大數(shù)據(jù)時(shí)代下摩擦學(xué)教學(xué)的思考與啟示

曾群鋒　董光能　陳通　秦立果　張東亞

簡單地說，大數(shù)據(jù)就是巨量的資料，其特點(diǎn)為海量的數(shù)據(jù)規(guī)模、多樣化的數(shù)據(jù)形式和來源、動(dòng)態(tài)和復(fù)雜的數(shù)據(jù)體系，通過數(shù)據(jù)應(yīng)用，能夠獲得巨大價(jià)值的產(chǎn)品和服務(wù)。教育被認(rèn)為是大數(shù)據(jù)下一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域，在教育領(lǐng)域運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)也是現(xiàn)代教育發(fā)展的必然趨勢(shì)[1]。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，教師可根據(jù)學(xué)生難以理解的某些教學(xué)內(nèi)容來調(diào)整教學(xué)教案，從根本上完善摩擦學(xué)模式和教學(xué)實(shí)施方案。摩擦學(xué)是研究相對(duì)運(yùn)動(dòng)的相互作用表面間的摩擦、磨損和潤滑以及三者之間相互關(guān)系的理論與應(yīng)用的一門交叉學(xué)科，是一門實(shí)踐性和應(yīng)用性都很強(qiáng)的學(xué)科，是從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)出來的科學(xué)與技術(shù)[2]。科學(xué)家在研究摩擦學(xué)的歷史進(jìn)程中，產(chǎn)生了大量的摩擦學(xué)理論、成果以及數(shù)據(jù)，但這些知識(shí)及數(shù)據(jù)分布于各個(gè)地方，存在著離散、不統(tǒng)一、不完整且使用不方便的問題，使得摩擦學(xué)的課堂教學(xué)及實(shí)踐教學(xué)的實(shí)施效果不理想。大數(shù)據(jù)技術(shù)能為我們分析摩擦學(xué)教學(xué)中某部分知識(shí)，使得學(xué)生是否容易理解，從而使得實(shí)施個(gè)性化教學(xué)成為可能。那么，大數(shù)據(jù)如何影響摩擦學(xué)教學(xué)，如何根據(jù)學(xué)生的個(gè)性特征實(shí)現(xiàn)摩擦學(xué)知識(shí)的主動(dòng)內(nèi)化，這都是大數(shù)據(jù)環(huán)境下摩擦學(xué)教學(xué)中迫切需要解決的問題。

一、大數(shù)據(jù)在高校教學(xué)中的初步探索

2011年秋天，斯坦福大學(xué)一門人工智能網(wǎng)上課程受到各方熱烈歡迎，190多個(gè)國家約16萬學(xué)生參加學(xué)習(xí)，2萬多人通過此類考試，獲得認(rèn)證。我國也掀起了新一輪教育信息化的浪潮，正打造教育信息化公共服務(wù)平臺(tái)，以推進(jìn)數(shù)字校園實(shí)驗(yàn)工作，通過建立數(shù)字化學(xué)習(xí)試點(diǎn)學(xué)校、開發(fā)微課程、試點(diǎn)微學(xué)位、開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)踐等一系列教育改革新舉措，推動(dòng)信息化進(jìn)程。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，視頻成為主要載體，翻轉(zhuǎn)課堂可實(shí)現(xiàn)按需學(xué)習(xí)，終身學(xué)習(xí)；不以年齡區(qū)分，距離不再是問題，在學(xué)校之外也可以學(xué)習(xí)；等等。面向服務(wù)、面向創(chuàng)新和面向過程成為教育的重點(diǎn)，以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的教育資源共享、學(xué)生個(gè)性和天性培養(yǎng)成為教育發(fā)展趨勢(shì)。

