面向智慧工廠的新工科核心能力與教學模式探索

曹宇

摘? ?要：隨著科學技術的不斷發展，對工程教育也有了新的要求。通過合作學習，將全部的相關技術進行整合。學生通過學校提供的虛擬學習環境進行學習，以此不斷培養自身的核心能力。但是，對相關教學模式的探索需要將教學方式的“自下而上”與“自上而下”有機結合，從而實現工程教育的有效改革。文章面向智慧工廠，對新工科核心能力與教學模式進行了一定的探索。

關鍵詞：智慧工廠;新工科;核心能力;教學模式

第四次工業革命對工程教育的教學方式有了新的要求。第一次工業革命出現了蒸汽時代，第二次工業革命出現了電氣時代，第三次工業革命為信息革命，計算機的使用為工業等不同領域提供了便利，促進了人們之間的溝通交流，是信息物理系統與工業物聯網的革命，運用一定的機器設備進行數據的統計分析，使工廠能夠使用較低的成本生產高質量的企業產品。因此，第四次工業革命對原有的工程教育提出了更高的要求，工程教育的改革勢在必行。工業革命的不斷發展需要新工科的優秀人才，由此可知，工程教育的改革對工業革命有一定的促進作用。

1? ? 智慧工廠的內涵

智慧工廠是在數字化工廠的基礎上，利用物聯網技術和設備監控技術加強信息管理和服務，要熟知并掌握產銷流程、降低生產線上人工干預的概率、加強生產流程可控性等。再將智能系統等先進的新興技術手段有機整合，搭建出一個綠色環保、節能、高效的人性化工廠。

2? ? 面向智慧工廠的新工科對學生核心能力的要求

2.1? 個人效能

個人效能對學生有一定的要求，要求其擁有良好的道德品質，誠實守信，具有終身學習的思想意識。此外，還要求學生有較為強烈的工作意識，擁有工作的責任意識、工作責任感以及主動精神，熱愛自身的工作崗位，尊重自身的職業。作為學生，要盡快適應自己的工作環境，懂得尊重他人，善于理解他人，要有較強的自我管控能力，嚴格約束自己，規劃好個人的時間安排[1]。

2.2? 知識能力

在工程教育包含的學科中，理科占較大比例，工業學科亦是如此，但學生仍需掌握一定的文學知識。因此，學生在進行日常學習的同時還需要精通人文藝術的相關知識，熟知科學技術、數學的相關知識，深入掌握工程的相關知識。此外，工業革命使得信息化進程加快，科學技術的發展不斷趨向于人工智能，因此學生還需要掌握一定的計算機技術、信息技術以及不同工程種類所需具備的相關知識。除了一些必須具備的能力以及知識，學生還需要對網絡、金融、環境科學、法務事務和商業等內容有所了解，增加自身的知識儲存，豐富自我。

2.3? 學術能力

在學術能力方面，要求學生能夠高效地對出現的問題及時制定出正確的解決策略，有效地解決問題，在不斷的學習中逐漸養成具有批判性的思維，建立系統的思維模式，溝通能力要強，能夠很好地與他人進行有效的交流。對于一些需要具備以及可以擁有的能力，定量分析，通過已有的數據分析結果對相關的事情做出正確的決策。自身具備的信息素養要高，對自身能夠有一個較為客觀且全面的認識，能夠對自己做出有效的評估[2]。

2.4? 技術能力

在技術能力方面，要求學生具有較強的數據處理與數據分析的能力，對網絡安全的維護能力要強。因此，學生必備操作是能夠獨立運作計算機相關的能力，對信息數據進行準確且有效地分析，能夠保證網絡的數據安全，操作技術水平要高，特別是對機器設備的操作。此外，要具有較強的學習能力，對于跨學科的學習要能夠有效地掌握，接受新事物的能力要較強，尤其是新知識，養成設計思維。

2.5? 社會能力

在社會不斷發展的基礎上提出了學生應具備的社會能力，即學生要熟練地掌握各種不同類型的工程及相關的工程理論，具備較強的個人溝通能力，能與相關的工作人員建立良好的溝通交流，形成較強的集體團隊意識。此外，還可以不斷培養其全球性的思維意識，逐漸培養個人的領導能力。

