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“互联网+”背景下增材制造理论课程教学改革的探索

2022-11-24张晓玉刘书林

吉林工程技术师范学院学报 2022年7期
关键词:增材理论互联网+

张晓玉, 李 蕊,刘书林

(吉林工程技术师范学院,吉林 长春 130052)

在科技高速发展的当代,互联网和移动通信的飞速发展给传统课程教学模式的改革带来了新的契机。国务院于2015年颁布了《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》,该意见对新型教育服务供给方式提出了新要求;2018年4月,教育部又发布了《教育信息化2.0行动计划》,此计划的提出明确了“互联网+教育”的新模式,并强调要坚持信息技术与教学改革深度融合的核心理念。“互联网+”时代的到来,有效促进了高等院校理论课程的教学改革。

早在党的十九大就提出了“加快建设制造强国,加快发展先进制造业”的发展战略。增材制造作为其中一项代表性技术,已纳入国家重点发展领域的规划中。随着增材制造产业的不断发展,建设形成以实体经济、科技创新、现代服务、产业集群协同发展的全产业链体系,进而推动“中国制造”迈向“中国智造”的新高度。随着增材制造技术的应用范围不断扩大,为国内高等院校相关科学研究和专业教学的发展、改革带来了巨大的推动力。

一、 增材制造理论课程传统教学模式的特点

(一) 教学方式多为“满堂灌”式

增材制造理论课程具有内容丰富、知识点多、抽象且难于理解、涉及面广、与工程应用联系较强、知识结构更新换代快等特点。在传统的教学模式下,由于课堂学习时间有限,授课教师在完成教学内容的同时,难以高质量地完成课堂提问、讨论、测验、作业答疑等师生交互环节,导致教学方式多为“满堂灌”“填鸭式”教学,学生学习过程枯燥、兴趣不高,上课溜号、睡觉,甚至旷课,以及考前“背多分”等问题的出现,致使教学质量难以提高。

(二) 实践教学难以实现

增材制造技术是一种涉及多学科、多种材料、多种技术的广义技术称呼,是相对于传统的削铣减材的新技术。增材制造技术作为一种新兴的加工技术,其理论课程的实践教学需要一定的实验环境,并且要求学生现场操作。由于建立相关实训实验室的投资比例较大,且一些普通高等院校资金紧张,导致增材制造课程的实践教学流于形式化,学生得不到真正的动手锻炼机会,最后造成理论课程学习无用武之地。

(三) 课程教材不统一

市面上增材制造课程的教材很多,但普通高等院校对于该课程的教材选择没有硬性规定,主要由教师自身实际情况决定。对于一些新入职教师而言,由于对教材不熟,多数选择理论知识过多、实践教学缺乏或内容宽泛、专业性过强的课程教材。教材在教学过程中起着重要的载体作用,教材的不合适将给教师教学、学生学习带来极大的不便,从而导致学生学习意愿不强、厌学或弃学的现象出现。

二、 “互联网+”背景下增材制造理论课程教学改革的探索

(一) 构建线上线下相结合的教学模式

移动互联网时代的到来,使理论课程的线上教学得到广泛的推广。授课教师将“增材制造”理论课程重要章节的重、难点问题加以提炼,学生通过线上观看授课视频完成授课教师布置的课下分组任务。小组成员课下通过“理解学习、小组探讨、归纳总结”等环节将重、难点问题进行全面的研究,然后采用翻转课堂的形式对知识点的理解进行归纳讲解,将研究过程中遇到的问题与老师和同学们进行深入探讨并加以解决,充分挖掘学生的独立思考能力,调动学生的学习兴趣,让学生全方位参与到课堂的教学活动中。互联网的应用,使得学生可以不受时间、空间的限制自主安排学习计划。利用MOOC、网易公开课等网络资源,构建线上学习+线下交流的教学模式,使学生了解了增材制造领域最新的理论研究和技术应用,充分弥补了学生线下的课程知识体系内容,进而提升该课程的教学实效,有助于创新应用型人才的培养。

(二) 人工智能教学工具的融入

蓝墨云班课是一款基于人工智能、云技术、大数据和移动互联技术研发推动教学模式变革的智能云教学平台,它的应用为用户提供了方便快捷的移动学习服务。通过互联网+云班课App平台,授课教师课上采用多媒体教学的同时,能够高效地完成点名签到、课堂练习和习题解答、点名提问并统计到课率和正确率,有助于实时记录学习过程与学习活动,并开展教学研究。课下能够帮助授课教师了解每一名学生预习、复习、做作业、小组讨论问题、测验、拓展教学视频、微课的学习情况,并实现学生与授课教师的课上课下互动,很好地完成了学习、互动全流程的数据记录、分析及应用。通过实时查看任一活动的详细参与情况,辅助授课教师进行数据统计并做出及时调整,这将极大提升教学质量,提高学生的学习热情。

(三) 增加实践教学仿真实验设计

增材制造技术作为材料成形的一种重要方式,其是基于离散——堆积原理,通过零件的三维数据驱动直接制造零件的一种先进制造工艺技术。近年来增材制造技术进步较快、发展迅速,广泛应用于航空航天、船舶重工、汽车轻量化、摸具制造等研究领域。因此,该门课程是一门理论知识与实践应用同等重要的本科专业课程。授课教师在讲授基本理论知识的同时,增加实践教学仿真实验设计,使学生从理论知识学习扩展到解决实际工程问题中,调动学生学习的主动性、积极性、创造性,培养学生自主学习、会学习、学好习的能力。采用理论教学与实践教学相结合的方式,进一步强化训练学生的实验动手能力,运用仿真实验结果培养学生分析问题、解决工程实际问题的能力。

(四) 转变课程考核评定方式

增材制造课程作为大三学生的专业考查课,在传统的机械类本科理论课程考核评定中,主要依据授课教师对学生上课课堂表现的主观感受和期末课程报告的撰写效果进行界定。因此,在传统的课程考核评定中很难客观地、全面地呈现全体学生的真实学习情况。随着移动互联网时代的到来,授课教师可以借助智能学习平台软件,实时了解学生的资料查阅进度、学习任务进展程度、知识点理解深度、课后作业完成情况等多方位的素质表现,进而授课教师可以根据学生在理论课程学习过程中的总体表现做出客观性评价,提升课程的教学质量、学生的专业素养。

三、 结语

随着移动互联网的飞速发展,高等院校应紧跟先进制造技术的步伐,积极探究增材制造技术在本科理论课程教学改革与实践中的应用。在“互联网+”背景下,通过构建线上线下混合式课程教学模式以及智能教学工具的融入,成功实现了增材制造理论课堂上以教师为中心向以学生为中心的过渡,打破了传统课堂中的灌输教学,增强了学生的学习兴趣,促进了师生间的互动,实施了多维元素共同考核标准。同时,将实践仿真实验设计融入到传统的增材制造理论课程内容中,能够加快理论课程的教学改革,进一步促进先进制造技术相关交叉学科的持续发展。

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