互聯(lián)網(wǎng)時代高校工程材料課程教學(xué)改革與實踐

【摘 要】 互聯(lián)網(wǎng)時代，信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的滲透促使傳統(tǒng)的教學(xué)模式得以革新，為學(xué)生提供了更加豐富、靈活的學(xué)習(xí)體驗，從而實現(xiàn)了更好的教學(xué)效果。在此背景下，高校應(yīng)當(dāng)從教學(xué)理念、實踐教學(xué)、教學(xué)評價體系以及師資隊伍四個方面入手，對工程材料這一課程進行教學(xué)改革，以適應(yīng)時代的發(fā)展并滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，為機械行業(yè)培養(yǎng)出更多具備扎實專業(yè)功底的優(yōu)秀人才。

【關(guān)鍵詞】 互聯(lián)網(wǎng)時代；工程材料；課程教學(xué)

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，推動了高校教育朝著數(shù)字化方向轉(zhuǎn)型與發(fā)展。2021年，教育部印發(fā)的《高等學(xué)校數(shù)字校園建設(shè)規(guī)范（試行）》中明確指出，高等院校要實現(xiàn)在信息化條件下的育人方式創(chuàng)新性探索、網(wǎng)絡(luò)安全的信息化建設(shè)、信息資源的智能化聯(lián)通、校園環(huán)境的數(shù)字化改造、用戶信息素養(yǎng)的適應(yīng)性發(fā)展以及核心業(yè)務(wù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

“工程材料”課程是我國高等院校機械類專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課，旨在使學(xué)生掌握機械行業(yè)主要材料的組成、性能特點、工程要求和主要用途，理解機械工程可持續(xù)發(fā)展的重要性，并具有合理、正確地選用材料、設(shè)計方案和科學(xué)管理材料的能力。該課程在機械類專業(yè)教學(xué)中起著承前啟后的作用，為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定了必要的理論基礎(chǔ)。在互聯(lián)網(wǎng)時代，高?！肮こ滩牧稀闭n程教學(xué)的改革，將信息技術(shù)引入教學(xué)中，有助于轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)模式，對以往的教學(xué)方式、手段、資源以及環(huán)境等多維度進行滲透與創(chuàng)新，從而有效彌補“工程材料”傳統(tǒng)教學(xué)的不足，提高教學(xué)質(zhì)量。

一、互聯(lián)網(wǎng)背景下高校工程材料課程教學(xué)改革的意義

（一）有利于豐富課堂教學(xué)形式

工程材料課程具有知識量大、綜合性強、覆蓋面廣等特點。因此，在教學(xué)過程中，教師很容易陷入平鋪直敘的乏味陳述中。同時，學(xué)生面對紛繁復(fù)雜的專業(yè)知識，往往會顯得無所適從，學(xué)習(xí)積極性不佳，導(dǎo)致課堂氣氛較為沉悶，教學(xué)效果不理想。而互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，可以幫助教師在備課時將更多有趣、直觀的教學(xué)資源融入課件當(dāng)中；在教學(xué)過程中，“講述+演示”的方式讓學(xué)生更容易理解和記憶專業(yè)理論知識，提高學(xué)習(xí)效果。例如，教師在講到混凝土施工時，可以通過多媒體等技術(shù)為學(xué)生呈現(xiàn)專業(yè)技術(shù)人員做坍落度實驗的真實場景，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓其對建筑構(gòu)造以及結(jié)構(gòu)特點產(chǎn)生直觀的感受，從而提高教學(xué)效果。

（二）有利于加強師生互動效果

在教學(xué)過程中，良好的師生互動可以幫助教師及時了解學(xué)生的需求，進而對教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)方法進行相應(yīng)的調(diào)整和改進，從而提高課堂教學(xué)的效率。但傳統(tǒng)的工程材料課堂教學(xué)往往更注重教師的“教”，形成教師單向灌輸、學(xué)生被動接受的局面。在這一過程中，教師成為唯一的信息源，忽視了對學(xué)生的深入啟發(fā)與引導(dǎo)，且會直接影響到學(xué)生對教學(xué)的反饋。對此，教師可以借助互聯(lián)網(wǎng)采用翻轉(zhuǎn)課堂這一新型教學(xué)模式，讓學(xué)生在課前觀看教學(xué)視頻和學(xué)習(xí)資料，在課堂上進行自主討論和交流，引導(dǎo)學(xué)生對專業(yè)知識進行深入思考和探究。在課堂之外，教師還可以利用當(dāng)下普遍使用的微信、微博等網(wǎng)絡(luò)交互工具與學(xué)生互動交流，切實了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并據(jù)此調(diào)整教學(xué)形式。另外，教師還可以通過開設(shè)微信公眾號等方式來向?qū)W生實時推送工程材料相關(guān)專業(yè)知識以及相關(guān)案例，以對課堂教學(xué)內(nèi)容進行補充，鞏固教學(xué)效果。

