数控专业信息化教学研究与实践

袁华

摘 要：信息技术的广泛应用，给包括教育领域在内的各行各业带来了巨大变化。信息化教学成为提高教学质量的必然选择。文章在对目前传统的高职院校数控专业课程教学现状分析的基础上，以数控加工编程与操作课程为例，进行了信息化教学的实践与探索，取得很好的教学效果，以期为新时期专业课程信息化教学的创新发展提供参考作用。

关键词：信息化教学；信息技术；教学设计；数控专业

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：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

技术改变生活。信息化时代已经来临，智能手机、平板电脑以及移动互联网的普及，使得人们的学习方式发生了巨大的变化。学习已经不再局限在课堂上，而变为一种随时随地可以进行的行为。在这个信息爆炸的时代，学生拥有各种渠道与方式接近自己想要学习的目标，相比较而言，在传统的信息量大的课堂教学上，学生学习困难，动力不足，已经很难吸引他们的注意力[1]。因此，利用信息技术辅助和改进传统教学便成为了一种必然选择。

一、信息化教学的基本特征

信息化教学是以计算机、移动通讯设备等辅助工具连接互联网的教学平台为基础，利用多种方式建立起一个以“学生为主体，教师为主导”的教学形式[2]。

信息化教学可以将抽象的知识具体化，利用视频、三维动画、仿真软件等信息化手段，以一种图形、声音、影像以及文字相结合的方式表达出来，更加形象生动，易于理解，寓教于乐，学生接收知识也更加容易，对所学内容印象深刻，从而极大地提高学生的学习积极性和学习动力，获得良好的学习效果。

信息化教学不仅可以提供丰富的教学资源，还可充分调动学生的五官感受，为学生提供一个信息量大，知识覆盖面广的学习情境，学生可以自主选择学习内容及形式，满足自己的知识和技能需求。

二、数控专业课程教学现状分析

数控技术专业直接面向工厂及企业需求，是一个应用性、实践性很强的专业。数控专业的教学目标是培养学生思考、发现问题的能力和实际操作技能，并针对企业实际，为企业提供高素质人才。当前，很多高职院校都是采用比较传统的教学手段，不可避免地存在以下几个方面的问题。

（一）专业教学手段明显滞后于数控加工技术的发展

虽然目前高职院校数控专业课程在近几年进行了改革调整，但是相对数控加工技术的快速发展，专业教材仍显陈旧，有关新技术新设备更新内容不够及时；学生所学的专业知识、技能与企业要求有一定差距，到企业工作后无法独立完成岗位任务；学校对学生的实践技能培训仍停留在数控机床的简单操作阶段，而对相关的数控机床维护保养、数控加工工艺等专业技术的教学重视不够；数控编程仿真软件使用力度不够，学生对主流机床数控系统的认识不足，对他们毕业时在企业的面试表现造成负面影响。

（二）传统的实训教学效率低、效果差

数控专业的加工实训课一般由2-3位指导教师共同教学。但因学生人数较多，教师在实训室进行现场示范操作讲解时，经常会被学生层层围住，而只有靠近老师的学生才能听清或看清老师的讲解，站得稍远的学生学习效果就差强人意，部分无学习目标的学生可能会因此慢慢放弃学习。久而久之，技能操作环节两极分化的现象会非常严重[3]。

（三）传统课堂教学难以解决学生差异化、个性化的问题

不同班级或同一個班中，由于招生方式、生源地不同以及个体差异等原因，造成学生的专业知识基础、兴趣爱好及动手能力等存在很大差异，表现在实际教学中，学生对知识与技能的学习效果差异较大，而在传统的课程教学中，教学课堂的进度无法兼顾每个学生的实际情况，很难做到因材施教，使得学生得不到个性化发展。

三、数控专业课程信息化教学实践研究

根据前面分析，本文以《数控加工编程与操作》课程中常用的知识点“刀具半径补偿”为例，阐述如何进行课程教学改革，实现课程的信息化教学。

《数控加工编程与操作》课程作为数控技术专业的核心课程，是数控、模具专业学生的必修课，涉及的基础知识面广、知识点相对多，涵盖了数控机床结构、电气控制系统、数控加工工艺、CAD制图识图等内容。在该课程传统的教学模式中，教学内容偏向于专业理论知识和抽象的专业技能，存在学生不好学，教师不易教，系统性的学习资源缺乏等问题。

课程的信息化教学改革首先从学情分析入手，对所教学生的知识掌握程度及学习需求有初步了解后，根据数控专业人才培养方案，借助网络学习平台，我们决定将教学过程从课前延伸到课中，并拓展至课后。课前，通过微信与课程平台发布任务，调动学生的学习积极性。课中，以课程平台为载体，通过动画、视频、三维仿真软件等手段完成课程的讲授。课后，利用平台交流互动，拓展提高，达到培养学生职业能力的目的。

根据专业教学标准和课程标准，结合岗位要求，课程从知识、技能、素质三个方面重新确定了教学目标，更加强调学生学习自觉性以及分析问题、解决问题能力的培养。

针对教学内容，明确课程的教学重点及难点。根据学生的认知规律和学习特点，将课堂教学实施分为创设情境、示范讲解、仿真加工、实训演练、考核评价等5个教学环节。在整个教学过程中，利用网络课程平台、手机互动APP、动画、微课、三维仿真软件等信息化的手段和资源，力图突出教学重点，破解教学难点（图1）。

（一）课前自学环节

课前自学环节里，学生要根据自学任务对以往知识进行复习回顾，导入新内容并预习，对学习情况进行测试，并就相关疑难问题在课程论坛互动交流。教师则创设单元情境，对学生的学习进行引导与帮助。

