嵌入式教學在中職數(shù)控專業(yè)課教學中的運用與思考

魯力

摘 要：隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，社會對數(shù)控專業(yè)人才需求增加，傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式存在許多弊端，無法滿足數(shù)控專業(yè)人才的發(fā)展需求。為更好地培養(yǎng)數(shù)控技術(shù)人才，開發(fā)適用于數(shù)控教育的開放式數(shù)控實驗平臺，平臺結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，適用于中職院校進行數(shù)控技術(shù)的實驗教學。

關鍵詞：嵌入式教學;數(shù)控專業(yè);中職教育

隨著先進生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床鑄件替代了普通機械形成巨大的生產(chǎn)力，體現(xiàn)了國家在工業(yè)水平上的發(fā)達程度，迫切需要操作型數(shù)控技術(shù)人才，傳統(tǒng)數(shù)控機床存在諸多不適合數(shù)控教學的弊端，傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)各個模塊間封閉，不宜于用戶通過研究數(shù)控系統(tǒng)了解數(shù)控機床的組成，開放式數(shù)控系統(tǒng)是開放的操作環(huán)境，允許用戶按自己的控制需要對數(shù)控系統(tǒng)進行更改。開放式數(shù)控系統(tǒng)NC控制器與PC機類似，組成系統(tǒng)的各功能模塊相互獨立存在，來源于不同部件的影響相互兼容，賦予開放式數(shù)控系統(tǒng)各模塊間的獨立性等特點，決定其重要的使用價值。我國職業(yè)院校加大了對數(shù)控人才培養(yǎng)的投入力度，但在實際教學中存在多方面問題，不能滿足數(shù)控市場對專業(yè)人才的需求。實驗教學能使學生加深對課程的理解，通過實際操作獲得實用性技術(shù)，通過對實驗的驗證分析，提高學生的綜合分析能力。

一、中職數(shù)控專業(yè)教學現(xiàn)狀

數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)的核心技術(shù)，能有效提高產(chǎn)品質(zhì)量。隨著經(jīng)濟建設的加快，傳統(tǒng)教育模式無法滿足社會對數(shù)控人才的培養(yǎng)要求，通過運用科學的教學方法，使教學過程更加科學化，提高了學生的實踐能力，使數(shù)控人才培養(yǎng)更加科學化，保證中職數(shù)控專業(yè)學生全面發(fā)展，提高學生的綜合能力。

當前，中職學校數(shù)控專業(yè)教學中存在許多問題影響了教學質(zhì)量，無法滿足學生的學習發(fā)展需求。主要表現(xiàn)在教學模式與方法缺乏創(chuàng)新，教學理論與實踐脫離。創(chuàng)新是時代發(fā)展的重要途徑，在教學中融入創(chuàng)新思維，能夠充分推動教育的高效發(fā)展，提升教學效果。

目前，中職學校數(shù)控專業(yè)教學中，教師普遍采用傳統(tǒng)的課堂教學模式，教學過程以教師、課本內(nèi)容為中心，忽視了學生學習發(fā)展的需求，單純地向?qū)W生灌輸理論知識，學生成為知識的被動接受者。枯燥的理論知識無法吸引中職學生的學習興趣，導致學生普遍對數(shù)控課程缺乏學習主動性。

數(shù)控專業(yè)具有較強的實踐性，理論教學是數(shù)控技術(shù)的基礎，應著重加強學生實際操作能力的培養(yǎng)，促進學生對數(shù)控技術(shù)的理解掌握。中職數(shù)控教學中，教師往往側(cè)重于課堂理論知識的傳授，為學生提供實踐學習的機會較少，導致學生所學理論知識不會運用到解決實際問題中，使得教學理論與實踐相脫離，難以實現(xiàn)專業(yè)教育目標。

二、嵌入式教學的概念

中職數(shù)控專業(yè)教學應用嵌入式教學，能夠保持數(shù)控專業(yè)課程的獨立性，使學生專業(yè)技能訓練為提高學生的學科素養(yǎng)服務，促使學生專業(yè)技能的提高。中職數(shù)控專業(yè)嵌入式教學是以提高學科素質(zhì)為中心，將數(shù)控專業(yè)技能要求與專業(yè)素質(zhì)要求相融合，形成中職學生專業(yè)技能水平提升的輔導系統(tǒng)。

嵌入式教學強調(diào)在學生開始學習基本的專業(yè)知識時，同步學習鞏固相關數(shù)控基礎知識。課程整合使分化的教學系統(tǒng)各要素形成有機聯(lián)系。嵌入式教學包含整合的內(nèi)涵，嵌入式教學是通過各種要素激發(fā)中職學生學習數(shù)控的興趣，充分調(diào)動學生的間接興趣。

數(shù)控專業(yè)教師與其他教師密切配合，由各科教師提供的資料庫形成完整的體系，數(shù)控專業(yè)教學運用嵌入式教學要遵循整體性與目標性的原則、銜接性與滲透性的原則、適應性與吸引性的原則。

