“互聯網+”和工程教育認證背景下《先進材料成形技術及理論》教學新思考

熊仁龍，鄭小濤，吳和保，菅曉霞，鄧林

(武漢工程大學 機電工程學院，湖北 武漢)

教育學告訴我們：“學習興趣是指個人對學習的一種積極的認識傾向與情緒狀態。學生若對某一學科有興趣，就會持續、專心致志地鉆研它，從而能大大提高學習效果”。宋代教育家朱熹也曾說過：“教人未見其趣，必不樂學”[1]。《先進材料成形技術及理論》作為材料成形專業學生的專業課，仍存在課程缺乏互動性，課程理論知識過多，基本概念繁雜，缺乏實際操作和實踐等不足。同時，課程內容未能跟進材料成形領域的一些最新理論和應用進展。這些問題打擊了學生對本專業的興趣和學習熱愛。針對這些問題，在“互聯網+”和工程教育認證的時代背景下，筆者從多方面探索構建了“互聯網+教育”下《先進材料成形技術及理論》的新型教育模式與方法。

一 基于工程教育專業認證的《先進材料成形技術及理論》課程教學建設

高等工程教育專業認證制度發源于美國，經歷90余年的發展，如今已經成為國際通行的工程教育質量保障制度，也是實現工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎。工程教育專業認證的核心就是要確認工科專業畢業生達到行業認可的既定質量標準要求，是一種以培養目標和畢業出口要求為導向的合格性評價。工程教育專業認證要求專業課程體系設置、師資隊伍配備、辦學條件配置等都圍繞學生畢業能力達成這一核心任務展開，并強調建立專業持續改進機制和文化以保證專業教育質量和活力[2]。

然而，在工程教育認證方面，我國還存在著許多的問題。首先是缺乏針對性的培養。高校培養機械類工程師，應當結合社會對于不同人才的需求。雖然在改革開放以來，機械類工程師的隊伍有了很大的增長。但是培養的方式機械死板，學生對于學習和科研缺乏積極性。部分高校對于培養機械類工程師的設計課程缺乏合理性，這也是造成學生缺乏學習興趣的原因之一。高校對于學生設計的課程很多都與現如今的社會需求不匹配，雖然在知識的層面上，學生確實能多學到東西，但是這樣也造成了學生的任務繁重，縱使學生想多了解機械相關領域，也會被繁重的課堂任務所拖累。這樣培養出來的機械師千篇一律，對于市場而言，并不能夠消化巨量的同類型的工程師[3]。其次是缺乏創新。機械類工程師所從事的工程構想、設計、實現和運行工作.均是實踐的過程與體現.實踐是創造性應用和發展理論的過程,是綜合能力形成的過程[4]。對于展開工程教育的老師很多都缺乏創新精神。老師是學生的引導者，一個課堂上，老師的教學缺乏創新精神，那么培養出的學生自然也是缺乏創新。 “十三五”規劃不斷強調要把“中國制造”轉變成為“中國創造”，這需教育行業的共同努力。現在的教師課堂，有許多老師不再是知識的傳播者，他們只是為了完成自己的教學任務，對于學生是否能夠聽懂，以及是否對這門課有興趣，他們不是很在乎，課程內容未能跟進材料成形領域的一些最新理論和應用進展。這就導致現在很多學生只是在被動地解決老師和課本提出的問題，而沒有積極地思考問題，更沒有時間去進行深入地探索和發現問題。在教學過程中培養學生的興趣尤為重要。

當然這并非全是我們高校的問題。我國工業起步比較晚，所以工程教育方面的體系也不夠完善。近年來我國的工程教育理念重點培養對象是本科生和研究生，但是對于專科生的培養有所忽視。然而正是專科生，才是基層社會工作的主力軍。專科一般是與企業緊密結合的，這也導致了企業接收不到經過系統培養的機械類工程師。對于本科和研究生的工程教育則是與實踐脫軌，本科生的實習實踐經驗太少，課程理論知識過多，基本概念繁雜，工程實訓環境欠缺。工程類的教育必須結合實際。但是由于很多高校與企業聯系不夠緊密，在工程實訓環節上本科生不能完全達標。

因此，在我國“十四五”新一輪教育規劃部署中，圍繞工程教育認證工作，順應我國新發展格局，對于課堂的改革刻不容緩。在此背景下，本課程可以更新傳統的工程教育的教學大綱，縮減理論知識的過多介紹，將理論知識與實踐內容緊密地結合起來。同時，在授課中使用老師的科研中案例，極大地豐富課堂上的課程教學資源，讓學生直觀地感受到材料科學與工程問題中如何去回答“做什么”“為什么做”“怎么做”的問題。通過漸進式的互動引導，調動學生的上課積極性，和思考能力和實踐能力。

