基于《數控機床》課程資源建設的操作型課程網絡教學探究

魏文逸

【摘要】偏重理論的網絡教育課程資源建設相對容易，但重實踐操作課程的資源建設相對復雜。文章以《數控機床》這一重實踐操作的課程為例，總結其中不易通過文字闡述清楚的內容，將學習者難懂章節拆分成若干知識點，并據此制作系列微課程。《數控機床》系列微課程的創建能為其他具有相似操作性的課程提供良好借鑒。

【關鍵詞】《數控機床》；資源建設；操作型課程；網絡教學

一、引言

網絡教育載體主要是網絡課程資源，傳統課程資源形式主要包括文檔、視頻、音頻等。目前網絡教學模式的迅速發展，對課程資源的質量提出了更高的要求，即要依據不同學科的特點創建適應其專業發展的課程資源[1]。由于網絡教育自身有不受地點、時間、年齡等限制的特點，重理論的課程資源建設相對容易，但重實踐、操作課程的資源建設就相對復雜。因為，一旦讓學習者不定時地到實地進行實踐操作，網絡課程帶來的革新勢必失去原本的意義。因此，本文嘗試采用新教學手段來解決重實踐、操作類課程在教學中所帶來的困擾，即《數控機床》系列微課程。此系列微課程設計特點主要包括：知識點總體上涵蓋了《數控機床》課程所有章節；數控機床復雜內部結構通過三維建模、多體動力學軟件仿真等手段結合講解；抽象詞匯通過大量圖片、視頻演示；每個微課程都采用問題引入、知識點講述、總結三個模塊。

二、《數控機床》傳統課堂教學方法

《數控機床》傳統教學模式采用課堂教學與操作實踐相結合的方法。以中央廣播電視大學出版社出版的《數控機床》教材為例，全書分為六個章節：數控機床簡介、數控機床的機械結構、數控機床電氣控制系統、典型數控機床、數控機床的性能測試與評價方法、數控機床的選用與維護[2]。不同的教學內容采用不同的教學方式，該課程的教學方式劃分如圖1所示。

在教學設計中，第一章要對數控機床的分類、原理及發展等進行講述，采用多媒體和課堂講解相結合的方式，展示各種數控機床樣本，力求形象生動，用最短的時間讓學生汲取更多的知識，同時采用講座的形式，讓學生感興趣[3]。第二章是對機床機械結構進行剖析。一方面，可以通過安排實訓，帶領學生實地觀察數控機床的機械組成、傳動系統等，使學生親眼看到數控機床實物，并對應學習機床各部分在總體構成中所處的地位；另一方面，在其組成中包含傳動齒輪副、滾珠絲杠螺母副等難觀察、難理解的機械結構，因此要結合課堂演示來使學生進一步學習這些關鍵的內部結構。第三章電氣控制系統中主要包含插補這一重要教學內容。以插補的原理為例，以前課堂教學學生學習效果一般，原因就是沒有理解插補對制造結果產生的影響。因此，可以依據課堂教學軟件針對插補原理進行編程仿真教學，使學生通過直觀的操作對比分析，掌握插補原理等電氣控制環節。第四章要對典型數控機床進行講解，由于實訓基地一般都是常用的典型機床，因此可以通過安排實訓，讓學生使用不同機床加工特定零件，進而掌握幾種典型機床的特點及使用方法。第五章數控機床性能測試與評價，關于評價指標等規定，適合在課堂教學中為學生闡明；關于機床評價性能的使用，本書以三坐標測量機為例，采用實訓的手段，可使學生掌握三坐標測量機原理及使用方法，同時對數控機床結構有更深刻的了解。第六章為數控機床的選用與維護，通過課堂講解，多媒體演示，展示數控機床的選用與維護，比實訓操作更加全面，便捷。

三、《數控機床》傳統網絡教學方法

傳統網絡教學方法首先將書面文字劃分模塊，將各模塊制成電子資源，再將電子資源遷移到網絡平臺中，以堆積大量Word文檔、音頻、視頻等為主要手段，學生自主下載電子文件自主學習。

受網絡教育特點的限制，受到學習者學習地點以及學習時間不統一的制約，無法安排實訓操作，使學生將一門實踐操作性極強的課程按照理論課的形式來學習，加大了學習者對數控機床結構、加工原理、使用操作等方面的理解難度，使實訓操作過程中易于理解的問題變得難以講解，制作電子課件也較為復雜難懂。

