机工实践教学信息化建设探究＊

2021-07-08于晓龙张希斌

南方农机 2021年12期

于晓龙，张希斌，张慧

（1.郑州铁路职业技术学院，河南郑州 450000；2.河南轻工职业学院，河南郑州 450000）

在党中央的高度重视以及全国人民的共同努力下，我国新冠疫情得以控制，但在疫情期间高校教学工作仍不可避免地受到了冲击。面对教学条件的制约，各学校积极响应教育部“停课不停学”号召，坚持做到学校不停课、教师不停教、学生不停学，网络在线教学成为疫情期间教学工作的唯一选择，信息化教学得以快速发展[1]。

机工技能实践课程是工科类院校工科专业重要的生产性技能实训课程，课程突出以“学生能力为本位”的教学理念，注重学生实践动手能力、创新能力、创业意识、团结协作能力的培养，往往是机电、电气、机车车辆等专业的必修课，在疫情和教育信息化大背景下，对于如何推动机工实践教学信息化建设，笔者在此提出以下几点建议。

1 机工实践教学信息化平台的搭建

目前，存在多种用于线上教学的信息化平台，此类平台多用于理论课教学，包含教学的各个环节例如课前准备、课堂教学、课后安排、课堂评价等内容，但此类平台仍无法满足实践教学要求，特定教学模块需要进一步完善。

1.1 完善机工实训安全准入模块

机工实践教学借助车床大型设备开展教学，机械加工过程中安全保障是第一要素，实训安全准入是保障实践教学有序开展的重要前提。每次开展实践教学前应基于实践教学信息化平台进行实训安全考核，考核不合格者需重新进行安全教育，直到考核合格。

1.2 完善机工实训示范教学模块

机工实践教学目前采用“教、学、做”一体化的教学方式，线下主要教学流程为：教师讲解并示范、学生自主练习、教师巡回指导。线上信息化教学缺少实时细节化示范展示，基于实践教学信息化平台的示范教学模块需要进一步完善，真正意义上实现线上线下实训示范同步教学。

1.3 完善机工实训练习操作模块

机工实践教学中学生动手练习是过程性操作，操作过程的规范性直接决定了目标工件加工质量。目前，在练习操作环节中缺乏实时状态记录，无法精确对标操作规范性，从而无法控制目标工件的加工质量。因此，机工实训练习操作要基于实践教学信息化平台实现线上线下同步实时记录，合理完善实训练习操作模块。

1.4 完善机工实训过程分析模块

在完善实训练习操作实时记录的同时，要基于机工实践教学信息化平台进一步对记录的结果进行实时分析，能够将机工实训过程以数据和图表等直观化形式展现出来，对机工实践教学进行科学反馈。

如图1所示，通过完善机工实训安全准入、机工实训示范教学、机工实训练习操作、机工实训过程分析等模块，借助机工实践教学信息化平台能够将教师与学生有机融合在一起，同时将机工实践线上和线下教学无缝衔接，凭借智能信息化手段将机工实践教学各个环节科学配置、合理衔接，有效推进机工实践教学信息化发展。

图1 机工实践教学信息化平台搭建

2 机工实践教学虚拟仿真教学工具的开发

目前，机工实践教学信息化建设需要解决的突出问题是实践条件对教学的约束，教师不便于异地开展线上示范教学，学生无法异地进行线上动手操作，实训设备受空间限制无法发挥其教学作用，教师示范教学与学生动手操作被剥离开来。

基于机工实践教学信息化平台开发线上虚拟仿真实践教学工具，其优势有：1）提升操作便捷性，虚拟仿真实践教学工具将实训设备从教室搬入网络，由实物变为模块工具，每位学生都能实时操作，大大弱化实训设备局限性；2）实现实践真实性，虚拟仿真实践教学工具能最大限度地还原实训过程，教学过程中让学生感觉身临其境，有效提高学生学习效率；3）提高实训安全系数，借助虚拟仿真优势，增强了实践操作容错率，同时也降低了实训成本，使实践耗材量大幅度较少。

为了确保虚拟仿真实践教学工具科学合理运用在教学中，需要做到以下几方面。

1）建设虚拟仿真实践教学队伍。需要打造一支高水平的实践教学队伍，要求能够熟练运用虚拟仿真等信息化技术。这就需要鼓励青年教师参与其中，定期开展虚拟仿真信息化培训，更多地到相关企业挂职锻炼、深入一线，并邀请企业专家参与虚拟仿真实践教学，更好地让虚拟仿真实践教学落地生根。

