“互联网+”和工程教育认证背景下《先进材料成形技术及理论》教学新思考

熊仁龙，郑小涛，吴和保，菅晓霞，邓林

(武汉工程大学 机电工程学院，湖北 武汉)

教育学告诉我们：“学习兴趣是指个人对学习的一种积极的认识倾向与情绪状态。学生若对某一学科有兴趣，就会持续、专心致志地钻研它，从而能大大提高学习效果”。宋代教育家朱熹也曾说过：“教人未见其趣，必不乐学”[1]。《先进材料成形技术及理论》作为材料成形专业学生的专业课，仍存在课程缺乏互动性，课程理论知识过多，基本概念繁杂，缺乏实际操作和实践等不足。同时，课程内容未能跟进材料成形领域的一些最新理论和应用进展。这些问题打击了学生对本专业的兴趣和学习热爱。针对这些问题，在“互联网+”和工程教育认证的时代背景下，笔者从多方面探索构建了“互联网+教育”下《先进材料成形技术及理论》的新型教育模式与方法。

一 基于工程教育专业认证的《先进材料成形技术及理论》课程教学建设

高等工程教育专业认证制度发源于美国，经历90余年的发展，如今已经成为国际通行的工程教育质量保障制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。工程教育专业认证的核心就是要确认工科专业毕业生达到行业认可的既定质量标准要求，是一种以培养目标和毕业出口要求为导向的合格性评价。工程教育专业认证要求专业课程体系设置、师资队伍配备、办学条件配置等都围绕学生毕业能力达成这一核心任务展开，并强调建立专业持续改进机制和文化以保证专业教育质量和活力[2]。

然而，在工程教育认证方面，我国还存在着许多的问题。首先是缺乏针对性的培养。高校培养机械类工程师，应当结合社会对于不同人才的需求。虽然在改革开放以来，机械类工程师的队伍有了很大的增长。但是培养的方式机械死板，学生对于学习和科研缺乏积极性。部分高校对于培养机械类工程师的设计课程缺乏合理性，这也是造成学生缺乏学习兴趣的原因之一。高校对于学生设计的课程很多都与现如今的社会需求不匹配，虽然在知识的层面上，学生确实能多学到东西，但是这样也造成了学生的任务繁重，纵使学生想多了解机械相关领域，也会被繁重的课堂任务所拖累。这样培养出来的机械师千篇一律，对于市场而言，并不能够消化巨量的同类型的工程师[3]。其次是缺乏创新。机械类工程师所从事的工程构想、设计、实现和运行工作.均是实践的过程与体现.实践是创造性应用和发展理论的过程,是综合能力形成的过程[4]。对于展开工程教育的老师很多都缺乏创新精神。老师是学生的引导者，一个课堂上，老师的教学缺乏创新精神，那么培养出的学生自然也是缺乏创新。 “十三五”规划不断强调要把“中国制造”转变成为“中国创造”，这需教育行业的共同努力。现在的教师课堂，有许多老师不再是知识的传播者，他们只是为了完成自己的教学任务，对于学生是否能够听懂，以及是否对这门课有兴趣，他们不是很在乎，课程内容未能跟进材料成形领域的一些最新理论和应用进展。这就导致现在很多学生只是在被动地解决老师和课本提出的问题，而没有积极地思考问题，更没有时间去进行深入地探索和发现问题。在教学过程中培养学生的兴趣尤为重要。

当然这并非全是我们高校的问题。我国工业起步比较晚，所以工程教育方面的体系也不够完善。近年来我国的工程教育理念重点培养对象是本科生和研究生，但是对于专科生的培养有所忽视。然而正是专科生，才是基层社会工作的主力军。专科一般是与企业紧密结合的，这也导致了企业接收不到经过系统培养的机械类工程师。对于本科和研究生的工程教育则是与实践脱轨，本科生的实习实践经验太少，课程理论知识过多，基本概念繁杂，工程实训环境欠缺。工程类的教育必须结合实际。但是由于很多高校与企业联系不够紧密，在工程实训环节上本科生不能完全达标。

因此，在我国“十四五”新一轮教育规划部署中，围绕工程教育认证工作，顺应我国新发展格局，对于课堂的改革刻不容缓。在此背景下，本课程可以更新传统的工程教育的教学大纲，缩减理论知识的过多介绍，将理论知识与实践内容紧密地结合起来。同时，在授课中使用老师的科研中案例，极大地丰富课堂上的课程教学资源，让学生直观地感受到材料科学与工程问题中如何去回答“做什么”“为什么做”“怎么做”的问题。通过渐进式的互动引导，调动学生的上课积极性，和思考能力和实践能力。

