基于视频监视的数控机床操作课程网络教学研究

罗建新

今天的教育是教育信息化、教学网络化的教育，网络教学方式正以前所未有的巨大动力推动着教学方法、教学手段的改革。环顾四周，网络教学已开展得红红火火。凝神静思，面对网络教学，数控机床操作的教学该做何研究？机械教师该做哪些思考？如何在新的环境下，开展数控机床操作的教学活动，提高数控机床操作的教学效率和学生的学习效率？我校结合现代网络教育技术，吸取传统教学的长处，搭建了基于视频监视的数控机床操作网络教学平台，开展了数控机床操作网络教学的教学研究和实践。

一、数控机床操作的网络教学模式

数控机床操作的网络教学，是指以多媒体信息为传输媒介、以网络为依托，对数控机床操作进行远程化或开放式教学的系统。目前数控机床操作的网络教学主要模式有：专题网站模式、远程网络式、课件方式教学、在线课堂模式、虚拟课堂式等。

1.在线课堂式网络教学

数控机床操作的在线课堂式网络教学，是指通过网络或将教师机、学生机连接到Internet网上，学生可以自由选择时间上网进行数控机床操作的学习，教师则定期根据学生反馈的教学信息及学习情况进行数控机床操作的辅导。通过网络，教师可以与远方的学生交流;进行提问与解答。在线课堂式网络教学由于不是面对面交流，教学容易出现误解，学生在机床操作过程中出现紧急问题时教师不能及时帮忙处置，这种教学方式主要适用于学生已完成了基础学习、掌握了基本操作技术的场合。

2.专题网站式网络教学

数控机床操作的专题网站式网络教学，是指针对数控机床操作建设专题教学网站，提供数控机床操作的视频、音频以及图、文等资料，并对这些资料进行必要的分类和整理。通过数控机床操作的专题网站式网络教学，学生可以较全面地了解数控机床操作的知识，更容易得出知识的规律，更好地把握数控机床知识体系。专题网站式网络教学模式中，学生学习有完全的自主权，非常利于开展研究性学习和自主学习。问题是专题网站内容多而杂，学生提取重要的资源难度增大，较难把握数控机床操作专题的重点。

3.远程网络教学模式

数控机床操作的远程网络教学模式，是指数控机床的操作方法以视频播放和信息传送的方式给学生，教师通过网络进行数控机床操作教学的模式。随着网络的发展，基于因特网的数控机床操作的远程网络教学已成为新型的教学模式。教师把数控机床操作的教材、练习资源等放在网上，学生的听课、提问和考试在网上进行。教师讲述的内容可以在任何时候、任何地点看到。由于其具有交互、异步、资源丰富等特点而深受学习者的欢迎。远程网络教学模式问题在于学生分散，学生与教师的交流欠缺，造成了学业成绩评价的真实性和准确性存在问题。

4.课件方式网络教学

数控机床操作的课件方式网络教学，主要是在校园网或电脑机房的服务器上存放一些数控机床操作的CAI课件，教师根据教学需要选择课件供学生练习或在授课时作讲解演示之用。现在数控机床操作的课件方式网络教学逐渐成为我国学校教学的主流。但在课件方式网络教学模式中，学生在学习时间、学习内容、学习方法等方面没有过多的选择余地，实质上是传统教学在网络上的“翻版”。其教学内容固定，教学方法单一，难以真正体现学生的主体地位。

5.情境化（虚拟车间式）网络教学

用数控机床仿真软件来进行数控机床基本操作教学就是最典型的数控机床操作的情境化网络教学。数控机床操作的情境化网络教学，是借用传统教学中的情境教学模式，利用网络多媒体技术、虚拟现实技术去构造逼真、生动的数控机床操作的网络学习情境，让学生学习起来更直观、更轻松。虽然情境化（虚拟车间式）网络教学有许多优点，但虚拟数控机床并不能完全取代真实的数控机床，原因主要在于真正的动手能力与技能必须在现实情境中获得。学生学习的仅仅是解决问题的方法、必要的知识技能的储备，并不是实际的技能。因此，数控机床操作的情境化网络教学主要侧重于解决问题的方法和能力，对行为技能的训练则相对弱一些。

