信息化教學在子程序編程的教學應用研究

羅飛 曾齊高 何承衛(wèi) 楊世龍 張煉兵

一、引言

信息化教學，是指在教學中應用信息技術手段，使教學的所有環(huán)節(jié)數(shù)字化，從而提高教學質(zhì)量和效率。以現(xiàn)代教學理念為指導，以信息技術為支持，應用現(xiàn)代教學方法的教學。在信息化教學中，要求觀念、組織、內(nèi)容、模式、技術、評價、環(huán)境等一系列因素信息化。

在教育信息化不斷深入的進程中，信息技術以其自身優(yōu)勢正在成為課堂教學有效手段，成為提高課堂有效性的一種重要載體。信息技術的發(fā)展，改變了課堂的教學模式，讓課堂更加豐富有趣，讓課堂更加多姿多彩。

子程序的編程在數(shù)控加工技術課程中占有重要的位置，比如一次裝夾加工多個形狀相同或刀具運動軌跡相同的零件，即一個零件有重復加工部分的情況下，為了簡化加工程序，把重復軌跡的程序段獨立編成一程序進行反復調(diào)用，這重復軌跡的程序稱為子程序，而調(diào)用子程序的程序稱主程序。

筆者參加2017年廣東省職業(yè)院校信息化教學大賽和廣東省中職學校“創(chuàng)新杯”說課大賽分別獲得三等獎和二等獎，在比賽過程中體會到了信息化教學在子程序的編程的教學組織過程中的便利，偶有此文。

二、教學設計

（一）教學過程概況

本次教學選取的章節(jié)為《數(shù)控加工技術》——子程序的編程及應用。教材符合中職生崗位需求，教材中關于子程序的有詳細的闡述，教學使用時常規(guī)手段先學M98/M99的編程格式，然后講解例子，并應用。本次教學設計需要對教材進行處理，由一個任務驅動，并利用完成該任務的同時引入子程序的編程及應用設計，改變常規(guī)教學方式。

教學對象為中職學校數(shù)控專業(yè)二年級學生，已經(jīng)學習過數(shù)控編程的指令，并能夠掌握簡單的數(shù)控機床的操作，本次教學設計內(nèi)容主旨解決如何理解使用子程序，讓學生更好地掌握子程序的功能。教學過程整體設計以“學生為中心”的任務驅動教學法為主，輔以講授法、討論法等，整體教學過程如圖1所示。

（二）發(fā)布工作任務

教學任務在課前通過學校信息化教學平臺上發(fā)布，學生可以利用手機掃碼進入教學平臺獲取工作任務，如圖2所示。工作任務為簡單的銑削100×100平面，加工參數(shù)為平面加工深度1mm（背吃刀量）；主軸轉速2000r/min；進給速度400mm/min；毛坯材料：鋁合金；刀具選用：Φ20高速鋼平底立銑刀。

（三）分析工作任務

教師引導學生分析工作任務，并且讓學生以組為單位進行收集信息并且完成相關工作頁，如圖3所示。

（四）解決工作任務

各小組在分析完工作任務之后，小組同學利用AutoCAD軟件繪制銑削平面的刀具軌跡圖，各小組可以根據(jù)已學的絕對編程指令G90快速編寫出數(shù)控程序，然后引導學生利用相對編程指令G91修改所寫程序。進而引導學生觀察程序的變化并總結規(guī)律，會發(fā)現(xiàn)兩個規(guī)律，規(guī)律1：簡單的一個銑削平面程序很長，規(guī)律2：以下幾行程序反復出現(xiàn)，如圖4所示。

各小組同學在總結規(guī)律之后就會有疑問，一個很長的程序，并且其中有不少重復的程序段，能否將重復的程序進行打包，用時調(diào)用，不用時退回呢？答案是肯定的，進而教師引出子程序的編程指令M98（調(diào)用子程序）和M99（返回主程序），并講解指令格式。并引導學生利用子程序指令再次修改程序，完整程序如圖5所示。為了加強學生對于重復程序的理解，教師利用多媒體課件演示動畫，如圖6所示。

