“互联网+”任务驱动模式下先进制造技术课程教学改革初探

2019年5月总第313期

ISSN1672-1438

CN11-4994/T

“互联网+”任务驱动模式下先进制造技术课程教学改革初探

迟明善1 刘晓燕2 王仲文1

1.哈尔滨理工大学荣成学院 山东荣成 264300

2.威海海洋职业学院 山东荣成 264300

摘 要：先进制造技术课程是当今多学科交叉背景下机械专业人才培养的一门核心的专业基础课。在分析该课程内容特点的基础上，将“互联网+”任务驱动教学模式引入到教学环节中，采用教学小组的形式以及借助微信公众号进行具体的教学实施，意在引导学生自主学习，并采用“三位一体”的考核方式，激发学生的学习兴趣，提高其自主学习能力，培养其团队意识，同时还提高教学质量和效果。

关键词：“互联网+”；任务驱动；小组教学；教学改革

作者简介：迟明善，工学硕士，讲师；刘晓燕，理学硕士，讲师；王仲文，工学博士，副教授。

基金项目：教育部2017年第二批产学合作协同育人项目“以澄清基本概念为主的材料力学实验多层次虚拟仿真及配套实验教学资源建设”(编号：201702055007)；黑龙江省教育科学规划青年专项课题“新工科背景下机械电子工程专业基于工程素质提高的创新创业人才培养模式研究”(编号：GBD1317129)。

近50年来，传统的机械制造专业已发生了深刻的变化，已逐渐发展成为以数、精、极、自、集、网、智、绿为特点、与机械、微电子、自动化、信息等先进技术相结合的新型交叉学科。对于机械设计制造及其自动化专业来讲，如何培养出符合当今社会需求的多学科技术背景的学生是当下迫切需要解决的问题[1]。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》也指出“教育的根本目的是培养人才”“健全教学质量保障体系，充分调动学生学习积极性和主动性”等[2]。先进制造技术作为机械专业的一门核心的专业基础课，如何提高其教学质量以及学生学习的积极性成为摆在授课教师面前的一个迫在眉睫的问题。

在教育界，“互联网+”行动计划就是借助互联网技术将与教学相关的 图形、视频、文字、动画等资源整合在一起并进行传播，从而构建一种开放灵活的课题教学模式。而任务驱动教学法是在建构主义学习理论的基础上发展而来的，将传授知识为主的传统教学转变为以解决问题、完成任务为主的多维互动式教学。任务驱动小组教学，通过在教学过程中完成一系列学习任务，在小组成员的共同努力下完成，在任务的驱动下变被动灌输为主动探索。该过程符合人类的认知规律，可以达到更好的教学效果[3-6]。

本文在分析先进制造技术课程的特点基础上，将“互联网+”任务驱动教学模式应用在该课程的教学过程中；并对其具体应用进行了阐述与探讨；最后通

过实践证实了该教学方法的有效性。

1 先进制造技术课程的分析

1.1 先进制造技术课程特点

(1)课程内容学科交叉严重。先进技术是制造业在不断吸收现代科技与管理技术最新成果的基础上，集机械、电子、信息、材料和管理技术为一体的新兴交叉技术[7-9]。从这个层面讲，先进制造技术虽然属于机械学科，但其所涉及的基础知识也不仅仅局限于此。

(2) 内容覆盖面广。先进制造技术内容主要包含了现代设计技术、先进制造工艺技术、制造自动化技术和现代生产经营和管理技术等几大部分。这些内容贯穿了从最初的产品设计、中间的加工制造到产品销售管理的整个产品开发过程，成为“市场—设计开发—加工制造—市场”的一条龙系统[7-10]。

(3)内容的关联性差。先进制造技术主要是各种先进技术的统称，例如，说先进制造工艺技术中本身就包含了精密成型技术、精密和超精密加工技术、超高速加工技术、特种加工技术和微细加工技术这4种技术，其中的精密成型技术还包含了粉末冶金、精密铸造、精密锻造、精密冲裁和精密焊接[9,10]。所有的这些子技术都是单独自成一体，彼此间关联性较差，导致学生学起来云里雾里，没有条理性。

(4)课程内容动态性强。该课程所讲授的内容不是一成不变的，而是随着科技的发展而动态变化，不断

2019年5月总第313期

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更新的[9]。该门课程将不断地吸收各种最新的技术成果，并不断地进行归纳总结。

