大数据时代下摩擦学教学的思考与启示

曾群锋　董光能　陈通　秦立果　张东亚

简单地说，大数据就是巨量的资料，其特点为海量的数据规模、多样化的数据形式和来源、动态和复杂的数据体系，通过数据应用，能够获得巨大价值的产品和服务。教育被认为是大数据下一个重要的应用领域，在教育领域运用大数据技术也是现代教育发展的必然趋势[1]。在大数据时代，教师可根据学生难以理解的某些教学内容来调整教学教案，从根本上完善摩擦学模式和教学实施方案。摩擦学是研究相对运动的相互作用表面间的摩擦、磨损和润滑以及三者之间相互关系的理论与应用的一门交叉学科，是一门实践性和应用性都很强的学科，是从实践经验中总结出来的科学与技术[2]。科学家在研究摩擦学的历史进程中，产生了大量的摩擦学理论、成果以及数据，但这些知识及数据分布于各个地方，存在着离散、不统一、不完整且使用不方便的问题，使得摩擦学的课堂教学及实践教学的实施效果不理想。大数据技术能为我们分析摩擦学教学中某部分知识，使得学生是否容易理解，从而使得实施个性化教学成为可能。那么，大数据如何影响摩擦学教学，如何根据学生的个性特征实现摩擦学知识的主动内化，这都是大数据环境下摩擦学教学中迫切需要解决的问题。

一、大数据在高校教学中的初步探索

2011年秋天，斯坦福大学一门人工智能网上课程受到各方热烈欢迎，190多个国家约16万学生参加学习，2万多人通过此类考试，获得认证。我国也掀起了新一轮教育信息化的浪潮，正打造教育信息化公共服务平台，以推进数字校园实验工作，通过建立数字化学习试点学校、开发微课程、试点微学位、开展翻转课堂教学实践等一系列教育改革新举措，推动信息化进程。在大数据时代，视频成为主要载体，翻转课堂可实现按需学习，终身学习；不以年龄区分，距离不再是问题，在学校之外也可以学习；等等。面向服务、面向创新和面向过程成为教育的重点，以大数据为基础的教育资源共享、学生个性和天性培养成为教育发展趋势。

二、大数据时代下摩擦学教学模式和教学实施的思考

关于摩擦学教育理念与实践，应该说还有许多问题需要我们去思考。如我们为什么不能做到精准教学，为什么不能为学生提供个性化学习平台等。摩擦学是比较重要的专业课、实践课，是专业人才培养方案中比较重要的部分，并對学生未来就业影响颇深。选修摩擦学课程的学生基本分为三个阵营：①研究方向与摩擦学无关但有兴趣的研究生；②研究方向涉及摩擦学的研究生；③研究方向主要为摩擦学的研究生。从选课的学生类型来看，每个个体的学习动机与环境是不一样的，学生为什么选修这门课程？这可能需要收集他们的各自研究背景、研究方向以及学生学习行为数据、知识水平、学习能力及认知能力数据等方面内容，建立学生学习数据库。主讲老师查看大数据分析的结果，不断改革、调整教学策略，给出匹配学生能力与需求的作业和试卷，从而真正实现因材施教，使教学能够关注到每一个学生的成长。在自主学习方面，网络将跟踪学生的整个学习过程，从中了解学生的学习方法和学习习惯，了解学生的个性、兴趣、爱好，从而获取相关数据，帮助学生了解自己的学习成果，从而更好地进行自主学习。而在教学方面，相关数据将便于老师了解学生的学习能力、认知能力，及时改进教学方法，使教学更加具有针对性。大数据将使学习变成一种服务。大数据时代下老师是课堂的组织者、学习的引导者、学生学习行为的分析者，而不是知识的讲授者；学生可以在任何可以联网的地方学习，可以和其他学习者交流互动，寻求有效帮助。而到学校学习的目的，则主要是做作业、答疑、讨论、考评等。同时，对于摩擦学教学来说，摩擦学涉及面较广，尤其是与摩擦学相关的案例中，搜集的数据越多，对摩擦学企业案例的分析预测就越准确。单靠老师力量所掌握的数据毕竟是有限的，鼓励选修此课程的学生、企业相关设计人员甚至社会上对摩擦学有兴趣的人员共同参与，可为摩擦学教学提供各种企业案例。基于以上思考，我们可在讲解摩擦学的基本概念的基础上致力于教学数据库的建设及应用，丰富摩擦学的教学资源，为教师开展差异化教学提供海量资源。

三、大数据时代下摩擦学教学改革的启示

大数据改变了高校教与学的模式，基于大数据的优势，我们在摩擦学教学改革方面可得到以下启示。

（1）个性化教学：学生根据自己的兴趣和研究方向，自由选择听课。大数据能使学习和教学实现真正意义上的个性化。运用数据可设计个性化教学活动、创新的学习计划和差异化的教学方案，以提高学生学业成绩。教师能获取更加全面、丰富的数据信息，能够了解何种教育方法对学生最有效，学生可能在哪些方面需要得到特别的帮助。学生则可以得到教师更好的指导和支持，进而提高学业成绩。

（2）为学生的学习时间和地域选择提供给便利：利用大数据技术，借助网络，将课程教学视频根据教学安排上传至网络，使学生可以在任何地点自由安排学习时间，这对于经常在外出差的研究生而言十分方便，可提高学习效率。

（3）重视学生学习的过程性评价：学生须完成规定的学时，实时查看每次课后作业、测试成绩；对不合格的作业，教师要告知学生重做，实现学习者和教育者对教育过程和结果的科学准确判断与鉴别，为有效开展教育教学活动创造条件。

（4）师生互动交流：教师和学生间的互动交流方式多样，可以通过移动终端建立课程微信群进行交流。教师将作业、要求、提醒等信息及时发布到网络和交流群中，引导及督促学生完成课程学习任务。

（5）分析学生学习过程：对学生从学习、考试等所有过程中产生的数据进行汇总分析。分析过程性数据，掌握学生学习情况，了解学生的学习习惯和特点，以实时调整课程难易度。根据学生特点突出个性化差异化人才培养目标，为学生提供高质量个性化的学习体验。可帮助教师根据数据分析结果改进教学方式，完善教学过程。

（6）教师角色的转变：在新的学习方式中，教师的角色也将发生改变，由原来单一的知识传授者变为学生学习的知识传授者和学习引导者、督促者、帮助者、考评者。

四、结语

大数据的兴起，不仅是一场技术变革，更是一场思维观念的变革。我们须及时适应形势，转变观念，推动摩擦学教学的变革与发展，使摩擦学教学和学习的个性化成为可能，培养出更多在现代高端装备的设计、研发及应用中能熟练运用摩擦学知识和分析方法的高素质、创新型及综合性人才。

参考文献：

[1]梁文鑫.大数据时代——课堂教学将迎来真正的变革[J].北京教育学院学报（自然科学版），2013，8（1）：14-16.

[2]曾群锋，董光能.工程摩擦学课程的教学改革初探[J].求知导刊， 2016（14）：129.