智能制造技術(shù)公選課與專業(yè)課的對比設(shè)計與實踐

鄭香偉

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A

隨著社會科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展以及“中國制造2025”“工業(yè)4.0”等概念的提出，人類社會正在加速進入智能時代，其中移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展和智能手機的普及讓人們的生活發(fā)生了深刻改變。然而這只是人們所能看見的冰山一角，隱藏在水面下的龐大山體是諸多新理論、新技術(shù)、新工藝、新材料的交叉、融合、演化而成的智能制造技術(shù)。這場技術(shù)革命正在以指數(shù)級非線性高速發(fā)展，不但改變著社會工業(yè)生產(chǎn)模式，還延伸到各行各業(yè)，深刻影響和改變著我們每個人的生活。因此，了解和掌握智能制造技術(shù)的內(nèi)涵、應(yīng)用領(lǐng)域、發(fā)展現(xiàn)狀、未來趨勢以及社會影響，不但是制造類專業(yè)學(xué)生的“必修課”，更是我們每個人緊隨科技潮流，適應(yīng)社會發(fā)展必須掌握的“基礎(chǔ)知識”。

由于智能制造技術(shù)的廣泛應(yīng)用和深刻影響，當前很多高校都在制造類專業(yè)中開設(shè)了該門專業(yè)課或類似課程。為了讓廣大非制造類專業(yè)學(xué)生也能了解生活中無處不在的智能制造技術(shù)，部分高校也面向全校學(xué)生開設(shè)了此課程的公共選修課。面對兩個不同的學(xué)生群體，必然要設(shè)計不同的教學(xué)目標、不同的教學(xué)內(nèi)容、采取不同的教學(xué)方法和評價方式。

為適應(yīng)兩個學(xué)生群體的不同需求，在教學(xué)實踐中將此課程一分為二，進行了對比設(shè)計，經(jīng)過不斷調(diào)整和優(yōu)化，形成了專業(yè)課和公選課各自獨立的課程體系，滿足了不同學(xué)生的需求，收到了良好的教學(xué)效果。此課程對比設(shè)計的主要內(nèi)容包含以下幾點：

一、教學(xué)目標對比

考慮兩個不同受眾群體的需求，智能制造技術(shù)課程分別從生產(chǎn)和生活兩個不同角度進行了教學(xué)目標設(shè)定。該門專業(yè)課服務(wù)于所屬制造類專業(yè)的整體教學(xué)目標，重點在于讓學(xué)生掌握相關(guān)技術(shù)、智能裝備、智能化生產(chǎn)工藝等專業(yè)知識并能在工作中應(yīng)用于生產(chǎn)實際。而公選課以拓展學(xué)生視野，讓學(xué)生了解智能制造技術(shù)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用為目標，重點介紹基本概念、生活中的應(yīng)用案例、未來發(fā)展趨勢等內(nèi)容，使學(xué)生了解智能時代的技術(shù)內(nèi)涵，對智能社會的發(fā)展現(xiàn)狀和前景構(gòu)建整體認識。

二、課程名稱對比

在專業(yè)課中稱“智能制造技術(shù)”，或“智能制造技術(shù)基礎(chǔ)”“智能制造技術(shù)概論”，都符合制造類專業(yè)課的名稱特點，也能充分體現(xiàn)該門課程的內(nèi)涵。但在公共選修課中，面對各專業(yè)學(xué)生，以上名稱顯得過于“專業(yè)化”，選課時不但會擔(dān)心聽不懂，還會認為學(xué)而無用而失去學(xué)習(xí)興趣。為了體現(xiàn)這門公選課與社會發(fā)展和個人生活息息相關(guān)的特點，弱化“技術(shù)”給學(xué)生帶來的心理壓力，激發(fā)學(xué)生的選課熱情和學(xué)習(xí)興趣，將課程名稱改為了“智能制造與智慧生活”。從每次開課前的選課情況看，一百多人的班額很快達到滿額：從上課時的學(xué)習(xí)狀態(tài)看，學(xué)生都能以輕松的心情聽課并積極參與討論，這體現(xiàn)出課程名稱與授課內(nèi)容的“表里如一”，符合了學(xué)生選課時的心理預(yù)期。

三、課程定位對比

智能制造技術(shù)是多學(xué)科技術(shù)融合的產(chǎn)物，跨專業(yè)、跨領(lǐng)域特征明顯，因此在所屬制造類專業(yè)中，被視作整體“拼圖”中的一塊，注重與其他專業(yè)課的關(guān)聯(lián)和互動，對專業(yè)課程體系的完整性服務(wù)，這在實際教學(xué)中頻繁體現(xiàn)。

