远程成人网络课程金属力学性能建设探讨

张学习+耿林+闫牧夫

[摘要]在国家提倡大众创业、万众创新，第四次工业革命即将到来的前夕，成人教育面临发展新机遇。哈尔滨工业大学焊接学科为国家重点学科，开设的焊接专升本和高中起点本科远程教育面向广大工程制造业成人学生，受到社会欢迎。以专业主干课程《金属力学性能》课程建设为例，针对远程成人网络教育特点，在教学内容选取、教学手段制定、资料库建设和考核与信息反馈设计等方面开展工作，逐步形成了课程特色。

[关键词]远程教育；网络课程；教学质量

[中图分类号]G642.0[文献标识码]A[文章编号]10054634（2016）05003704

0引言

开展成人教育是构建学习型社会的必然要求。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010～2020）》明确提出：“广泛开展社区教育，加快各类学习型组织建设，基本形成全面学习，终身学习的学习型社会”，这就要求构建并形成完备的终身教育体系[13]。在国家构建创新型社会、世界第四次工业革命酝酿发展的背景下，开展成人教育有很强的现实意义。李克强总理在2014年第三届莫斯科国际创新发展论坛上提出，要让想创业、能创新的人都有机会、可作为，形成大众创业，万众创新，这可以把人口红利转化为人才红利，让改革成为富民的改革，让创新成为富民的创新，实现人的全面发展、社会公平发展、经济可持续发展。2008年金融危机后，美国政府强调再工业化，促进制造业回归，创造国内新增就业岗位，美国的制造业回归政策正在改写全球制造业格局。近年来，德国提出工业4.0计划，即利用物联信息系统，将生产中的供应、制造、销售信息数据化、智慧化，最后达到快速、有效、个人化的产品供应，以便提高德国工业的竞争力，在新一轮工业革命中占领先机，德国政府认为为此要培养拥有足够技能的人才来加快第四次工业革命的进程。

与学历教育和职前教育一样，非学历教育和职后教育有其发展的内在动力[4，5]，比如：（1）上世界60年代以来，知识更新周期日益缩短，人们对自己已有的知识体系也要不断地进行更新，激发了成人继续学习的需求；（2）终身教育与生存相关联的理念为人们广泛接受，教育成了贯穿人的一生的不可缺少的活动；（3）远程教育系统的实施，满足了成人多层次、多方面的教育需求，使成人教育的迅速发展从可能变成了现实。成人教育始于三百多年前的美国，1728年美国波士顿的菲利普斯用邮寄的方式教速记；1833年瑞典以邮寄的方式提供写作学习；1935年日本NHK建台后即设教育专栏节目；美国1953年建立世界上第一个专门教育电视台。国内电视教育始于20世纪50年代末60年代初，到70年代末80年代初迈上了快速发展的道路[6]。缘于近几十年来网络技术的迅猛发展，远程成人远程教育发展非常迅速。远程成人教育构成要素中的课程建设是其核心之一，但成人网络课程建设往往存在以下几方面问题：（1）内容上存在以学科逻辑为中心，重视理论的系统性、学科的整体性、知识的连续性，而忽视生动的社会生活教育和实践情境教学，从而片面强调学科的学术性、课程的连贯性，忽视学科的应用性和实践性[7，8]，背离了成人教育的实用性和职业性宗旨；（2）教学方法选择上存在忽视成人学生特点的倾向，造成成人学生学习兴趣不够，影响培养效果[9]；（3）课程辅助环节如辅导资料、试题库、考核反馈等建设不完备，更新速率慢，影响学生自学效果。针对上述问题，本文以《金属力学性能》成人远程教育课程建设为例，说明课程建设的几点做法。

1授课对象调研

哈尔滨工业大学的焊接科学与技术为国家重点学科。近年来，成教学院开设了焊接专升本和高中起点本科远程教育，受到广大机械工程单位的欢迎。《金属力学性能》是专业主干课程之一，主要讲述金属力学性能的本质及其应用，具有很强的实用性。在课程建设之初，对授课对象进行了初步调研，分为从事的职业、学习基础、学习时间和学习目的四部分。结果表明，90%从事与金属加工有关的工作；大专起点和高中起点的学生比例大约为1∶3，其中学过金属学、热处理等相关基础知识的占65%，其余在工作中稍有接触、不具有理论基础；学习时间上，80%左右只能靠晚上、周末等时间学习，每周学习时间不超过6小时，学习的同时均需要兼顾工作和家庭等[7]；学习目的上，95%左右希望能结合和解决工作中存在的问题，例如解决新工艺、新设备和新产品开发中的技术问题。由此看出，该课程的授课对象主要是基础薄弱的一线金属行业技术人员，他（她）们具有解决问题的迫切需求。

