面向智慧工廠的新工科核心能力與教學(xué)模式探索

曹宇

摘? ?要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對工程教育也有了新的要求。通過合作學(xué)習(xí)，將全部的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行整合。學(xué)生通過學(xué)校提供的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行學(xué)習(xí)，以此不斷培養(yǎng)自身的核心能力。但是，對相關(guān)教學(xué)模式的探索需要將教學(xué)方式的“自下而上”與“自上而下”有機結(jié)合，從而實現(xiàn)工程教育的有效改革。文章面向智慧工廠，對新工科核心能力與教學(xué)模式進(jìn)行了一定的探索。

關(guān)鍵詞：智慧工廠;新工科;核心能力;教學(xué)模式

第四次工業(yè)革命對工程教育的教學(xué)方式有了新的要求。第一次工業(yè)革命出現(xiàn)了蒸汽時代，第二次工業(yè)革命出現(xiàn)了電氣時代，第三次工業(yè)革命為信息革命，計算機的使用為工業(yè)等不同領(lǐng)域提供了便利，促進(jìn)了人們之間的溝通交流，是信息物理系統(tǒng)與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的革命，運用一定的機器設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，使工廠能夠使用較低的成本生產(chǎn)高質(zhì)量的企業(yè)產(chǎn)品。因此，第四次工業(yè)革命對原有的工程教育提出了更高的要求，工程教育的改革勢在必行。工業(yè)革命的不斷發(fā)展需要新工科的優(yōu)秀人才，由此可知，工程教育的改革對工業(yè)革命有一定的促進(jìn)作用。

1? ? 智慧工廠的內(nèi)涵

智慧工廠是在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)加強信息管理和服務(wù)，要熟知并掌握產(chǎn)銷流程、降低生產(chǎn)線上人工干預(yù)的概率、加強生產(chǎn)流程可控性等。再將智能系統(tǒng)等先進(jìn)的新興技術(shù)手段有機整合，搭建出一個綠色環(huán)保、節(jié)能、高效的人性化工廠。

2? ? 面向智慧工廠的新工科對學(xué)生核心能力的要求

2.1? 個人效能

個人效能對學(xué)生有一定的要求，要求其擁有良好的道德品質(zhì)，誠實守信，具有終身學(xué)習(xí)的思想意識。此外，還要求學(xué)生有較為強烈的工作意識，擁有工作的責(zé)任意識、工作責(zé)任感以及主動精神，熱愛自身的工作崗位，尊重自身的職業(yè)。作為學(xué)生，要盡快適應(yīng)自己的工作環(huán)境，懂得尊重他人，善于理解他人，要有較強的自我管控能力，嚴(yán)格約束自己，規(guī)劃好個人的時間安排[1]。

2.2? 知識能力

在工程教育包含的學(xué)科中，理科占較大比例，工業(yè)學(xué)科亦是如此，但學(xué)生仍需掌握一定的文學(xué)知識。因此，學(xué)生在進(jìn)行日常學(xué)習(xí)的同時還需要精通人文藝術(shù)的相關(guān)知識，熟知科學(xué)技術(shù)、數(shù)學(xué)的相關(guān)知識，深入掌握工程的相關(guān)知識。此外，工業(yè)革命使得信息化進(jìn)程加快，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不斷趨向于人工智能，因此學(xué)生還需要掌握一定的計算機技術(shù)、信息技術(shù)以及不同工程種類所需具備的相關(guān)知識。除了一些必須具備的能力以及知識，學(xué)生還需要對網(wǎng)絡(luò)、金融、環(huán)境科學(xué)、法務(wù)事務(wù)和商業(yè)等內(nèi)容有所了解，增加自身的知識儲存，豐富自我。

