基于《數(shù)控機(jī)床》課程資源建設(shè)的操作型課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)探究

魏文逸

【摘要】偏重理論的網(wǎng)絡(luò)教育課程資源建設(shè)相對(duì)容易，但重實(shí)踐操作課程的資源建設(shè)相對(duì)復(fù)雜。文章以《數(shù)控機(jī)床》這一重實(shí)踐操作的課程為例，總結(jié)其中不易通過(guò)文字闡述清楚的內(nèi)容，將學(xué)習(xí)者難懂章節(jié)拆分成若干知識(shí)點(diǎn)，并據(jù)此制作系列微課程。《數(shù)控機(jī)床》系列微課程的創(chuàng)建能為其他具有相似操作性的課程提供良好借鑒。

【關(guān)鍵詞】《數(shù)控機(jī)床》；資源建設(shè)；操作型課程；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

一、引言

網(wǎng)絡(luò)教育載體主要是網(wǎng)絡(luò)課程資源，傳統(tǒng)課程資源形式主要包括文檔、視頻、音頻等。目前網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式的迅速發(fā)展，對(duì)課程資源的質(zhì)量提出了更高的要求，即要依據(jù)不同學(xué)科的特點(diǎn)創(chuàng)建適應(yīng)其專(zhuān)業(yè)發(fā)展的課程資源[1]。由于網(wǎng)絡(luò)教育自身有不受地點(diǎn)、時(shí)間、年齡等限制的特點(diǎn)，重理論的課程資源建設(shè)相對(duì)容易，但重實(shí)踐、操作課程的資源建設(shè)就相對(duì)復(fù)雜。因?yàn)椋坏┳寣W(xué)習(xí)者不定時(shí)地到實(shí)地進(jìn)行實(shí)踐操作，網(wǎng)絡(luò)課程帶來(lái)的革新勢(shì)必失去原本的意義。因此，本文嘗試采用新教學(xué)手段來(lái)解決重實(shí)踐、操作類(lèi)課程在教學(xué)中所帶來(lái)的困擾，即《數(shù)控機(jī)床》系列微課程。此系列微課程設(shè)計(jì)特點(diǎn)主要包括：知識(shí)點(diǎn)總體上涵蓋了《數(shù)控機(jī)床》課程所有章節(jié)；數(shù)控機(jī)床復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)通過(guò)三維建模、多體動(dòng)力學(xué)軟件仿真等手段結(jié)合講解；抽象詞匯通過(guò)大量圖片、視頻演示；每個(gè)微課程都采用問(wèn)題引入、知識(shí)點(diǎn)講述、總結(jié)三個(gè)模塊。

二、《數(shù)控機(jī)床》傳統(tǒng)課堂教學(xué)方法

《數(shù)控機(jī)床》傳統(tǒng)教學(xué)模式采用課堂教學(xué)與操作實(shí)踐相結(jié)合的方法。以中央廣播電視大學(xué)出版社出版的《數(shù)控機(jī)床》教材為例，全書(shū)分為六個(gè)章節(jié)：數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介、數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)、數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)、典型數(shù)控機(jī)床、數(shù)控機(jī)床的性能測(cè)試與評(píng)價(jià)方法、數(shù)控機(jī)床的選用與維護(hù)[2]。不同的教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)方式，該課程的教學(xué)方式劃分如圖1所示。

