论“互联网+”时代的教学改革

吕波 邓小伟 房朝军 胡娟 张会菊

摘  要：“互联网+”教育是互联网与教育行业全面融合的新发展形态，对于现代教育改革的发展提供新的动力，也对选矿机械课程教学改革提出新的要求。从课程理论与实践结合、教学角色转变及经典案例讲解三个方面探讨选矿机械课程目前的教学改革方式，通过结合“互联网+”教育的时代特点提出以虚拟仿真试验教学平台为依托实现线上和线下教学相结合的教学改革模式，为选矿机械课程在“互联网+”时代下的教学改革提出新的思路。

关键词：互联网+;选矿机械;教学改革;虚拟仿真;线上教学

中图分类号：G642       文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2022）18-0154-04

Abstract： "Internet +" education is a new development form that fully integrates the Internet and the education industry. The new form provides a new impetus for the development of modern education reform， and also puts forward new requirements for the teaching reform of the "Mineral Processing Machinery" course. The current teaching reform method of the "Mineral Processing Machinery" course is explored from three aspects： the combination of course theory and practice， the transformation of teaching roles and the explanation of classic cases. According to the era characteristics of "Internet +" education， the combination of online and offline teaching based on the virtual simulation experiment teaching platform is also proposed， which provides new ideas for the teaching reform of the "Mineral Processing Machinery" course in the "Internet +" era.

Keywords： Internet +; Mineral Processing Machinery; teaching reform; virtual simulation; online teaching

一、“互联网+”时代背景

2015年《政府工作报告》中，李克强总理首次提出制定“互联网+”行动计划，旨在推动“互联网+”與经济社会发展各领域的融合创新，为产业智能化提供支撑，使其逐渐成为提升社会生产力的新动力[1]。“互联网+”概念的提出标志着一个以互联网为基础设备和创新要素的经济社会发展新形态的诞生，“互联网+”用以互联网为代表的信息通信技术及互联网平台来改造各行各业，实现传统产业、传统应用和服务的重组及优化配置，是实施创新驱动发展战略，增强我国核心竞争力的必备途径[2]。目前，“互联网+”在各个行业中都有所发展，涌现出了众多典型、高效、有着更好的经济效益和社会效益的应用实践，如“互联网+”创业创新、“互联网+”协同制造、“互联网+”农业、“互联网+”电商、“互联网+”能源、“互联网+”金融、“互联网+”服务业、“互联网+”通信以及“互联网+”物流等，推动了整个产业的转型升级，并不断创造出新产品、新业务及新模式[3]。可见，“互联网+”作为一种新的发展形态正在全面融合社会的方方面面，“互联网+”时代已经向我们走来。

二、“互联网+”时代对教育改革的要求

在“互联网+”时代的背景下，教育领域也正在发生着一系列的变化。在过去工业时代，由于高度专业化的技术要求和对批量生产的迫切需求，使得教育变成了标准化的生产线，在这里知识作为原材料，学生作为处理对象，按照专业需求分门别类地进行强行灌注，最终学生作为教育生产线的产品被大量且快速的产出，其质量也因人而异。在工业化大生产发展的需求下，教育逐渐向层次化、模块化、阶级化方向发展，成为工业时代发展的牺牲品。同时由于教材知识的延后性，大部分学生在初入社会的时候难以有效地将所学知识应用到实践中，长久以来造成学生及社会对现代教育的质疑声越来越大。随着“互联网+”时代的到来，“互联网+”对传统教育提出了新的挑战，同时人民对于自身塑造特别是人文素质日益重视，对于知识的渴望已达到了一个新的高度，而目前僵硬化的现代教育难以满足人民的需求，成为阻碍社会精神文明发展的一大阻力。在这个时代背景下，“互联网+”教育应运而生，“互联网+”教育是“互联网+”和教育行业高度融合后的新产物[4]，其本质在于利用以互联网为代表的现代信息技术手段，促使单一的课堂教育与网络资源相结合，实现教育理念及方式的深度变革，具体体现为线下实体教育逐渐与线上虚拟教育相结合，以老师为核心的传统教育逐渐向师生互动，甚至以学生为主题的革新教育转变，其目的在于扩宽教育的对象，打破原先封闭的校园教育环境，实现全民性的开放式教育。