二 基于“互聯網+”的先進材料成形技術及理論課堂建設

《先進材料成形技術及理論》是材料加工工程專業學生的必修專業課。該課程既涉及到傳統材料成型專業中的液態鑄造成形、金屬塑性成形、焊接成形等，又發展出粉末冶金特種成形和增材制造等內容。同時，還增加了數值模擬和機器學習相關的內容。內容豐富，涵蓋領域廣泛。本專業學生需要通過本課程學習，熟悉材料成型先進技術，了解材料成型最新發展方向與趨勢，掌握材料成型先進技術原理及其應用。這對培養創造性專業人才至關重要[5]。

現如今，互聯網的信息技術發展十分迅速，5G的到來，讓人們的生活無縫地銜接在一起。互聯網建設并不只是為了娛樂，在教育行業，互聯網技術也被廣泛地應用于學校課堂，輔助老師進行多樣化的授課教育。在“互聯網+”的背景下《先進材料成形技術及理論》的授課方式需要改變，由于網絡資源的豐富性，學生可以不再局限于本教師、本課堂、本校的教學資源。以在線開放課程為例，它已經成為學校課程建設的重要組成部分，這種改革方式將為學生提供一個自主的、高效的學習空間，為教師提供一個互聯網技術的、輔助的教學手段，也為學校提供一個過程管理、綜合分析的平臺與窗口[6]。同時教材的編寫和出版有些過于陳舊，很多先進的最新知識都沒有涉及，這時候就需要老師利用互聯網這一工具，來為學生補齊這部分的漏洞。將互聯網的優勢和現代教學的手段結合起來，把學習課程的相關領域的先進前言理論對現有的知識體系進行補充，使其更好地適應新時代科技的發展。

（一） 利用互聯網技術，進行教學思維和方法創新

在教學過程中，不斷地根據學科的前沿理論來更新教學。結合老師的課堂研究，將課堂上的學生帶入到實踐中。以傳統教學模式和實際授課經驗來看，學生反饋最多的還是理論知識過于枯燥，書本內容與實際應用結合過少。如果以這樣的教學方式繼續進行材料成型專業學生的培養，那么學生很難真正地了解所學知識與實際操作之間的聯系。對此，我們可以利用互聯網給我們帶來的便捷，邀請材料成型專業的在崗工程師，通過線上直播的方式，建立“云課堂”，以本專業在職工程師的角度講述在實際應用上遇到的問題和解決方式，將書本知識和實際操作結合，從而提高整體教學的質量。

（二） 利用互聯網技術，培養學生創新能力

互聯網中蘊藏著豐厚的資源，學生在課堂上獲取的知識并不能完全涵蓋整個課程，這個時候就需要學生發揮自己的能力，在互聯網上查找一下領域內相關的研究，以及國內外的發展現況。對于一門課程的研究方向有諸多領域，學生在查找相關研究過程中結合自己感興趣的內容進行較為深入的學習研究，這樣極大地增大了學習的積極性[7]。通過在互聯網上查找資料的過程，可以讓學生學會自主學習，培養學習興趣，提高學習質量。讓學生在學習過程中不斷地思考，在互聯網的環境中自主尋找解決辦法，這與傳統教育的填鴨式學習方式有著根本的不同。在不斷地激勵學生用互聯網查找相關領域的資料的過程中，可以培養學生的自主創新能力。

三 先進材料成形技術及理論教學新思考

材料成型專業對學生的要求可以直接概括為，運數字之智，集熱力之功，控材料之形，成裝備之能；將材料高效地加工成滿足各種需求的復雜構件。但是，以目前的教學質量，想要學生達到符合社會，符合企業要求的水平還有一段距離要走。

在新時代的教學需求下，對于先進材料成型技術及理論教學應該提出改革，傳統的教學方式在高校教學中的弊端已經越來越顯著。課堂缺乏互動性、實踐性，教學內容陳舊古板等，這些教學問題導致學生缺乏學習的積極性、創新性。如何在現有的教學模式中尋求突破對于《先進材料成型技術及理論》教學，乃至整個高等教育教學都至關重要。因此，在對《先進材料成型技術及理論》教學的不斷深入探討，以及對實際情況和學生興趣的調研下，本文提出了《先進材料成型技術及理論》教學的新思考，主要從理論學習、實踐能力、科研交流以及多元考核等進行多方面思考和設計，如圖1。

圖1 《先進材料成型技術及理論》教學新思考

（一） 理論教學

首先，對于理論教學絕對不能忽視，理論學習對于學生來說過于繁雜和枯燥，但是理論基礎是高等教育培養工程師、科學家的基石。因此，對于理論教學的理念急需轉變，不能局限于書本上知識點的簡單陳述，應當讓理論學習更富有趣味性和思考性。針對理論教學，我們發現課堂中小視頻的引入對學生的學習注意力有很大的影響，冗長的文字讓學生難以消化，但是小視頻作為信息的“快消品”，對教學有著重要作用。例如，先進材料成型技術及理論教學中可以引入古代工藝品（如越王勾踐劍）的成形研究視頻等，以此來提高學生對先進材料成型技術及理論課程的興趣，從而在視頻中學到理論知識。