（五）驗證解決方案

俗話說“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”編程再好，也要用實踐證明，學生可以利用數(shù)控加工仿真軟件進行模擬仿真，如圖7所示，然后在老師的指導下分組完成零件的加工，如圖8所示。

（六）評價及提升

在其他加工要求不變時，把本任務的銑削深度變?yōu)?mm，每次切削深度1mm，如何編程？解決方案就是把剛才任務的加工程序再打包成子程序，調(diào)用五次即可，那么就出現(xiàn)了子程序中再調(diào)用子程序，這就是子程序的嵌套，學生可以根據(jù)剛才的思路再次編寫程序，觀看動畫，能夠清楚表達子程序的應用。

任務完成之后，根據(jù)各小組的表現(xiàn)進行評價，評價由三方（自評、互評、教師評）評價組成，并填寫評價表。

信息化教學在子程序編程的教學應用研究

三、教學反思

（一）信息化教學解決重難點

本文所用信息化媒介包括手機、計算機、數(shù)控機床等，信息化的手段包括手機微信、QQ，信息化教學平臺、AutoCAD軟件、數(shù)控仿真軟件、多媒體動畫、加工視頻等。

教學重點是子程序的編程，本文通過AutoCAD軟件繪制刀具軌跡圖，以及利用多媒體制作動畫，可以讓學生清晰的理解子程序的作用，突破了在常規(guī)教學中的關于講解子程序的指令。進而利用了數(shù)控仿真軟件，加工視頻、動畫等讓學生從子程序的編程到子程序的嵌套的有機過度，讓學生了解何為子程序的嵌套，從而順利突破教學難點。

（二）教學創(chuàng)新

本次教學設計的創(chuàng)新點巧妙設計G90/G91的編程對比，從而引出子程序的概念。通過首尾呼應，驗證子程序的可行性。通過子程序的應用看似簡單問題復雜化，實則是通過多樣化的教學活動讓學生有興趣參與，并且讓編程更有邏輯性，讓復雜的程序簡單化，避免了按部就班的枯燥教學。

（1）利用G91和G90的編程方法的對比，巧妙的引出子程序的作用（化繁為簡）。

（2）通過首尾呼應的方法驗證子程序的使用（任務開始是真實的加工視頻，任務結束是通過子程序的仿真模擬加工）。

（3）避免了一般教材中關于子程序的按部就班的講解，能夠讓學生有興趣參與，并能熟練掌握子程序的使用范圍。

（三）教學收獲

本次信息化教學設計，老師通過創(chuàng)新設計教學過程，提升了教學設計能力，制作課件能力，促進學生學習興趣的能力，學生通過完成任務虛實結合，提升分析問題能力，解決問題能力，促進數(shù)控邏輯編程的能力。

四、結束語

教師的收獲能夠創(chuàng)新設計教學過程，讓教師提升教學設計能力、制作課件能力、提升學生興趣的能力。學生的收獲能夠化繁為簡，能夠讓很長的程序通過子程序簡化程序，并通過學習掌握子程序的編程及應用。

著名教育家陶行知說：“我以為好的先生不是教書，不是教學生，乃是教學生學。”利用“手機、機床、計算機”等信息化媒介鍛造有生機的信息化“有機”課堂，讓學生樂學，教師樂教。多樣化的信息化教學在未來的職業(yè)教育中占有舉足輕重的作用，為構建廣東省現(xiàn)代職業(yè)教育體系添磚加瓦。

[基金項目：廣東省教育系統(tǒng)關工委“十三五”教育科研規(guī)劃青年教師發(fā)展專項課題（課題編號：QNJSKT00152）深圳市龍崗區(qū)教育科學“十三五”規(guī)劃2017年度立項課題（課題編號：2017JS322]

參考文獻：

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責任編輯朱守鋰