富媒体教学模式与实践

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摘要：基于“智能+”的富媒体教学模式是富媒体、网络服务、人工智能等技术与教育教学相结合的产物，是高校课程教学改革的重要内容。阐述了“智能+”富媒体教学模式中的富媒体教材、富媒体教学资源和教学方法的基本内涵，运用该教学模式在机电类专业核心课程传感器与测试技术中开展实践。实践证明，该教学模式能显著提高教学质量。

关键词：“智能+”；富媒体；教学模式

2017年7月8日，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，我国人工智能发展迎来新纪元。人工智能作为信息技术的更高发展阶段，毫无疑问会深层次推动教育教学改革与创新发展[1]。在互联网技术的推动下，“智能+”背景下的教学资源表现形式和呈现方式越来越多样化，教学活动的时空结构和活动方式得到了充分拓展，学生在学习中的独立性、自主性和创造性得到了充分体现，教师成为学生学习的支持者和引导者[2]。“智能+”是“互联网+”的进一步升级，给各行各业尤其是教育带来了新的机遇和挑战。“智能+”与教育相结合，将有力推动教育教学改革与创新发展，这也是机电类专业新工科教学改革的内涵之一。机电类专业人才培养应该紧跟国家发展战略，结合人工智能和大数据等新技术来改造专业课程体系，培养符合新时代、新背景需求的复合型人才。课程教学创新是改造专业课程体系的重要内容之一，传感器与测试技术作为机电类专业核心课程，长期存在课堂教学内容与工程应用脱节的问题，这与应用技术型高校建设和工程技术型人才培养要求不相适应，更与当前“智能+制造”的技术要求不相适应。本文将“智能+”与传感器与测试技术课程相结合，探索基于“智能+”的富媒体教学模式，作为适应新形势下课程改革需要的重要内容。

1基于“智能+”的富媒体教学模式

富媒体是指具有动画、声音、视频或交互性的信息传播方法，包含流媒体，声音，Flash，Java，Javascript等程序设计语言形式之一或者几种的组合。基于“智能+”的富媒体教学模式是富媒体、网络服务、人工智能等技术与教育教学相结合的产物，是高校课程教学模式改革的重要发展方向之一。课程教材、学习资源以及教学方法是教学模式的基本组成，图1为基于“智能+”的富媒体教学模式构架，它包括富媒体教材、富媒体教学资源以及教学方法三部分。图1“智能+”富媒体教材是通过在纸质教材上印刷索引，以二维码链接网络平台上的数字课程资源库，方便学生深入开展自主学习。“智能+”富媒体教学资源由课件、微课、案例、虚拟实验、题库、课程讨论等形式的资源组成，是“智能+”富媒体教材所链接的各种数字资源。充分应用新技术，优化教学组织，开展基于工程教育理念的教学模式和多元考核评价体系，是实现基于“智能+”的富媒体教学模式的关键。

1.1基于“智能+”的富媒体教材

“纸质教材+课件”是以往的教学形式，存在教材信息载体单一、编排和呈现方式单调等问题，留给教与学自由发挥的空间比较狭窄，难以支撑新颖教学活动的开展。“互联网+”的升级，给教育教学带来了新的机遇和挑战。基于“互联网+”新发展阶段的“立体化教材”应运而生[3]，而所谓“互联网+”教材就是以往的纸质教材加上互联网技术所构成的教材生态[4]。与单纯纸质教材相比，基于“智能+”的富媒体教材不再是一本简单的图书，而是数字教学资源的接口。这种新型富媒体教材除了介绍各章知识结构、教学任务、导学知识点等内容以外，还印刷有索引式二维码供学生扫描链接，其中包含了微课视频、动画演示、工程案例以及虚拟实验等纸质教材无法呈现的教学资源。这种“立体化教材”使学生不再面对枯燥的工作原理、结构特点、工程应用等文字描述，而可通过手机扫描二维码打开链接，观看知识点的视频讲解、动画演示、虚拟装配过程等，这样学生对知识点的掌握会更快更牢。使用基于“智能+”的富媒体教材，能够将线上线下的资源打通，将纸质阅读与网络阅读打通，为学生创造跨媒体的阅读新体验。基于“智能+”的富媒体教材为课堂教学提供了新的模式，对于推动教育信息化、促进教学改革、提高教学质量具有现实和深远意义。

