建立了学习通授课视频资源，同时将经过筛选的网络课堂资源（如中国大学MOOC 慕课）推荐给学生，学生可以根据自己的需要选择性利用相关网络资源，对即将学习的内容有所侧重地随时随地预习，充分调动学生的主观能动性，教师通过学习通学习时间、完成进度及测试完成正确率等统计数据，充分掌握每个同学的自主预习情况，提高信息资源利用成效性，同时也便于对课堂教学内容的整体把握。

（2）关于课堂讲授，即课程内容的精心呈现，无论采取何种技术手段， 课堂组织都是最重要的教学环节。 结合教学目标和预习情况，教师依据学生的接受度和兴趣点以及知识的直观立体传达，用现代信息手段搜集、整理相关素材，将图片、电子杂志、Flash 动画、视频和工程案例深度融入教学课件，给学生视觉的冲击和对重点知识系统认识的升华。

在“汽轮机原理”课堂讲授过程中信息技术融入主要围绕学生知识体系构建、工程能力培养、教学内容延展和家国情怀塑造四个方面。

学生知识体系构建：如讲述汽轮机汽封相关知识时，教师通过中国电力网、东方汽轮机有限公司官网等搜集整理素材，将新型汽封结构以微视频、动画和清晰图片形式导入，短小精悍的直观讲解，让学生对汽封型式和结构有了全面深刻地认识。

工程能力培养：如讲解汽轮机变工况分析、参数变化对机组影响分析、轴封系统分析、末级叶片设计、汽轮机结构、凝汽器等章节，教师通过收集整理工程案例。 结合工程现象和设计问题的分析，寻找与授课内容契合点，让学生既能充分掌握基本原理，又对原理如何在工程中应用有所涉猎。 在强化汽轮机基本原理的基础上，加强学生工程观念的培养。

教学内容延展：在授课过程中，紧密结合近年来我国最新汽轮机发展及设计建造案例，以视频、动画及图片等为载体，引导学生思考结构变革及原因。 鼓励学生为适应行业发展步伐，应密切跟踪发电企业中成功实践的前沿创新技术，理解创新、主动创新，紧跟时代步伐，思考未来。

家国情怀塑造：讲述汽轮机长叶片时，将某公司叶片加工制作过程、 叶片结构和型式以精致视频展示，同时在课件中配上音效，拉回并锁住学生注意力，增加趣味性的同时引领学生反思。 又如讲述汽轮机结构时，引入介绍国内燃煤发电领域的标杆项目，通过实例激发学生的民族自豪感。 利用网络平台、新闻短视频等最新的报道， 让思政和课程内容互相渗透、有效融合。 通过鼓励学生搜集整理我国火力发电机组其他技术的发展和突破，从而实现课程思政与教学内容的完美结合。

（3）关于课后巩固和知识回顾，学生知识能力的提高，不仅依赖于课内知识的获取，更多的是基于自身的积极思考和有效的归纳总结与复习。 为引导学生系统化、自主化学习，同时温故知新，在“汽轮机原理”教学过程中，教师建立在线电子题库，将其导入学习通平台，题目基本覆盖教学目标中的所有重点，分层次设置难度系数，简单及适中题目用于考察学生对基本概念、原理的掌握，难题用于引导学生自主探索、思考，同时还可考核学生灵活运用知识的能力。 利用学习通的数据分析，进一步帮助学生认清重点、难点以及存在的问题。 借助思维导图，整理知识脉络，引领督促学生将学习的知识从点到面，最后形成知识网络进行掌握，有利于锻炼学生的逻辑思维，形成完整的知识体系结构。 教师依据学生任务完成情况和平台分析，作为教学反馈，以数据驱动，适时调整教学策略，在现代信息技术支撑下，使每个教学环节的设计相互关联并良性循环发展。

3 考核方式与信息技术深度融合

教学过程中，学生理论课程学习效果考核一般由平时过程考核、实验考核和期末考核三部分组成。 随教育的发展和进步，过程考核重要性逐渐凸显，辅以现代信息技术手段，使科学全方位评价全过程学习效果成为可能。

“汽轮机原理” 教学过程中， 结合超星学习通平台，构建了多元考核体系。 针对过程性考核，通过发布测试、抢答、问卷等任务形式，记录学生的出勤、课堂表现、作业完成情况、章节学习情况反馈。 针对每个同学形成课程学习成长过程记录档案，记录他们的学习兴趣、困难及相关表现，可有效激励学生，提高课程学习的参与度。 同时，在线评价平台具有数据分析全面、评价种类多、实时性好等特点，为教师教学过程中及时掌握不同学生在不同阶段的知识水平、难点需求提供了便利，在充分利用实时反馈信息的基础上，对需要实施的教学策略、教学方法等做出预测、调整。

4 结语

融合现代信息技术，构建新型师生互动模式和教与学新方式，是教育教学发展的必然趋势，有效促进了教学改革和创新。 本文以“汽轮机原理”课程为例，探索了利用学习通、腾讯课程群、中国大学MOOC 和一些网络平台等信息技术手段的教学方式。 形成了课前上传课件、明确教学重点、学生有目的预习，课堂重点讲解，课后在线分层次巩固的授课策略；完善了课程中复杂设备结构匹配动画和视频，工程技术发展与课程思政无缝嵌合，能力提升与家国情怀融合的教学内容；改革了注重预习效果、课后巩固效果、阶段性学习效果、知识脉络整理能力与期末考试相结合的考核方式。 多方位的实践与探索，取得了一定成效，但随信息技术的迅速发展和更新，授课对象的成长环境不断发生变化，知识的新旧更替一直在进行，信息技术与教育教学的深度融合仍需努力。