3? ? 面向智慧工廠的新工科核心能力的教學策略

3.1? 注重合作學習思維

面向智慧工廠培育其新工科核心能力的相關教學策略，注重合作思維，可以從以下幾方面分析：其一，將教育技術有機整合。將全部的教育技術進行課堂上的有機整合，不僅可以拉近師生之間的距離，還可以給予師生更好的課程體驗。例如，通過構建網絡學習平臺或利用網絡技術的發展，使用先進的溝通軟件如微博、微信等進行師生的良好互動，使學生與老師更頻繁地交流溝通，有效縮短師生之間的距離，而在網絡學習平臺上，教師能夠通過互聯網媒體及時為學生解答問題，對學生給予有效的學習指導，幫助學生更好地消化知識儲備，理解其中的內涵及應用方法。其二，構建合作學習的模式。教師在課堂上構建合作學習的模式，從一個問題的各個不同角度進行溝通交流，增加教師與學生之間互動交流的頻率，在深入探討問題的同時還能加深學生對知識的。除此之外，教師還可以充分利用先進的互聯網功能，通過各種社交軟件如電子郵件、QQ等進行有效的知識交流或協助，針對雙方提出的不同意見或問題說出自己的觀點[3]。其三，增加師生之間互動的機會。教師是知識的傳授者，能夠對學生的不斷發展起到一定的推動作用，因此，拉近教師與學生之間的關系具有必要性，學生若想有效地掌握學習知識、不斷提升自我，就需要教師的指導與協助。綜上所述，為了有效拉近二者之間的距離，教師應構建較為民主的課堂，充分激發學生對學習的興趣，提高自身的能力，強化創新思維，從而建立起深厚的師生感情。其四，構建跨學科的協同合作。不同學科之間存在一定的關聯性，每個學科的深入挖掘都會找出與其他學科之間相連接的點，因此，構建跨學科的協同合作，建立學科之間的合作關系是必要的，學科的共享能夠為之后的學科間合作奠定堅實的基礎，增加不同學科之間合作的機會。

3.2? 創新教學模式

（1）構建虛擬的教學環境。現今，通信技術和信息技術逐漸趨于商業化，對各個行業產生了一定的影響。對教育的影響是運用互聯網技術進行線上學習，并使其成為教育手段的一種發展趨勢。虛擬課堂，顧名思義是利用網絡平臺構建教學環境，讓學生通過網上授課的方式進行知識的學習和吸收，課程的相關平臺被劃分為多個不同的區域，如電子通信、課程地圖、知識的相關網址等。虛擬的教學環境實際上是由計算機的網絡信息組成，在已有的基礎上進行空間的再次建立，能夠同步或非同步地進行相關操作。虛擬的教學環境現今已被多數學校應用，通過構建虛擬課堂將多個學科建立起聯系。其優勢為增加了教師、學生之間的交流方式，對于學生所提出的問題可以通過多種溝通方式進行交流探討，且具有一定的即時性，此外，有利于共享學習資料，通過網絡連接的方式將學習的相關資料同時進行傳送、分享，且便于保存，不易丟失和損壞。

（2）深度學習的教學模式。既是考驗對待學習的態度也是學生學習的方法，有利于學生加深對知識的印象與吸收。這種教學模式有利于培養學生的思維，使其熱愛動腦思考，不斷提升學習的整體質量，其特點是提高學生學習的主動性和積極性，不斷深入探究所學知識，能夠使新舊知識得到有效地整合等[4]。

（3）混合學習的教學模式。指的是將原有的課堂教學模式與線上教學模式相結合，在營造出學生喜愛的教學環境的同時，大大減少教學成本。運用多種不同的教學手段吸引學生的注意力和積極性，有利于教師“因材施教”;沒有時間、地點、場合等因素的局限，且整體的操作過程較為簡單;加強教師與學生之間的互動，拉近彼此之間的距離;靈活性較高。

4? ? 結語

面向智慧工廠的新工科核心能力分別是指知識、技術、學術、社會能力以及自身效能，為了加強學生自身的能力，學校需要結合當下時代發展的潮流，積極探索新的教學策略并實施。使用相應的教學策略能夠將師生之間的距離拉近，提高學生學習的主動性，加強對知識的吸收，有利于高素質人才的養成。

[參考文獻]

[1]周開發，曾玉珍.新工科的核心能力與教學模式探索[J].重慶高教研究，2017（3）：22-35.

[2]陳晗，向楷雄，夏志美.新工科的核心能力與創新教學模式初探[J].科技展望，2017（29）：154-155.

[3]張德政，詹欽潮，尹麗禎，等.新工科核心能力與教學模式探索—以佛科院網絡工程為例[J].福建電腦，2019（1）：167-168.

[4]陸建紅，米曉，范振強，等.新工科課堂教學模式改革創新研究[J].科技與創新，2019（5）：48-50.