（三）有利于滿足學(xué)生個性化需求

不同的學(xué)生在性格、興趣、學(xué)習(xí)能力等方面都存在著差異，其學(xué)習(xí)需求也各有不同。這一點在大學(xué)生群體中表現(xiàn)更為明顯。大學(xué)生的認(rèn)知功能已經(jīng)趨于成熟，性格、興趣也逐漸成形，自我意識更加強烈，因此個體之間的差異也相對較大。在此情況下，如果依舊采用傳統(tǒng)“一刀切”的教學(xué)模式，會使大部分學(xué)生失去學(xué)習(xí)的興趣，甚至產(chǎn)生厭學(xué)情緒。而互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)則可以對學(xué)生的發(fā)展特點和學(xué)習(xí)需求進行科學(xué)分析，為其提供個性化的學(xué)習(xí)路徑和資源，滿足不同學(xué)生的需求。例如，利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，教師可以對學(xué)生的在線學(xué)習(xí)行為進行分析，了解其學(xué)習(xí)進度、興趣點和難點等，從而為學(xué)生提供針對性的學(xué)習(xí)資源和策略。同時，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可以實現(xiàn)跨越時空的學(xué)習(xí)模式，讓學(xué)生隨時隨地都可以進行學(xué)習(xí)，為學(xué)生根據(jù)個人需求進行自主學(xué)習(xí)創(chuàng)造了條件。

二、當(dāng)前高校工程材料課程教學(xué)存在的問題

（一）教學(xué)理念較為滯后

在互聯(lián)網(wǎng)時代背景下，信息和數(shù)字化技術(shù)在教育領(lǐng)域的重要性日益凸顯，這對高校工程材料的傳統(tǒng)教學(xué)模式構(gòu)成了挑戰(zhàn)，尤其是對學(xué)校和教師的教學(xué)理念產(chǎn)生了沖擊。在學(xué)校層面，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用尚未得到學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的充分重視，學(xué)校在網(wǎng)絡(luò)教育資源建設(shè)上的投入不足。即便有所投入，也往往期望一勞永逸，缺乏及時更新，使得這些資源的使用價值大打折扣。從教師層面來看，一些專業(yè)教師認(rèn)為，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)普及之前，自己也能提供優(yōu)質(zhì)的課堂教學(xué)，因此這些技術(shù)對自己的課堂教學(xué)沒有太大的應(yīng)用價值，而且真正運用起來還會耗費大量的時間和精力。這種觀念導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)教育資源的使用率較低，很多資源都被束之高閣，久而久之便荒廢了。還有部分教師教學(xué)理念較為滯后，對互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)的認(rèn)知具有局限性，將其簡單等同于PPT的使用，沒有進一步探索互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育領(lǐng)域更多的應(yīng)用價值與功能，存在“穿新鞋，走老路”的現(xiàn)象。

（二）專業(yè)實踐教學(xué)不足

工程材料課程具有較強的實踐性，實驗是該課程的重要環(huán)節(jié)。實踐可以鞏固學(xué)生所學(xué)的理論知識，幫助其熟悉實驗設(shè)備、操作技術(shù)，從而熟練掌握專業(yè)技能。然而，當(dāng)前大多數(shù)高校在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工程材料課程的應(yīng)用上主要集中在理論教學(xué)，而忽視了對其實踐教學(xué)功能的開發(fā)和應(yīng)用。這對一些簡單易理解的實驗而言，也許無傷大雅，但對易混淆性概念或操作流程復(fù)雜的實驗而言，實踐教學(xué)的重要性是不容忽視的。例如，在講到熱處理在機加工工序中的位置以及作用時，由于同時涉及了熱處理和機加工兩種工藝，學(xué)生很容易產(chǎn)生混淆。而要在真實環(huán)境中進行實驗操作，則存在加工設(shè)備投資成本高、占用面積大、安全隱患多等問題。因此，教師無法帶領(lǐng)學(xué)生展開實驗操作。在此情況下，如果教師只進行口頭講解或為學(xué)生播放相關(guān)視頻，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，且教學(xué)效果也會大打折扣，不利于培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和實際操作能力。

