基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的增材制造理論課程教學改革分析

趙廣輝 程萬勝 王欣怡

1.遼寧科技大學機械工程與自動化學院，遼寧 鞍山 114051；2.遼寧科技大學電子與信息工程學院，遼寧 鞍山 114051

增材制造是先進制造業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中的一項代表性技術(shù)，在增材制造產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展過程中增材制造技術(shù)也得到更好的應(yīng)用發(fā)展，進而為高校相關(guān)科學研究和專業(yè)發(fā)展改革帶來更高的推動力［1］。所以，為推動高校增材制造理論課程教學的改革創(chuàng)新，提高課程教學質(zhì)量與實效性，還應(yīng)充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”背景，有效借助多樣先進技術(shù)方法，對課程教學內(nèi)容、方法等進行優(yōu)化完善，以促進理論課程教學與互聯(lián)網(wǎng)有機融合，進一步提升教學水平，幫助學生掌握更多知識技能，實現(xiàn)全面發(fā)展，有效達成人才培育目標。

一、增材制造理論課程教學存在的問題分析

（一）教學方式固定單一

增材制造理論課程知識內(nèi)容較多，且很多知識具有較強的抽象性，理解難度偏高，同時該課程知識還與工程應(yīng)用聯(lián)系緊密，知識結(jié)構(gòu)更新速度較快，所以整體學習難度較大。但以往教學中，教師所采取的教學方式存在較強的固定單一性，主要為講授式教學，以教師單方面進行理論講解為主，這種情況下不僅課堂互動性不強，學生主體地位不明顯，還會大幅度降低學生的學習興趣，甚至出現(xiàn)上課溜號、曠課等情況［2］。這種固定單一的教學方式長期實施，會導(dǎo)致課程教學質(zhì)量無法提高，還會促進學生形成錯誤認知，將課程學習當作“任務(wù)”。

（二）教學實踐性不足

增材制造技術(shù)是一種涉及多學科、多材料、多技術(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)，在課程開展階段應(yīng)通過有效的實踐教學，幫助學生真正掌握技術(shù)要點，提高知識技能水平［3］。但理論課程實踐教學過程中需要配備完善的實驗場所、齊全的實驗器材設(shè)備，學生通過現(xiàn)場操作練習以逐步掌握技能，提高技術(shù)操作能力?？赡壳坝捎谠囼瀳鏊慕⒓霸囼炂鞑脑O(shè)備的配備需耗費較多資金成本，使得很多高校并未能有效開展實踐教學工作，導(dǎo)致學生缺少動手操作練習的機會。此外，增材制造理論課程知識點較多，教師會將更多的重心放在課堂理論講解上，對實踐部分缺乏關(guān)注，不僅實訓(xùn)教學效果不佳，日常的實踐學習活動也難以得到有效開展。

（三）課程教材不統(tǒng)一

市面上增材制造課程教材類型較多，很多高校并未對該課程教材的選擇制定硬性規(guī)則要求，主要以教師自身情況而定，這種情況下一些新入職教師會選擇理論知識多、實踐內(nèi)容少，或內(nèi)容寬泛、專業(yè)性較強的課程教材［4］。若所選的課程材料不符合教學實際要求，也不滿足學生的發(fā)展需求，則會對教學質(zhì)量和學生學習效果產(chǎn)生負面影響。

（四）教學評價不完善

教學評價是課程教學工作開展中十分重要的環(huán)節(jié)，其能夠?qū)虒W效果進行評價，對學生的學習發(fā)展水平進行評估，同時教學評價結(jié)果也能作為后續(xù)教學改進的參考依據(jù)［5］。但現(xiàn)階段很多教師易忽略教學評價環(huán)節(jié)，且在評價過程中更多關(guān)注學生的課堂作業(yè)及學期測驗成績，對學生的學習表現(xiàn)、創(chuàng)新創(chuàng)造能力、實踐操作能力等缺少評價，整體評價標準單一，評價內(nèi)容缺少全面完善性。同時評價主體更多為教師，學生并未參與教學評價，教師難以通過學生自評、學生互評等對學生的自我認知、實際需求等進行了解，且評價缺少時效性。在課程教學改革創(chuàng)新階段，教師還需重視評價環(huán)節(jié)，重新優(yōu)化改進教學評價工作。

