數控專業信息化教學研究與實踐

袁華

摘 要：信息技術的廣泛應用，給包括教育領域在內的各行各業帶來了巨大變化。信息化教學成為提高教學質量的必然選擇。文章在對目前傳統的高職院校數控專業課程教學現狀分析的基礎上，以數控加工編程與操作課程為例，進行了信息化教學的實踐與探索，取得很好的教學效果，以期為新時期專業課程信息化教學的創新發展提供參考作用。

關鍵詞：信息化教學；信息技術；教學設計；數控專業

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：2096-000X（2018）05-0091-03

Abstract： The wide application of information technology has brought great changes to all walks of life as well as education. Informationized teaching has become the inevitable choice to improve teaching quality. Based on the analysis of the present traditional situation of the teaching on numerical control specialty in the vocational colleges， takes the programming and operation course of NC machining as an example， practice and exploration of informationized teaching were carried on and obtains good teaching effect， which will provide reference for the innovation and development of informatization teaching of professional curriculum in the new period.

Keywords： informationized teaching； information technology； teaching design； numerical control major

技術改變生活。信息化時代已經來臨，智能手機、平板電腦以及移動互聯網的普及，使得人們的學習方式發生了巨大的變化。學習已經不再局限在課堂上，而變為一種隨時隨地可以進行的行為。在這個信息爆炸的時代，學生擁有各種渠道與方式接近自己想要學習的目標，相比較而言，在傳統的信息量大的課堂教學上，學生學習困難，動力不足，已經很難吸引他們的注意力[1]。因此，利用信息技術輔助和改進傳統教學便成為了一種必然選擇。

一、信息化教學的基本特征

信息化教學是以計算機、移動通訊設備等輔助工具連接互聯網的教學平臺為基礎，利用多種方式建立起一個以“學生為主體，教師為主導”的教學形式[2]。

信息化教學可以將抽象的知識具體化，利用視頻、三維動畫、仿真軟件等信息化手段，以一種圖形、聲音、影像以及文字相結合的方式表達出來，更加形象生動，易于理解，寓教于樂，學生接收知識也更加容易，對所學內容印象深刻，從而極大地提高學生的學習積極性和學習動力，獲得良好的學習效果。

信息化教學不僅可以提供豐富的教學資源，還可充分調動學生的五官感受，為學生提供一個信息量大，知識覆蓋面廣的學習情境，學生可以自主選擇學習內容及形式，滿足自己的知識和技能需求。

二、數控專業課程教學現狀分析

數控技術專業直接面向工廠及企業需求，是一個應用性、實踐性很強的專業。數控專業的教學目標是培養學生思考、發現問題的能力和實際操作技能，并針對企業實際，為企業提供高素質人才。當前，很多高職院校都是采用比較傳統的教學手段，不可避免地存在以下幾個方面的問題。

（一）專業教學手段明顯滯后于數控加工技術的發展

雖然目前高職院校數控專業課程在近幾年進行了改革調整，但是相對數控加工技術的快速發展，專業教材仍顯陳舊，有關新技術新設備更新內容不夠及時；學生所學的專業知識、技能與企業要求有一定差距，到企業工作后無法獨立完成崗位任務；學校對學生的實踐技能培訓仍停留在數控機床的簡單操作階段，而對相關的數控機床維護保養、數控加工工藝等專業技術的教學重視不夠；數控編程仿真軟件使用力度不夠，學生對主流機床數控系統的認識不足，對他們畢業時在企業的面試表現造成負面影響。

（二）傳統的實訓教學效率低、效果差

數控專業的加工實訓課一般由2-3位指導教師共同教學。但因學生人數較多，教師在實訓室進行現場示范操作講解時，經常會被學生層層圍住，而只有靠近老師的學生才能聽清或看清老師的講解，站得稍遠的學生學習效果就差強人意，部分無學習目標的學生可能會因此慢慢放棄學習。久而久之，技能操作環節兩極分化的現象會非常嚴重[3]。

