數控車削編程在線教學實踐與研究

郭偉民 宋金峰 劉奕 雷鵬程 呂程浩

10.3969/j.issn.1671-489X.2020.21.111

摘? 要 在了解線上學情的基礎上，教師應優化教學目標、專業內容和教學策略，做好學習內容的選擇與呈現形式，多措并舉提高課堂學習質量，注重課下輔導，努力保證教學質量。

關鍵詞 高職;在線教學;數控編程與操作;機電一體化技術專業;課程思政;素質教育;自律性

中圖分類號：G434? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）21-0111-03

1 引言

2020年春季戰“疫”期按照學校要求，數控編程與操作的教學工作以河南職業技術學院云課堂教學平臺為主，上傳短視頻、課件等學習資料，布置學習任務并批改作業，按課表規定時間在線考勤、發起課堂活動等;以超星學習通、釘釘平臺為輔（筆者選擇用釘釘直播;期末網上考試選用超星學習通）。

2 學情分析

在教學過程中始終注意觀察學生的狀況，搜集學生反映的問題;在學習結束的時候，要求學生總結本學期的在線學習感受，并在云班課發布有針對性的調查問卷，調查對象為模具專業兩個班的90名學生和機電一體化專業八個班的400名學生。

學生已有的認知基礎? 本課程之前，學生已經學習過的課程有機械制造基礎、機械制圖、極限配合與技術測量、鉗工基礎、普通車床實訓、普通銑床實訓等，具有一定的制造類課程基礎知識、機械加工常識和基本操作技能。模具專業接下來要學習的課程還有快速成型與3D打印技術、數控自動編程技術、模具制造技術等，而機電一體化專業的學生則開始頂崗實習。

高職學生的自律性等因素影響在線學習質量? 在教室上課時，學生都在教師的視線范圍內，自律性給學習帶來的影響不明顯。但疫情期間，大部分高職學生在居家環境下，輕松、隨意、沒有學習狀態。問卷調查顯示，70%的學生認為自律性是在線學習的最主要影響因素。從學習體會上看，大部分學生不是不想學，而是管不住自己，很容易懈怠，找不回原來在校期間的學習習慣與狀態，變得不知道該怎樣對待學習。在學生看來，居家上網課是一種被動式的學習，精力難以集中，容易被其他事情分神，對學習自制力和自覺性要求較高。另外，很多高職學生養成了聽課依賴，上課即聽課，聽多少無所謂，參與課堂活動的意愿低。每年都有一部分學生畢業后脫離本專業，結合興趣或工資待遇重新開始。

學習環境變化帶來的影響

1）網絡帶來的問題。直播有延遲，學生給教師打字也會有延遲，而且學生會遇到“有不懂的地方，又說不明白具體哪里不懂”的問題。網速過差則不能看直播，學習軟件伴隨著大量人員同時使用有時會崩潰。不過在學生看來，網絡直播上課的最大問題依然是師生、生生之間的互動不方便。較之于錄播，學生更喜歡直播，因為直播過程中可以和教師有互動。

高職學生多來自農村，會遇到沒有網絡的問題。一些家庭沒有安裝寬帶，為了上課，有的學生自費用流量，有的學生蹭鄰居家的網。農村供電也不是很有保障，經常有學生反映遇到由于突然下雨打雷斷電或施工斷電等問題而無法上課。

2）居家環境的影響。居家環境中難免這樣那樣的噪音，而且很多學生還承擔著程度不同的家務活，包括打掃衛生、刷碗做飯、照顧老人或幼小的弟妹、澆地、收麥等。居家環境對學習有干擾，但家務活、農活也讓學生體會到了勞動的辛苦與意義，掌握了很多農業知識和生活技能，進一步思考自己的家庭角色和作用。

