信息化技術在數控技術專業教學中的應用

宋昌平

（大連職業技術學院機械工程學院，遼寧 大連116037）

根據教育部《高等職業教育創新發展行動計劃（2015-2018年）》的通知，要順應“互聯網+”的發展趨勢，應用信息技術改造傳統教學，促進隨時隨地、移動、個性化學習方式的形成。數控技術專業的職業教育必須更新傳統觀念，改革傳統的教育教學模式，對接國際先進教學模式，以信息技術為突破口，全面提升教育質量。

信息化教學是運用系統方法，以學生為中心，充分利用現代信息技術和信息資源，科學地安排教學過程的各個環節和要素，實現教學過程的優化[1]。信息化教學同時能培養學生進行信息檢索的能力、創造性思維能力、解決問題、自主學習的能力，溝通交流及團隊協作的能力[2]，提高學生的學習興趣，提高其知識技能及自我提升的能力。

1 采用信息化手段實現各門專業課程內容有效銜接

對于數控技術專業，傳統的專業課程建設，教師基本都是進行課程的獨立設計，對整個專業課程體系間的整體有效銜接未做到充分考慮，這樣就可能造成課程之間存在沒有必要的知識點的重復及缺乏逐級遞進的能力培養內容。

1.1 專業課未有效銜接的弊端

數控技術的專業基礎課程，如《機械基礎》、《機械制圖》、《機械CAD技術》及《公差與測量》等，每門課程雖然都結合實際采用了案例教學法，但學生都是獨立地學習這些課程，并不了解所學知識在后續的專業課程中有什么應用，所以只是為了學習而學習，不能充分調動其學習積極性。在后續的專業課程中，如《機械加工工藝》、《數控加工編程》及《機床操作實訓》等課程中對零件進行數控加工，在識圖、零件結構分析及節點坐標繪圖確定時，對專業基礎課程又不能靈活應用，造成了專業基礎課與專業課程之間的脫節。

在專業課設計時，各門課程獨立選用教學案例，就會導致在制訂工藝、編制數控程序、計算機輔助設計制造及加工實訓中使用的均是不同的零件，導致學生學習每門課程時對知識沒有整體的認知，對提升綜合職業能力產生很大的障礙。

1.2 專業課程的有效銜接

為保證數控技術各專業課程之間的連貫性，如何實現專業基礎課與專業課之間及專業課與專業課之間有效銜接，是專業建設、課程體系構建及課程教學內容設計的主要任務。課程銜接的內容能充分調動學生學習的興趣，任務完成時又能充分建立學生學習的信心。

數控專業的各門課程之間的有效銜接，可以結合幾個零件的完整加工項目進行設計。通過項目的推進，學生可以分別在不同的課程中完成設計及加工的不同階段的工作。通過任務驅動及項目引導，在各門專業基礎課及專業課之間建立起良好的橋梁紐帶，從而形成培養學生綜合職業能力的專業課程體系框架[3]。

在設計教學內容時，各門專業基礎課、專業課及實踐課教師應共同探討，選取合適的教學項目，作為載體，案例應具有真實性、完整性、典型性及啟發性的特點。專業課的有效銜接設計如圖1所示。的加工參數仿真、數控插補仿真等。對于智能制造系統還可以應用工業機器人仿真。

如果單純地對數控加工工藝及編程指令進行理論講解，是非常枯燥的，很多加工方法及指令學生很難理解。使用數控加工仿真軟件，使零件的加工整個過程生動形象地直觀演示，工藝及程序中出現的問

圖1 數控專業課程銜接

在實施過程中，必須提高信息化建設與應用水平。建設專業課程信息平臺，消除信息孤島。教師要與行業企業、高等學校、專業機構等合作，選取來源于實踐、適用于教學的典型案例。搭建網絡學習平臺和移動學習平臺，整合優質資源，建設專業數字化課程資源庫、案例庫等，便于各門課程教師及學生進行查閱及學習。

2 開發使用仿真教學軟件

數控技術專業學生實訓主要是使用數控機床，尤其是使用多軸數控機床加工，在現場實習安排時，不能保證每個學生一臺機床進行操作，并且還存在一定的操作危險。考慮到資金投入、師資條件及安全效率等多方面因素，積極開發替代性虛擬仿真實訓系統應用于車間實踐操作前階段，例如數控機床操作、數控機床維修等，使得學生對教學中難以理解的復雜結構、復雜運動等有比較直觀立體的學習。這樣既能解決學生實際機床操作時間不足的問題，又可以提高學生的編程能力以及對不同數控系統、不同數控機床的適應能力，為學生的數控機床實操打下良好的基礎，從而提高機床利用率及機床操作的安全性。通過仿真軟件的使用，一定程度上實現了把工廠搬到了教室，做到了教學與生產、課堂與車間及專業與職業的三對接。

2.1 仿真系統在數控加工中的應用

數控加工仿真軟件能夠模擬出操作性強的數控機床，效果逼真。軟件可以選擇多個廠家及各個系統的數控機床，靈活性較大。學生可以在計算機上模擬操作機床，能完成機床準備、程序輸入、調試及零件加工檢測的整個過程。加工過程中還可以使用獨立題也能及時發現并更正，使學生更容易理解及記憶，成功地完成零件產品的加工，能很大程度地調動學生學習能動性。

