基于“互联网+”的增材制造理论课程教学改革分析

赵广辉 程万胜 王欣怡

1.辽宁科技大学机械工程与自动化学院，辽宁 鞍山 114051；2.辽宁科技大学电子与信息工程学院，辽宁 鞍山 114051

增材制造是先进制造业生产发展中的一项代表性技术，在增材制造产业不断发展过程中增材制造技术也得到更好的应用发展，进而为高校相关科学研究和专业发展改革带来更高的推动力［1］。所以，为推动高校增材制造理论课程教学的改革创新，提高课程教学质量与实效性，还应充分利用“互联网+”背景，有效借助多样先进技术方法，对课程教学内容、方法等进行优化完善，以促进理论课程教学与互联网有机融合，进一步提升教学水平，帮助学生掌握更多知识技能，实现全面发展，有效达成人才培育目标。

一、增材制造理论课程教学存在的问题分析

（一）教学方式固定单一

增材制造理论课程知识内容较多，且很多知识具有较强的抽象性，理解难度偏高，同时该课程知识还与工程应用联系紧密，知识结构更新速度较快，所以整体学习难度较大。但以往教学中，教师所采取的教学方式存在较强的固定单一性，主要为讲授式教学，以教师单方面进行理论讲解为主，这种情况下不仅课堂互动性不强，学生主体地位不明显，还会大幅度降低学生的学习兴趣，甚至出现上课溜号、旷课等情况［2］。这种固定单一的教学方式长期实施，会导致课程教学质量无法提高，还会促进学生形成错误认知，将课程学习当作“任务”。

（二）教学实践性不足

增材制造技术是一种涉及多学科、多材料、多技术的广义技术称呼，是相对于传统的削铣减材的新技术，在课程开展阶段应通过有效的实践教学，帮助学生真正掌握技术要点，提高知识技能水平［3］。但理论课程实践教学过程中需要配备完善的实验场所、齐全的实验器材设备，学生通过现场操作练习以逐步掌握技能，提高技术操作能力。可目前由于试验场所的建立及试验器材设备的配备需耗费较多资金成本，使得很多高校并未能有效开展实践教学工作，导致学生缺少动手操作练习的机会。此外，增材制造理论课程知识点较多，教师会将更多的重心放在课堂理论讲解上，对实践部分缺乏关注，不仅实训教学效果不佳，日常的实践学习活动也难以得到有效开展。

（三）课程教材不统一

市面上增材制造课程教材类型较多，很多高校并未对该课程教材的选择制定硬性规则要求，主要以教师自身情况而定，这种情况下一些新入职教师会选择理论知识多、实践内容少，或内容宽泛、专业性较强的课程教材［4］。若所选的课程材料不符合教学实际要求，也不满足学生的发展需求，则会对教学质量和学生学习效果产生负面影响。

（四）教学评价不完善

教学评价是课程教学工作开展中十分重要的环节，其能够对教学效果进行评价，对学生的学习发展水平进行评估，同时教学评价结果也能作为后续教学改进的参考依据［5］。但现阶段很多教师易忽略教学评价环节，且在评价过程中更多关注学生的课堂作业及学期测验成绩，对学生的学习表现、创新创造能力、实践操作能力等缺少评价，整体评价标准单一，评价内容缺少全面完善性。同时评价主体更多为教师，学生并未参与教学评价，教师难以通过学生自评、学生互评等对学生的自我认知、实际需求等进行了解，且评价缺少时效性。在课程教学改革创新阶段，教师还需重视评价环节，重新优化改进教学评价工作。

二、“互联网+”背景下增材制造理论课程教学改革有效策略

（一）了解学生实际情况，优化理论课程内容

素质教育背景下教学开展应以学生为主体对象，所设计的课程内容、采取的教学方法应符合学生的实际能力和发展需求。所以，在运用互联网技术创新课程教学之前，教师应先了解学生的实际情况［6］。首先，教师可利用大数据等技术，对班级学生的测验成绩等整合分析，自动形成相应的成绩走势图，以评估班级学生的能力水平，以及课程学习中较为薄弱的地方。其次，教师可针对课程教学进度、知识学习难度、学生日常学习安排、兴趣爱好等方面制作电子调查问卷，发送至微信班级群中，要求学生进行线上填写，这样不仅可提高调查效率，还能避免问卷丢失等情况，教师根据学生所填写的问卷内容进行分析，以获取学生对课程教学的看法、学习想法，以及学生个体兴趣需求等。最后，教师根据所了解的学生情况，对现有的课程教学内容进行优化调整，运用互联网技术，制定多样合理的教学方法［7］。此外，在课程教材的选择方面应由高校统一规定安排，结合素质教育要求和教学改革发展需求等，对课程内容作出深入调整完善。