四、《數控機床》微課程資源建設

《數控機床》課程依據“中央廣播電視大學人才培養模式改革和開放教育試點”研究工作開展，旨在培養學生具有一定的工作技術應用能力，以適應工作崗位實際要求[4]。

微課程建設的優勢。第一，使學習者足不出戶即可感受到有如在實訓現場身臨其境地操作數控機床這一大型實體裝配機構的感覺。微課程可以將數控機床內部的復雜運動清晰地演示出來，編程、使用等過程也可被邏輯呈現。其中運用了多體動力學仿真軟件（RecurDyn）以及某高校網站仿真動畫資源[5]。第二，使學習者易于抓住學習重點。相較于傳統網絡教學方法，微課程不需要學生下載大量網絡文件并從中找到學習重點，每個時長5分鐘左右的微課程即為一個重點，微課程授課效果顯著提升，便于學生掌握。第三，將課堂教學與實訓教學相結合。視頻演示既包括課堂講授的知識框架部分，也可以隨時插入所需操作過程視頻，為學生學習帶來便捷。

以下詳細介紹《數控機床》微課程建設思路。

（一）微課程總體模塊劃分

由于本門課程為系列微課程，因此有必要涵蓋整本教材的各個重點章節、重難點內容。經分析，可從四部分著手創建微課程資源：總體概述、數控機床機械結構、典型數控機床及數控機床的發展探討。系列微課程詳細列表，見表1。

（二）系列微課程教學設計

1.數控機床的組成：搜集相關視頻、圖片資源，用以展示現有三種數控機床的基本原理、總體結構、加工形式（以機床結構拆分演示為主）。

2.數控機床的分類：搜集各類機床圖片資源，從不同角度展示機床的分類，深入剖析機床分類原理（以視頻、動畫演示為主）。

3.齒輪傳動間隙剛性消除原理：對數控機床機械結構中難觀察、難理解的齒輪剛性傳動部分進行針對性展示（以展示機床局部機構實物和制作局部機構模型為主）。

4.齒輪傳動間隙柔性消除原理：對數控機床機械結構中難觀察、難理解的齒輪柔性傳動部分進行針對性展示（以展示機床局部機構實物和制作局部機構模型為主）。

5.滾珠絲杠結構：展示具有對數控機床機械結構中難觀察、難理解的滾珠絲杠傳動部分進行針對性展示（以展示機床局部機構實物和制作局部機構模型、動畫為主）。

6.滾珠絲杠間隙消除原理：對滾珠絲杠間隙消除原理進行深入分析，分類解讀（以展示機床局部機構實物和制作局部機構模型為主）。

7.數控加工準備工作：總體學習數控加工的準備流程、再針對各流程深入闡述（以動畫演技、模型創建為主）。

8.數控加工工程實例：演示典型結構特征零件的加工方法及過程（以數控編程及數控加工動畫演示為主）。

9.數控銑床的布局：闡述數控銑床的現狀及分類，解讀數控銑床現有布局的原理（以視頻演示、機床模型演示為主）。

10.并聯機床及展望：對目前機床的發展進行概述，探討其發展優勢、弊端及展望（以視頻及圖片演示為主）。

研究表明，該系列微課程基本涵蓋全書難理解重難點，解決了實踐操作類課程無法滿足學習者感受現實操作的問題，使學習者有如身臨其境地去接觸實踐過程。同時，該系列微課程的創建也為其他具有相似操作性的課程提供了良好的借鑒。

【參考文獻】

[1]劉勝強.網絡教育與傳統教育的互動與共存[J].現代遠距離教育，2005（03）：18-19.

[2]羅學科.數控機床[M].北京：中央廣播電視大學出版社，2008.

[3]郭艷玲，于建國，尼姝麗.“數控機床”課程內容的優化與立體教學模式的研究[J].中國林業教育， 2003（04）：50-51.

[4]于雷.“機床數控技術”課程建設與改革[J].中國電力教育，2009（01）：104-106.

[5]姚興輝，王翔.數控仿真教學的重要性[J].南昌教育學院學報，2011，26（09）：93.