1.2基于“智能+”的富媒体教学资源

高校课程教学创新应以“互联网+”为创新理念，以强化互联网思维为核心，以建设立体化、多媒体、动态化的学习资源平台为目标[5]。基于“智能+”的富媒体教学资源就是在网络平台上创建完备的数字课程资源库，学生转变为该互联网产品的用户，教师转变为该互联网产品的制作者。包括教师在内的教学资源的编撰者不仅仅进行纸质内容的编写，还要开展数字化教学内容的研发，要进行教学视频的录制、教学案例的配音，也要规划动画课件的制作、探讨虚拟现实技术的应用，甚至还要进行某些功能的软件开发等。只有将“制作者”的理念融入“智能+”富媒体教学资源的创建过程中，才能将数字化资源和纸质内容很好地融合，为学生提供高质量的“智能+”富媒体教学产品。富媒体教学资源由视频、音频、微课、动画、案例库、题库、课件、虚拟仿真实验以及互动社区等组成，教师能够利用富媒体教学资源将知识点讲解、实验操作示范和过程、虚拟仿真模拟演示等内容展现给学生，强化学生对知识技能的学习，还能通过在线答题和课程论坛与学生形成实时交互，动态掌握学生的学习进度。教师可将教材中具有多样性、动态性、易变性、拓展性的内容都以网络资源的形式传至网络平台，以弥补文字教材内容更新周期长的不足，同时充分利用网站内容更新方便、传递快捷、容量大、呈现方式多样的优势，组织引导学生开展互动式、体验式学习。

1.3基于“智能+”的教学方法

充分应用互联网技术，采用适当的教学方法，形成高效的教学组织方式和合理的课程考核评价体系，是实现基于“智能+”的富媒体教学模式的重要保障。当前，“以学生为中心”的教育理念已在国内高校得到认可，基于该理念的课程教学模式层出不穷，为高校教育教学改革创新、实现学生全面发展发挥了积极的推动作用。“以学生为中心”的教学模式包括任务驱动教学法、项目驱动教学法、项目导向教学法、翻转课堂、慕课以及工程教育模式(包括CDIO模式和OBE模式)等。工程教育模式是以学生、学习和学习效果为中心的一种开放式的教学模式，教师将课程知识点全方位渗透到工程项目中，以引导学生通过工程实践潜移默化地掌握新知识[6]。工程教育是高校适应新形势，落实新要求，全面提高工程人才培养质量的必然要求。应用型本科院校以培养具有较强实践能力、创业能力和创新精神的高级应用型人才为培养目标，在教育教学领域，必须树立“以学生为中心”的教育理念，培养高素质应用型本科人才。因此，基于“智能+”的富媒体教学模式必须坚持工程教育模式。在信息技术的支持下，教师要充分利用富媒体教材和富媒体教学资源，开展线上线下、课前课后的混合式教学，实现教学内容与工程实际的有机结合，培养学生的专业知识、工程实践能力和创新思维，满足新工科人才培养的要求；要优化教学组织，切实保障教学秩序和教学质量，构建学习效果的多元评价与反馈体系，不断完善和创新基于“智能+”的富媒体教学模式，最终实现显著提高教学质量的目标。

