基于3D打印平台课程群建设的研究.pdf
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1、 年第 期总第 期 :基于 打印平台课程群建设的研究杨冬霞,雷冬飞,任小璐(哈尔滨学院 土木建筑工程学院,哈尔滨 )摘要:打印可以为课程群建设提供多门课程交互融合的平台,有利于课程群目标的实现,如多门课程的重构、课程之间的交互融合、课程群实践平台的搭建及课程群评价体系的构建。以 打印为平台进行课程群建设,有利于教学模式的创新、新型实践教学体系的开展及创新实践体系的形成,有利于把提高学生的创新思维与能力落到实处。以 打印为平台的课程群建设是成果导向,采用项目式和案例式的教学模式,驱动学生在动手实践的同时对问题追踪溯源实现理论与实践并重,解决课程群建设中跨学科知识匮乏与多学科知识无法深度融合与灵活
2、运用的问题。关键词:打印;多课程融合;课程群建设中图分类号:文献标志码:文章编号:()收稿日期:基金项目:年度黑龙江省教育科学规划重点课题“新工科背景下地方性应用型高校基于以学为中心的人才培养模式研究与实践”();年度黑龙江省教育科学规划重点课题“高校自然科学通识课程思政教学实施策略研究”()作者简介:杨冬霞(),女,黑龙江哈尔滨人,副教授,博士,从事 打印技术教学研究。在制造业向智能制造转型升级、产品附加值提升、运行效率大幅提高的背景下,先进的机器人技术、打印、等技术被应用于供应链、生产过程、客户产品等行业领域,为制造业和服务业注入了强劲的内生动力 。年 打印产业快速发展,在这一年国家相关部
3、门出台了 项对 打印的支持政策,科技部、教育部、工信部等部门都对增材制造产业提出了发展规划 。其中涉及三维造型技术、建筑工程、电子信息及医疗健康等多领域和行业,为 打印技术应用起到强有力推动作用。为了解决当前课程目标不能及时反映产业发展要求、企业需求及深化落实课程思政育人目标的问题,打印平台的课程群建设应运而生。课程群的建设可以在充分凝练区域发展特色与优势的基础上,形成一个跨界融合,构建行业和企业深度参与、着重提升学生动手操作能力、解决复杂工程问题能力的新型教学模式 。本文以 打印为平台,探索将课程知识目标、能力目标和思维目标进行高度凝练的教学创新途径,可以有效解决学生学科思维单一、多专业知识
4、深度融合困难、认知层面缺乏责任担当和实践层面行动不力的问题,构建育人效果良好的创新型教学平台。有利于加深大学生对数字创新知识的理解,培养创新能力,建立数字化创新思想,运用数字思想思考问题、解决问题的能力。一、多课程融合的教学模式 课程群的基本要素 年 月教育部高教司司长吴岩在第十二届新华网教育论坛上指出,要全力抓好高校教育教学“新基建”,抓专业、抓课程、抓教材、抓学习技术方法、抓教师,通过做好这“五抓”来托起高等教育的高质量 。课程群建设恰好可以体现这“五抓”,并将这“五抓”具体落实,课程群所涵盖的专业、包括的课程、使用的教材、教学方法的实施及授课教师素质和能力的提高都在这“五抓”范围之内 。
5、课程群要素的构成是目标、结构、实施和评价,课程群需要强调从专业与行业发展的整体角度去看待各个要素之间的联系,需要从系统的观点将课程群、专业与学科之间的各要素联结成一个既有区别又有联系的有机运行整体,使课程群中所有课程都要遵循相应专业和行业发展的逻辑联系,课程群对其进行组合与优化 。课程群的目标为课程群建设起着纲领性指导作用,它需要与社会发展需求及行业发展趋势紧密相连,要与学科发展、毕业要求及学生发展密切关联,同时还要对课程群内课程内容的选择,课程结构的设置相关联。课程群还制约着各门课程在实施过程中的教学模式,也是评价各门课程的重要基础 。基于 打印平台课程群的建设不仅要关注到课程群内不同课程之