（三）傳統課堂教學難以解決學生差異化、個性化的問題

不同班級或同一個班中，由于招生方式、生源地不同以及個體差異等原因，造成學生的專業知識基礎、興趣愛好及動手能力等存在很大差異，表現在實際教學中，學生對知識與技能的學習效果差異較大，而在傳統的課程教學中，教學課堂的進度無法兼顧每個學生的實際情況，很難做到因材施教，使得學生得不到個性化發展。

三、數控專業課程信息化教學實踐研究

根據前面分析，本文以《數控加工編程與操作》課程中常用的知識點“刀具半徑補償”為例，闡述如何進行課程教學改革，實現課程的信息化教學。

《數控加工編程與操作》課程作為數控技術專業的核心課程，是數控、模具專業學生的必修課，涉及的基礎知識面廣、知識點相對多，涵蓋了數控機床結構、電氣控制系統、數控加工工藝、CAD制圖識圖等內容。在該課程傳統的教學模式中，教學內容偏向于專業理論知識和抽象的專業技能，存在學生不好學，教師不易教，系統性的學習資源缺乏等問題。

課程的信息化教學改革首先從學情分析入手，對所教學生的知識掌握程度及學習需求有初步了解后，根據數控專業人才培養方案，借助網絡學習平臺，我們決定將教學過程從課前延伸到課中，并拓展至課后。課前，通過微信與課程平臺發布任務，調動學生的學習積極性。課中，以課程平臺為載體，通過動畫、視頻、三維仿真軟件等手段完成課程的講授。課后，利用平臺交流互動，拓展提高，達到培養學生職業能力的目的。

根據專業教學標準和課程標準，結合崗位要求，課程從知識、技能、素質三個方面重新確定了教學目標，更加強調學生學習自覺性以及分析問題、解決問題能力的培養。

針對教學內容，明確課程的教學重點及難點。根據學生的認知規律和學習特點，將課堂教學實施分為創設情境、示范講解、仿真加工、實訓演練、考核評價等5個教學環節。在整個教學過程中，利用網絡課程平臺、手機互動APP、動畫、微課、三維仿真軟件等信息化的手段和資源，力圖突出教學重點，破解教學難點（圖1）。

（一）課前自學環節

課前自學環節里，學生要根據自學任務對以往知識進行復習回顧，導入新內容并預習，對學習情況進行測試，并就相關疑難問題在課程論壇互動交流。教師則創設單元情境，對學生的學習進行引導與幫助。

教師課前將相關學習資源上傳到云班課程平臺，并通過微信、手機云班課平臺等發布課前自學任務。學生接收任務，依照指示打開相應課程進行預習，自學微課程、電子課本，訪問教學資源庫，完成課前自學及課前測驗。教師通過手機云班課教學平臺考核模塊中的課前測試，批閱學生的測驗，整理預習問題，更新問題庫。對學生預習效果進行分析統計，為后續課堂教學提供依據。

課前自學環節通過微課、視頻及網絡課程平臺提供的課件進行學習，溫故知新，起到承上啟下的作用，解決了以往自學不充分，學習目標不明確，學習積極性不高的難題，拓展了學生的學習時間與空間，實現了個性化、差異化的學習，為課堂教學打下良好基礎[4]。

（二） 課中導學環節

1. 創設情境，引入新課

在課程引入階段，教師介紹某位同學按照之前所學的內容進行編程加工，導致重大加工失誤的案例，從而引入新課。該同學在加工后測量發現，整個工件的長和寬的尺寸出現明顯偏差。為什么會這樣呢？引入當天要學的內容：刀具半徑補償。

2. 動畫演示，示范講解

帶著疑問，教師利用觀看刀具動畫視頻，進行直觀的講解，這是因為數控機床編程時將刀具看做一個刀位點，而編程的坐標即是刀具底面的中心點的位置，如果按照零件實際輪廓編程，將導致一個刀具直徑值的過切，如圖2所示。

