基于信息化背景下《数控车工》课程教学模式改革的探索

李宁 刘峙

摘  要：信息化成为新时代教育发展的大方向，利用信息技术手段提高教育教学的效率和效果，不断探索和创新新的教学模式，推进课程与信息技术融合深入发展，已成为我国教育教学改革与发展的重要组成部分。通过对中等职业学校《数控车工》课程传统教学模式的弊端分析，探索出新时期中职学校利用信息化手段创新《数控车工》教学模式的一些经验案例。

关键词：信息化  数控车工  教学模式  探索

中图分类号：G642                              文献标识码：A                 文章编号：1674-098X（2020）07（b）-0222-03

Abstract： Information has become the general direction of education development in the new era. Improving the efficiency and effect of education and teaching by means of information technology， constantly exploring and innovating new teaching models， and promoting the integration of curriculum and information technology in-depth development， has become an important part of the reform and development of education and teaching in China. Through the analysis of the disadvantages of traditional teaching mode of numerical control lathe worker in Secondary Vocational School， this paper probes into some experience cases of innovating the teaching mode of numerical control lathe worker by means of information in secondary vocational school in the new period.

Key Words： Information; CNC lathe operator; Teaching mode; Exploration

隨着以计算机、多媒体、通信、网络、人工智能等为代表的信息收集、处理、加工、传输等技术的飞速发展，信息技术不断渗透到社会生活的各个领域和各个方面，在全球范围内改变着人们的生产方式、生活方式、交往方式、学习方式和教育方式，人类跨入了一个崭新的时代——信息化时代。

信息化时代的到来给教育的发展带来了前所未有的紧迫感和社会责任感，培养适应信息化社会的各类人才，成为新时代教育发展的大方向。目前，我国大多数地区的数字化校园建设已经基本完成，教育信息化的重心转向以新课程改革为导向，利用信息技术手段提高教育教学的效率效果，扩大受教育人群范围，探索新的教学模式，提高师生的信息素养，推进课程与信息技术整合的深入发展，已成为我国教育教学改革与发展的重要组成部分。我国各级各类教育教研部门针对信息化方面的教学改革蓬勃发展、如火如荼。

1  传统模式下《数控车工》课程教学现状及存在问题分析

《数控车工》这门课程是目前中高职以及技工类职业院校数控技术应用专业必开设的一门专业课程。针对此类实践性较强的课程，学校通常采用传统的“五段式”教学模式来开展教学，即教师讲解编程指令-结合具体案例师生探讨加工工艺-教师实操示范教学-学生实训练习-师生教学评价。此“五段式”课堂教学模式有理论讲解、有实操练习、有知识探究、有效果评价、有教师主导以学生为主角，在相当长的一段时间这种教学模式引领大多数职业院校整个工科类专业课程教学。然而今天随着教学信息技术手段（主要指多媒体、网络、资源库、虚拟现实技术等）的飞速发展，传统教学模式受到了强烈的冲击，学生无论是在视觉上还是感觉上都不再安心于传统模式下课堂;教师们无论是在教学的效率上还是教学效果上都很难完成既定的教学目标;学校无论是在实训耗材费用节约上还是实训风险的降低上都很难做到尽善尽美。主要突出表现为教学进度推进缓慢，实训成本居高不下，实训安全风险难以降低，教学效果不尽人意等几个方面。

1.1 传统模式下教学，教学进度过慢

《数控车工》教学，传统采用“五段式”教学模式，一条指令教师讲完了，为了加深学生的理解，就必须让学生到机床上去进行实际操作练习，然后再去做课堂教学评价和教学质量评估，本来2课时可以完成的教学任务，现在必需5～6个课时才能完成。这样原本是一个学期的教学任务现在则必需一学年才能勉强完成。

1.2 传统模式下教学，实训成本过高

对于一个常规40人左右的教学班来说，要想每个学生都到机床上去找找感觉，那需要的机床、耗材、刀具、量具不是个小数目。就算是把学生编成班组，每个学生“试一把”的时间也很多，另外为了确保学生的实训安全和实训效果，一般也需要安排2～3实训辅导老师。每一位学生都要在机床上进行实操体验和反复的练习，学生们这些常规的“消耗”很大，自然就增加了实训的成本。

1.3 传统模式下教学，安全风险大，教学效果差

数控车床切削时一般转速都在500～3000转/min，有的加工甚至需要更高的转速，这么高的主轴转速带动着工件旋转，再加上刀具车削时的相对运动以及车削时所产生的高温、锋利的铁屑抛甩，这些对于没有多少安全生产意识的学生来说都是巨大的安全隐患。虽说目前国产数控车床都有防护罩，学生在生产实训时可以拉上防护罩，透过防护罩上的有机玻璃观察刀具车削零件的过程，但是由于长期的铁屑和切削液的侵蝕导致面罩玻璃清晰度下降，再加上一台机床上会有几个学生观看和实训，学生看不清楚操作过程，就会不顾安全打开防护罩，最后难免会出现一些实习安全事故。

另外，如果一个学生从加工工艺安排到编程，从程序输入到加工完成，从质量检测到学习总结评价，每一个环节都参与的话，一个教学项目下来估计10个学时也不一定够。在实际教学过程中，一般的情况下任课老师都会把学生分成几个小组，每个小组有4～5个人，每个学生负责整个加工环节中一项具体的工作，这样的话，就有很多的学生实际上不能亲自动手进行实操训练，那么整个的教学效果也就可想而知了。

2  信息化背景下《数控车工》课程教学改革的实践探索

信息化教学模式就是充分利用现代教育技术手段的支持，调动尽可能多的教学媒体、信息资源，构建一个良好的学习环境，在教师的组织和指导下，充分发挥学生的主动性、积极性、创造性，使学生能够真正成为知识信息的主动建构者，从而取得事半功倍的教学效果。