二 基于“互联网+”的先进材料成形技术及理论课堂建设

《先进材料成形技术及理论》是材料加工工程专业学生的必修专业课。该课程既涉及到传统材料成型专业中的液态铸造成形、金属塑性成形、焊接成形等，又发展出粉末冶金特种成形和增材制造等内容。同时，还增加了数值模拟和机器学习相关的内容。内容丰富，涵盖领域广泛。本专业学生需要通过本课程学习，熟悉材料成型先进技术，了解材料成型最新发展方向与趋势，掌握材料成型先进技术原理及其应用。这对培养创造性专业人才至关重要[5]。

现如今，互联网的信息技术发展十分迅速，5G的到来，让人们的生活无缝地衔接在一起。互联网建设并不只是为了娱乐，在教育行业，互联网技术也被广泛地应用于学校课堂，辅助老师进行多样化的授课教育。在“互联网+”的背景下《先进材料成形技术及理论》的授课方式需要改变，由于网络资源的丰富性，学生可以不再局限于本教师、本课堂、本校的教学资源。以在线开放课程为例，它已经成为学校课程建设的重要组成部分，这种改革方式将为学生提供一个自主的、高效的学习空间，为教师提供一个互联网技术的、辅助的教学手段，也为学校提供一个过程管理、综合分析的平台与窗口[6]。同时教材的编写和出版有些过于陈旧，很多先进的最新知识都没有涉及，这时候就需要老师利用互联网这一工具，来为学生补齐这部分的漏洞。将互联网的优势和现代教学的手段结合起来，把学习课程的相关领域的先进前言理论对现有的知识体系进行补充，使其更好地适应新时代科技的发展。

（一） 利用互联网技术，进行教学思维和方法创新

在教学过程中，不断地根据学科的前沿理论来更新教学。结合老师的课堂研究，将课堂上的学生带入到实践中。以传统教学模式和实际授课经验来看，学生反馈最多的还是理论知识过于枯燥，书本内容与实际应用结合过少。如果以这样的教学方式继续进行材料成型专业学生的培养，那么学生很难真正地了解所学知识与实际操作之间的联系。对此，我们可以利用互联网给我们带来的便捷，邀请材料成型专业的在岗工程师，通过线上直播的方式，建立“云课堂”，以本专业在职工程师的角度讲述在实际应用上遇到的问题和解决方式，将书本知识和实际操作结合，从而提高整体教学的质量。

（二） 利用互联网技术，培养学生创新能力

互联网中蕴藏着丰厚的资源，学生在课堂上获取的知识并不能完全涵盖整个课程，这个时候就需要学生发挥自己的能力，在互联网上查找一下领域内相关的研究，以及国内外的发展现况。对于一门课程的研究方向有诸多领域，学生在查找相关研究过程中结合自己感兴趣的内容进行较为深入的学习研究，这样极大地增大了学习的积极性[7]。通过在互联网上查找资料的过程，可以让学生学会自主学习，培养学习兴趣，提高学习质量。让学生在学习过程中不断地思考，在互联网的环境中自主寻找解决办法，这与传统教育的填鸭式学习方式有着根本的不同。在不断地激励学生用互联网查找相关领域的资料的过程中，可以培养学生的自主创新能力。

三 先进材料成形技术及理论教学新思考

材料成型专业对学生的要求可以直接概括为，运数字之智，集热力之功，控材料之形，成装备之能；将材料高效地加工成满足各种需求的复杂构件。但是，以目前的教学质量，想要学生达到符合社会，符合企业要求的水平还有一段距离要走。

在新时代的教学需求下，对于先进材料成型技术及理论教学应该提出改革，传统的教学方式在高校教学中的弊端已经越来越显著。课堂缺乏互动性、实践性，教学内容陈旧古板等，这些教学问题导致学生缺乏学习的积极性、创新性。如何在现有的教学模式中寻求突破对于《先进材料成型技术及理论》教学，乃至整个高等教育教学都至关重要。因此，在对《先进材料成型技术及理论》教学的不断深入探讨，以及对实际情况和学生兴趣的调研下，本文提出了《先进材料成型技术及理论》教学的新思考，主要从理论学习、实践能力、科研交流以及多元考核等进行多方面思考和设计，如图1。

图1 《先进材料成型技术及理论》教学新思考

（一） 理论教学

首先，对于理论教学绝对不能忽视，理论学习对于学生来说过于繁杂和枯燥，但是理论基础是高等教育培养工程师、科学家的基石。因此，对于理论教学的理念急需转变，不能局限于书本上知识点的简单陈述，应当让理论学习更富有趣味性和思考性。针对理论教学，我们发现课堂中小视频的引入对学生的学习注意力有很大的影响，冗长的文字让学生难以消化，但是小视频作为信息的“快消品”，对教学有着重要作用。例如，先进材料成型技术及理论教学中可以引入古代工艺品（如越王勾践剑）的成形研究视频等，以此来提高学生对先进材料成型技术及理论课程的兴趣，从而在视频中学到理论知识。

