《數控技術》在線課程建設策略與實踐★

蕭仲敏，江 帆，張春良，陶建華，吳文強，李東煒

（廣州大學機械與電氣工程學院，廣東 廣州 510006）

引言

《數控技術》是面向機械類專業（機械設計制造及其自動化、機械電子工程等專業）、機器人工程專業、智能制造工程專業等開設的一門核心專業課，課程知識體系集傳統的機械制造技術、計算機技術、現代控制技術、傳感檢測技術、網絡通信技術和機電技術等于一體，是現代制造業的基礎技術，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業實現柔性自動化、集成化和智能化起著舉足輕重的作用，在機械類專業人才培養體系中占據著核心重要的位置[1-2]。

由于面對課時縮減，但教學內容仍然很多的情況下，很多教師想到了建設在線課程[3-4]。本文探索該課程在線課程建設策略，并給出實踐路徑，供在線課程建設者參考。

1 課程內容優化

本課程定位是面向粵港澳大灣區制造業優勢產業，以培養具備數控領域扎實理論基礎和卓越實踐能力的創新型工程人才為宗旨，建設優質的數控教學資源和平臺，建設特色優勢、處于行業領先水平、在大灣區有重要影響的精品在線開放課程。在線課程建設，主要針對易懂，能夠短時間講清楚的知識，制作微課視頻。這里匯總《數控技術》課程線上內容，如圖1 所示，具體包括如下：

圖1 數控技術課程的知識框架圖

1）數控技術概述：數控技術基本概念、數控機床的組成、數控機床的分類與發展等；

2）數控加工手工編程：數控編程基礎、數控機床坐標系、數控編程的常用指令與格式、數控車編程、數控銑床編程、程序編制中的數學處理；

3）數控加工工藝設計：數控車削加工工藝、數控銑削加工工藝；

4）計算機數控（CNC）系統：計算機數控系統概述、CNC 系統的軟硬件結構、脈沖增量插補（逐點比較法插補、數字積分法插補）、數據采樣插補、刀具補償與加減速控制；

5）數控機床的伺服系統：伺服系統概述、步進電機、直流伺服電機、交流伺服電機、直線電動機，位置檢測裝置（旋轉變壓器、感應同步器、編碼器、光柵）；

6）數控機床結構：數控機床的主傳動系統、數控機床的進給傳動系統；

7）數控加工自動編程（CAM）：二維銑削編程、三維銑削編程、車削自動編程；

8）數控加工實踐：課程內容遵循CDIO-OBE 理念，以項目為驅動，強化理論與實踐的協同培養，重塑教學目標，重構教學內容；結合行業發展和學科前沿進展，將業界最新相關內容融入教學環節，體現實用性和前瞻性；滿足現代科學和行業企業對人才實踐能力的要求，突出實踐環節在教學中的地位，鍛煉學生的工程實踐能力。課程思政是在線課程重要的方面，在課程中所融入的育人元素，本課程內容專業性強，強調“強基礎、重實踐、擅應用、能創新”，以培養數控領域創新型工程人才為宗旨，堅持立德樹人，強化“科教興國”理念，始終將思想政治教育內容以“課程思政”案例的形式引入到課程教學中，實現知識傳授與價值引領的有機結合，將專業教育與思政德育教育貫穿人才培養的全過程。

2 建設策略

《數控技術》課程，面向“新工科”人才培養，以提升學生數控工程應用領域綜合能力和端正三觀品質為目標，通過重構符合新技術發展和立德樹人要求的教學內容，以圍繞學生為中心的宗旨，按照課程資源共享的原則，建設一個動態性在線開放課程平臺，實現課程在機械類專業人才培養目標和規格的支撐作用，提高學生的實踐能力以及創新能力。在建設在線課程時，要注意以下問題。