利用動畫直觀新穎的演示，配合講解，生動形象地將所學內容展示給學生，可以充分調動他們的視覺、聽覺，激發他們的學習興趣，集中精力理解所學內容。

3. 人機互動，仿真加工

數控機床參數設置多，操作步驟復雜。真實機床訓練成本高，操作不當容易導致機床損壞與誤報警。為此，我們采用先仿真后實操的學習與訓練方式。

在仿真軟件訓練過程中，學生每人一臺電腦，教師設置不同的應用場景。讓學生分別完成簡化編程、粗精加工、凸凹零件的加工等場景下刀具半徑補償的運用。在仿真過程中，很多同學反映不是每個人都能記清教師的操作步驟。為此，我們錄制了規范化的機床操作仿真視頻，而且在每次講解新內容時，對教師電腦進行錄屏，并共享視頻文件。就好像身邊有一位教師在指導學生的學習，“做中學”有效地幫助學生掌握重點。

4. 團隊協作，實訓演練

經過前面的仿真練習，學生已經基本掌握了機床操作及編程技巧，接下來就要仿照工廠生產現場，進行團隊協作，實際操作。將學生分成3人一組，分別擔任編程員、操作工、檢驗員的角色，小組成員分工協作，共同完成實訓任務。

實訓結束后，進行課堂小結。由教師對當天的學習訓練情況進行分析點評。隨機抽取學生回答要點和流程步驟，教師總結教學內容。

5. 多元方式，考核評價

考核與評價能幫助學生梳理整合所學課程內容，建立完整的知識體系，開拓思維。信息化教學突出了學習中的過程評價以及班級（小組）成員的自我評價與相互評價。因此，課程教學采用大數據支持的多元考核方式，為學生來自網絡課程及手機云班課教學平臺記錄的學習成果進行階段性、全過程考核評價（如圖3所示）。具體而言，采用過程評價與作業評價相結合，教師評價與學生評價相結合的方式[5]，利用三維仿真軟件對學生的知識技能情況進行評價。利用任務考核評價表，對學生的職業素養、生產操作、崗位工作等方面進行多角度、全方位的評價。

（三）課后拓展環節

課后，教師布置單元測試，發起課后討論交流，發布網上拓展資源。學生登錄教學平臺及課程論壇完成單元測試和課后討論，對感興趣的問題進行在線提問。還可以訪問校外拓展資源，通過實際項目案例，拓展職業能力。教師可以聯系資源庫平臺中的典型企業專家。邀請他們來校進行講課、講座、畢業設計指導等工作。通過這些互動交流，擴大學生的學習范圍，提升職業素質。

課后拓展環節，可以幫助學生鞏固課堂學習成果，開展自主訓練，是整個教學過程不可或缺的一環。通過提供的實際項目案例及拓展資源，學生可以選擇感興趣的內容進行個性化學習，對他們自主學習以及創新思維能力的培養有重要作用。

四、信息化教學的應用效果

數控加工編程與操作課程通過教學資源的整合與開發，合理地利用網絡課程平臺及現代信息技術，將傳統教學與現代化教學技術深度融合，突出了教學重點，突破了教學難點，使教學內容貼近崗位實踐，鍛煉了學生崗位技能，提升了學生的職業素養，教學效果顯著提高。綜合考核表明，絕大多數學生都達成預期教學目標，信息化教學有效地提升了他們的知識水平和專業技能。

在探索信息化教學的改革實踐中，教師要不斷總結教學經驗，提升自身信息技術水平，將技術應用與理性思考相結合，激發學生的學習興趣和自主學習潛能，提高教學效率，促進自身教學水平更上一層樓。

參考文獻：

[1]齊婉萍.“微課”在高中語文教學中的運用[D].哈爾濱師范大學， 2015.

[2]韋柳春，廖印林.信息化教學在中職衛校學科教學中應用成效的調查與分析[J].廣西教育，2015（42）：18-19.

[3]張彩霞，江敏智.微課在數控加工專業的應用探索[J].職業， 2014（32）：34.

[4]蓋克榮.高職課程信息化教學研究與實踐[J].中國職業技術教育，2015（26）：18-21.

[5]常會麗.學校素質拓展訓練課程評價方式初探[J].中國成人教育，2011（2）：137-139.

[6]趙建峰，梁伯棟.新型信息化教學方式困境及解決思路[J].高教學刊，2017（06）：56-57.

[7]陳武哲.高職課程信息化教學改革研究與實踐[J].高教學刊，2016（18）：149-150.