基于視頻監視的數控機床操作課程網絡教學研究

羅建新

今天的教育是教育信息化、教學網絡化的教育，網絡教學方式正以前所未有的巨大動力推動著教學方法、教學手段的改革。環顧四周，網絡教學已開展得紅紅火火。凝神靜思，面對網絡教學，數控機床操作的教學該做何研究？機械教師該做哪些思考？如何在新的環境下，開展數控機床操作的教學活動，提高數控機床操作的教學效率和學生的學習效率？我校結合現代網絡教育技術，吸取傳統教學的長處，搭建了基于視頻監視的數控機床操作網絡教學平臺，開展了數控機床操作網絡教學的教學研究和實踐。

一、數控機床操作的網絡教學模式

數控機床操作的網絡教學，是指以多媒體信息為傳輸媒介、以網絡為依托，對數控機床操作進行遠程化或開放式教學的系統。目前數控機床操作的網絡教學主要模式有：專題網站模式、遠程網絡式、課件方式教學、在線課堂模式、虛擬課堂式等。

1.在線課堂式網絡教學

數控機床操作的在線課堂式網絡教學，是指通過網絡或將教師機、學生機連接到Internet網上，學生可以自由選擇時間上網進行數控機床操作的學習，教師則定期根據學生反饋的教學信息及學習情況進行數控機床操作的輔導。通過網絡，教師可以與遠方的學生交流;進行提問與解答。在線課堂式網絡教學由于不是面對面交流，教學容易出現誤解，學生在機床操作過程中出現緊急問題時教師不能及時幫忙處置，這種教學方式主要適用于學生已完成了基礎學習、掌握了基本操作技術的場合。

2.專題網站式網絡教學

數控機床操作的專題網站式網絡教學，是指針對數控機床操作建設專題教學網站，提供數控機床操作的視頻、音頻以及圖、文等資料，并對這些資料進行必要的分類和整理。通過數控機床操作的專題網站式網絡教學，學生可以較全面地了解數控機床操作的知識，更容易得出知識的規律，更好地把握數控機床知識體系。專題網站式網絡教學模式中，學生學習有完全的自主權，非常利于開展研究性學習和自主學習。問題是專題網站內容多而雜，學生提取重要的資源難度增大，較難把握數控機床操作專題的重點。

3.遠程網絡教學模式

數控機床操作的遠程網絡教學模式，是指數控機床的操作方法以視頻播放和信息傳送的方式給學生，教師通過網絡進行數控機床操作教學的模式。隨著網絡的發展，基于因特網的數控機床操作的遠程網絡教學已成為新型的教學模式。教師把數控機床操作的教材、練習資源等放在網上，學生的聽課、提問和考試在網上進行。教師講述的內容可以在任何時候、任何地點看到。由于其具有交互、異步、資源豐富等特點而深受學習者的歡迎。遠程網絡教學模式問題在于學生分散，學生與教師的交流欠缺，造成了學業成績評價的真實性和準確性存在問題。

4.課件方式網絡教學

數控機床操作的課件方式網絡教學，主要是在校園網或電腦機房的服務器上存放一些數控機床操作的CAI課件，教師根據教學需要選擇課件供學生練習或在授課時作講解演示之用。現在數控機床操作的課件方式網絡教學逐漸成為我國學校教學的主流。但在課件方式網絡教學模式中，學生在學習時間、學習內容、學習方法等方面沒有過多的選擇余地，實質上是傳統教學在網絡上的“翻版”。其教學內容固定，教學方法單一，難以真正體現學生的主體地位。

5.情境化（虛擬車間式）網絡教學

用數控機床仿真軟件來進行數控機床基本操作教學就是最典型的數控機床操作的情境化網絡教學。數控機床操作的情境化網絡教學，是借用傳統教學中的情境教學模式，利用網絡多媒體技術、虛擬現實技術去構造逼真、生動的數控機床操作的網絡學習情境，讓學生學習起來更直觀、更輕松。雖然情境化（虛擬車間式）網絡教學有許多優點，但虛擬數控機床并不能完全取代真實的數控機床，原因主要在于真正的動手能力與技能必須在現實情境中獲得。學生學習的僅僅是解決問題的方法、必要的知識技能的儲備，并不是實際的技能。因此，數控機床操作的情境化網絡教學主要側重于解決問題的方法和能力，對行為技能的訓練則相對弱一些。

