“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下增材制造理論課程教學(xué)改革的探索

張曉玉, 李 蕊，劉書林

(吉林工程技術(shù)師范學(xué)院，吉林 長春 130052)

在科技高速發(fā)展的當(dāng)代，互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信的飛速發(fā)展給傳統(tǒng)課程教學(xué)模式的改革帶來了新的契機(jī)。國務(wù)院于2015年頒布了《國務(wù)院關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見》，該意見對新型教育服務(wù)供給方式提出了新要求；2018年4月，教育部又發(fā)布了《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》，此計(jì)劃的提出明確了“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的新模式，并強(qiáng)調(diào)要堅(jiān)持信息技術(shù)與教學(xué)改革深度融合的核心理念?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來，有效促進(jìn)了高等院校理論課程的教學(xué)改革。

早在黨的十九大就提出了“加快建設(shè)制造強(qiáng)國，加快發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)”的發(fā)展戰(zhàn)略。增材制造作為其中一項(xiàng)代表性技術(shù)，已納入國家重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域的規(guī)劃中。隨著增材制造產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，建設(shè)形成以實(shí)體經(jīng)濟(jì)、科技創(chuàng)新、現(xiàn)代服務(wù)、產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同發(fā)展的全產(chǎn)業(yè)鏈體系，進(jìn)而推動(dòng)“中國制造”邁向“中國智造”的新高度。隨著增材制造技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，為國內(nèi)高等院校相關(guān)科學(xué)研究和專業(yè)教學(xué)的發(fā)展、改革帶來了巨大的推動(dòng)力。

一、 增材制造理論課程傳統(tǒng)教學(xué)模式的特點(diǎn)

(一) 教學(xué)方式多為“滿堂灌”式

增材制造理論課程具有內(nèi)容豐富、知識點(diǎn)多、抽象且難于理解、涉及面廣、與工程應(yīng)用聯(lián)系較強(qiáng)、知識結(jié)構(gòu)更新?lián)Q代快等特點(diǎn)。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，由于課堂學(xué)習(xí)時(shí)間有限，授課教師在完成教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，難以高質(zhì)量地完成課堂提問、討論、測驗(yàn)、作業(yè)答疑等師生交互環(huán)節(jié)，導(dǎo)致教學(xué)方式多為“滿堂灌”“填鴨式”教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)過程枯燥、興趣不高，上課溜號、睡覺，甚至?xí)缯n，以及考前“背多分”等問題的出現(xiàn)，致使教學(xué)質(zhì)量難以提高。

(二) 實(shí)踐教學(xué)難以實(shí)現(xiàn)

增材制造技術(shù)是一種涉及多學(xué)科、多種材料、多種技術(shù)的廣義技術(shù)稱呼，是相對于傳統(tǒng)的削銑減材的新技術(shù)。增材制造技術(shù)作為一種新興的加工技術(shù)，其理論課程的實(shí)踐教學(xué)需要一定的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，并且要求學(xué)生現(xiàn)場操作。由于建立相關(guān)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室的投資比例較大，且一些普通高等院校資金緊張，導(dǎo)致增材制造課程的實(shí)踐教學(xué)流于形式化，學(xué)生得不到真正的動(dòng)手鍛煉機(jī)會(huì)，最后造成理論課程學(xué)習(xí)無用武之地。

(三) 課程教材不統(tǒng)一

市面上增材制造課程的教材很多，但普通高等院校對于該課程的教材選擇沒有硬性規(guī)定，主要由教師自身實(shí)際情況決定。對于一些新入職教師而言，由于對教材不熟，多數(shù)選擇理論知識過多、實(shí)踐教學(xué)缺乏或內(nèi)容寬泛、專業(yè)性過強(qiáng)的課程教材。教材在教學(xué)過程中起著重要的載體作用，教材的不合適將給教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)帶來極大的不便，從而導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)意愿不強(qiáng)、厭學(xué)或棄學(xué)的現(xiàn)象出現(xiàn)。

二、 “互聯(lián)網(wǎng)+”背景下增材制造理論課程教學(xué)改革的探索

(一) 構(gòu)建線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，使理論課程的線上教學(xué)得到廣泛的推廣。授課教師將“增材制造”理論課程重要章節(jié)的重、難點(diǎn)問題加以提煉，學(xué)生通過線上觀看授課視頻完成授課教師布置的課下分組任務(wù)。小組成員課下通過“理解學(xué)習(xí)、小組探討、歸納總結(jié)”等環(huán)節(jié)將重、難點(diǎn)問題進(jìn)行全面的研究，然后采用翻轉(zhuǎn)課堂的形式對知識點(diǎn)的理解進(jìn)行歸納講解，將研究過程中遇到的問題與老師和同學(xué)們進(jìn)行深入探討并加以解決，充分挖掘?qū)W生的獨(dú)立思考能力，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生全方位參與到課堂的教學(xué)活動(dòng)中?；ヂ?lián)網(wǎng)的應(yīng)用，使得學(xué)生可以不受時(shí)間、空間的限制自主安排學(xué)習(xí)計(jì)劃。利用MOOC、網(wǎng)易公開課等網(wǎng)絡(luò)資源，構(gòu)建線上學(xué)習(xí)+線下交流的教學(xué)模式，使學(xué)生了解了增材制造領(lǐng)域最新的理論研究和技術(shù)應(yīng)用，充分彌補(bǔ)了學(xué)生線下的課程知識體系內(nèi)容，進(jìn)而提升該課程的教學(xué)實(shí)效，有助于創(chuàng)新應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