2）配合虚拟仿真设备开展教学。在机工实践教学中运用目前市场现有的VR头盔、VR眼镜等虚拟仿真设备，依托3D实景化教学场景，采用所开发的虚拟仿真实践教学工具，全方位立体化地还原机工实践真实环境，让实践教学的虚拟化和现实化不再是“两张皮”，真正提升实践教学信息化水平。

3）开发虚拟仿真实践教学配套教材。将虚拟仿真技术转化为机加工实践知识，将原有的传统教材优化升级，结合虚拟仿真技术丰富知识结构，重新构建知识构架。教材可以不拘泥于课本形式，更加丰富多样，例如设计为项目化手册等形式，让学生有新鲜感的同时，也大大提升可操作性，促进机工实践教学信息化发展。

虚拟仿真实践教学工具能够提升学生实训参与热情和动手操作积极性，借助特定教学模块，补充和扩展线下实训教学，能够较好地提高示范教学与动手操作结合度，提升学生项目实践动手能力，很好满足实践教学信息化要求[2-3]。

3 机工实践教学的科学评价

对于实践教学而言，课堂教学效果怎么样，学生学习成效怎么样，直接决定了教学质量的好与坏。教学评价一方面能够反映课程的教学效果，另一方面能够反馈学生学习程度，从而为实践教学质量的科学评判提供参考依据，机工实践教学评价机制坚持多元化原则，从评价的主体、方式、渠道、标准等层面进行多元化评价。

1）主体多元化。机工实践教学按照主体不同分别设置教师单向、学生单向、师生双向评价，教师方在课程结束后结合课堂情况，针对自身进行客观评价，从而开展教学反思，学生方在课程完成后根据学习效果，对自己本次课的学习情况进行评价。除了自我单向评价之外，教师方和学生方还要开展双向客观评价，并提出合理化建议，最后综合以上评价经科学性处理得出最终评价结果。

2）方式多元化。基于机工实践教学信息化平台为各个特色模块设置评价权限，教师与学生都可登录进行评价，为各个模块科学分配权重，合理设置成绩比重，通过长期数据采集和分析，及时调整分配比例，力求将不同的评价方式规划得更加科学合理。

3）渠道多元化。打通线上线下评价双渠道，借助机工实践教学信息化平台鼓励师生开展线上评价，线上评价便于统计收集，同时能实现实时分析，且借助信息化手段更具科学性、快速性和准确性，线下教学中依据教学情况分环节开展科学评价，在课前、课中、课后等各个教学环节开放评价机制，做好评价记录，定期汇总分析，再将线上线下评价结果对比分析，得到更加科学有效的评价信息。

4）标准多元化。针对学生共有特性制定统一标准，将尽可能多的特征点纳入标准范围，以此提升标准的规范性。同时也要认识到学生的个体差异性，根据学生个体情况制定差异标准，真正在实践教学中实现因人施教，统一标准和差异标准在制定过程中要坚持相辅相成原则，依据多元化标准能够给予学生更加科学规范的评价，标准多元化能够更加全面地评价实践教学[4]。

多元化评价原则为机工实践教学各个环节的科学评价提供依据，实现机工实践教学全过程的科学评价，真实反映教师的教学效果和学生的学习成效，同时教师与学生能够共同参与教学反思，加强师生良性沟通，有利推进实践教学可持续发展。

4 机工实践教学资源库建设

基于机工实践教学信息化平台建设机工实践教学资源库，通过建立项目化教学内容、立体化教材、碎片化教学资源，构建信息化实践教学框架，要做到以下几点：1）持续更新内容，及时更新资源库中机加工前沿知识，尤其是热点创新技术要及时吸收；2）提升交互性，利用资源库加强师生交互，促进师生良性沟通；3）提高利用率，营造良好的资源利用氛围，改善资源可读性和便捷性，让资源动起来，以此提升资源库的利用率。

建设机工实践教学资源库，首先，有利于提升机工实践信息化教学水平，实践教学从经验化逐步实现数据化，教学资源更加立体丰富，教学手段更加科学规范，教学形式更加直观简洁，其次，有助于提升教师的机工实践教学能力，丰富教师教学思维，提高实践教学质量，最后，有利于激发学生学习机加工知识兴趣，活跃学生学习思维，提升学生学习积极性，能够实现随时随地学习知识[5]。