混合式教学模式在数控机床维修教学中的应用

刘胜永 杜皓

摘要：《数控机床故障诊断与维护》是一门操作实践性很强的专业课程，采用传统的课堂教学模式已不能满足信息技术高速发展时代新大学生的学习要求。借助于网络教学平台，在教学过程中采用线上线下混合式教学模式，打破了学习时间和空间上的限制，弥补了课程计划学时的不足，激发了学生主动学习的积极性，培养了学生自主学习的能力，学生在教学过程中的主体地位更加明显，教学效果得到了显著提高。

Abstract： The course of "Fault Diagnosis and Maintenance of CNC Machine Tools" is a professional course with strong practical operation. The traditional classroom teaching mode cannot meet the learning requirements of new college students in the era of rapid development of information technology. With the help of the network teaching platform， the online and offline mixed teaching mode is adopted in the teaching process， which breaks the time and space constraints of learning， and makes up for the lack of class hours in the curriculum plan. It stimulates the enthusiasm of students' active learning， and cultivates the ability of students' autonomous learning. In this teaching mode， the dominant position of students in the teaching process is more obvious， and the teaching effect has been significantly improved.

关键词：混合式教学;线上线下;数控机床;教学改革

Key words： mixed teaching;online and offline;CNC machine tools;teaching reform

中图分类号：G642                                        文献标识码：A                                  文章編号：1674-957X（2021）10-0231-02

0  引言

随着“互联网+”的飞速发展，基于互联网越来越多的教学平台也在不断推出，许多课程在“以学生为中心的”现代教学理念的指导下，进行了线上教学实践改革，众多的学生被这种新的教学模式所吸引，也激发了他们浓厚的学习兴趣。《数控机床故障诊断与维护》课程的学习与其它基础理论课不同，其教学目的是为了培养与维修实际工作岗位相一致，具有一定基本素质能进行数控机床故障诊断和维修操作的技能型人才，课程教学不单要教授数控机床维修所必须的理论知识，更为重要的是要传授数控机床维修所需要的工作知识，因此对于实践性很强的维修课程，线上教学模式还不能完全替代传统的教学模式，将互联网在线教学与传统教学的优势进行互补，在教学过程中探索应用线上线下混合式教学，以全面提升教学效果、促进教学改革是非常有必要的。

1  数控机床维修教学应用混合式教学模式的优势

1.1 打破学习的时间和空间限制

现阶段大学生都随身携带智能手机或PAD等先进的移动终端设备。教师要充分利用这一特点，以学习型教学任务为单元，认真组织教学内容，将数控机床维修的理论知识、典型故障维修过程以及辅助资料以不同的形式放置到在线教学平台，学生可以随时随地通过移动终端对线上教学资源进行课前学习和课后复习，可以有效避免传统教学模式下课上没有听懂而导致课程跟不上的弊端。另外该课程涉及的内容较多，在线下有限的计划学时内难以进行全面讲解，学生通过线上的自主学习，可以很好的弥补线下课时的不足。

1.2 充分调动学生学习的主动性

线上教学内容组织形式灵活，可以轻松实现与优秀教学资源的链接，教学素材丰富多样性符合现代学生的日常爱好，能有效提高学生的学习兴趣。学生在预习课程内容遇到问题时，给主动思考留出了足够时间，带着问题进行线下听课，听课变得有重点，真正做到学生不再只是知识的被动接受者，而是变成了课堂教学的主体，学生掌握数控机床维修的基础知识更加高效，学习变得更加轻松快乐。

1.3 实现多方位考核

利用线上教学平台的功能，对学生的课前预习、学习时间、作业、在线测试等学习过程进行记录和评价，与线下考核相结合，可以客观真实的反映每一个学生的学习过程，通过教师的有效把控，有效提升学生的学习质量[1]。

1.4 便于师生间的信息沟通

利用线上教学平台的实时互动和留言以及讨论区等功能，教师可以方便的进行通知发布、作业布置、答疑等教学环节，学生在学习过程中可以实时将疑惑的问题发布在平台上，在短时间内就会得到教师或同学的回答。教师根据学生反馈信息，及时调整线下课堂的授课内容，真正做到以学生为中心，提高授课效果。

2  线上线下混合式教学构建

2.1 线上数字化教学资源建设

线上教学资源准备的充分、内容丰富有序、保证知识点的连续是线上教学成功开展的关键。根据课程特点，线上教学资源采用以学生为中心的“学习型教学任务”模式进行组织[2]，在每一个教学任务内容的组织上，注重学习理论知识的目的是为指导实践，内容以够用为主，重点培养学生对数控机床故障分析与判断能力。以“数控进给伺服单元设定”教学任务说明线上教学内容组织方式。

2.1.1 通过数控机床故障实例引入教学内容

在带有机床实体的数控教学实验台上，将系统伺服参数删除来模拟伺服参数丢失的故障，将正确的伺服参数进行变更来模拟更换进给传动系统硬件后与伺服参数不一致的故障，将系统屏幕出现报警故障现象或机床进给移动量与指令不符的故障现象录制成视频，如何排除该故障作为“数控进给伺服单元设定”教学的引入点，以吸引学生的注意力，激发他们的求知欲。

2.1.2 围绕数控机床故障排除，合理组织教学内容

围绕教学重点，将数控系统伺服工作原理的学习内容以PPT形式上传到学习任务中，理论知识重点要表达清楚伺服运动控制指令脉冲数与检测反馈脉冲数之间的关系，同时在网络上截取与伺服教学相关的视频或文字材料进行整理，作为辅助学习资料发布到学习任务中，学生通过这些资料的学习，可以更好地理解伺服参数的作用和它们之间的关系。其它的扩展内容教师可以引导学生到课程教学平台的参考资料模块中去寻找自学。