6、间的目标互补性、课程内容的匹配性、各门课程间的理论环节与实践环节的均衡性,而且还要与人才培养方案中毕业指标点呈前后呼应。课程群应具有课程结构的拓扑图,在横向结构上突出年级不同,课程目标逐渐从知识目标、能力目标与思维目标之间的过渡关系,与人才培养的宽泛性相对应。课程群结构拓扑图在纵向结构上应从通识教育、专业教育和实践教育逐渐深入,突显行业领域发展及课程的实践能力,将学生能力与素养有效提升 。课程群的建设与发展也是一个螺旋上升且不断更新的过程。因此,课程群建设需要提炼并推行与课程性质相匹配的实施方式,使课程群不但具有显著特征还具有行业特色,对今后学生的职业生涯规划及目标定位也十分有利 。课程的交融
7、性 年 月,主题为“建设高质量高等教育体系”的 高等教育国际年会在广州中山大学以线上线下相结合方式举行,教育部高教司司长吴岩出席论坛并作了 国际共识 中国创新 的主题报告。吴岩在报告中提出了高等教育六大变革方向,其中第三个变革方向是推动跨学科、超学科的开放与交流,本文所研究的基于 打印平台课程群的建设与这一变革方向相一致。基于 打印平台课程群的建设具有系统性,将多门课程有机融合共建的课程体系。它是以人才培养目标为导向不断完善人才培养方案,使人才培养对新技术、新产业、新业态的适应度有效增强。课程群的建设以产业需求为导向,以数字信息技术和智慧高教平台为依托,不断改变和更新教学理念、课程内容设置、立
8、体学习场景及教学情境构建的新型教学模式和管理方式来开展。课程群建设可以解决教学情境构建的碎片化问题、学生能力培养不成体系问题、学生思维训练零散化问题。课程群还可以将具有逻辑联系的若干课程,通过以训练项目为导向、案例式教学为方法,将人才培养方案中的知识、方法、问题等重新进行规划、整合,采用结构化学习与融合式思政育人模式,使学生充分认识到知识的意义与价值,提升学生工程思维,以成果共享与循环赋能为手段,实现知识活化的良性循环。课程群中课程的交叉融合不是现有课程的简单叠加,而是需要按照既定的培养目标对相关课程内容和结构进行交叉融合,或者是开发全新的课程。课程的交叉融合则需要对这些课程的教学内容进行相互
9、渗透、整合、重组和优化,将其实质性地融合成新的课程。课程群建设要体现出课程系统的开放性、教师的团队性、教师和学生间的梯队性等特点,以学生为中心、以课程间的相互逻辑联系为纽带、以教师团队合作为支撑,使课程群成为深化教学改革的新型课程建设模式 。基于 打印平台的课程群建设,系统性是它的根本特性。课程群内的课程之间不是单摆浮搁,而是需要集合起来实现预期人才培养目标,符合学生认知学习规律的有机整体。课程群的建设有着横向和纵向两维度,它是按不同年级学生接受知识能力进行有序排列的课程设置。横向体现相同年级涉及的不同专业的知识目标,实现“多维度”选择。纵向展现出不同年级课程之间能力目标的“多层次”递进。打印
10、技术恰好是课程群特性的集中体现,它具有整体性、结构性和动态性,是多个专业多门课程知识的集中体现,将其作为课程群建设教学平台可以实现教师教学自主创新能力的培养。同时它是多个专业多门课程内容的集中体现,这不仅包括熟练应用、创新设计,还需要进行多专业知识的融合。现在 打印技术广泛应用于汽车、家电、电动工具、精密铸造等诸多行业,有些学校已将 打印技术应用于无人机维修专业,基于专业需求让学生完成进阶式项目任务,开展专业与 打印技术理实一体的创新教学模式。实现多专业、多课程相互交融的实践项目,将自主学习、终身学习及协作学习有效贯穿于项目任务 。二、课程群建设平台从 年起,工业和信息化部会同其他部门先后印
11、发 了 国 家 增 材 制 造 产 业 发 展 推 进 计 划(年)、增材制造产业发展行动计划(年)、关于有序推动工业通信业企业复工复产的指导意见(年)等文件,都将增材制造作为重点支持对象。我国 打印产业规模快速增长,技术工艺不断突破,应用领域快速拓展,打印产业已从起步培育进入加速推广的新阶段。基于 打印平台的课程群建设与我国行业发展态势相一致。通过 打印技术建设课程群平台,可以将虚拟世界与实体世界有机结合,将触觉与视觉相结合,还可以结合 数据云平台,通过线上线下、校内校外相结合的方式调动和激发学生学习兴趣。在疫情常态化状态下,高质量地完成教学实践环节。打印与教学相融合,其目的不仅在于实物模型
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