三、“互联网+”时代下选矿机械的课程改革探讨

选矿机械课程作为矿物加工专业学生的选修课程，对于学生专业素养的提高及未来职业的发展具有重要的意义。一直以来选矿机械课程秉承着育人为先的教学理论，担负着教授矿物加工专业学生熟悉选矿厂常见机械设备的运行原理及构造，了解机械设备间工作衔接的重担。但随着经济社会的发展，特别是“互联网+”时代的到来，选矿机械课程在教学过程也面临着一系列的问题，有待解决。

（一）选矿机械的课程介绍及教学现状

选矿机械课程是矿物加工专业的专业课程，主要介绍选矿过程中所涉及的筛分、破碎、磨矿、分选、脱水和运输等方面的机械以及常见的辅助机械如泵、管道等的工作原理、结构特点、使用范围、关键工作参数计算、设备的安装调试和使用维护等，旨在让学生掌握选矿设备的基本理论知识和工作原理，同时为从事矿物加工行业的人员提供技术参考[5]。

目前选矿机械课程为本校矿物加工专业学生的选修课程，共24个学时，总学分为1.5分。在选矿机械讲授过程中主要采用PPT的方式进行理论教学，针对机械设备的相关结构，通过详细介绍各组成部件的剖面图，从分到总逐步将整个设备的结构特点展现在学生的面前。但选矿机械结构多具有复杂性、多样性的特点，如振动筛一般由振动器、筛箱、减振装置以及传动装置四部分构成，而其中振动器又包括轴偏心式、筛帮式块偏心式、筒式以及箱式四个样式，其他部件也具有多种类型。老师在进行振动筛结构介绍时，需逐一将相关部件结构进行讲解，所需课时较长，且需多节课衔接。而学生则需在整个讲授过程中集中精力，任意环节的疏漏将无法对整个振动筛结构吃透。因此在利用传统PPT进行授课时，往往会造成老师备课量大而学生难以消化的“双输”局面。

同时本课程所采用的教材多为中国矿大出版社出版的《选矿机械》，辅以中国矿大出版社出版的《选煤机械》，两本教材在选题及章节布局上多有相似之处，所著内容大多与现场实际应用相符合，但由于近几年选矿厂设备更新频率明显加快，而教材更新速度却有所放缓，最近更新版本为2014版，导致部分已在现场得到很好应用的新设备未能在教材中体现，如目前在脱水环节中应用较为广泛且效果较好的快开式高压隔膜压滤机，虽与教材中厢式压滤机在结构上大同小异，但工作原理却明显不同，类似的这种新设备在教材中却未得以体现。同时随着机械自动化技术的发展，一些传统的选矿设备已开始了自动化甚至智能化的改造，相关的工作原理及结构特点也随之变化，而相关的技术改造成果却难以及时反馈在教材上，最终导致学生无法及时掌握行业发展新动态，在传统课堂上获取的知识体系难以与实际现场相吻合，毕业后无法在短时间内投入到新的工作环境中。

由于选矿机械课程属于工科范畴偏重于应用技术与实践工艺研究，传统的理论教学模式难以达到学生学以致用的理想效果，对于选矿机械课程的教学改革已达到刻不容缓的地步。

（二）选矿机械课程教学改革的思考

传统的选矿机械课程多侧重于理论教学模式，弊端颇多。如何实现选矿机械课程教学的优化改革，使教学效果满足学生及社会时代发展的需要是目前急需解决的问题之一。

1. 选矿机械课程教学过程中的理论与实践结合

鉴于选矿机械课程涉及内容与实际现场联系紧密，在前期进行课程大纲设计时，除相关理论学时外还需增加部分试验、实践学时。即除计划对学生进行传统理论教学外，在条件允许的前提下可安排学生在课余参观实验室设备甚至在周末到周边友好的选矿厂参观现场生产设备。如本学校矿物加工实验室相关选矿实验设备齐全，如浮选机、球磨机、摇床、磁选机以及TBS干扰床等选矿设备可满足学生对于设备运行原理的大致了解，而周边赵固二矿、一矿等矿区为我校的实习基地，可为学生对机械设备生产运行情况的短暂见习提供条件，相信上述资源若能充分利用将使学生从理论到实践对设备的结构特点及工作方式有着深刻的认识和了解。