2.1.3 利用實验设备录制教学视频

数控教学实验设备与生产型的数控设备相比，可以很好的展示数控系统、外围设备与机床本体的连接关系，也方便硬件的拆装。因此要用实验设备为教具，分别录制数控机床传动系统硬件参数测定、数控系统伺服参数理论计算、数控系统伺服参数修改操作，试车检验等内容，每一个视频内容开始前要明确教学的知识点和关键要解决的问题，经过后期编辑做成5-10分钟左右的短视频，有条件可以加入字幕，短视频名称要体现视频教学内容，按学习顺序上传至学习任务中。在录制视频中要讲清楚半径轴和直径轴，系统参数不能修改如何解决，参数设定错误可能带来哪些故障，要注重故障排除思路和分析方法的培养，以引导学生在故障维修过程中能做到举一反三。

教师可以在视频学习中插入一些与学习内容相关的问题，学生通过回答问题后才能继续学习，以防止学生打开学习资料后进行其它事情，确保学习效果。

2.2 学生自主在线学习

高校的学习安排与高中阶段有很大的不同，学生有更多的自主支配碎片化时间来安排在线学习。教师要根据教学进度安排，以“学习型教学任务”为单元，在线下开课前2-3天将线上学习内容进行开放，并利用平台通知学生。学生要得到平时学习成绩，就要按要求完成线上学习任务，将自主学习中不懂的问题通过讨论区或其它渠道进行反馈，教师要及时进行解惑，对个性问题单独回答，共性问题可作为线下课堂讲解的重点内容。其他学生也可以在讨论区帮助老师解答问题，对积极解答问题的同学进行统计，在平时成绩中要有所体现。

线上学习任务完成后，系统会自动对其学习时长或回答问题正确性作统计，作为日常成绩考核的依据，这样不仅可以督促学生认真进行课程的学习，提高学习效果，还可以让教师更好地掌握学情，使线下教学准备更具有目的性。学生线上自主学习，不仅提升学生的阅读能力、对问题的理解和分析能力，还锻炼了学生通过各种手段查阅资料的能力，同时也符合高校对学生自学能力的培养要求。

2.3 师生互动线下教学

学生完成了线上学习，线下教学活动就要以学生为中心进行组织。每一个“学习型教学任务”的线下教学，都包含以讲授基础知识为主的理论课和以培养数控维修操作技能为主的实验课两种类型。线下理论课上，教师应根据学情来决定基础理论知识是串讲还是精讲，不管是串讲还是精讲，课中都要留出一定的时间，让学生以小组为单位进行课内知识的学习讨论，讨论期间要做到组内帮学、组间解答（组内未解决的问题可以咨询其它小组进行解答）、教师解惑（教师要深入组间，对讨论不能定论的问题要及时解惑，避免不必要的时间浪费）、抽查督学（不定时的对同学进行查学，查到的同学不能不说，杜绝应付差事的学习，也提高学生的表达能力）。

线下实验课能加深学生对理论知识的理解，又能培养数控维修操作基本技能。学生上实验课要提前分批分组，保证每台设备实验人数在3-5人，每个学生实验课前要完成线上教师提前录制好的实验操作过程视频的学习，到实验室后教师简要说明实验任务，学生就可以按组进行实验操作，为了防止学生模仿式的实验操作而不用心去思考，根据实验进度要随时提出问题让学生进行讨论和思考，例如在“伺服单元设定”实验课中，提出将数控车床的Z轴伺服柔性齿轮比（N/M）的N设定值扩大一倍，在车削螺距为2mm的螺纹时，实际螺距为多少这样的问题，学生通过思考后，可以实验验证，但要说明理由，即调动了学生学习的积极性，又强调了参数设定对数控机床性能的重要性。混合式教学减少了传统实验课教师每组都要进行的示范性操作讲解环节，在有限的课时内留给了学生更多的自主操作时间，学生因相关知识的忘记而导致实验操作过程中断时，也可以随时观看平台中相关内容，这无疑在很大程度上解决了教师一对多所出现的指导不及时的问题，教师也有更多的时间来巡回指导，以排除实验过程中所出现的疑难问题。

2.4 课后总结与考评

当每一个学习型教学任务完成后，学生要根据自己的学习情况，反复进行在线学习或与教师沟通，直到把教学任务的知识点全部学会。教师要利用教学平台对学生的课前学习、课堂表现、作业、实验报告、小测等成绩进行统计作为学生过程考核的依据，也可根据实际情况加入学生互评环节，过程考核的成绩占总评成绩的70%，这样可以有效的解决学生平时不用功，期末突击过关的不良学习习惯，实现真实意义上的过程化考核。教师也要充分利用线上教学平台的优势，收集学生的反馈信息，做好课后的反思工作，作为后续教学的重要资料。

3  结束语

线上线下混合式教学促进了高校课程的教学改革，将更多的理论知识转到线上教学，无疑给学生研讨和进行操作技能训练提供了更多的课内时间，在很大程度上弥补了计划课时不足的问题。与传统的教学模式相比，教师需要投入更多的时间和精力进行教学内容的设计和教学活动的组织，对教师的教学能力提出了更高的要求，教学过程中学生的主体地位更加明显，学生自主学习的主动性和学习效果得到了明显的提高。

参考文献：

[1]张晓梅.基于任务型的线上线下混合教学模式研究[J].软件工程，2020，23（6）：52-54.

[2]刘胜永，郝龙.数控机床故障诊断与维护课程教学内容实施[J].内燃机与配件，2020，23（12）：218-219.

[3]王灿，张莉.混合式教学模式初探[J].当代职业教育，2015（9）：16-18.