（三）教學(xué)評價體系不完善

一直以來，信息化教學(xué)評價體系的建設(shè)受到了相關(guān)學(xué)者與工作者的廣泛關(guān)注。當(dāng)前，大多數(shù)高校工程材料課程仍采用的是傳統(tǒng)的教學(xué)評價方式。這種以教師為主導(dǎo)的評價方式雖然簡單易行，但存在著較大的局限性。它過分依賴于教師的個人判斷和主觀意識，導(dǎo)致評價結(jié)果缺乏客觀性和全面性。長此以往，這種評價方式會嚴(yán)重阻礙學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動參與性，甚至?xí)箤W(xué)生失去進步與發(fā)展的原動力。盡管目前多數(shù)學(xué)校已經(jīng)開發(fā)了工程材料在線教育課程，但評價主體單一這一問題仍沒有得到根本解決，依然采用的是自上而下的評價方式，難以體現(xiàn)多元價值主體的個性化訴求。而且，在線教學(xué)的評價方式更加側(cè)重于結(jié)果導(dǎo)向的行為主義，而忽略了評價標(biāo)準(zhǔn)的動態(tài)生成。期末成績?nèi)匀皇浅Ｓ玫脑u價形式，缺乏對學(xué)生學(xué)習(xí)過程、課堂互動等方面的綜合性考量。這種評價方式無法全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和實際能力發(fā)展水平，也難以有效地指導(dǎo)學(xué)生進行針對性的改進和提高。

（四）教師信息化素養(yǎng)欠缺

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進步與發(fā)展衍生了許多新的需求。面對日益增長的科學(xué)知識、技能等方面的發(fā)展需求，教師需不斷提升自身信息化素養(yǎng)，利用信息技術(shù)及時汲取最前沿的學(xué)科知識，并以恰當(dāng)?shù)姆绞絺鬟f給學(xué)生。然而當(dāng)前，部分高校教師的信息化技能較為薄弱。一些年長的教師表明自己常常因為沒有掌握檢索技巧或不會表達(dá)自己的檢索需求而搜索不到相關(guān)教學(xué)資源，這嚴(yán)重降低了他們的工作效率。而其他多數(shù)教師雖然掌握了基本的信息操作技能，但因其應(yīng)用能力有限，在實際操作過程中顯得較為呆板、不靈活，仍處在簡單的套用階段，這導(dǎo)致他們在進行教學(xué)資源和信息整合的過程中比較被動吃力，難以將技術(shù)與課堂教學(xué)做到深度融合。針對這些問題，一些高校雖然有意識地對教師進行培訓(xùn)，但大多數(shù)培訓(xùn)都以零散的講座形式展開，缺乏系統(tǒng)性，且培訓(xùn)過程較為枯燥，無法激發(fā)教師的學(xué)習(xí)興趣，從而難以達(dá)到真正的培訓(xùn)效果。

三、當(dāng)前高校工程材料課程教學(xué)與實踐路徑

（一）緊跟時代步伐，更新教育理念

教學(xué)改革的核心在于突破傳統(tǒng)思維定式，以更加開放、包容的視野超越靜態(tài)知識的傳授方式，牢固樹立現(xiàn)代化教學(xué)理念。面對互聯(lián)網(wǎng)時代對傳統(tǒng)教學(xué)的挑戰(zhàn)與變革，高校應(yīng)積極建立與之相適應(yīng)的教學(xué)理念。一方面，深入研究互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對當(dāng)前大學(xué)生思維方式和學(xué)習(xí)習(xí)慣產(chǎn)生的影響，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的問題與需求；另一方面，要注重互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對課程教學(xué)產(chǎn)生的積極影響。在此基礎(chǔ)上，高校應(yīng)結(jié)合學(xué)生的具體情況，有效整合各類網(wǎng)絡(luò)教育資源，加大對資源建設(shè)的投入與支持；同時，制定互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用策略和方案，以達(dá)到最佳的教學(xué)效果。此外，高校要面向?qū)W校領(lǐng)導(dǎo)干部和工程材料專業(yè)教師定期開展信息化建設(shè)研討會，讓其意識到當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的必要性和緊迫性；同時，還要引導(dǎo)教師理性看待互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，既不能盲目使用又不能一味逃避，要深刻意識到互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用不僅屬于技術(shù)范疇，還屬于教育范疇，要將其密切融入教學(xué)實踐中去，以從根本上改變傳統(tǒng)的教學(xué)理念，推動工程材料課程的改革與創(chuàng)新。