作為公選課時，將其視為學(xué)生社會生活的一部分，從技術(shù)的角度為學(xué)生打開一扇窗.向?qū)W生展示智能科技推動社會飛速發(fā)展，時刻改變我們生活的壯闊場景。

四、教學(xué)內(nèi)容與模式對比

本課程教學(xué)對象、教學(xué)目標的不同，決定了教學(xué)內(nèi)容和模式的不同。在專業(yè)課教學(xué)中，面對制造類專業(yè)學(xué)生，通過小班分組授課，注重專業(yè)深度和實際應(yīng)用。例如在3D打印項目教學(xué)中，在基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)過后，要求學(xué)生完成一項生產(chǎn)任務(wù)來完成學(xué)習(xí)任務(wù)：利用Pro-E設(shè)計軟件自行設(shè)計一個能用橡皮筋驅(qū)動的小車，并利用3D打印機將各部分零件打印后組裝起來，通過小車功能的實現(xiàn)情況來評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。此過程包含了任務(wù)分析、設(shè)計、生產(chǎn)、組裝、調(diào)試、任務(wù)交付等完整的生產(chǎn)流程，能夠充分鍛煉和考查學(xué)生以創(chuàng)造性思維解決問題的能力，完全契合制造類專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)目標。

在公選課大班教學(xué)過程中，面對各專業(yè)學(xué)生，注重的是教學(xué)內(nèi)容的廣度和生活應(yīng)用。同樣在3D打印項目教學(xué)中，除了介紹各種打印技術(shù)的原理和特點外，重點通過多媒體向?qū)W生展示3D打印技術(shù)在衣、食、住、行、醫(yī)療、文創(chuàng)、工業(yè)、文物保護等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，并以討論的方式，讓學(xué)生尋找身邊的3D打印產(chǎn)品和應(yīng)用，把學(xué)生帶人到生活當中去認識3D打印技術(shù)。

在課程內(nèi)容的安排上兩者也有較大不同。專業(yè)課教學(xué)始終圍繞學(xué)生對智能制造相關(guān)專業(yè)知識的深入掌握這一教學(xué)目標，并注重與其他專業(yè)課融會貫通，學(xué)生始終處于專業(yè)術(shù)語營造的氛圍中。而公選課是以智能科技發(fā)展的大視角來組織教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生呈現(xiàn)當前智能時代發(fā)展的全圖景，不僅限于“制造”領(lǐng)域，同時弱化專業(yè)術(shù)語和背景知識，以通用社會語言讓不同專業(yè)的學(xué)生都能夠理解教學(xué)內(nèi)容，達成教學(xué)目標。筆者根據(jù)每周一次課的教學(xué)安排，設(shè)計了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、3D打印、虛擬現(xiàn)實、工業(yè)機器人、智能家居、智能醫(yī)療、智慧城市等共17個專題，以專題講座的形式每次課完成一個教學(xué)專題，基本上向?qū)W生完整地展現(xiàn)了當前智能科技在社會各個領(lǐng)域的應(yīng)用。

五、教學(xué)評價方式對比

教學(xué)評價是以教學(xué)目標為依據(jù)，對教學(xué)過程及結(jié)果的測量，是對教師教學(xué)工作質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的評定。教學(xué)評價方式有很多，而且新的評價方式和理念不斷被提出，推動了高校教學(xué)評價方式的發(fā)展。本課程無論在專業(yè)課還是公選課教學(xué)中，都盡量從多個角度對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進行評價，但具體操作又有所不同。

在專業(yè)課評價中，平時教學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生解決問題的專業(yè)能力為核心設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)，根據(jù)學(xué)生每個任務(wù)的完成情況進行評分，累計作為平時成績。此種方式綜合考查學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和結(jié)果，體現(xiàn)了學(xué)生對問題的綜合思考和解決能力。期末考試以傳統(tǒng)試卷問答的方式進行，考核學(xué)生對基本概念、基礎(chǔ)知識以及實際應(yīng)用等方面的掌握，其分數(shù)作為期末成績。這種方式雖然落后，但依然是廣大高校普遍采用的評價形式，教學(xué)評價模式從整體上的改變還任重道遠。學(xué)生的平時成績與期末考試成績加權(quán)求和后作為學(xué)生的課程成績。