1.2 先进制造技术授课特点

该门课程授课的最大特点就是概述性讲解，要求学生能对相关技术知识有初步的认识，开拓学生的眼界，而不要求进行深入的研究。由于该课程的内容覆盖面广，相互间知识的连贯性差，再加上该课程的学时一般比较少(以哈尔滨理工大学荣成学院为例，该课程的总学时仅为36学时)，授课教师无法做到对先进制造技术中的每种关键技术都深入、详细地讲解，只能对相关技术的基本原理、应用场合和发展趋势等内容进行概述性的讲解。如果按照传统的授课方式，按步骤详细介绍基本概念、基本原理等内容，将导致学生听完后只知道相关的名词概念，没有相关技术的感性认识，根本无法理解掌握该技术，即使课后复习也无从下手，更别提将来踏上工作岗位能灵活运用各种先进技术[9]。

2 教学模式的改革

鉴于先进制造技术课程具有学科交叉、内容多且杂和知识更新快等特点，如何在有限的学时内，增加学生学习的动力，激发学生学习新知识的兴趣，提高该课程的授课效果，使学生学有所获，学以致用，成为该课程授课教师要解决的首要难题。

2.1 授课方式的转变

由于该课程的内容都是独立成章节，并且前后知识的关联性差。因此，本文提出将任务驱动教学法引入到该课程的教学中，学生通过在学习过程中完成一系列的学习任务，主动完成对所学知识的探索，从而完成以教师为中心向以学生为主体的转变，以传授知识为主向全面地培养能力为主的转变。除此之外，该教学模式还将“互联网+”技术引入到课堂教学过程中，进一步增强学生学习的趣味性和娱乐性。该种以解决问题、完成任务为主的多维互动式教学方法能全面调动学生学习的兴趣以及积极性，提高教学效果并能全面培养学生的各方面能力。

“互联网+”任务驱动教学法在该课程中的具体实施过程如下。

(1)学生分组。根据学生以往的成绩，将班级学生分为：好、中、差三大组。然后，在每组中的学生随机分成A ，B ，C ……小组。最后将三组中所有同字母的学生组成最终的课堂小组A ，B ，C ……具体分组如

图1所示。

图1　学生分组示意图

采用该种分组方法，可以在学生间形成“比、学、赶、帮、超”的局面，充分利用好学生带动差学生学习，相互间共同进步。并且这种分组方式可以保证彼此组间的实力相当，有利于最终考核成绩的公平。

(2)课前任务的分配。借助“互联网+”时代的交流工具—微信公众平台[11]，通过手机网络为学生提前布置下次课的主要教学任务，分享相关资料并引导学生从网络和图书馆中提前获取下节课的相关知识。由于该门课主要是概括性介绍各种先进技术，因此，通过课前准备可以让学生提前对相关知识有感性的认知，而不至于上课时一头雾水。并且，在整个资料的搜集与整理的过程中，还能充分锻炼学生的信息搜集能力以及文字整理能力。这些能力的培养，都有利于学生将来踏上工作岗位，发挥自己的一技之长。

(3)课堂教学。授课教师首先在班级的所有小组中随机抽取一组作为本次课的主汇报人，其他小组负责对相关内容进行补充和提问。汇报内容主要集中在该技术产生的背景、原理、结构示意和应用等方面内容。汇报小组的PPT 内容、讲解等方面的表现，影响到最终得分，其他小组则根据对相关内容的补充与提问，获得相应分值。授课教师负责对这次汇报进行点评，并结合教材对相关内容的难点和重点进行详细讲解。

(4)课后任务。授课教师在微信公众号上及时发布本次授课内容的相关教学文件、复习资料和相关习题等内容(如图2所示)。与此同时，要求学生及时地对相关授课内容进行归纳总结并预习下节课内容。由于该门课程不像传统的数学、力学等课程，可以通过相关习题的练习加深对课程内容的理解。因此，一定要让学生自己对相关知识点进行归纳总结，从而将相关知识变成自己的知识体系的一部分。预习下节课内容，即为步骤(2)，从而开始下一轮的教学过程。除此之外，学生还可通过微信平台向授课教师咨询问题，从