在教學(xué)設(shè)計(jì)中，第一章要對(duì)數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)、原理及發(fā)展等進(jìn)行講述，采用多媒體和課堂講解相結(jié)合的方式，展示各種數(shù)控機(jī)床樣本，力求形象生動(dòng)，用最短的時(shí)間讓學(xué)生汲取更多的知識(shí)，同時(shí)采用講座的形式，讓學(xué)生感興趣[3]。第二章是對(duì)機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行剖析。一方面，可以通過(guò)安排實(shí)訓(xùn)，帶領(lǐng)學(xué)生實(shí)地觀察數(shù)控機(jī)床的機(jī)械組成、傳動(dòng)系統(tǒng)等，使學(xué)生親眼看到數(shù)控機(jī)床實(shí)物，并對(duì)應(yīng)學(xué)習(xí)機(jī)床各部分在總體構(gòu)成中所處的地位；另一方面，在其組成中包含傳動(dòng)齒輪副、滾珠絲杠螺母副等難觀察、難理解的機(jī)械結(jié)構(gòu)，因此要結(jié)合課堂演示來(lái)使學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)這些關(guān)鍵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。第三章電氣控制系統(tǒng)中主要包含插補(bǔ)這一重要教學(xué)內(nèi)容。以插補(bǔ)的原理為例，以前課堂教學(xué)學(xué)生學(xué)習(xí)效果一般，原因就是沒(méi)有理解插補(bǔ)對(duì)制造結(jié)果產(chǎn)生的影響。因此，可以依據(jù)課堂教學(xué)軟件針對(duì)插補(bǔ)原理進(jìn)行編程仿真教學(xué)，使學(xué)生通過(guò)直觀的操作對(duì)比分析，掌握插補(bǔ)原理等電氣控制環(huán)節(jié)。第四章要對(duì)典型數(shù)控機(jī)床進(jìn)行講解，由于實(shí)訓(xùn)基地一般都是常用的典型機(jī)床，因此可以通過(guò)安排實(shí)訓(xùn)，讓學(xué)生使用不同機(jī)床加工特定零件，進(jìn)而掌握幾種典型機(jī)床的特點(diǎn)及使用方法。第五章數(shù)控機(jī)床性能測(cè)試與評(píng)價(jià)，關(guān)于評(píng)價(jià)指標(biāo)等規(guī)定，適合在課堂教學(xué)中為學(xué)生闡明；關(guān)于機(jī)床評(píng)價(jià)性能的使用，本書(shū)以三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)為例，采用實(shí)訓(xùn)的手段，可使學(xué)生掌握三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)原理及使用方法，同時(shí)對(duì)數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)有更深刻的了解。第六章為數(shù)控機(jī)床的選用與維護(hù)，通過(guò)課堂講解，多媒體演示，展示數(shù)控機(jī)床的選用與維護(hù)，比實(shí)訓(xùn)操作更加全面，便捷。

三、《數(shù)控機(jī)床》傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方法

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方法首先將書(shū)面文字劃分模塊，將各模塊制成電子資源，再將電子資源遷移到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中，以堆積大量Word文檔、音頻、視頻等為主要手段，學(xué)生自主下載電子文件自主學(xué)習(xí)。

受網(wǎng)絡(luò)教育特點(diǎn)的限制，受到學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)地點(diǎn)以及學(xué)習(xí)時(shí)間不統(tǒng)一的制約，無(wú)法安排實(shí)訓(xùn)操作，使學(xué)生將一門(mén)實(shí)踐操作性極強(qiáng)的課程按照理論課的形式來(lái)學(xué)習(xí)，加大了學(xué)習(xí)者對(duì)數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)、加工原理、使用操作等方面的理解難度，使實(shí)訓(xùn)操作過(guò)程中易于理解的問(wèn)題變得難以講解，制作電子課件也較為復(fù)雜難懂。

四、《數(shù)控機(jī)床》微課程資源建設(shè)

《數(shù)控機(jī)床》課程依據(jù)“中央廣播電視大學(xué)人才培養(yǎng)模式改革和開(kāi)放教育試點(diǎn)”研究工作開(kāi)展，旨在培養(yǎng)學(xué)生具有一定的工作技術(shù)應(yīng)用能力，以適應(yīng)工作崗位實(shí)際要求[4]。

微課程建設(shè)的優(yōu)勢(shì)。第一，使學(xué)習(xí)者足不出戶即可感受到有如在實(shí)訓(xùn)現(xiàn)場(chǎng)身臨其境地操作數(shù)控機(jī)床這一大型實(shí)體裝配機(jī)構(gòu)的感覺(jué)。微課程可以將數(shù)控機(jī)床內(nèi)部的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)清晰地演示出來(lái)，編程、使用等過(guò)程也可被邏輯呈現(xiàn)。其中運(yùn)用了多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件（RecurDyn）以及某高校網(wǎng)站仿真動(dòng)畫(huà)資源[5]。第二，使學(xué)習(xí)者易于抓住學(xué)習(xí)重點(diǎn)。相較于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方法，微課程不需要學(xué)生下載大量網(wǎng)絡(luò)文件并從中找到學(xué)習(xí)重點(diǎn)，每個(gè)時(shí)長(zhǎng)5分鐘左右的微課程即為一個(gè)重點(diǎn)，微課程授課效果顯著提升，便于學(xué)生掌握。第三，將課堂教學(xué)與實(shí)訓(xùn)教學(xué)相結(jié)合。視頻演示既包括課堂講授的知識(shí)框架部分，也可以隨時(shí)插入所需操作過(guò)程視頻，為學(xué)生學(xué)習(xí)帶來(lái)便捷。

