超星平台在“工程热力学”课程中的应用研究

董敏，王争，戚素素，魏娜

（山东华宇工学院 能源与建筑工程学院，山东 德州 253034）

0 引 言

自2020年疫情暴发以来，各高校线上线下混合式教学成为常态。超星平台在疫情背景下“停课不停学，停课不停教”的大规模社会实践中发挥了举足轻重的作用。同时，一流课程的建设内容，要求改革教学方法，让课堂活起来，要求教师在课堂教学过程中充分利用现代信息技术，有力推进教与学模式的创新，杜绝信息技术应用的简单化、形式化。

“工程热力学”是工科的一门重要基础理论课程，也是能源与动力工程、建筑环境与能源应用工程、新能源科学与工程等本科专业的专业基础课，更是“传热学”“燃烧学”“空气调节”“制冷原理”等专业课的先导课程。它一直以来都被公认为是概念多、公式多、内容抽象的一门课程，而且具有很多相近的图线，容易混淆，所以从本质上一改这门课程学习过程的枯燥无味势在必行。为了使课程的内容更加立体、形象，同时方便学生自主学习，激发学生的主观能动性，教师团队在深入研究“工程热力学”课程性质的基础上，依托超星平台创建了线上教学资源，同时借助超星平台的“一平三端”（即以超星网络教学平台为中心的云平台同时支撑教室端、移动端和管理端），实施教学模式改革，涵盖了课前、课中、课后日常教学的全过程，充分将信息技术手段应用于课堂教学。

1 工程热力学教育现状

“工程热力学”的主要内容是研究能量转换，尤其是探索热能转化为机械能的规律和方法，以及提高能源利用的经济效果。使学生能够深入了解水蒸气、混合气体及湿空气，理解工程热力学的基本概念，掌握有关物质的热力性质、热能有效利用以及热能和其他能量转换的基本规律，并能够做到正确运用这些规律进行能源与动力装置中各种热力过程和热力循环分析，分析和处理汽轮机、内燃机、换热器等热工设备问题，培养学生严谨求实的精神，使学生树立良好的质量、安全、服务和环保意识，构筑节能减排的理念。

在教学过程中，课程体系庞大，基本概念和原理较多，理论性强，而且知识点抽象深奥。作为一门指导实际工程的理论课，应用范围之广，应用角度之多，难以完全掌握。本课程要求学生掌握的知识量很多，而且在现有形式下，又要求缩短授课时间，压缩学时，使得教学过程中教师对知识点的讲解不断全面，教师在有限的时间内无法做到深入的讲解。另外，囿于教师本身的知识结构匮乏，导致其对课程教学目标定位不清晰。在授课过程中，要求任课教师对课程内容与实际工程应用之间的联系有一定的认识。在学生主体上，只是学习了“大学物理”和“高等数学”等基础课程，这些课程和“工程热力学”的联系不是很大，所以部分学生对本课程的学习目标并不明确，而且他们的自控能力较差，缺乏自我学习能力，然而他们的学习态度却十分积极，可以利用这一点来提升学生的学习兴趣。

2 使用超星平台创建课程

课程教学团队根据教学大纲和教学内容，首先使用超星平台创建了线上课程，如图1所示，完善课程信息，帮助学生了解课程的性质、地位和作用，其次创建线上教学资源，包括线上学习视频、大纲、教案、课件、习题库以及参考资料，在管理中建立班级。学生通过学习通可以自行下载和使用线上教学资源，可用于课前的预习。教师可以通过学习通发布讨论话题，供师生线上教学互动，也可以通过班级群发送消息与学生进行即时交流，在线答疑，学生最终的学习效果和活跃度、视频学习完成情况、作业完成情况等均可通过平台进行统计输出，教师结合课前制定的平台成绩组成比例来对学生的线上学习效果进行分析，为后续课程建设提供数据支撑。

图1 使用学习通平台建立课程

在线课程建设按照前期制定的教学日历进行，通过超星学习通平台搭建课程章节内容、学习目标和知识点，根据教学大纲中章节知识点分配，“工程热力学”在线课程共建立41 个章节的内容，每章节均包含相应的视频、课件、教案，如图2所示，视频资源采用中国慕课谭羽非的相关视频，与所选择的教材一一对应。

图2 章节资源建设

在线课程与课本具体的章节内容相对应，完善了作业库，建立21 项作业内容。针对重点内容以及应用型、热点问题发布讨论话题，在课中和课后让学生结合所学知识参与讨论，学生在讨论中的表现计入其在线学习成绩中，本课程授课过程中共发布讨论话题33 项，学生参与度达98.7%，如图3所示。