2.1 利用多媒体资料，提高课堂教学效率

《数控车工》课程多媒体资源丰富多样。教师上课时可以将教材内容做成PPT，可以把教师实操演示部分做成视频进行剪辑和压缩，还可以把整个教学过程中的重要环节做成微课或慕课，让学生反复地观看，加深重点难点知识的理解与掌握，也可以建立知识点考核资源库，让学生在计算机上实现课堂小结知识测评考核，还可以让学生到企业录制数控车工加工纪录片，拍摄学校不常见的刀具、夹具、工具以及零部件等，参与多媒体资料的收集和制作。

除了师生自己制作多媒体资源外，互联网上也有很多的《数控车工》教学资源能够实现共享，比如像PPT课件、flash课件、加工视频、图片、有声讲座、电子教案等数以万计的教学资源。

这些教学用的多媒体资源能够充实和丰富课堂教学的信息量，能够拓展学生的专业视野，满足学生的好奇心和求知欲，最主要的是能够激发学生的学习兴趣，压缩学习时间，提高课堂上教与学的效率和效果。

2.2 利用虚拟现实技术，降低实训成本

基于虚拟现实技术的数控加工仿真软件，在20世纪末已经出现并应用于教学，发展到今天可谓是功能相当强大和齐全。国内外此类商业软件有很多，其中国内比较有代表性的如上海宇龙、北京斐克、南京斯沃和广州超软等。

这些虚拟现实仿真软件都可以实现对数控车加工全过程的仿真，其中包括毛坯定义与夹具，刀具定义与选用，零件基准测量和设置，数控程序输入、编辑和调试，加工仿真以及各种错误的检测功能。除此之外，虚拟现实仿真软件系统内都提供有车床、铣床、加工中心等特征机床;控制系统也多达40多个，涵盖了国内外如西门子，法那克，华中，广数，三菱，大森等主流系统的各个版本。

学生在学习《数控车工》这门课程时，针对于教师讲解的指令和实训项目可以先在计算机上通过虚拟现实仿真软件进行实训。仿真实训时学生可以自主选择车床型号、操作系统类型，可以根据实际加工工艺需要设置合理的毛坯尺寸、刀具和切削参数，还可以通过手动方式现场编制并录入程序，也能导入由CAD/CAM软件自动生成的加工程序，整个加工过程时间能够根据学生的接受程度快进或慢进，最后还能在计算机上实现零部件的在线检测等等。学生通过此仿真软件，可以节省机床、毛坯材料、刀具、量具、水电、实训辅导教师等资源，并且实训时间也可以比现实加工时间节省约3/4。

2.3 利用互联网资源，拓展学生实训项目内容

目前中高职《数控车工》教材中的实训项目很有限，并且大多数的教材都是相互仿照编写的，实训项目内容陈旧，不能与社会发展和生产生活相接轨，导致学生学习兴趣不浓、积极性不高、实用性不强。

针对这种情况，《数控车工》可以充分利用互联网资源，为学生筛选符合学生兴趣点的实训项目，通过一些新颖实用的工艺品图片，与学生共同探讨设计零件的尺寸、加工工艺等内容，学生的学习兴趣、求知欲和表现欲大大增强，学习效果也相当棒。

在近年来的《数控车工》教学中，我们通过互联网资源为学生设计了手机托架实训项目、酒杯实训项目、工艺花瓶实训项目、子弹造型实训项目、象棋实训项目、葫芦造型实训项目、手柄实训项目、汽车模型实训项目、螺母、螺杆等50多个符合学生心智，具有个性化的实训项目，大大拓展了教学实训项目内容。

2.4 利用计算机网络技术，增加实训安全系数

对于学校来说，师生的生活学习安全应该是第一位。在现实生产教学实训中安全隐患无处不在、无时不在，学校领导和实训教师常常为实训教学胆战心惊。现在可以通过计算机相关辅助手段来提高实训安全系数，确保师生实训安全。其一，如前面所阐述，我们可以在学生学习初期利用虚拟现实仿真软件，让那些安全意识差、理论知识不过关的学生在计算机上反复练习，直到达到实训指导教师的要求。其二，我们可以给数控车床装上高清监控设备，可以多角度监控机床控制面板、机床刀具加工的运动轨迹、切削过程等信息，然后把大屏显示器放到安全的区域供学生观看，这样就不用一堆学生挤着去看教师的示范操作，实训轮到哪位学生操作，哪位学生才允许操作机床，这样大多数的不参与实训的学生就远离了加工区域，师生安全系数大大提升。

3  结语

信息化教学模式信息源丰富、知识量大，有利于环境的创设，有利于提高学生的主动性、积极性，有利于因材施教，有利于互助互动，培养协作式学习，有利于培养学生的创新精神，有利于信息能力的发展等。教师只有充分认识到信息化教学模式的特点，才能更好地把握住信息化教学的特点，才能胜任信息化教学。

参考文献

[1] 肖博.数字化校园探索与信息化管理能力评估[M].北京：国防工业出版社，2017.

[2] 高玉兵.浅谈信息化教学在中职教学中的应用[J].科技资讯，2019，17（18）：99-100.

[3] 宗晓倩.信息化高效课堂的研究与实践[J].科技资讯，2018，16（26）：147-148.

[4] 熊忖.关于信息化背景下中等职业教育发展初探[J].科技创新导报，2016，13（5）：135-136.

[5] 吴狄.基于信息化教学环境下的体育多媒体教学探析[J].当代体育科技，2014，4（14）：58-59.

[6] 张文柯，孔海进.新形势下职业教育的信息化如何实现[J].文化创新比较研究，2017，1（23）：79-80.