3）較之于教室上課，缺少學習氣氛。高職生普遍比較活潑，在家沒有同學的陪伴，對他們學習的影響還是比較大的。學生普遍認為：在家學習氛圍沒有在學校好。因為在教室里，大家面對面，學生和教師直接互動，能形成良好的學習氛圍，避免走神;在寢室里可以和室友一起寫寫作業，不懂的可以交流一下，而且看到室友學習自己也就想學習了。

教學安排的影響? 學生學習負擔重，90%的學生用手機上課，而網課需要集中精力盯著屏幕看，每天長時間看手機屏幕，學生眼睛酸疼、頸椎疼。同時，作業布置得多，一些學生實際上沒時間寫作業。

3 課程分析

在影響線上教學的諸多因素中，最有可能作出盡快調整和優化的是教師的“教”。依據學情分析，從教學目標、內容及其呈現形式、教學策略和教學評價等方面下功夫，并幫助學生提高自律性和學習積極性，是保證在線教學質量的基本措施。筆者曾就數控車削加工教學作過一些分析[1]，

但此次教學須結合上述學生在線學習的實際情況（包括學習能力在內的個體差異、缺乏在機床上練習的支撐、不同居家環境的差別與影響等）進行再調整、再優化。

培養目標實現分層次、多元化

1）知識目標方面。該課程知識點多而碎、應用性強，由易到難梯度明顯，但內隱的邏輯高度同質，一旦掌握了學習方法、理解了必要的基礎知識，后續很容易做到觸類旁通、迎刃而解。在線教學條件下，知識目標依然可以設成三個等級：

①能夠編出以G00、G01、G02和G03為主體的簡單程序并能夠看懂常見程序;

②掌握外輪廓加工的基本編程方法（含復合循環指令的應用和螺紋加工）;

③在中等目標的基礎上能夠自主學習新內容，能夠觸類旁通。

2）技能目標方面。技能目標主要是培養程序編制能力和在數控車床上的應用能力，并可以進一步細分為圖紙分析能力、加工方案的確定能力、合理工藝的編制能力、數控車床的操作能力、產品檢測與質量保證能力等，主要技能目標隨著開學的一再延期而最終擱置。

3）素養目標方面。素養目標有安全意識、交流溝通能力、自主學習能力、知識遷移能力、分析與解決問題能力和質量意識等。鑒于在線教學的實際情況，著眼于了解、適應社會和個人的健康成長，素養目標在原來的基礎上應追加自我控制能力、對工作和他人負責的社會責任感、工匠精神的核心價值觀和公德意識以及個人吃苦耐勞精神和積極向上的生活方式等，把愛的能力融入專業知識體系中，實現立德樹人的教育目標。

優化教學設計? 數控編程與操作在機電一體化技術專業為考查課，24學時。首先要考慮的是在這么短的學時內，選擇哪些內容學習？是走馬觀花式地瀏覽數控車削加工和數控銑削加工，還是以其中一個為主，進行較為深入的學習體驗？筆者選擇以數控車削加工編程為主進行學習，認為這樣可以幫助學生更深入地理解程序結構，了解數控加工技術。其次，學習是從泛泛的概論開始，還是先進行程序基本指令的學習與應用呢？筆者就此分別進行了嘗試。第三，能否從機床組裝、調試或維修的角度，考查數控編程與加工的相關知識點。

模具專業的學習重點是編程及其應用。前期的教學也曾經把機床操作基礎（比如對刀等）納入教學范圍，一則是課表安排有操作練習環節，二則也想為開學后的實訓做好準備。到后來看到確實開學無望，而在線學習機床操作也費力不討好，就把專業學習的重點完全集中在編好程序這一塊上。基于認知規律，將學習順序安排為：基本指令（G00、G01、G02和G03等）的含義與應用→精加工程序的正確編制→螺紋加工→粗車循環指令的應用→子程序→宏程序等。重視打好基礎，強調嚴謹、認真和追求卓越的工匠精神。