2.3? 學(xué)術(shù)能力

在學(xué)術(shù)能力方面，要求學(xué)生能夠高效地對出現(xiàn)的問題及時制定出正確的解決策略，有效地解決問題，在不斷的學(xué)習(xí)中逐漸養(yǎng)成具有批判性的思維，建立系統(tǒng)的思維模式，溝通能力要強，能夠很好地與他人進(jìn)行有效的交流。對于一些需要具備以及可以擁有的能力，定量分析，通過已有的數(shù)據(jù)分析結(jié)果對相關(guān)的事情做出正確的決策。自身具備的信息素養(yǎng)要高，對自身能夠有一個較為客觀且全面的認(rèn)識，能夠?qū)ψ约鹤龀鲇行У脑u估[2]。

2.4? 技術(shù)能力

在技術(shù)能力方面，要求學(xué)生具有較強的數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)分析的能力，對網(wǎng)絡(luò)安全的維護(hù)能力要強。因此，學(xué)生必備操作是能夠獨立運作計算機相關(guān)的能力，對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確且有效地分析，能夠保證網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)安全，操作技術(shù)水平要高，特別是對機器設(shè)備的操作。此外，要具有較強的學(xué)習(xí)能力，對于跨學(xué)科的學(xué)習(xí)要能夠有效地掌握，接受新事物的能力要較強，尤其是新知識，養(yǎng)成設(shè)計思維。

2.5? 社會能力

在社會不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上提出了學(xué)生應(yīng)具備的社會能力，即學(xué)生要熟練地掌握各種不同類型的工程及相關(guān)的工程理論，具備較強的個人溝通能力，能與相關(guān)的工作人員建立良好的溝通交流，形成較強的集體團(tuán)隊意識。此外，還可以不斷培養(yǎng)其全球性的思維意識，逐漸培養(yǎng)個人的領(lǐng)導(dǎo)能力。

3? ? 面向智慧工廠的新工科核心能力的教學(xué)策略

3.1? 注重合作學(xué)習(xí)思維

面向智慧工廠培育其新工科核心能力的相關(guān)教學(xué)策略，注重合作思維，可以從以下幾方面分析：其一，將教育技術(shù)有機整合。將全部的教育技術(shù)進(jìn)行課堂上的有機整合，不僅可以拉近師生之間的距離，還可以給予師生更好的課程體驗。例如，通過構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺或利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使用先進(jìn)的溝通軟件如微博、微信等進(jìn)行師生的良好互動，使學(xué)生與老師更頻繁地交流溝通，有效縮短師生之間的距離，而在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺上，教師能夠通過互聯(lián)網(wǎng)媒體及時為學(xué)生解答問題，對學(xué)生給予有效的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，幫助學(xué)生更好地消化知識儲備，理解其中的內(nèi)涵及應(yīng)用方法。其二，構(gòu)建合作學(xué)習(xí)的模式。教師在課堂上構(gòu)建合作學(xué)習(xí)的模式，從一個問題的各個不同角度進(jìn)行溝通交流，增加教師與學(xué)生之間互動交流的頻率，在深入探討問題的同時還能加深學(xué)生對知識的。除此之外，教師還可以充分利用先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)功能，通過各種社交軟件如電子郵件、QQ等進(jìn)行有效的知識交流或協(xié)助，針對雙方提出的不同意見或問題說出自己的觀點[3]。其三，增加師生之間互動的機會。教師是知識的傳授者，能夠?qū)W(xué)生的不斷發(fā)展起到一定的推動作用，因此，拉近教師與學(xué)生之間的關(guān)系具有必要性，學(xué)生若想有效地掌握學(xué)習(xí)知識、不斷提升自我，就需要教師的指導(dǎo)與協(xié)助。綜上所述，為了有效拉近二者之間的距離，教師應(yīng)構(gòu)建較為民主的課堂，充分激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣，提高自身的能力，強化創(chuàng)新思維，從而建立起深厚的師生感情。其四，構(gòu)建跨學(xué)科的協(xié)同合作。不同學(xué)科之間存在一定的關(guān)聯(lián)性，每個學(xué)科的深入挖掘都會找出與其他學(xué)科之間相連接的點，因此，構(gòu)建跨學(xué)科的協(xié)同合作，建立學(xué)科之間的合作關(guān)系是必要的，學(xué)科的共享能夠為之后的學(xué)科間合作奠定堅實的基礎(chǔ)，增加不同學(xué)科之間合作的機會。