二、基于网络视频监视的数控机床操作教学

国内许多职业学校为适应社会生产力发展的需要和企业用人的要求，都开设了数控、模具、机械加工等专业。但由于数控设备投资经费大，学校购置的设备数量有限，很多学校只有少数几台数控机床，数控机床数量虽多但同型号机床不多。这样，数控机床操作如何组织教学是很多教师思考的问题。笔者通过多年的实践与研究，认为基于网络视频监视的数控机床操作教学是一种不错的教学手段、方法。

1.用于数控机床操作教学的网络视频监视系统的组成

我校数控机床操作教学的网络视频监视系统是一个智能化的数字网络监控系统。适合于数控实训场室的管理和监控，以及数控机床操作的网络教学。在数控车床和数控铣床2个数控实训场室，均有3个高速球机，具有受控转动、变焦、自动聚焦等功能，以便于监控数控实训场室;均有3个摄像头直对机床操作面板、机床工作台等，便于数控机床操作的教学。各个视频信号通过视频服务器连接到数控网络教学室，再连接到校园网。我校网络视频监视系统的组成如图1所示。

在数控车床和数控铣床实训场室的各台数控机床，均与数控网络教学室的各计算机之间有网线连接。学生在网络教学室编的程序或机床参数、PLC程序等可以通过网络下传到各台数控机床，而各台数控机床内的程序或机床参数、PLC程序等也可以上传至数控网络教学室的各计算机。

2.利用网络视频监视进行数控机床操作的教学，改变了数控机床操作教学的方式方法，使教学更为高效

传统的数控机床操作教学只能是小班教学，由一个教师或师傅带几个或十几个学生。由于教学手段和教学条件（数控设备少、教学空间小，学生可视范围窄等）的限制，无法满足大班教学的需要，只能把一个班分成几个小组进行教学。利用网络视频监视进行数控机床操作的教学，改变了数控机床操作教学的方式方法，使教学更为高效。具体做法是：教师或师傅在数控机床前讲授数控机床的操作方法，网络视频监视系统将教师或师傅讲课的视频信号通过视频服务器连接到数控网络教学室，并投放在数控网络教学室的投影上或传送到学生电脑上。这样，坐在数控网络教学室的学生就可以清晰地看到教师或师傅的操作示范。

利用网络视频监视进行数控机床操作的教学，可以对教师或师傅的操作示范进行直播，还可以进行实时录像，供学生进行反复观看。通过基于网络视频监视的数控机床操作的网络学习，然后回到实训场室在师傅的指导下进行数控机床操作技能训练。基于视频监视的数控机床操作课程的网络教学，改变了數控机床操作教学方式方法，提高了教学效果和学习效率。

3.利用网络视频监视进行数控实训场室学生的管理和监控

学生在数控机床上操作练习时，使用网络视频监视系统可在数控网络教学室监控数控实训场室的工作情况，发现问题及时通过广播进行指导。数控网络教学室通过网络视频监视系统收看学生操作现场，在主控平台上还可任意捕捉、摄录学生操作动作、场景。录像记录可随时备查，提高学生学习的自觉性。

三、结语

总之，对数控机床操作的网络教学的探讨是个新课题，基于网络视频监视的数控机床操作教学的前景是美好的，但在体现数控机床操作的网络教学特点的过程中，肯定还会有很多新的问题需要加以解决。以上研究仅是个人数控机床操作教学实践的体会和总结，还要在以后的教学实践中加以检验和充实。

[项目：本文系广东省2020年中等职业教育教学改革项目（课题批准号GDZZJG2020222）和佛山市2020年中等职业教育教学改革重点项目（课题批准号2020FSZJG010）“基于‘双精准理念的‘5+0试点专业建设研究与实践——以学校数控技术专业为例”的成果。]

责任编辑 陈春阳