2. 选矿机械课程教学过程中的角色转换

传统的课堂教学主要以老师讲授为主，学生作为被动受教的角色，难以发挥主观能动性，缺乏学习激情。在实际授课过程中可适当采取学生讲授、老师评价总结的教学方式。例如当讲授分选设备-重介质分选机时，可安排学生提前通过查阅资料及网上资源编制重介质分选机的相关PPT，并在课堂上鼓励学生在讲台上结合PPT对重介质分选机的结构特点及工作原理进行讲解，最终由老师对学生的讲解内容进行评价，查漏补缺。这种教学方式在欧美等国相对较为流行，其核心点在于将原先以老师为主导的教学方式转化为以学生为主导，这样老师可对学生掌握知识的情况有着大致的了解，及时对学生知识结构的薄弱环节进行补充，真正做到有的放矢，对症下药;而这种课堂上主导权的转变更能激发学生的学习激情，学生可通过前期的PPT制作及课程讲授对所学的知识有着更深层次的掌握。

3. 选矿机械课程教学过程中的案例讲解

选矿机械课程多以介绍设备为主，对于设备的了解程度学生不如老师，而老师则不如现场操作技术人员。在课程教学过程中，可聘请实习基地、校友企业等相关部门的技术人员作为兼职教师，定期为学生进行授课。这些兼职老师拥有几年甚至几十年的设备操作经验，对于设备的工作性能甚至是相关优缺点都了如指掌。在实际授课过程中，兼职老师可根据现场机械设备运行的实际情况，有所侧重地介绍相关设备的应用情况。如脱水设备特别是立式离心脱水机和卧式离心脱水机，两者在选矿厂应用都比较普遍，但两者的应用效果（即脱水效率），相关优越点等细节方面只有现场技术人员了解得清楚。这些细节的讲解既能满足学生对设备应用好坏的好奇心，又能提高学生对矿物加工专业现场工作环境的熟悉度和认同感。同时通过兼职老师的讲解可使学生了解到目前现场所应用的关键选矿技术及设备，从而有侧重点地对书中的内容进行筛选，从而在有限的时间内获取关键的专业技术知识，做到精益求精。

（三）“互联网+”与选矿机械课程教学的有机结合

在“互联网+”对整个教育行业实施变革的大背景下，特别是“互联网+”教育观念的提出对于选矿机械课程教学变革也带来了新的变化。选矿机械课程教学需与“互联网+”有机结合以适应时代发展需求。“互联网+”教育方式如图1所示。

1. 选矿机械课程的线上教学

线上教学是“互联网+”教育的具体体现，进入21世纪以来随着大型开放式网络课程（Massive Open Online Course）平台建设，线上教学方式依托中国大学MOOC（慕课）、小规模限制性在线课程（SPOC）、翻转课堂、微课、微视频、Sakai（赛课）网络教学平台以及蓝墨云班课等平台逐渐进入人们的视野[6]。由于网络的开放性和共享性，选矿机械线上教学可依托相关的教学平台，将老师课程教学录制（或实时）视频和网络中丰富的优化資源相结合，一方面向访问对象（包括学生及其他受教育者）提供老师关于机械设备的理论讲解，另一方面可推送网络上该设备相关的现场运行甚至是3D模拟动画，两者相结合可增强访问对象对机械设备的熟悉程度，这种线上教学既减轻了线下课堂教学老师们的备/授课压力，也可以全天候无定期地满足学生的自主学习需求。同时由于网络环境的虚拟性，学生和老师作为网络环境的一份子，相对地位较为平等，学生没有了日常教学课程上的拘泥感，更有利于学生与老师之间的无障碍沟通。在此背景下，学生针对选矿机械课程中相关设备结构的不明之处可及时向老师反馈，老师也可以根据反馈意见及时调整授课内容和教学方式。此外，选矿机械线上教学也允许学生直接跳到其他章节选择比较感兴趣的内容，大大提高了学生的学习自主性，也满足了学生对该课程学习的个性化需求。但线上教学方式也具有局限性，由于缺乏传统线下教学的“面提耳授”，老师难以掌握每个学生的上课状态，对于不认真听课的学生无法起到及时提醒的作用;而学生缺乏了老师监督的约束，在线上学习时需具有足够的自控率，不然难以达到理想的上课效果。因此，在进行选矿机械课程教学时需线上与线下教学相结合：在课堂上，老师可以根据自己的经验和学生特点将互联网上相关资源与课本知识相结合;在课下，学生可以根据自己对课堂内容的理解程度，选择线上教学方式来弥补自己相关知识的不足，同时可以利用线上平台及时和老师及同学沟通学习遇到的难题，以完善自己的知识结构。

