微视频技术在机械设计基础课程教学中的应用研究

吴艳英，吴锦行，路 芳，黎书文，刘彦彤

（1 贵州理工学院，550003，贵州贵阳；2 贵州民族大学，550025，贵州贵阳）

“大业欲成，人才为重”。2016 年，中国正式成为《华盛顿协议》的会员国[1]，自此许多高校相关专业争相申报工程教育认证。工程教育认证倡导“学生中心”“产出导向”“持续改进”三个基本理念[2]。2017 年以来，我国高教掀起了一场新工科建设的热潮[3]。新工科建设更加注重理念引领，全面落实“学生中心、成果导向、持续改进”的国际工程教育专业认证理念，面向全体学生，关注学习成效，建设质量文化，持续提升工程人才培养水平[4]。“机械设计基础”是普通工科高等院校机电类和近机类相关专业中一门多学科知识综合运用的技术基础课，它以机械制图、工程材料、制造技术基础、理论力学、材料力学等相关知识为基础，介绍机械设计的基本原则和步骤，常用机构和通用机械零部件的工作原理、结构及设计计算方法等内容[5]，对培养学生的机械设计与制造、创新创业、实践应用等方面能力具有不可替代的作用[6]。

在机械设计基础课程以往的教学中，采取的教学方式主要是课前教师布置学生对新知内容先预习，预习材料以课本为主，辅以一些零散的参考资料。由于本课程专业术语较多，许多内容与理论力学、运动学等内容联系密切，学生自学起来感到吃力，加上学生学习能力或对新知识认知能力存在差异，学生通过书本的文字描述很难理解透彻基本概念和原理等，导致预习很难聚焦到重点和难点上，造成课前学习针对性和目的性不强。课中，教师在讲授新知识时，由于学生没有建立新知识的基本认识或概念，在更多程度上依赖于教师传授，对一些理论较深、较难的知识点，学生缺乏深层次的思考，在课堂中参与度不高，可能跟不上授课节奏。课后，学生复习主要是通过课本和笔记，载体单一，在做练习题时仍表现出知识重难点掌握不够等问题。由于课前、课中、课后三个过程联系不够紧密，使得预习效果、授课效率、课后复习收效达不到期望。作为一门工科课程，在本课程的教学过程中，如何贯彻好“学生中心、成果导向、持续改进”的理念，促进课程教学改革，提高教学质量是任课教师值得深入探索和思考的问题。

随着信息技术的发展，各种移动终端、学习平台不断出现，使得现在的大学生获取知识的渠道更加多元化，同时也给课程教学改革创造了新的方式。微视频技术作为信息技术发展的产物，已被应用在教学过程中，其利用文字、图片、视频、音频等多种信息表达方式，呈现短小精干的视频内容，向学生传递一系列重点知识或信息，它的出现正在丰富、影响、改变课程教学方式，让我们看到了其应用于辅助教学的潜力[7-10]。通过课程组教师不断开展教学研究，深入分析课程内容，将机械设计基础课程内容制作成微视频，并探索应用于本课程教学中，可以辅助解决以往教学模式遇到的问题。

1 教学微视频的制作[11]

开展微视频辅助教学，很重要的一个环节是如何制作符合课程教学需要的微视频。首先开展课程分析，机械设计基础课程内容主要包括机械原理和机械零件两个基本部分。机械原理是研究机构的结构、运动学和机器动力学等内容，要求学生掌握常用机构的结构和运动特性；机械零件部分是研究机械零件设计等内容，主要学习通用零件的工作原理、机构、基本设计理论和设计方法等。在制作微视频时需要结合机电类和近机类相关专业特点、人才培养方案、教学大纲、课程思政等内容，划分出各个章节的重点、难点，将价值引领、能力提升、知识传授有机融合，通过前期准备、摄制、后期制作得到教学微视频。

1.1 前期准备

认真梳理每个章节知识结构，围绕教学内容的重点、难点收集整理素材，确定1 个微视频要讲解的教学内容，进行微视频教学设计，准备PPT，编写脚本，注意细化内容脚本，确定哪些内容为出境脚本，哪些不出境作为录音脚本等。

1.2 摄制

根据教学设计和脚本内容准备拍摄环境：拍摄教室、主讲教师、教具、服装、道具等。如到生产现场，还需要准备灯光及其他辅助拍摄工具。拍摄时，注重画面清晰，突出重点，有需要强调的画面可用特写，也可以从不同视角进行拍摄。主讲教师出境时注意着装符合职业需要，仪表得体，教态自然，语言流畅等。

1.3 后期制作

该过程决定微视频呈现效果和品质。按照脚本把拍摄的碎片化镜头剪辑在一起非常考验后期制作水平。制作时注重知识逻辑性、画面效果和展现形式等，使微视频知识结构衔接自然、贴合教学目标、科学规范、内容精练，专业性、可读性、探索性、启发性、趣味性等协调统一。制作本课程的教学微视频思路如图1。

在微视频制作过程中充分挖掘课程蕴含的思政元素，根据如上制作思路，已制作完成一批教学视频。视频中注重将专业知识和课程思政有机统一，在专业知识的讲授中，潜移默化地融入课程思政要素，达到“润物细无声”的效果。以下仅展示部分摄制的微视频画面。