(二) 人工智能教學(xué)工具的融入

藍(lán)墨云班課是一款基于人工智能、云技術(shù)、大數(shù)據(jù)和移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)研發(fā)推動(dòng)教學(xué)模式變革的智能云教學(xué)平臺，它的應(yīng)用為用戶提供了方便快捷的移動(dòng)學(xué)習(xí)服務(wù)。通過互聯(lián)網(wǎng)+云班課App平臺，授課教師課上采用多媒體教學(xué)的同時(shí)，能夠高效地完成點(diǎn)名簽到、課堂練習(xí)和習(xí)題解答、點(diǎn)名提問并統(tǒng)計(jì)到課率和正確率，有助于實(shí)時(shí)記錄學(xué)習(xí)過程與學(xué)習(xí)活動(dòng)，并開展教學(xué)研究。課下能夠幫助授課教師了解每一名學(xué)生預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、做作業(yè)、小組討論問題、測驗(yàn)、拓展教學(xué)視頻、微課的學(xué)習(xí)情況，并實(shí)現(xiàn)學(xué)生與授課教師的課上課下互動(dòng)，很好地完成了學(xué)習(xí)、互動(dòng)全流程的數(shù)據(jù)記錄、分析及應(yīng)用。通過實(shí)時(shí)查看任一活動(dòng)的詳細(xì)參與情況，輔助授課教師進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)并做出及時(shí)調(diào)整，這將極大提升教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

(三) 增加實(shí)踐教學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

增材制造技術(shù)作為材料成形的一種重要方式，其是基于離散——堆積原理，通過零件的三維數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)直接制造零件的一種先進(jìn)制造工藝技術(shù)。近年來增材制造技術(shù)進(jìn)步較快、發(fā)展迅速，廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶重工、汽車輕量化、摸具制造等研究領(lǐng)域。因此，該門課程是一門理論知識與實(shí)踐應(yīng)用同等重要的本科專業(yè)課程。授課教師在講授基本理論知識的同時(shí)，增加實(shí)踐教學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，使學(xué)生從理論知識學(xué)習(xí)擴(kuò)展到解決實(shí)際工程問題中，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性、創(chuàng)造性，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、會(huì)學(xué)習(xí)、學(xué)好習(xí)的能力。采用理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的方式，進(jìn)一步強(qiáng)化訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，運(yùn)用仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決工程實(shí)際問題的能力。

(四) 轉(zhuǎn)變課程考核評定方式

增材制造課程作為大三學(xué)生的專業(yè)考查課，在傳統(tǒng)的機(jī)械類本科理論課程考核評定中，主要依據(jù)授課教師對學(xué)生上課課堂表現(xiàn)的主觀感受和期末課程報(bào)告的撰寫效果進(jìn)行界定。因此，在傳統(tǒng)的課程考核評定中很難客觀地、全面地呈現(xiàn)全體學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)情況。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，授課教師可以借助智能學(xué)習(xí)平臺軟件，實(shí)時(shí)了解學(xué)生的資料查閱進(jìn)度、學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)展程度、知識點(diǎn)理解深度、課后作業(yè)完成情況等多方位的素質(zhì)表現(xiàn)，進(jìn)而授課教師可以根據(jù)學(xué)生在理論課程學(xué)習(xí)過程中的總體表現(xiàn)做出客觀性評價(jià)，提升課程的教學(xué)質(zhì)量、學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)。

三、 結(jié)語

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，高等院校應(yīng)緊跟先進(jìn)制造技術(shù)的步伐，積極探究增材制造技術(shù)在本科理論課程教學(xué)改革與實(shí)踐中的應(yīng)用。在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，通過構(gòu)建線上線下混合式課程教學(xué)模式以及智能教學(xué)工具的融入，成功實(shí)現(xiàn)了增材制造理論課堂上以教師為中心向以學(xué)生為中心的過渡，打破了傳統(tǒng)課堂中的灌輸教學(xué)，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)了師生間的互動(dòng)，實(shí)施了多維元素共同考核標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，將實(shí)踐仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)融入到傳統(tǒng)的增材制造理論課程內(nèi)容中，能夠加快理論課程的教學(xué)改革，進(jìn)一步促進(jìn)先進(jìn)制造技術(shù)相關(guān)交叉學(xué)科的持續(xù)發(fā)展。