2. 选矿机械课程的虚拟仿真实验教学

虚拟仿真实验教学是选矿机械课程线上教学的具体措施，主要是针对本课程相关特点通过互联网技术构建虚拟仿真实验教学平台，具体体现在两个方面：一方面从视听角度上讲，虚拟仿真实验教学通过数学建模将教材中实际设备结构转变为具体的三维数据（如图2所示），最终以三维立体模型的形式展现在学生的面前，学生通过平面或VR全景展示能直观地了解机械设备的结构特性，此外虚拟仿真实验教学还可展示模拟机械的运行过程，学生可直观地明晰设备的工作原理和性能，这样既可以节约实物试验设备的购置费用，为试验室资源的合理利用提供条件，同时规避了现场参观过程中学生可能面临的安全问题，也为老师现场授课提供一个好的条件，不再受到实际现场嘈杂环境的影响;另一方面从动手实践角度上讲，虚拟仿真实验教学将线上的机械设备三维立体模型与线下的操作按钮（或手柄）相结合，允许学生通过线下的操作按钮（或手柄）对线上机械的三维模型进行指令操作，学生可以在线上进行机械设备的部件拆卸和组装，这样既锻炼了学生的动手能力，也避免了学生在实际操作过程中可能遇到的安全问题，同时通过对模拟设备的拆卸和组装可使学生对机械设备的结构有着整体的认识。由此虚拟仿真实验教学从视觉和动手实践两个角度充分结合矿山机械课程的相关特点，使得该课程的教学效果得以明显提升。

3. 以赛促课的个性化教育

“互联网+”时代的到来也促使了大学生创新创业大赛的改革，将传统的线下比赛方式转变为“线上+线下”的混合比赛方式，比赛方式的转变消除了时间及场地的限制，也为矿山机械课程“以赛促课”的方式提供了基础。为提高学生的学习兴趣，老师在课余时间可带领对机械设计感兴趣的同学根据自己所学知识及感悟对现有矿山机械进行改进，并设计制作相关模型及设备，通过线上或线下的方式参与各种创新创业大赛，若采用线上参赛的方式根据比赛时间在不影响正常教学的同时组织学生进行集体旁观;若采用线下参赛的方式可在课堂上通过线上直播的方式对比赛全程进行跟踪讲解，这种“以赛促课”的个性化培养方式既促使参与者增强对矿山机械的深度认识，有利于参与者的后续深度培养，也可以激发更多同学的参与积极性，形成良性循环。

四、结束语

传统的理论教学模式已难以满足现代社会对教育的需求，而“互联网+”时代的到来为矿山机械课程的教学改革提供了新的动力。通过课程教学过程中的理论联系实际、老师与学生的角色转变，现场案例的讲解使得传统的选矿机械课程教学出现了新的变革，而“互联网+”教育则对该课程的教学深度改革提出了新的要求，采用线上教育特别是虚拟仿真试验教学方式，可提高学生的自主学习和动手能力，弥补线下教学的不足。这既是提高选矿机械课堂教学质量的有效手段，也是现代教育发展的新趋势。

参考文献：

[1]马建堂.“互联网+”干部读书[M].北京：国家行政学院出版社，2016：1-3.

[2]刘鹏涛.互联网+时代大变革社会重构、企業再造与个人重塑[M].北京：人民邮电出版社，2015：12.

[3]陈丽.“互联网+教育”的创新本质与变革趋势[J].远程教育杂志，2016（4）：3-8.

[4]丁广大，刘新玉，石磊，等.浅谈“互联网+”时代教育的新特征和对教师的新要求[J].教育教学论坛，2020（20）：50-51.

[5]陈建中，沈丽娟，赵跃民.选矿机械[M].徐州：中国矿业大学出版社，2012：1.

[6]邬大光.教育技术演进的回顾与思考-基于新冠肺炎疫情背景下高校在线教学的视角[J].中国高教研究，2020（4）：5-10+15.