以下詳細(xì)介紹《數(shù)控機(jī)床》微課程建設(shè)思路。

（一）微課程總體模塊劃分

由于本門(mén)課程為系列微課程，因此有必要涵蓋整本教材的各個(gè)重點(diǎn)章節(jié)、重難點(diǎn)內(nèi)容。經(jīng)分析，可從四部分著手創(chuàng)建微課程資源：總體概述、數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)、典型數(shù)控機(jī)床及數(shù)控機(jī)床的發(fā)展探討。系列微課程詳細(xì)列表，見(jiàn)表1。

（二）系列微課程教學(xué)設(shè)計(jì)

1.數(shù)控機(jī)床的組成：搜集相關(guān)視頻、圖片資源，用以展示現(xiàn)有三種數(shù)控機(jī)床的基本原理、總體結(jié)構(gòu)、加工形式（以機(jī)床結(jié)構(gòu)拆分演示為主）。

2.數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)：搜集各類(lèi)機(jī)床圖片資源，從不同角度展示機(jī)床的分類(lèi)，深入剖析機(jī)床分類(lèi)原理（以視頻、動(dòng)畫(huà)演示為主）。

3.齒輪傳動(dòng)間隙剛性消除原理：對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)中難觀察、難理解的齒輪剛性傳動(dòng)部分進(jìn)行針對(duì)性展示（以展示機(jī)床局部機(jī)構(gòu)實(shí)物和制作局部機(jī)構(gòu)模型為主）。

4.齒輪傳動(dòng)間隙柔性消除原理：對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)中難觀察、難理解的齒輪柔性傳動(dòng)部分進(jìn)行針對(duì)性展示（以展示機(jī)床局部機(jī)構(gòu)實(shí)物和制作局部機(jī)構(gòu)模型為主）。

5.滾珠絲杠結(jié)構(gòu)：展示具有對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)中難觀察、難理解的滾珠絲杠傳動(dòng)部分進(jìn)行針對(duì)性展示（以展示機(jī)床局部機(jī)構(gòu)實(shí)物和制作局部機(jī)構(gòu)模型、動(dòng)畫(huà)為主）。

6.滾珠絲杠間隙消除原理：對(duì)滾珠絲杠間隙消除原理進(jìn)行深入分析，分類(lèi)解讀（以展示機(jī)床局部機(jī)構(gòu)實(shí)物和制作局部機(jī)構(gòu)模型為主）。

7.數(shù)控加工準(zhǔn)備工作：總體學(xué)習(xí)數(shù)控加工的準(zhǔn)備流程、再針對(duì)各流程深入闡述（以動(dòng)畫(huà)演技、模型創(chuàng)建為主）。

8.數(shù)控加工工程實(shí)例：演示典型結(jié)構(gòu)特征零件的加工方法及過(guò)程（以數(shù)控編程及數(shù)控加工動(dòng)畫(huà)演示為主）。

9.數(shù)控銑床的布局：闡述數(shù)控銑床的現(xiàn)狀及分類(lèi)，解讀數(shù)控銑床現(xiàn)有布局的原理（以視頻演示、機(jī)床模型演示為主）。

10.并聯(lián)機(jī)床及展望：對(duì)目前機(jī)床的發(fā)展進(jìn)行概述，探討其發(fā)展優(yōu)勢(shì)、弊端及展望（以視頻及圖片演示為主）。

研究表明，該系列微課程基本涵蓋全書(shū)難理解重難點(diǎn)，解決了實(shí)踐操作類(lèi)課程無(wú)法滿足學(xué)習(xí)者感受現(xiàn)實(shí)操作的問(wèn)題，使學(xué)習(xí)者有如身臨其境地去接觸實(shí)踐過(guò)程。同時(shí)，該系列微課程的創(chuàng)建也為其他具有相似操作性的課程提供了良好的借鑒。

【參考文獻(xiàn)】

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