教师课前将相关学习资源上传到云班课程平台，并通过微信、手机云班课平台等发布课前自学任务。学生接收任务，依照指示打开相应课程進行预习，自学微课程、电子课本，访问教学资源库，完成课前自学及课前测验。教师通过手机云班课教学平台考核模块中的课前测试，批阅学生的测验，整理预习问题，更新问题库。对学生预习效果进行分析统计，为后续课堂教学提供依据。

课前自学环节通过微课、视频及网络课程平台提供的课件进行学习，温故知新，起到承上启下的作用，解决了以往自学不充分，学习目标不明确，学习积极性不高的难题，拓展了学生的学习时间与空间，实现了个性化、差异化的学习，为课堂教学打下良好基础[4]。

（二） 课中导学环节

1. 创设情境，引入新课

在课程引入阶段，教师介绍某位同学按照之前所学的内容进行编程加工，导致重大加工失误的案例，从而引入新课。该同学在加工后测量发现，整个工件的长和宽的尺寸出现明显偏差。为什么会这样呢？引入当天要学的内容：刀具半径补偿。

2. 动画演示，示范讲解

带着疑问，教师利用观看刀具动画视频，进行直观的讲解，这是因为数控机床编程时将刀具看做一个刀位点，而编程的坐标即是刀具底面的中心点的位置，如果按照零件实际轮廓编程，将导致一个刀具直径值的过切，如图2所示。

利用动画直观新颖的演示，配合讲解，生动形象地将所学内容展示给学生，可以充分调动他们的视觉、听觉，激发他们的学习兴趣，集中精力理解所学内容。

3. 人机互动，仿真加工

数控机床参数设置多，操作步骤复杂。真实机床训练成本高，操作不当容易导致机床损坏与误报警。为此，我们采用先仿真后实操的学习与训练方式。

在仿真软件训练过程中，学生每人一台电脑，教师设置不同的应用场景。让学生分别完成简化编程、粗精加工、凸凹零件的加工等场景下刀具半径补偿的运用。在仿真过程中，很多同学反映不是每个人都能记清教师的操作步骤。为此，我们录制了规范化的机床操作仿真视频，而且在每次讲解新内容时，对教师电脑进行录屏，并共享视频文件。就好像身边有一位教师在指导学生的学习，“做中学”有效地帮助学生掌握重点。

4. 团队协作，实训演练

经过前面的仿真练习，学生已经基本掌握了机床操作及编程技巧，接下来就要仿照工厂生产现场，进行团队协作，实际操作。将学生分成3人一组，分别担任编程员、操作工、检验员的角色，小组成员分工协作，共同完成实训任务。

实训结束后，进行课堂小结。由教师对当天的学习训练情况进行分析点评。随机抽取学生回答要点和流程步骤，教师总结教学内容。

5. 多元方式，考核评价

考核与评价能帮助学生梳理整合所学课程内容，建立完整的知识体系，开拓思维。信息化教学突出了学习中的过程评价以及班级（小组）成员的自我评价与相互评价。因此，课程教学采用大数据支持的多元考核方式，为学生来自网络课程及手机云班课教学平台记录的学习成果进行阶段性、全过程考核评价（如图3所示）。具体而言，采用过程评价与作业评价相结合，教师评价与学生评价相结合的方式[5]，利用三维仿真软件对学生的知识技能情况进行评价。利用任务考核评价表，对学生的职业素养、生产操作、岗位工作等方面进行多角度、全方位的评价。

（三）课后拓展环节

课后，教师布置单元测试，发起课后讨论交流，发布网上拓展资源。学生登录教学平台及课程论坛完成单元测试和课后讨论，对感兴趣的问题进行在线提问。还可以访问校外拓展资源，通过实际项目案例，拓展职业能力。教师可以联系资源库平台中的典型企业专家。邀请他们来校进行讲课、讲座、毕业设计指导等工作。通过这些互动交流，扩大学生的学习范围，提升职业素质。

课后拓展环节，可以帮助学生巩固课堂学习成果，开展自主训练，是整个教学过程不可或缺的一环。通过提供的实际项目案例及拓展资源，学生可以选择感兴趣的内容进行个性化学习，对他们自主学习以及创新思维能力的培养有重要作用。

四、信息化教学的应用效果

数控加工编程与操作课程通过教学资源的整合与开发，合理地利用网络课程平台及现代信息技术，将传统教学与现代化教学技术深度融合，突出了教学重点，突破了教学难点，使教学内容贴近岗位实践，锻炼了学生岗位技能，提升了学生的职业素养，教学效果显著提高。综合考核表明，绝大多数学生都达成预期教学目标，信息化教学有效地提升了他们的知识水平和专业技能。

在探索信息化教学的改革实践中，教师要不断总结教学经验，提升自身信息技术水平，将技术应用与理性思考相结合，激发学生的学习兴趣和自主学习潜能，提高教学效率，促进自身教学水平更上一层楼。

参考文献：

[1]齐婉萍.“微课”在高中语文教学中的运用[D].哈尔滨师范大学， 2015.

[2]韦柳春，廖印林.信息化教学在中职卫校学科教学中应用成效的调查与分析[J].广西教育，2015（42）：18-19.

[3]张彩霞，江敏智.微课在数控加工专业的应用探索[J].职业， 2014（32）：34.

[4]盖克荣.高职课程信息化教学研究与实践[J].中国职业技术教育，2015（26）：18-21.

[5]常会丽.学校素质拓展训练课程评价方式初探[J].中国成人教育，2011（2）：137-139.

[6]赵建峰，梁伯栋.新型信息化教学方式困境及解决思路[J].高教学刊，2017（06）：56-57.

[7]陈武哲.高职课程信息化教学改革研究与实践[J].高教学刊，2016（18）：149-150.