（二）推進平臺建設(shè)，強化實踐教學(xué)

要培養(yǎng)應(yīng)用型工程技術(shù)人才，教師就必須既要注重理論知識的講授，又要著力培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)實踐技能。特別是針對一些操作難度大、實現(xiàn)概率低的實驗，一方面，高?？梢赃M行立體實驗教材的開發(fā)，如教學(xué)課件、素材庫以及學(xué)習(xí)指南等動態(tài)教學(xué)資源，以輔助實驗操作過程以及實驗原理的講解，幫助學(xué)生更好地掌握實驗的基本知識點和技能點；另一方面，高校還需構(gòu)建虛擬仿真實驗室，將真實實驗項目和虛擬實驗項目進行有機結(jié)合，強化實踐教學(xué)。例如，西南石油大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院于2005年就建立了虛擬仿真實驗教學(xué)中心，創(chuàng)建了液態(tài)成型和塑性加工等大型模擬仿真平臺，有效解決了專業(yè)實驗投入大、能耗高、風(fēng)險大以及安全隱患多等實際問題，極大地豐富了學(xué)科教學(xué)內(nèi)容，有效地提升了學(xué)生的實踐與應(yīng)用能力。

（三）注重評價主體多元化，完善評價機制

互聯(lián)網(wǎng)時代，為構(gòu)建符合現(xiàn)代工程材料課程特點與學(xué)生需求的教學(xué)評價體系，高校首先應(yīng)注重評價主體的多元化。除了教師評價外，還可利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過發(fā)布線上問卷等方式引入學(xué)生自評、互評以及行業(yè)專家評價等，以確保評價的客觀性和全面性。同時，針對在線教育課程的特殊性，應(yīng)建立相應(yīng)的評價體系，加強多源數(shù)據(jù)之間的互聯(lián)互通，實現(xiàn)評價主體與客體之間的有效互動。通過在線教育平臺，教師可以及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，學(xué)生也可以隨時向教師反饋自己的意見和問題。這種互動機制有助于形成對評價客體的真實全面的認(rèn)識，為教學(xué)提供有針對性的改進意見。此外，在線教育評價還應(yīng)注重對學(xué)生學(xué)習(xí)體驗、在線互動等方面的考核，并引入動態(tài)的評價標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、行業(yè)發(fā)展動態(tài)和市場需求變化等進行動態(tài)調(diào)整，以更好地指導(dǎo)學(xué)生進行針對性的改進和提高。

（四）提升教師素養(yǎng)，強化師資力量

互聯(lián)網(wǎng)時代，高校工程材料課程教學(xué)的改革對教師的信息化素養(yǎng)提出了更高的要求。首先，針對部分教師信息化素養(yǎng)不足的問題，高校應(yīng)建立完善的培訓(xùn)機制，為教師提供系統(tǒng)全面的培訓(xùn)課程，具體包括基本的計算機和網(wǎng)絡(luò)操作技能、信息獲取和處理技能、視頻制作以及其他智慧化教學(xué)平臺的使用技能培訓(xùn)，鼓勵教師按照自己的實際情況和需求自主參加培訓(xùn)活動。其次，高校還應(yīng)定期組織教師開展教學(xué)研討會，推動教師互相分享學(xué)習(xí)教學(xué)經(jīng)驗，交流在信息化教學(xué)中遇到的問題和解決方法，共同探索互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工程教學(xué)課程中的新的應(yīng)用路徑，發(fā)現(xiàn)更多的教學(xué)可能性。此外，高校還可以邀請在信息化教學(xué)方面有豐富經(jīng)驗的專家或?qū)W者為本校教師提供實際的教學(xué)示范，讓教師可以直觀地了解信息化教學(xué)的實際操作和效果，從而將其更好地應(yīng)用到自己的教學(xué)實踐中。

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