图3 学生参与话题讨论统计

3 超星平台在教学中的具体应用

3.1 一平三端在课程中的使用

课前，教师通过超星学习通平台下发预习任务，如图4所示。学生通过在线资源进行课前的预习。为了解和掌握学生的预习效果，教师在上课开始前会进行相关内容的检测，主要是以客观题为主，教师通过检测结果来了解学生对知识点的掌握程度，教师会将学生完成情况不是很好的内容在课堂上进行详细的讲解，使学生能够透彻理解、举一反三。授课过程中使用超星平台的“一平三端”——教室端（智慧课堂）、移动端（学习通）和管理端（智慧教务），完美地构建了智慧环境下的教学新生态。

图4 平台任务下发

在教室端，学校的所有教室均配置了智慧教室，前期在超星平台上建立的“工程热力学”线上资源在智慧教室超星智慧课堂中可以直接投屏使用，所有教学内容（包括课件、视频、教案等）均可在云端调取，完全省去了U盘拷贝等环节。由于“工程热力学”授课教室比较大，为使每一名学生都能看清楚屏幕内容，在授课过程中教师将课件推送至移动端，学生可以在手机端进行观看。同时，教师在教室端提问时，可以利用学习通的选人活动选择学生来回答问题，学生通过移动端进行讨论交流、小组探讨、在线回答问题，使问题及时得到解答。课后教师通过布置平台发布作业，可以根据具体情况以随机顺序向每个学生发布题目和选项，以此增加课程的趣味性。

在管理端，本门课程的上课过程和学生课后学习情况，可以通过云平台的收集、加工和分析，在管理端进行可视化展示，包括学生方面的课前预习、课堂上的学习表现、课后复习、作业完成情况等数据，教师方面的备课情况、师生互动情况、考勤以及本门课程的学生成绩情况等全部进行统计分析，用于评估教师的教学情况和学生的学习情况，评估过程更加客观、公正、公平，如图5、图6所示。

图5 任务完成情况统计

图6 综合成绩评定

3.2 借助平台探索翻转课堂

“工程热力学”课程建设过程中，坚持“以学为中心，以教为主导”的课堂教学改革理念，在教学设计和教学方式方法选择上切实做到以学生为中心，发挥学生的学习主观能动性，通过学习通平台，探索实施了翻转课堂教学模式，将学习的决定权从教师转移给学生。例如对“工程热力学”中应用性比较强的知识点（如“制冷循环”“动力循环”等内容）采用翻转课堂形式，提前一个月将相关线上资源推送给学生，学生自主地进行线上学习，并结合自身的消化吸收情况搜集资料自行制作相应知识点的课件，以用于线下的交流探讨，从而积极引导学生进行探究式与个性化学习，如图7所示为实施翻转课堂的学生展示环节。

图7 翻转课堂实施

3.3 “以赛促学”提升课堂趣味

“工程热力学”作为一门理论性极强的专业基础课，同时也是全国高等院校人工环境学科奖学金必考科目，为了增加课堂的趣味性和提升学生的学习兴趣，参照人环奖的比赛试题和辩论模式，针对本课程内容设置问题进行竞赛。知识竞赛主要包括小组必答题、小组抢答题、风险题和搭档题四种题型，所有题目均在超星学习通平台建立完成，并在规定时间内下发，如图8所示为知识竞赛的比赛场景。通过开展课程知识竞赛，强化了学生对“工程热力学”知识点的理解，提高了学生的团队协作意识，激发了学生的自我探索潜能，促使学生在比赛中学会沟通，培养学生的人际交往能力，增强学生的自信心。学生可在轻松愉快的活动中释放学习中积聚的压力，缓解学生的紧张和不安情绪，巩固学生的平日所学。

图8 知识竞赛场景

3.4 课程考核方式

在“工程热力学”课程建设中，对考核方式进行了改革，采用了“+1”的课程考核评价方式，同时加大了过程性考核的占比，将阶段性测试、线上学习情况、知识竞赛等纳入过程性考核，对每一章的“知识节点”进行“深入研究型”“问题探究型”等级划分，分配给讨论学习小组，让学生进行思维导图绘制，该内容可以在课堂内外、线上线下实施。为进一步体现应用型人才的培养效果，取消期末考核中的客观性试题，以主观性考题为主，增加创新性、综合性内容的考核比例，科学“增负”，提高课程挑战度。

在平时考核中加入一定比例的课堂知识竞赛题目，并将平时考核成绩在期末总成绩中的占比由原来的30%调整为40%，把大部分的客观题分散到平时的阶段性测试和课堂测验中，以便期末试卷中只有主观题，主要包括简答题和计算题，并设有一定量的开放性试题。

4 结 论

在本科教育阶段，我们强调理论知识与实际应用的联系性，但是在实际运用中，学生只有对知识有深入透彻的理解应用起来才能做到得心应手，为了让学生在参加工作后，能够熟练运用“工程热力学”的理论知识来解决工作中遇到的问题，改变当前“工程热力学”的授课模式刻不容缓。利用信息化教学平台，基于一平三端，探索实践翻转课堂、以赛促学，以真正实现以学生为中心，提高学生的学习主观能动性和课堂活跃度。