3.2? 創(chuàng)新教學(xué)模式

（1）構(gòu)建虛擬的教學(xué)環(huán)境?，F(xiàn)今，通信技術(shù)和信息技術(shù)逐漸趨于商業(yè)化，對各個行業(yè)產(chǎn)生了一定的影響。對教育的影響是運用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行線上學(xué)習(xí)，并使其成為教育手段的一種發(fā)展趨勢。虛擬課堂，顧名思義是利用網(wǎng)絡(luò)平臺構(gòu)建教學(xué)環(huán)境，讓學(xué)生通過網(wǎng)上授課的方式進(jìn)行知識的學(xué)習(xí)和吸收，課程的相關(guān)平臺被劃分為多個不同的區(qū)域，如電子通信、課程地圖、知識的相關(guān)網(wǎng)址等。虛擬的教學(xué)環(huán)境實際上是由計算機的網(wǎng)絡(luò)信息組成，在已有的基礎(chǔ)上進(jìn)行空間的再次建立，能夠同步或非同步地進(jìn)行相關(guān)操作。虛擬的教學(xué)環(huán)境現(xiàn)今已被多數(shù)學(xué)校應(yīng)用，通過構(gòu)建虛擬課堂將多個學(xué)科建立起聯(lián)系。其優(yōu)勢為增加了教師、學(xué)生之間的交流方式，對于學(xué)生所提出的問題可以通過多種溝通方式進(jìn)行交流探討，且具有一定的即時性，此外，有利于共享學(xué)習(xí)資料，通過網(wǎng)絡(luò)連接的方式將學(xué)習(xí)的相關(guān)資料同時進(jìn)行傳送、分享，且便于保存，不易丟失和損壞。

（2）深度學(xué)習(xí)的教學(xué)模式。既是考驗對待學(xué)習(xí)的態(tài)度也是學(xué)生學(xué)習(xí)的方法，有利于學(xué)生加深對知識的印象與吸收。這種教學(xué)模式有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維，使其熱愛動腦思考，不斷提升學(xué)習(xí)的整體質(zhì)量，其特點是提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，不斷深入探究所學(xué)知識，能夠使新舊知識得到有效地整合等[4]。

（3）混合學(xué)習(xí)的教學(xué)模式。指的是將原有的課堂教學(xué)模式與線上教學(xué)模式相結(jié)合，在營造出學(xué)生喜愛的教學(xué)環(huán)境的同時，大大減少教學(xué)成本。運用多種不同的教學(xué)手段吸引學(xué)生的注意力和積極性，有利于教師“因材施教”;沒有時間、地點、場合等因素的局限，且整體的操作過程較為簡單;加強教師與學(xué)生之間的互動，拉近彼此之間的距離;靈活性較高。

4? ? 結(jié)語

面向智慧工廠的新工科核心能力分別是指知識、技術(shù)、學(xué)術(shù)、社會能力以及自身效能，為了加強學(xué)生自身的能力，學(xué)校需要結(jié)合當(dāng)下時代發(fā)展的潮流，積極探索新的教學(xué)策略并實施。使用相應(yīng)的教學(xué)策略能夠?qū)熒g的距離拉近，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，加強對知識的吸收，有利于高素質(zhì)人才的養(yǎng)成。

[參考文獻(xiàn)]

[1]周開發(fā)，曾玉珍.新工科的核心能力與教學(xué)模式探索[J].重慶高教研究，2017（3）：22-35.

[2]陳晗，向楷雄，夏志美.新工科的核心能力與創(chuàng)新教學(xué)模式初探[J].科技展望，2017（29）：154-155.

[3]張德政，詹欽潮，尹麗禎，等.新工科核心能力與教學(xué)模式探索—以佛科院網(wǎng)絡(luò)工程為例[J].福建電腦，2019（1）：167-168.

[4]陸建紅，米曉，范振強，等.新工科課堂教學(xué)模式改革創(chuàng)新研究[J].科技與創(chuàng)新，2019（5）：48-50.