2网络课件建设

2.1确定授课内容

成人教育要着眼于培养创新型、应用型人才，特别是培养服务区域经济和地方文化教育发展所需要的人才[4]。成人教育课程要遵循课程自身知识体系和特点，还要兼顾授课对象特征，只有这样改革教学内容并确定教学模式，才能形成特色、受欢迎且有实用性的课程。为此，首先根据课程自身体系的完整性，对教学内容进行取舍和优化。例如，《金属力学性能》课程体系上包含基本力学行为和应用力学行为两大部分：基本力学行为包含金属的弹性变形、塑性变形和断裂，涵盖了课程的主要理论、概念和性能指标；应用力学行为包括疲劳、摩擦磨损、蠕变等，与实际工程联系紧密，是基本力学行为知识的具体运用。在本科教学中由于学时限制，应用力学性能教学内容设置不多。但对成人学生，这部分内容最能联系其工作实践，应适当增加所占分数。另外需要考虑课程的工具性，即课程是为在职成人开设的，需要解决他们明确和将来的问题，要具有实用性，授予其知识的同时，提供解决问题的工具、方法和思路。

为此，遵循少而精的原则，课程内容进行了如下调整：（1）基础理论方面。课程的基础理论是位错理论，在全日制本科生中重点讲解塑性变形、断裂、疲劳等过程中的位错理论，在成人学生中进行了弱化，仅在塑性变形部分进行了讲解；（2）力学性能指标方面。课程中的基本力学性能指标有26个，主要要求是掌握指标的概念、测量、影响因素和应用。这些指标具有很强的实用性，在工程实际中应用广泛，也是成人学生解决工程实际问题必备的基础知识，为此全日制本科生重点讲解前三部分，而成人学生在讲解前三部分的同时，突出加强了第四部分的讲解。例如在力学性能试验部分，系统讲解了拉伸、压缩、弯曲、扭转性能指标各具有什么特点，在工程上如何选用。又比如布氏硬度、维氏硬度和洛氏硬度，每种硬度指标具有各自的优缺点和适用范围，存在在工程上灵活选用的问题，为此，课程在这部分挑选了与工程实际相关的材料和实际零件加以讲解，强化了应用教学效果；（3）突出问题导向教学内容。针对成人学生工作实际，提炼其中遇到的实际问题，与课程内容相结合，在每章内容讲解之前，先讲授本章内容可以解决哪些工程实际问题，解决这些问题的思路。例如，针对学生在工程实际中最常用的低碳钢材料应变时效和低温脆性问题，在讲解金属物理屈服和低温脆性问题之前，用实际图片说明低碳钢薄板拉深过程造成的褶皱等现象、低温条件下低碳钢罐体脆性断裂造成严重工程事故的实例，说明上述现象的本质就是应变时效和低温脆性，进而让成人学生了解知识的背景。在章节的最后，突出说明上述问题在工程上的避免方法，由此课程内容能紧贴学生工作实际，使他们能够了解背景，能将理论与实际相结合；（4）大幅调整基本力学行为和应用力学行为两大块知识的讲授比例。将全日制本科学生基本力学行为与应用力学行为讲授课时大约3∶1的比例，调整为成人学生的1∶1。目的是结合成人学生工作实际，强化疲劳、摩擦磨损、缺陷材料的断裂等三方面内容，从而在课程上直接接触、解决学生工作中遇到的实际问题，极大提高了学习兴趣和主动性。学生反馈表明，上述调整符合需求，在照顾课程基本理论知识体系的前提下，满足学生结合实际问题、解决实际问题的要求。

2.2确定合适的网络课件授课方法

由于成人学生身兼数职，学习精力有限，课程授课要以成人学生的角度出发考虑问题，树立以学生为中心的理念，调动其学习主动性[4，911]。因此合适的网络课件授课方法必须根据成人认知特点来制定。素有成人教育之父之美誉的诺尔斯认为，成人的学习心理特点主要表现在以下6个方面[10]：成人能真切地意识到自己的学习需要；成人具有强烈自我指导性的自我概念，即自主负责地进行有关自己学习的决策；成人经验丰富，可作为相互学习的重要资源；成人学习准备状态是由其现实生活和社会职责变化的需要而产生的结果，因而具有现实性和发展任务性；成人学习是为了进一步提高其技能，解决具体实际问题，以充分发挥其生命潜力；成人学习尽管也出于一些外在动机，但其学习更有效的动机是内在性的，即为了不断地自我实现。另外，在社会转型期，成人学生往往受到单位、家庭和社会各方面的压力，自尊心较强、害怕失败现象普遍，产生的焦虑心态使他们希望学习知识的过程能够短平快[12]，立即产生效果，从而在授课方法不当时，学生容易产生中途放弃现象。为此在课程教学过程中采取多种教学方式，以提高课件可读性、吸引性和接受性，精炼基础理论知识，增加实用技能培训。结合成人学生的特点，经过几年的实践，形成了两条讲课主线，一是以课程自身的体系为主线进行讲解，这部分主要为基础理论知识部分，二是以工程实际问题为导向进行讲解[9]，这部分问题源自教师调研和学生反馈，具体形成如下几种有效的教学方式。