二、“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下增材制造理論課程教學改革有效策略

（一）了解學生實際情況，優(yōu)化理論課程內(nèi)容

素質(zhì)教育背景下教學開展應(yīng)以學生為主體對象，所設(shè)計的課程內(nèi)容、采取的教學方法應(yīng)符合學生的實際能力和發(fā)展需求。所以，在運用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新課程教學之前，教師應(yīng)先了解學生的實際情況［6］。首先，教師可利用大數(shù)據(jù)等技術(shù)，對班級學生的測驗成績等整合分析，自動形成相應(yīng)的成績走勢圖，以評估班級學生的能力水平，以及課程學習中較為薄弱的地方。其次，教師可針對課程教學進度、知識學習難度、學生日常學習安排、興趣愛好等方面制作電子調(diào)查問卷，發(fā)送至微信班級群中，要求學生進行線上填寫，這樣不僅可提高調(diào)查效率，還能避免問卷丟失等情況，教師根據(jù)學生所填寫的問卷內(nèi)容進行分析，以獲取學生對課程教學的看法、學習想法，以及學生個體興趣需求等。最后，教師根據(jù)所了解的學生情況，對現(xiàn)有的課程教學內(nèi)容進行優(yōu)化調(diào)整，運用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，制定多樣合理的教學方法［7］。此外，在課程教材的選擇方面應(yīng)由高校統(tǒng)一規(guī)定安排，結(jié)合素質(zhì)教育要求和教學改革發(fā)展需求等，對課程內(nèi)容作出深入調(diào)整完善。

（二）創(chuàng)新課程教學模式，突出學生主體地位

因為課堂時間有限，為更好地將增材制造理論課程融入學生的學習生活中，教師應(yīng)利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實施“線上+線下”的教學模式，這樣不僅突顯學生主體地位，給予學生更多學習發(fā)展的機會，還能解決教學時長不夠、學生理解不到位等問題。首先，教師可根據(jù)課程章節(jié)內(nèi)容提取出重難點知識，制作微課視頻或課件資料，于課前將視頻資料發(fā)送至微信群或線上學習平臺，同時按分組原則將學生分為多個小組，以學習小組的方式課前開展自主合作學習活動，通過觀看視頻、閱讀資料等方式先了解章節(jié)知識，進行互動交流。在課前合作過程中學生還可針對知識點提出相關(guān)問題，在內(nèi)部思考探究的基礎(chǔ)上反饋給教師，由教師進行整理，在課堂上與學生共同討論解決。相比教師直接教學來說，課前線上學習使得學生的學習不受空間和時間的限制，且能夠激發(fā)學生思維、鍛煉學生自學能力，幫助學生打好基礎(chǔ)，更好地融入課堂學習。其次，課堂中教師可運用多媒體課件進行深入全面講解，提高教學效率。最后，在課后教師也可利用慕課、網(wǎng)易公開課等多類優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)資源，對課堂教學進行有效延伸，指導(dǎo)學生通過線上鞏固復(fù)習的方式對知識進行充分掌握理解，以構(gòu)建完善的知識體系。同時網(wǎng)絡(luò)資源更新速度快，學生可利用互聯(lián)網(wǎng)及時了解增材制造領(lǐng)域最新的理論研究和技術(shù)應(yīng)用，以拓展學生知識面，提高學習效果［8］。

（三）借助人工智能工具，提高課程教學質(zhì)量

在課程教學改革創(chuàng)新過程中，教師應(yīng)有效利用人工智能工具，以不斷提高教學的先進性、高效性和多樣性。比如，在課堂教學中采取藍墨云班課智能教學平臺，教師可借助該平臺完成線上點名簽到、線上知識講解、線上習題指導(dǎo)講解、線上點名提問，以及運用其軟件技術(shù)對學生的出勤率、答題正確率等，進行自動統(tǒng)計分析。這樣能夠全面記錄課堂教學過程，有利于教師后期進行教學分析和研究。而該軟件的使用，還能將課堂教學環(huán)節(jié)與課后環(huán)節(jié)進行有機連接，教師可在線上平臺對學生的課后作業(yè)練習情況等進行實時了解指導(dǎo)，且學生也能通過線上平臺及時與教師進行溝通交流，增強教學交互性。而在此過程中所產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)信息都能被保存，教師可通過分析教學數(shù)據(jù)信息的方式不斷對教學過程進行優(yōu)化調(diào)整，以切實提高課程教學質(zhì)量。