以前在理論教學課程中往往是一位教師進行授課。由于《先進材料成型技術及理論》課程內容的多元性，筆者認為可以進行多位教師協同教學。課程中多元的內容往往讓一位教師難以全方位備課，教師可以發揮各自的特長領域互相合作，揚長避短，把更多的精力放在課程的某一個方向上，讓課程教學質量更高。

（二） 實踐教學

理論的學習最終是為了指導實踐，因此在工程教育認證背景下，實踐課程應該作為《先進材料成型技術及理論》課程必不可少的環節。實踐的開展既可以是參與導師的課題，工廠的實踐，或者是實驗室自主實踐等[8]。例如，先進材料成型技術中的3D打印，可以激發學生的興趣，3D打印在動漫手辦制作中常被應用，很多大學生愛好動漫，可以讓學生自主建立動漫人物模型并進行3D打印，從而既增加課堂的趣味性，也激發學生實踐探索的動力。此外，也可安排合適的工廠進行參觀和實踐，或具體去做某個東西，或是參觀一些前沿性的技術。

（三） 科研鍛煉

高校的高等工科教育是以培養工程師和科研人員為目標，因此課程有意引導和鍛煉學生的科研思維極為重要。可以分小組進行科研交流，讓學生們自主去查閱文獻，探索先進材料成型技術的前沿，間接鍛煉學生文獻調研以及文獻閱讀能力，不僅可以進一步學習先進材料成型技術及理論課程，更為未來的科學研究埋下種子。同時，在文獻調研的基礎上進入實驗室，接受相關科研方法訓練，并進行相關科研實驗，進行小組交流，撰寫實驗總結等，從而鍛煉學生提出問題，分析問題和解決問題的能力。

（四） 多元考核

考核作為教學手段的一部分,在教與學中有著至關重要的作用。從考核的內容到考核的形式以及考核的結果,決定了教育工作者要據此結果綜合分析來適時、科學地調整培養方案并制定培養大綱,了解學生的學風,培養學生的人生觀、價值觀。考核是為了了解學生對知識的掌握與運用的教學效果,因此其內容和形式要多樣化,對于應用性、實踐性強的課程,在考核上做到理論和實踐相結合注重學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力。在此前提下，加強考核內容的科學性、合理性,同時避免出現不公平的現象,建立相應的監督機制。

傳統上本課程通過課程考試的形式來考核，考核方式較為單一，不僅不能立體地反映學生的真實水平，單一的考核方式也使得學生逐漸失去了對課程的興趣。本文認為應該采用多元化的考核方式，如理論知識考核，除在課程考試之外，還可以加上課程論文或者進行課程PPT答辯的形式。課程PPT答辯可以課堂PPT答辯和線下錄制PPT視頻答辯結合的形式。答辯的內容豐富，可以是自己感興趣的研究方向的國內外現狀，也可以是未來發展設想等。除理論考核以外，也可以通過實踐能力評價，科研能力評價等方式來綜合考核。總之，擯棄單一的課程考試，增加考核方式，合理分配每種考核方式的權重，更加立體、全面地展現學生的學習情況，進一步提高教學質量[9]。

此外，傳統教學課程缺乏互動性，課程理論知識過多，基本概念繁雜，同時，課程內容未能跟進材料成形領域的一些最新理論和應用進展。如何提高老師與學生的互動性，和課程內容的“新鮮”程度就成了當下急需解決的問題。而隨著互聯網的不斷發展，人們獲取信息的方式越來越多樣化。課堂已經不僅僅局限在學校或教室里。想要獲取專業前沿的最新內容，也不一定是要在書本里或課堂上，例如目前微信公眾號中有不少材料以及材料成形相關的微信公眾號[7]。但是，諸多公眾號有時候讓讀者眼花繚亂，因此，有必要對這些公眾號的特點進行歸類，并及時反饋在一個榜單里供讀者參考。同時，結合相關微信公眾號和官方微博、將人才招聘、供需對接、考研交流、宣傳推廣等服務統一起來，極大方便材料人接收全面、綜合、專業的資訊，獲取準確的前沿內容。

四 結語

隨著5G“互聯網+”的不斷發展，我們的生活和工作方式已經受到了巨大影響。同時，受工程教育認證的指引，我國的材料學科相關課程的改革已刻不容緩。結合“互聯網+”和工程教育認證的時代背景，本文探討了《先進材料成形技術及理論》課程教學的特點，針對不足之處，從理論學習、實踐能力、科研交流以及多元考核提出了多方面思考和設計，助力于這一課程和其他相關課程的教育改革和人才培養。多元主體協同，優化專業資源配置，把握“互聯網＋”給傳統行業帶來的便利，讓材料成型及控制工程專業在“互聯網+”時代能夠找到新的發展方向。