二、大數(shù)據(jù)時(shí)代下摩擦學(xué)教學(xué)模式和教學(xué)實(shí)施的思考

關(guān)于摩擦學(xué)教育理念與實(shí)踐，應(yīng)該說還有許多問題需要我們?nèi)ニ伎肌Ｈ缥覀優(yōu)槭裁床荒茏龅骄珳?zhǔn)教學(xué)，為什么不能為學(xué)生提供個(gè)性化學(xué)習(xí)平臺(tái)等。摩擦學(xué)是比較重要的專業(yè)課、實(shí)踐課，是專業(yè)人才培養(yǎng)方案中比較重要的部分，并對(duì)學(xué)生未來就業(yè)影響頗深。選修摩擦學(xué)課程的學(xué)生基本分為三個(gè)陣營：①研究方向與摩擦學(xué)無關(guān)但有興趣的研究生；②研究方向涉及摩擦學(xué)的研究生；③研究方向主要為摩擦學(xué)的研究生。從選課的學(xué)生類型來看，每個(gè)個(gè)體的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與環(huán)境是不一樣的，學(xué)生為什么選修這門課程？這可能需要收集他們的各自研究背景、研究方向以及學(xué)生學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)、知識(shí)水平、學(xué)習(xí)能力及認(rèn)知能力數(shù)據(jù)等方面內(nèi)容，建立學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫。主講老師查看大數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，不斷改革、調(diào)整教學(xué)策略，給出匹配學(xué)生能力與需求的作業(yè)和試卷，從而真正實(shí)現(xiàn)因材施教，使教學(xué)能夠關(guān)注到每一個(gè)學(xué)生的成長。在自主學(xué)習(xí)方面，網(wǎng)絡(luò)將跟蹤學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)過程，從中了解學(xué)生的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)習(xí)慣，了解學(xué)生的個(gè)性、興趣、愛好，從而獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，幫助學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)成果，從而更好地進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。而在教學(xué)方面，相關(guān)數(shù)據(jù)將便于老師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、認(rèn)知能力，及時(shí)改進(jìn)教學(xué)方法，使教學(xué)更加具有針對(duì)性。大數(shù)據(jù)將使學(xué)習(xí)變成一種服務(wù)。大數(shù)據(jù)時(shí)代下老師是課堂的組織者、學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、學(xué)生學(xué)習(xí)行為的分析者，而不是知識(shí)的講授者；學(xué)生可以在任何可以聯(lián)網(wǎng)的地方學(xué)習(xí)，可以和其他學(xué)習(xí)者交流互動(dòng)，尋求有效幫助。而到學(xué)校學(xué)習(xí)的目的，則主要是做作業(yè)、答疑、討論、考評(píng)等。同時(shí)，對(duì)于摩擦學(xué)教學(xué)來說，摩擦學(xué)涉及面較廣，尤其是與摩擦學(xué)相關(guān)的案例中，搜集的數(shù)據(jù)越多，對(duì)摩擦學(xué)企業(yè)案例的分析預(yù)測(cè)就越準(zhǔn)確。單靠老師力量所掌握的數(shù)據(jù)畢竟是有限的，鼓勵(lì)選修此課程的學(xué)生、企業(yè)相關(guān)設(shè)計(jì)人員甚至社會(huì)上對(duì)摩擦學(xué)有興趣的人員共同參與，可為摩擦學(xué)教學(xué)提供各種企業(yè)案例?；谝陨纤伎迹覀兛稍谥v解摩擦學(xué)的基本概念的基礎(chǔ)上致力于教學(xué)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)及應(yīng)用，豐富摩擦學(xué)的教學(xué)資源，為教師開展差異化教學(xué)提供海量資源。

三、大數(shù)據(jù)時(shí)代下摩擦學(xué)教學(xué)改革的啟示

大數(shù)據(jù)改變了高校教與學(xué)的模式，基于大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，我們?cè)谀Σ翆W(xué)教學(xué)改革方面可得到以下啟示。