2.1 真正實現以學生為中心

強調從以“教”為中心向以“學”為中心的新模式轉變，聚焦學生受教育后“學到了什么”和“能做什么”，強調明確學習產出標準，對教學進行全方位、全過程跟蹤與評價，形成“評價-反饋-改進”閉環教學，推動課程建設質量不斷提升。

2.2 研學協同、產學協同的教學內容創新

構建研學協同、產學協同機制，拓寬教學內容，將優勢科研成果融入課程教學內容，與粵港澳大灣區龍頭企業共建實踐基地，將企業項目內容融入教學。

2.3 “三結合”教學方法

采用理論與實例相結合、教學內容與工程項目及科研相結合、課堂教學與課外教學相結合的“三結合”教學方法。充分利用各種教學資源和手段為學生學習積極的創造條件，用項目需求引導學生的學習過程，通過“需求-分析-問題-方案”的教學思路，加強對工程技術現象和問題的分析，提高學生解決復雜工程問題能力。

2.4 專業教育與思政德育教育的有機結合

梳理機械類專業課程所蘊含的思政元素和承載的思政引導功能，引入“課程思政”案例，實現知識傳授與價值引領的有機結合，將專業教育與思政德育教育貫穿人才培養的全過程。

3 在線課程建設實踐

在線課程建設實踐中，微課的設計制作是重中之重。采用ADDIE 五步循環法來進行微課的設計，如圖2 所示。

圖2 ADDIE 五步循環法

3.1 分析

分析知識點的類型，學生該如何學習該知識，根據分析結果，制訂該知識點的教學目標。

3.2 設計

按照起承轉合的思路設計知識點腳本，以吸引學生興趣為重要參照，關注前30 s 的知識導入部分，充分抓住學生的注意。知識點講解清晰、邏輯清楚、表達清楚、圖文并茂，多用動圖幫助學生理解。適時根據知識點的情況，挖掘思政元素，進行課程思政設計。

3.3 開發

微課腳本轉PPT 制作，將腳本轉換成PPT，制作精美的PPT，要將知識點表述清楚，圖片與動圖豐富，并能輔助學生理解。每頁PPT 的時長控制在30～60 s。課程思政時間控制在一句話，或以文字顯示。

3.4 實施

試講課件，通過PPT 的錄制功能進行試講，在十分鐘內完成知識點講解，在講解中發現問題，如頁面的銜接，是否需要提詞器、是否需要動畫輔助等，并反復揣摩微課視頻。課程思政內容以簡潔語言展示，并輔以文字或圖片，讓學生能夠快速了解思政元素，但不影響知識傳授的連續性。

3.5 評估

根據微課設計原則“短、準、快”進行視頻評價，同時參考知識點教學目標進行評價，測試學生是否能夠通過視頻學習達到教學目標。及時聽取學生觀看后的感受和反饋，對于學生不滿意的方面要和學生多交流，找出好的解決方法和途徑。

在線課程建設中，除了微課制作外，還有資源的準備，如教學文件、動畫視頻、測試題等，這些資料準備中要時刻考慮學生在線學習是否適用。

通過廣州大學MOOC 平臺建設在線課程，面向本校學生選用；建設的省級在線開放課程已順利在智慧樹平臺上線，效果很好，教學質量評價優秀，學生評價95 分以上，選課學生知識與實踐能力同步提升，積極參加課外科技活動，近兩年獲得省級以上獎勵23項；同時積極在粵港澳大灣區在線開放課程平臺上線，在省內外進行共享推廣。

4 結語

在“互聯網+”時代，信息技術與教育教學深度融合成為必然趨勢，在線課程正是迎合這一趨勢而生的。建設在線課程能夠加快知識傳播，也幫助學生隨時隨地學習知識。在課時不斷壓縮的今天，建設在線課程是解決知識點多與學時少之間矛盾的重要出路。本文針對數控技術課程，就課程知識優化、建設策略、微課設計制作、線上課程思政等方面進行探討，希望能夠為在線課程建設提供一個參考思路。