二、基于網絡視頻監視的數控機床操作教學

國內許多職業學校為適應社會生產力發展的需要和企業用人的要求，都開設了數控、模具、機械加工等專業。但由于數控設備投資經費大，學校購置的設備數量有限，很多學校只有少數幾臺數控機床，數控機床數量雖多但同型號機床不多。這樣，數控機床操作如何組織教學是很多教師思考的問題。筆者通過多年的實踐與研究，認為基于網絡視頻監視的數控機床操作教學是一種不錯的教學手段、方法。

1.用于數控機床操作教學的網絡視頻監視系統的組成

我校數控機床操作教學的網絡視頻監視系統是一個智能化的數字網絡監控系統。適合于數控實訓場室的管理和監控，以及數控機床操作的網絡教學。在數控車床和數控銑床2個數控實訓場室，均有3個高速球機，具有受控轉動、變焦、自動聚焦等功能，以便于監控數控實訓場室;均有3個攝像頭直對機床操作面板、機床工作臺等，便于數控機床操作的教學。各個視頻信號通過視頻服務器連接到數控網絡教學室，再連接到校園網。我校網絡視頻監視系統的組成如圖1所示。

在數控車床和數控銑床實訓場室的各臺數控機床，均與數控網絡教學室的各計算機之間有網線連接。學生在網絡教學室編的程序或機床參數、PLC程序等可以通過網絡下傳到各臺數控機床，而各臺數控機床內的程序或機床參數、PLC程序等也可以上傳至數控網絡教學室的各計算機。

2.利用網絡視頻監視進行數控機床操作的教學，改變了數控機床操作教學的方式方法，使教學更為高效

傳統的數控機床操作教學只能是小班教學，由一個教師或師傅帶幾個或十幾個學生。由于教學手段和教學條件（數控設備少、教學空間小，學生可視范圍窄等）的限制，無法滿足大班教學的需要，只能把一個班分成幾個小組進行教學。利用網絡視頻監視進行數控機床操作的教學，改變了數控機床操作教學的方式方法，使教學更為高效。具體做法是：教師或師傅在數控機床前講授數控機床的操作方法，網絡視頻監視系統將教師或師傅講課的視頻信號通過視頻服務器連接到數控網絡教學室，并投放在數控網絡教學室的投影上或傳送到學生電腦上。這樣，坐在數控網絡教學室的學生就可以清晰地看到教師或師傅的操作示范。

利用網絡視頻監視進行數控機床操作的教學，可以對教師或師傅的操作示范進行直播，還可以進行實時錄像，供學生進行反復觀看。通過基于網絡視頻監視的數控機床操作的網絡學習，然后回到實訓場室在師傅的指導下進行數控機床操作技能訓練。基于視頻監視的數控機床操作課程的網絡教學，改變了數控機床操作教學方式方法，提高了教學效果和學習效率。

3.利用網絡視頻監視進行數控實訓場室學生的管理和監控

學生在數控機床上操作練習時，使用網絡視頻監視系統可在數控網絡教學室監控數控實訓場室的工作情況，發現問題及時通過廣播進行指導。數控網絡教學室通過網絡視頻監視系統收看學生操作現場，在主控平臺上還可任意捕捉、攝錄學生操作動作、場景。錄像記錄可隨時備查，提高學生學習的自覺性。

三、結語

總之，對數控機床操作的網絡教學的探討是個新課題，基于網絡視頻監視的數控機床操作教學的前景是美好的，但在體現數控機床操作的網絡教學特點的過程中，肯定還會有很多新的問題需要加以解決。以上研究僅是個人數控機床操作教學實踐的體會和總結，還要在以后的教學實踐中加以檢驗和充實。

[項目：本文系廣東省2020年中等職業教育教學改革項目（課題批準號GDZZJG2020222）和佛山市2020年中等職業教育教學改革重點項目（課題批準號2020FSZJG010）“基于‘雙精準理念的‘5+0試點專業建設研究與實踐——以學校數控技術專業為例”的成果。]

責任編輯 陳春陽