（1）基础理论知识的讲解。这部分内容占到总学时的1/2，主要讲授基本理论；（2）实践性知识的视频演示。课程中大量的力学性能指标测量技术，具有很强的实践性，为此将全日制本科生实验课录制了视频，视频包含了试验过程讲解、学生和教师对试验环节的讨论、试验过程记录和试验报告书写内容，将视频作为相关内容讲解的有效补充，让学生直观迅速地掌握实践技术；（3）网络实习。课程内容本身具有很强的实践性，全日制本科生在培养过程中设置了工厂实习环节，目前成人学时还没有该培养环节。为此将全日制本科生的实习过程录制成视频，作为课程有效补充，起到成人学生网上实习的目的。录制的实习视频内容往往是量大面广的工程问题，成人学生比较熟悉，例如汽车齿轮材料的选材、塑性加工、热处理、机械加工和表面处理等过程等。上述视频内容也用在了课程塑性变形和断裂部分内容的讲解之中；（4）专题讨论。设置了3个专题讨论内容：金属力学性能指标的概念、测量和应用专题；金属断裂原理、预防和控制专题；金属摩擦磨损原理及控制专题。专题讨论采用全日制本科生课堂讨论课的视频，这些专题讨论内容紧跟在相关理论知识讲解以后。在专题讨论中，主动利用成人学生已有工作经验这一宝贵资源，以及成人学生注重合作、交往的学习心理，积极引导成人学生参与专题讨论，参与方式有结合自身工作实际的书面报告、视频等。上述视频经成教学院工作人员的努力，整合补充到已有视频中。经过几年的补充，针对不同教学内容的课件建设基本完备，反馈表明成人学生非常认可这种多样化的教学方式。

2.3资料库建设、考核及教学信息反馈

网络远程课程建设需要重视教学内容的呈现与讲解，也要十分重视学习支持资料库的设计和建设[13]。在课程资料库的设计中，考虑了课上教学内容和课后复习内容衔接和补充问题，重点建设了课程知识点辅导库，包括110余个基本概念，26个金属力学性能指标概念、测量和应用，80道简答题，40道论述题，20个工程实例，25套考试题库及参考答案。此外，对学生反馈的实际工程中的问题，将解答方式归纳整理后，列入实际问题及解答资料库，既解决该学生的问题，又对其他学生有所借鉴。

远程学生的考核采取开卷方式，重点考察学生基本知识掌握程度，以及运用所学知识分析问题、解决问题的能力。其中基本知识全部从课程资料库中选取。通过提供3个实际零件设计、加工和性能考核案例题目，学生可以任选一题进行回答。所选的案例均来自大众化、常见的问题，比如汽车、火车、机床和桥梁等。此外这些案例大部分源自带学生课程实习和科研项目碰到的问题，部分源自成人学生反馈的工作中的问题，因此往往能够为成人学生所熟悉、了解。例如，一道关于火车车轴零件的选材、加工和服役评价的题目设计，火车车轴加工工序为方钢锭入厂检验→方钢锭锻造获得圆形坯料→正火热处理→机械加工，简答下面问题：（1）火车车轴的服役环境对所用材料的力学性能提出什么要求？（2）根据其服役环境，说明如何选择火车车轴所用材料？（3）方钢锭、锻造后的圆钢锭和热处理后钢锭需要进行力学性能试验，选择合适的性能试验手段，并说明如何设计试样尺寸、试验过程、处理获得的力学性能指标；（4）正火热处理使材料组织发生了什么转变？对力学性能造成了哪些影响？

上述考核方式将基础知识掌握和知识运用结合起来，对于成人学生有一定难度，为此在课程开始时教师既告诉学生的考核方式和内容，注重在学习过程中培养学生这方面的能力，也督促学生要灵活运用所学知识，避免成人学生出现考前突击、简单背诵等应考现象。在考试结束后，教师将试题答案和试题分析，特别是案例分析题目讲解专门做成一个PPT课件，放到系统供学生查阅、提问。很多学生在此过程中将考试中遇到的问题反馈给教师，通过教师解答，既让学生有机会再一次加深对所学知识的理解，又让教师及时掌握学生的问题，在后续课件改进时加以考虑。

3结束语

经过几年建设，《金属力学性能》课程确定了有别于全日制本科生的教学内容，在教学手段上综合运用基础知识讲授、专题讨论和网络实践教学等手段，着重建设了内容丰富的网上学习资料库，重点考核学生基础知识的掌握程度和灵活运用所学知识解决实际问题的能力，建设的课程受到焊接专升本和高中起点本科成人学生的欢迎。

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Development of Mechanical Properties of Metals for distance education

Zhang Xuexi，Geng Lin，Yan Mufu

（School of Materials Science and Engineering，Harbin Institute of Technology，Harbin，Heilongjiang150001，China）

AbstractUnder the background of popular entrepreneurship and innovation，with the fourth industrial revolution coming，distance education is facing significant development opportunities.Welding is one of the national key subjects in Harbin Institute of Technology.The undergraduate distance education course of welding was welcomed by junior college and senior school students. Mechanical Properties of Metals is one of the main courses for the subject of welding.This paper presents the selection of content，teaching methods，database，examination and information feedback.

Key wordsdistance education；network course；teaching quality