2.2 仿真系統在數控維修中的應用

數控機床維修是一門實踐性很強的課程，為訓練學生的對數控機床的裝配、調試、故障診斷及排除能力，必須增加實際的動手操作。但如果學生初學時就到實際的機床上操作，很可能會發生誤操作的現象，這樣很可能對數控設備甚至對學生的人身安全都會產生較大的傷害[4]。使用數控維修仿真軟件，操作員就可以在電腦前身臨其境地進行操作練習，經濟安全而且靈活性較大，提高了學生學習興趣的同時也提高了教學效率。

3 加快數字化資源平臺建設

為培育“互聯網+數控技術專業課程”新理念，強化信息技術在教學中的廣泛應用，加快建設數控技術專業的專業基礎課及專業課程的連貫的、具有銜接性的數字化教學平臺，便于學生進行自主、合作、探究及發現學習。

3.1 課程數字資源建設

通過現代信息技術手段推動數控技術專業基礎課及專業課程的教學資源建設，提高人才培養質量。課程建設時，以資源系統豐富和適合網絡傳播為基本要求，重視課程知識的系統性，體現實踐性，具有共享性。倡導校企合作共同開發，注重教學的實際需要，充分體現高等職業教育的理念。貫徹以學生為主體，教師為主導的教育理念。

建設的內容主要包括：課程基本教學資源的網絡教學課件及課程全程教學錄像。課程數字資源要具備多樣化的特點，如文本、圖像、視頻、音頻、動畫、試卷、案例、文獻、問題解答、課件及學習工具等。使其能夠實現交互式學習、翻轉課堂、網絡課程等形式教學，推動信息技術環境中教師角色、教育理念、教學觀念、教學方法的變革。

3.2 微課建設

由于數控技術專業將“互聯網+”引入課程建設，方便了學生課后進行自主學習。教師將課程中的重點及難點部分制作成微課，上傳到網上，學生可以隨時打開進行學習。

為方便學生使用移動終端設備進行學習，微課制作要求短小精悍，能夠突出重點，突破難點。學生學習微課程自主空間選擇性大，可以調整播放速度及進行反復播放等，從而使學生都能夠對所講解的內容熟練掌握。

4 學生大數據庫平臺的建立

在數控專業持續的教學改革中，應逐漸與國際同等層次教育的教學模式進行接軌。數控專業按國際范式《悉尼協議》進行人才培養方案建設。悉尼協議的核心理念即以成果為導向教育（OBE），經過多年的理論與實踐的驗證，已成為具有深刻內涵的教育理論[5]。

為對學生在校時及畢業后的學習成果進行準確評價，建立完善的專業多維度評估體系，數控專業建立了“學生數據庫平臺”，包括了在校生及畢業生的各項學習及工作信息。

4.1 建設目的

建設數控專業“學生大數據庫平臺”是高職教育按社會及市場需求辦學的要求，是高職教育成果評估體系的重要內容。它能更好地了解在校生的學習情況及畢業生的工作情況，及時了解和掌握學生的學習反饋情況及社會企業對數控專業在人才培養模式、教學內容、教學質量及畢業生綜合素質方面的意見和建議。

數控專業“學生大數據庫平臺”是以應用為目的，可以比較真切地反映出數控技術專業在思想政治教育、行為管理、理論和實踐教學以及綜合素質培養等教育各環節的實際效果，從而為數控技術專業教育教學改革提供可靠依據，對明確教改方向、改進專業教學工作都是十分有利的。

對畢業生進行跟蹤調查服務，系統了解畢業生就業后的政治思想表現、道德水平、業務素質、創新能力和工作狀況，是實事求是地檢驗數控技術專業教育質量的一項重要措施。

4.2 建設內容

基于“互聯網+”及信息化技術，在校生數據庫要結合專業教學平臺進行建設，與數控專業各門課程、教務系統及學生管理系統共同協作運行。學生在教學平臺進行自主學習的同時，可及時對教學各環節進行反饋評價，以便數控技術專業的課程可根據學生具體情況實時進行調整及改進，同時還可以實現對學生的全面管理。

聯合學校的招生就業及校企合作部門，加強與數控技術相關企業聯系，同時結合第三方專業數據結構，建立數控技術專業畢業生大數據庫。包括歷屆畢業生的職業生涯動態數據，及所就職的各企業信息。根據對企業及數控技術專業畢業生大數據的分析，不僅可以給數控技術專業在校生進行就業指導，同時針對學生及學生所在企業的反饋評價，及時調整數控專業人才培養方案，確保畢業生獲取了實用的專業學習成果。數據庫一方面對專業建設現有成果進行檢驗，另一方面為未來的專業建設改革建立基礎。

5 結論

根據教育部倡導的以信息化促進職業教育現代化，針對數控技術高職學生的特點，在專業課程中合理有效地使用信息化教學手段，注重專業課程之間有效銜接，建設課程信息化平臺，豐富數字化資源，從而使學生能學有所用，在進入工作崗位之前具有一定的動手操作能力，并使其有持續發展，進一步自我提升的潛力，從而成為高技能型的技術人才。信息化教學同時也實現了節能、高效的低碳教學模式。

根據我國經濟全球化發展戰略及“一帶一路”政策的深化，對接國際高職同等層次教學模式，引入以成果為導向的專業人才培養模式，建立“學生大數據庫”，從而對學生的學習成果進行多維度的評價，從而保證及提高培養質量，做到持續改進。