（二）创新课程教学模式，突出学生主体地位

因为课堂时间有限，为更好地将增材制造理论课程融入学生的学习生活中，教师应利用互联网技术，实施“线上+线下”的教学模式，这样不仅突显学生主体地位，给予学生更多学习发展的机会，还能解决教学时长不够、学生理解不到位等问题。首先，教师可根据课程章节内容提取出重难点知识，制作微课视频或课件资料，于课前将视频资料发送至微信群或线上学习平台，同时按分组原则将学生分为多个小组，以学习小组的方式课前开展自主合作学习活动，通过观看视频、阅读资料等方式先了解章节知识，进行互动交流。在课前合作过程中学生还可针对知识点提出相关问题，在内部思考探究的基础上反馈给教师，由教师进行整理，在课堂上与学生共同讨论解决。相比教师直接教学来说，课前线上学习使得学生的学习不受空间和时间的限制，且能够激发学生思维、锻炼学生自学能力，帮助学生打好基础，更好地融入课堂学习。其次，课堂中教师可运用多媒体课件进行深入全面讲解，提高教学效率。最后，在课后教师也可利用慕课、网易公开课等多类优秀的网络资源，对课堂教学进行有效延伸，指导学生通过线上巩固复习的方式对知识进行充分掌握理解，以构建完善的知识体系。同时网络资源更新速度快，学生可利用互联网及时了解增材制造领域最新的理论研究和技术应用，以拓展学生知识面，提高学习效果［8］。

（三）借助人工智能工具，提高课程教学质量

在课程教学改革创新过程中，教师应有效利用人工智能工具，以不断提高教学的先进性、高效性和多样性。比如，在课堂教学中采取蓝墨云班课智能教学平台，教师可借助该平台完成线上点名签到、线上知识讲解、线上习题指导讲解、线上点名提问，以及运用其软件技术对学生的出勤率、答题正确率等，进行自动统计分析。这样能够全面记录课堂教学过程，有利于教师后期进行教学分析和研究。而该软件的使用，还能将课堂教学环节与课后环节进行有机连接，教师可在线上平台对学生的课后作业练习情况等进行实时了解指导，且学生也能通过线上平台及时与教师进行沟通交流，增强教学交互性。而在此过程中所产生的各类数据信息都能被保存，教师可通过分析教学数据信息的方式不断对教学过程进行优化调整，以切实提高课程教学质量。

（四）开展仿真实验教学，提升学生能力水平

增材制造技术作为材料成形的重要方式，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［9］。在科技快速发展中，该技术也得到更好的发展与应用，所以针对增材制造理论课程来说，其理论知识与实践部分都十分重要，教师需做好实践部分的教学工作。首先，高校应加大资金投入，对实训场所、实验器材设备进行完善建设配备，构建良好的实践教学环境。其次，积极运用互联网、虚拟仿真技术等先进模式，开展仿真实验教学，促进学生在先进技术支持下更高效地进行实践操作练习，将知识转化为实际能力，提高学生的综合能力水平。最后，高校及教师在日常教育教学阶段，还应开展多样的实践学习活动，如技能竞赛活动等，给予学生更多自主发展的机会，更好地达成人才培养目标。

（五）构建线上学习环境，丰富学生学习生活

教师应充分利用互联网环境，使用更多先进软件，构建良好的线上学习环境，这样不仅可以丰富学生学习生活，还能提高学生学习的时效性、多样性。首先，高校可运用技术软件建立全面的资源库，以便于教师和学生日常搜集了解更多资源信息。其次，教师可使用微信、QQ 等社交软件，与学生搭建实时沟通机制，这样学生在课下学习中产生的问题、想法，既能与同学进行线上交流，也可及时与教师沟通，同时教师也能将一些学习资料、课程教学安排等发送至群中，保证教学工作的顺利开展，也能帮助学生了解到更多知识。最后，高校可创建并利用微信公众号、微博账号，将增材制造领域新知识技能及时告知学生，以及推送有关该课程的相关资料、活动比赛等，感兴趣的学生可及时了解到最新消息通知，为自己的学习生活制定合理的计划，为学生综合能力提升和个体发展提供推力。此外，教师也应鼓励学生在日常学习生活中提高对互联网技术的利用率，如积极在微信公众号、贴吧论坛中发表自己的看法，与大家交流讨论。通过表达交流、知识经验共享的方式，不断完善学生的课程知识体系。

（六）完善课程教学评价，推动学生全面发展

首先，对课程评价标准进行改进，不应以评价学生的测验成绩为单一标准，应更多关注学生综合能力的发展情况，了解学生的真实需求。其次，在教学评价过程中，教师可利用互联网、线上教学平台对学生的自学情况、知识理解深度、作业完成情况、实践学习成果等多方面进行了解评估，既要关注学生的整体学习成果，也要关注学生的学习过程表现情况，保证教学评价的全面性。同时评价主体应多元化，教师指导学生参与自评、互评等评价工作，以全面了解学生的真实想法需求，也可锻炼学生的自我反思能力。评价可通过填写电子评价表格的方式完成，以便于教师整理分析。最后，教师需将所有的评价结果进行整合，借助大数据等技术获得全面准确的评价数据信息，并开展全面分析和教学反思工作，以评估学生的学习能力和整体发展水平，了解学生的实际需求，以及教学存在的不足。之后以评价结果为参考依据，对增材制造理论课程教学做出进一步调整创新，为课程教学质量提高、学生专业素养提升提供推力保障。

综上所述，在“互联网+”背景下，高校应对课程教学方法、内容等进行优化调整，借助互联网等先进技术推动课程教学改革创新。所以，高校及教师应了解互联网的优势作用，分析增材制造理论课程教学目前存在的不足，以形成正确教学观念，能够提高对互联网的关注度，通过优化课程内容，采取“线上+线下”教学模式，利用人工智能工具，开展仿真实验教学，构建线上学习环境，完善课程教学评价等方式，切实提高课程教学实效性，促进增材制造理论课程教学加快改革发展，为学生高效学习与全面发展提供有效推力，以达成创新应用型人才培养目标。