2基于“智能+”的富媒体教学模式实践

机械测试与机械设计、机械制造并列构成机械专业三大板块，传感器与测试技术是机械类专业的专业基础课程，也是机电类专业的专业核心课程。传感器与测试技术是一门实践性很强的课程，教学内容包括测试信号分析、传感器原理以及测试技术应用三大部分。目前课程教学依然存在一些问题，例如课程知识更新滞后，知识的交叉融合不够；课程内容偏重理论，实践和应用程度不够；课程“教与学”脱节，信息技术利用不够；等等。尽管各种课程教学改革模式层出不穷，但大多不能满足“智能+”背景下对人才培养的要求，与培养应用型人才或工程型人才的要求更是相去甚远。为激发学生的潜力，增强学生的综合应用能力和创新意识，此类实践性强的课程的教学改革势在必行。开展富媒体教材和富媒体教学资源支持下的新型教学活动，能够有效提高学生解决实际问题的能力，促进提高学生工程实践能力和创新能力的培养目标的实现。笔者结合“智能+教育”，根据传感器与测试技术课程的特点，提出如图2所示的基于“导学练研”的“智能+”富媒体教学模式[7]。在富媒体教材的指引和教师的引导下，学生可利用富媒体教学资源进行知识的学习、能力的训练以及项目的研讨等活动，形成基于知识点的在线学习(侧重基础知识)、基于现代工具和实验设备的实验实践(侧重基本技能)、基于项目的综合训练(侧重综合能力提升)。在此过程中，学生将知识学习、实践操作与教师引导有机结合，以增强工程实践能力、现代工具使用能力和创新能力，提高学习实效。建立学习效果多元考核评价体系，考核以“学生的学”为主，“教师的教”为辅，结合“课内+课外”，构建涵盖知识、能力、素质的“一考两评”(知识点考试、实验训练评价和工程项目实践评价)学生成绩评定模式。与此教学模式相配套的富媒体教材以目标为导向、以应用为核心来组织单元知识点。每个单元都明确了学习目标和学习内容所要解决的实际问题，并突出了实践性和应用性。每个单元同时还包括教学要求、知识结构、基本概念、应用案例、工程项目索引、富媒体教学资源二维码等。为更好地与此教学模式相适应，富媒体教学资源中还引入了实验项目和工程项目内容。实验项目分为线上虚拟实验和线下实验室实验，形成虚实结合的实验训练方式。工程项目索引可在富媒体教学资源中详细阐述项目设计目标、设计任务、设计内容、实施步骤以及考核方法，使学生初步了解工程项目概况，积累基础知识，为线下工程实践打下基础。课程教学以案例为入口，以工程项目为出口，在项目驱动、“智能+”富媒体教材和工程教育基础上，以“智能+”富媒体教学资源为支撑，构建教与学互动下的“教师导、学生学、实验练、项目研”教学法，有效激发了学生的学习兴趣，提高了学生分析问题、解决问题的实践能力。

3结语

“智能+”是技术发展的新阶段，富媒体技术则是新型数字信息传播方法。将智能技术、富媒体技术与教育教学相结合，构建“智能+”富媒体教学模式，是新形势下高校课程教学改革的重要发展方向，也是全面提高人才培养质量的必然要求。笔者将其应用于传感器与测试技术课程教学实践，提出基于“导学练研”的“智能+”富媒体教学模式，将基于知识点的线上学习、基于现代工具和实验设备的实验实践、基于项目的综合训练与教师引导辅导有机结合，提高了学生的学习兴趣，增强了学生的工程实践能力、现代工具使用能力和创新能力，提高了学生的学习实效。

参考文献

[1]唐亮.人工智能给未来教育带来深刻变革[N].中国教育报,2018-01-04.

[2]秦虹,张武升.“互联网+教育”的本质特点和发展趋势[J].教育研究,2016(6):9-10.

[3]李科生,蒋志辉.互联网+支持下的“立体化教材”开发探讨[J].出版科学,2018(1):43-46.

[4]黄乐.互联网+背景下教材编辑的角色转换与素质要求[J].出版广角,2016(4):54-56.

[5]单丽雯.基于“互联网+”理念的高校教材创新[J].中国出版,2016(6):50-52.

[6]朱向庆,胡均万.CDIO工程教育模式的微型项目驱动教学法研究[J].实验技术与管理,2012(11):159-162.

[7]文成,周传德.机械类实践性强课程“导学练研”教学模式探索[J].中国现代教育装备,2020(11):70-72.

作者：文成 周传德 邓晓刚 单位：重庆科技学院