中職數(shù)控專業(yè)教學必須根據(jù)目標培養(yǎng)，確立以提高學生整體素質(zhì)為核心的課程觀，提出課程教學目標，使課程目標與總體目標相一致。數(shù)控教學應重視處理好與其他課程的相互關系，教育方法與教材選編必須突出培養(yǎng)目標的知識技能結(jié)構(gòu)要求。

三、嵌入式教學在數(shù)控專業(yè)教學中的應用意義

中職數(shù)控專業(yè)運用嵌入式教學，有利于拓展學生學習的知識面，促進學生學科素養(yǎng)的整體推進與協(xié)調(diào)發(fā)展。激發(fā)學生學習的主動性，全面提高中職學生的綜合素質(zhì)?！堵殬I(yè)教育法》規(guī)定，職業(yè)教育的根本目的是使受教育者有一技之長，高素質(zhì)的技能型人才是當今社會的需求，中職數(shù)控專業(yè)教師必須改革現(xiàn)實中脫離實際原則的模式，以提高學生的學科素養(yǎng)為教學重點。中職數(shù)控專業(yè)教學要考慮學生的發(fā)展，編寫校本教材要挖掘與專業(yè)課的聯(lián)系。

四、中職數(shù)控專業(yè)嵌入式教學

（一）開放式數(shù)控實驗平臺

開放式數(shù)控實驗平臺閉環(huán)運動控制系統(tǒng)主要用于模擬數(shù)控系統(tǒng)的運動控制原理，利用步進電機具有精確步進的特點，可用單片機控制器直接對步進電機進行控制。目前，國內(nèi)開放式數(shù)控系統(tǒng)主要有基于單片機與運動控制卡兩類，單片機的開放式數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，開發(fā)技術(shù)較為成熟，但單片機的技術(shù)屏障難以實現(xiàn)對數(shù)控平臺的高性能控制;運動卡的數(shù)控系統(tǒng)具有運動軌跡控制精確、通用性強的特點，但數(shù)控系統(tǒng)存在封閉性，運動控制卡與操作系統(tǒng)間難以達到無縫連接等不足。同時，ARM芯片控制技術(shù)的應用日益廣泛，但主要應用在高端系統(tǒng)控制上。 開放式數(shù)控實驗平臺適用于職業(yè)學校數(shù)控教學工作，要求數(shù)控平臺具有開放性好等特點，給予單片機的控制系統(tǒng)符合教學實驗平臺。系統(tǒng)由STC51單片機控制板，步進電機驅(qū)動器及X-Y工作臺組成，通過絲杠螺母傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為X-Y工作平臺平面運動。通過光柵尺傳感器將工作臺運動信息反饋給控制系統(tǒng)。

（二）開放式教學場地

數(shù)控專業(yè)嵌入式教學實施中，必須將教學技能與學生的職業(yè)素養(yǎng)作為教學重點，將課堂教學轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)教學車間，加強工學結(jié)合一體化建設，提高學生對數(shù)控技術(shù)的學習興趣。開放式教學需要的教學場地融合了教學過程的無縫結(jié)合，有助于學生進入企業(yè)更好地完成角色轉(zhuǎn)變，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。

生態(tài)與教學一體化教學中，如多媒體教室可以讓學生學習本專業(yè)相關軟件操作，讓學生找到教學資源補充學習過程中所需的知識。生產(chǎn)區(qū)域中，需要有先進數(shù)控加工技術(shù)的引進，包括先進的儀器儀表、管理模式與評價機制等，讓學生充分體驗與實際生產(chǎn)接近的工作環(huán)境，加強學生對各項工作細節(jié)的重視程度。教師要將先進加工經(jīng)驗與評價方法帶入生產(chǎn)教學中，使學生更好地認識實際操作工作流程，加強對自身的技能要求，提升組織能力與管理水平。

（三）創(chuàng)新教材

嵌入式教學需要有具體的教學內(nèi)容，讓學生在生產(chǎn)實踐中學會生產(chǎn)加工技術(shù)，了解企業(yè)對員工管理的評價。選取企業(yè)實踐專家審核，由教師共同編寫的新教材，以中職學校數(shù)控技術(shù)應用人才教學指導方案為依據(jù)，讓學生獲得機械加工工藝知識，掌握現(xiàn)代加工技術(shù)方法。讓學生根據(jù)圖樣制定數(shù)控銑削加工工藝，并遵守操作數(shù)控銑床的安全規(guī)章。教材凸顯綜合職業(yè)能力的培養(yǎng)，體現(xiàn)行動導向的教學方法，設計工學結(jié)合的課程內(nèi)容，創(chuàng)新教材編寫體例的風格。讓學生逐步深入學習相關的加工技術(shù)，在實踐教學中不斷結(jié)合實際，形成獨特的教學特色，使學生的學習積極性不斷提高。

在中職數(shù)控專業(yè)教學中推行嵌入式教學，體現(xiàn)了職業(yè)素養(yǎng)教育的要求，具有較強的科學性與可操作性。通過數(shù)控專業(yè)嵌入式教學，提高教師的專業(yè)教學能力，通過運用嵌入式教學，提高學生綜合職業(yè)素養(yǎng)，讓學生找到學習興趣與職業(yè)發(fā)展的方向。讓學校與企業(yè)在人才培養(yǎng)上實現(xiàn)雙贏。

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