以前在理论教学课程中往往是一位教师进行授课。由于《先进材料成型技术及理论》课程内容的多元性，笔者认为可以进行多位教师协同教学。课程中多元的内容往往让一位教师难以全方位备课，教师可以发挥各自的特长领域互相合作，扬长避短，把更多的精力放在课程的某一个方向上，让课程教学质量更高。

（二） 实践教学

理论的学习最终是为了指导实践，因此在工程教育认证背景下，实践课程应该作为《先进材料成型技术及理论》课程必不可少的环节。实践的开展既可以是参与导师的课题，工厂的实践，或者是实验室自主实践等[8]。例如，先进材料成型技术中的3D打印，可以激发学生的兴趣，3D打印在动漫手办制作中常被应用，很多大学生爱好动漫，可以让学生自主建立动漫人物模型并进行3D打印，从而既增加课堂的趣味性，也激发学生实践探索的动力。此外，也可安排合适的工厂进行参观和实践，或具体去做某个东西，或是参观一些前沿性的技术。

（三） 科研锻炼

高校的高等工科教育是以培养工程师和科研人员为目标，因此课程有意引导和锻炼学生的科研思维极为重要。可以分小组进行科研交流，让学生们自主去查阅文献，探索先进材料成型技术的前沿，间接锻炼学生文献调研以及文献阅读能力，不仅可以进一步学习先进材料成型技术及理论课程，更为未来的科学研究埋下种子。同时，在文献调研的基础上进入实验室，接受相关科研方法训练，并进行相关科研实验，进行小组交流，撰写实验总结等，从而锻炼学生提出问题，分析问题和解决问题的能力。

（四） 多元考核

考核作为教学手段的一部分,在教与学中有着至关重要的作用。从考核的内容到考核的形式以及考核的结果,决定了教育工作者要据此结果综合分析来适时、科学地调整培养方案并制定培养大纲,了解学生的学风,培养学生的人生观、价值观。考核是为了了解学生对知识的掌握与运用的教学效果,因此其内容和形式要多样化,对于应用性、实践性强的课程,在考核上做到理论和实践相结合注重学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。在此前提下，加强考核内容的科学性、合理性,同时避免出现不公平的现象,建立相应的监督机制。

传统上本课程通过课程考试的形式来考核，考核方式较为单一，不仅不能立体地反映学生的真实水平，单一的考核方式也使得学生逐渐失去了对课程的兴趣。本文认为应该采用多元化的考核方式，如理论知识考核，除在课程考试之外，还可以加上课程论文或者进行课程PPT答辩的形式。课程PPT答辩可以课堂PPT答辩和线下录制PPT视频答辩结合的形式。答辩的内容丰富，可以是自己感兴趣的研究方向的国内外现状，也可以是未来发展设想等。除理论考核以外，也可以通过实践能力评价，科研能力评价等方式来综合考核。总之，摈弃单一的课程考试，增加考核方式，合理分配每种考核方式的权重，更加立体、全面地展现学生的学习情况，进一步提高教学质量[9]。

此外，传统教学课程缺乏互动性，课程理论知识过多，基本概念繁杂，同时，课程内容未能跟进材料成形领域的一些最新理论和应用进展。如何提高老师与学生的互动性，和课程内容的“新鲜”程度就成了当下急需解决的问题。而随着互联网的不断发展，人们获取信息的方式越来越多样化。课堂已经不仅仅局限在学校或教室里。想要获取专业前沿的最新内容，也不一定是要在书本里或课堂上，例如目前微信公众号中有不少材料以及材料成形相关的微信公众号[7]。但是，诸多公众号有时候让读者眼花缭乱，因此，有必要对这些公众号的特点进行归类，并及时反馈在一个榜单里供读者参考。同时，结合相关微信公众号和官方微博、将人才招聘、供需对接、考研交流、宣传推广等服务统一起来，极大方便材料人接收全面、综合、专业的资讯，获取准确的前沿内容。

四 结语

随着5G“互联网+”的不断发展，我们的生活和工作方式已经受到了巨大影响。同时，受工程教育认证的指引，我国的材料学科相关课程的改革已刻不容缓。结合“互联网+”和工程教育认证的时代背景，本文探讨了《先进材料成形技术及理论》课程教学的特点，针对不足之处，从理论学习、实践能力、科研交流以及多元考核提出了多方面思考和设计，助力于这一课程和其他相关课程的教育改革和人才培养。多元主体协同，优化专业资源配置，把握“互联网＋”给传统行业带来的便利，让材料成型及控制工程专业在“互联网+”时代能够找到新的发展方向。