（四）開展仿真實驗教學，提升學生能力水平

增材制造技術(shù)作為材料成形的重要方式，其是基于離散堆積原理，通過零件的三維數(shù)據(jù)驅(qū)動直接制造零件的一種先進制造工藝［9］。在科技快速發(fā)展中，該技術(shù)也得到更好的發(fā)展與應(yīng)用，所以針對增材制造理論課程來說，其理論知識與實踐部分都十分重要，教師需做好實踐部分的教學工作。首先，高校應(yīng)加大資金投入，對實訓(xùn)場所、實驗器材設(shè)備進行完善建設(shè)配備，構(gòu)建良好的實踐教學環(huán)境。其次，積極運用互聯(lián)網(wǎng)、虛擬仿真技術(shù)等先進模式，開展仿真實驗教學，促進學生在先進技術(shù)支持下更高效地進行實踐操作練習，將知識轉(zhuǎn)化為實際能力，提高學生的綜合能力水平。最后，高校及教師在日常教育教學階段，還應(yīng)開展多樣的實踐學習活動，如技能競賽活動等，給予學生更多自主發(fā)展的機會，更好地達成人才培養(yǎng)目標。

（五）構(gòu)建線上學習環(huán)境，豐富學生學習生活

教師應(yīng)充分利用互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，使用更多先進軟件，構(gòu)建良好的線上學習環(huán)境，這樣不僅可以豐富學生學習生活，還能提高學生學習的時效性、多樣性。首先，高校可運用技術(shù)軟件建立全面的資源庫，以便于教師和學生日常搜集了解更多資源信息。其次，教師可使用微信、QQ 等社交軟件，與學生搭建實時溝通機制，這樣學生在課下學習中產(chǎn)生的問題、想法，既能與同學進行線上交流，也可及時與教師溝通，同時教師也能將一些學習資料、課程教學安排等發(fā)送至群中，保證教學工作的順利開展，也能幫助學生了解到更多知識。最后，高?？蓜?chuàng)建并利用微信公眾號、微博賬號，將增材制造領(lǐng)域新知識技能及時告知學生，以及推送有關(guān)該課程的相關(guān)資料、活動比賽等，感興趣的學生可及時了解到最新消息通知，為自己的學習生活制定合理的計劃，為學生綜合能力提升和個體發(fā)展提供推力。此外，教師也應(yīng)鼓勵學生在日常學習生活中提高對互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的利用率，如積極在微信公眾號、貼吧論壇中發(fā)表自己的看法，與大家交流討論。通過表達交流、知識經(jīng)驗共享的方式，不斷完善學生的課程知識體系。

（六）完善課程教學評價，推動學生全面發(fā)展

首先，對課程評價標準進行改進，不應(yīng)以評價學生的測驗成績?yōu)閱我粯藴?，?yīng)更多關(guān)注學生綜合能力的發(fā)展情況，了解學生的真實需求。其次，在教學評價過程中，教師可利用互聯(lián)網(wǎng)、線上教學平臺對學生的自學情況、知識理解深度、作業(yè)完成情況、實踐學習成果等多方面進行了解評估，既要關(guān)注學生的整體學習成果，也要關(guān)注學生的學習過程表現(xiàn)情況，保證教學評價的全面性。同時評價主體應(yīng)多元化，教師指導(dǎo)學生參與自評、互評等評價工作，以全面了解學生的真實想法需求，也可鍛煉學生的自我反思能力。評價可通過填寫電子評價表格的方式完成，以便于教師整理分析。最后，教師需將所有的評價結(jié)果進行整合，借助大數(shù)據(jù)等技術(shù)獲得全面準確的評價數(shù)據(jù)信息，并開展全面分析和教學反思工作，以評估學生的學習能力和整體發(fā)展水平，了解學生的實際需求，以及教學存在的不足。之后以評價結(jié)果為參考依據(jù)，對增材制造理論課程教學做出進一步調(diào)整創(chuàng)新，為課程教學質(zhì)量提高、學生專業(yè)素養(yǎng)提升提供推力保障。

綜上所述，在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，高校應(yīng)對課程教學方法、內(nèi)容等進行優(yōu)化調(diào)整，借助互聯(lián)網(wǎng)等先進技術(shù)推動課程教學改革創(chuàng)新。所以，高校及教師應(yīng)了解互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢作用，分析增材制造理論課程教學目前存在的不足，以形成正確教學觀念，能夠提高對互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)注度，通過優(yōu)化課程內(nèi)容，采取“線上+線下”教學模式，利用人工智能工具，開展仿真實驗教學，構(gòu)建線上學習環(huán)境，完善課程教學評價等方式，切實提高課程教學實效性，促進增材制造理論課程教學加快改革發(fā)展，為學生高效學習與全面發(fā)展提供有效推力，以達成創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標。