在讲链传动时，拍摄收割机及工作现场，将专业知识与生产实践相结合，从而引入链传动的知识点，见图2。

图2 链传动及收割机工作现场

在讲渐开线齿轮时，以“第一枚国徽”[12]视频中的齿轮元素，引入工程实际中所用的渐开线齿轮的知识点，见图3。

图3 第一枚国徽上的齿轮及工程实际中的齿轮

在讲轮系时，背景配乐由学校古筝教师现场弹奏，教师着汉服从我国古代记里鼓车和指南车上轮系的运用讲起，引入轮系知识点。见图4（注：实际视频中面部无遮挡）。

图4 古筝配乐及古代轮系运用

受篇幅限制，不再一一列出。本课程制作的微视频，每个微视频时长5～8 min，经课程组研究，将微视频试点应用于课程教学。

2 微视频在“机械设计基础”教学中的应用

随着信息技术的发展，各种智慧教学辅助平台引入传统课堂，极大地丰富了传统课堂的教学方式和手段。本课程采用的教学辅助平台是由学堂在线与清华大学在线教育办公室共同研发的雨课堂。雨课堂将信息技术手段融入PPT 和微信，教师可以将教学材料推送到学生手机，并能查看学生学习情况、报表等，将课前、课中、课后衔接起来，让教与学更明了，促进教学改革[13]。运用微视频进行“机械设计基础”教学改革，其设计主要围绕课前、课中、课后来开展。

课前，以雨课堂平台为载体，教师将新课的微视频提前1～2 天发布在雨课堂，学生课前开展自主学习。针对教学内容，布置学习任务，留预习作业或问题等，让学生带着问题去学，调动学生的学习主动性，熟悉知识框架。学生预习课本有知识盲点时，可以通过观看微视频解决。若课前预习时学生发现有的知识自己不能完全掌握，在教师课中教学时，可以更好地集中注意力听课，更多地参与课堂教学。

课中，教师针对课前布置的任务，用随机点名软件，抽取2～3 名学生检查预习情况，了解学生的预习效果，可以初步掌握学生对重点难点知识的学习情况，再进行新知识讲授，教学中有所侧重。课堂教学中，教师可以根据具体知识点采用互动、讨论、提问、播放微视频等方式，使学生更多参与课堂教学，提升课堂吸引力，提高知识传输效率。

课后，为加深学生对知识的理解，一方面教师布置作业，另一方面学生可以利用教学微视频实现课堂教学的复制，再次反复进行学习。若经过一学期的学习，前期有些知识点可能会模糊，那么学生可以再次观看微视频进行学习巩固，实现知识的内化吸收。

授课教师可以在雨课堂的后台查询学生学习情况，督促学生完成课前学习。通过学生课前、课中、课后学习情况的反馈，促进教师不断进行教学总结和反思，完善教学微视频和优化教学方式，形成教和学的闭环，促进课程教学改革。本课程教学实践路线如图5 所示。

图5 微视频教学实践路线

3 微视频在“机械设计基础”教学中应用情况的问卷调查反馈

为发挥“机械设计基础”教学微视频在本课程中的教学辅助作用，掌握学生运用教学微视频辅助学习的情况，任课教师需收集学生对教学改革的意见建议，以便于今后制作更多更好的微视频，因而在运用微视频的授课班级开展了问卷调查。以下列出几条有针对性的调研反馈。

（1）问卷中关于学生通常会在哪个时间学习“机械设计基础”微视频的问题，答案是大多数学生在课前借助微视频进行预习，其中提前1 天学习占69.57%，课前、课后都会学习占21.74%，课前半小时占8.7%。

（2）问卷中关于学生有的知识不懂或者记不清楚时怎么办的问题，大多数学生通过观看教学微视频来进行学习予以解决，这部分学生占91.3%。

（3）问卷中关于学生觉得“机械设计基础”课程教学微视频对学习本课程是否有用的问题，95.65%的学生觉得有用。

（4）问卷中关于学生印象比较深刻的教学微视频的问题的反馈情况见图6。

图6 学生印象比较深刻的教学微视频占比

（5）问卷调查还收集到 “把教学微视频放在钉钉、学堂在线等平台”“加入例题，结合重难点知识点讲解”等建议，这对教师今后制作更多微视频具有一定的参考作用。

4 教学改革创新之处

（1）将微视频技术与机械专业知识结合，创新机械设计基础课程教学方式。微视频作为一种信息技术教学资源形式，与以往教学手段相互渗透、相互补充，为本门课程教学提供一个良好的学习辅助环境，促进教学模式创新和教学方法改革。本课程建立的微视频资源库，为后期建设线上课程奠定基础。

（2）以网络学习平台为载体，微视频短小精干，方便学生在课前、课中、课后随时学习，以及更好地利用碎片化时间开展有效学习，激发学生的学习兴趣和积极性。微视频技术的应用让课前、课中、提升学习变得生动，易于激发学生的学习热情，提升学习体验。

（3）提升课堂吸引力，提高教学效率。微视频融入课程思政、生产实践、案例、供学生思考的问题等内容，注重专业性、可读性、启发性、探索性等，提升了“机械设计基础”的教学吸引力，提高了教学效果。

5 应用微视频辅助教学的几点思考

（1）微视频作为一种信息技术教学资源形式，一定程度上可以作为课堂教学的复制，为本门课程教学提供一个良好的学习辅助环境，但它不能完全取代传统课堂，而是与传统的教学方式互为补充。

（2）由于受时长限制，本课程的微视频更多呈现的是教学中的重点、难点，有些知识点延展不够，理论课堂需要充实教学内容。

（3）微视频不仅要呈现知识，还应更多地挖掘课程思政元素，把课程思政的内容自然而然地融入进去，更好地达到润物细无声的效果，这方面仍是需持续改进和完善的重点工作。