（1）個(gè)性化教學(xué)：學(xué)生根據(jù)自己的興趣和研究方向，自由選擇聽課。大數(shù)據(jù)能使學(xué)習(xí)和教學(xué)實(shí)現(xiàn)真正意義上的個(gè)性化。運(yùn)用數(shù)據(jù)可設(shè)計(jì)個(gè)性化教學(xué)活動(dòng)、創(chuàng)新的學(xué)習(xí)計(jì)劃和差異化的教學(xué)方案，以提高學(xué)生學(xué)業(yè)成績。教師能獲取更加全面、豐富的數(shù)據(jù)信息，能夠了解何種教育方法對(duì)學(xué)生最有效，學(xué)生可能在哪些方面需要得到特別的幫助。學(xué)生則可以得到教師更好的指導(dǎo)和支持，進(jìn)而提高學(xué)業(yè)成績。

（2）為學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間和地域選擇提供給便利：利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，借助網(wǎng)絡(luò)，將課程教學(xué)視頻根據(jù)教學(xué)安排上傳至網(wǎng)絡(luò)，使學(xué)生可以在任何地點(diǎn)自由安排學(xué)習(xí)時(shí)間，這對(duì)于經(jīng)常在外出差的研究生而言十分方便，可提高學(xué)習(xí)效率。

（3）重視學(xué)生學(xué)習(xí)的過程性評(píng)價(jià)：學(xué)生須完成規(guī)定的學(xué)時(shí)，實(shí)時(shí)查看每次課后作業(yè)、測(cè)試成績；對(duì)不合格的作業(yè)，教師要告知學(xué)生重做，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者和教育者對(duì)教育過程和結(jié)果的科學(xué)準(zhǔn)確判斷與鑒別，為有效開展教育教學(xué)活動(dòng)創(chuàng)造條件。

（4）師生互動(dòng)交流：教師和學(xué)生間的互動(dòng)交流方式多樣，可以通過移動(dòng)終端建立課程微信群進(jìn)行交流。教師將作業(yè)、要求、提醒等信息及時(shí)發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)和交流群中，引導(dǎo)及督促學(xué)生完成課程學(xué)習(xí)任務(wù)。

（5）分析學(xué)生學(xué)習(xí)過程：對(duì)學(xué)生從學(xué)習(xí)、考試等所有過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析。分析過程性數(shù)據(jù)，掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣和特點(diǎn)，以實(shí)時(shí)調(diào)整課程難易度。根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)突出個(gè)性化差異化人才培養(yǎng)目標(biāo)，為學(xué)生提供高質(zhì)量個(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)?？蓭椭處煾鶕?jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果改進(jìn)教學(xué)方式，完善教學(xué)過程。

（6）教師角色的轉(zhuǎn)變：在新的學(xué)習(xí)方式中，教師的角色也將發(fā)生改變，由原來單一的知識(shí)傳授者變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)傳授者和學(xué)習(xí)引導(dǎo)者、督促者、幫助者、考評(píng)者。

四、結(jié)語

大數(shù)據(jù)的興起，不僅是一場(chǎng)技術(shù)變革，更是一場(chǎng)思維觀念的變革。我們須及時(shí)適應(yīng)形勢(shì)，轉(zhuǎn)變觀念，推動(dòng)摩擦學(xué)教學(xué)的變革與發(fā)展，使摩擦學(xué)教學(xué)和學(xué)習(xí)的個(gè)性化成為可能，培養(yǎng)出更多在現(xiàn)代高端裝備的設(shè)計(jì)、研發(fā)及應(yīng)用中能熟練運(yùn)用摩擦學(xué)知識(shí)和分析方法的高素質(zhì)、創(chuàng)新型及綜合性人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁文鑫.大數(shù)據(jù)時(shí)代——課堂教學(xué)將迎來真正的變革[J].北京教育學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，8（1）：14-16.

[2]曾群鋒，董光能.工程摩擦學(xué)課程的教學(xué)改革初探[J].求知導(dǎo)刊， 2016（14）：129.