優化教學策略? 在網絡質量、居家環境等影響因素短期內難以改變的情形下，教師就成為保證教學質量的關鍵因素和最大變量。

1）充分備課。備課比平時更重要、更費時，要注意以下幾點。

①明晰每次課的具體目標，少而精，難度適中。

②考慮學習內容的組織方式和呈現方式，并要努力豐富有關知識點的展現形式，這在網課環境下很重要;同時應注意增加對應用事例的講解，強調編程練習。

③教學方法有效、多樣，比如課件與視頻播放、直播講授、線上搶答、在線討論與測驗等，使之相互補充，提高課堂吸引力。

④充實網絡學習資源。

⑤要為網絡掉線等意外狀況做好預案。

2）課堂上要展示教師的熱情與魅力。教師的熱情、魅力與投入程度，對學生的關愛程度，對學習的重視程度，都影響學生的學習積極性。因此，教師應以教學內容為基礎，投入更多的情感，向學生傳遞負責的教學態度和獨特的精神氣質，努力增加感染力。在教師的帶動下，會有相當多的學生重視學習，進而投入較多的時間與精力去學習，再經過點評與鼓勵，學習興趣能保持到課程結束。

3）分層輔導。每個學生都可以“隨時釘釘老師”。教師依據教學目標，根據個人的程度與進度，實行個性化輔導，既要指出不足，更要指明下一步努力的方向。

4）強化對基礎知識的理解與掌握。如前所述，盡管數控編程指令繁多，但內含的認識邏輯、使用方法等高度相似，抓住幾個典型指令學透用好是關鍵。

4 在線教學實踐

教學過程體現輕松、有趣，像講故事一樣講專業知識，盡量聯系實際，注重教學節奏、師生互動和學生在這個過程中的體驗，努力讓學生有所學、有所悟。

加大互動力度? 開始上課的時候互致問候（問候的方式也不是一成不變的，可以結合時令季節和早中晚時間段的變化。筆者甚至采用河南方言中的傳統問候方式和大家打招呼，活躍氣氛），上課結束時要回應學生的再見，給學生點贊、道別。

課中的互動更重要。筆者結合自己的特點，總是設法增強課堂的趣味性。比如，看到參與課堂活動中的某個學生名字的日語讀法很詼諧、有意思，就順便給他說一下，這不僅激起他本人的好奇心或興奮，更像是水中激起的漣漪一樣，在學生的心中也開始蕩漾起歡樂;評論時用些東北話的典型說法來表達，增強學生的好奇心，吸引學生的注意力。實踐表明，教師課堂上批改、點評作業，能讓學生精神處于緊繃狀態，使他們對于錯誤的地方能更清楚地發現并積極改正。一些學生積極參與互動，提供的說明、圖片等也很有說服力，實現了教學相長。

精講知識點? 網絡條件下更需要把知識點講明白。這需要教師在充分利用各種網絡教學手段的同時，放慢語速、細心講解，循循善誘、因勢利導，激發思考，讓學生理解個中緣由，讓大多數學生能跟得上進度。講課的時候再打開一個空白Word文檔，每講到一個重點就把它寫到Word上，方便看，便于學生知道這節課的重點是什么。本科目的知識都是應用性的，必須結合例子，并且要把容易用錯的地方指出來，要求學生編出符合規范、實用的程序來。

在線教學語言? 線上教學語言不僅要達到規范、科學、準確，語速也不能快，慢速而清晰的表達方式更適合;還要生動形象、通俗易懂，甚至妙趣橫生才好。筆者上課時以普通話為基礎，發揮自己的語言優勢，結合內容與情景穿插使用河南方言、東北話、英語和日語，在確定學生能明白的前提下，不落俗套地改變說法或用詞，給學生留下想象的空間，增強趣味性，借此活躍課堂氣氛。從學生的反饋可以看出，幽默風趣的語言確實能夠活躍課堂氣氛，吸引學生更多地參與課堂教學活動。在學生看來，老師不僅帶來必須學習的知識，還帶來知識的應用、比較和知識后面潛伏的知識。良好的互動傳遞著情感交流，有利于學生學習興趣的提升。

調整學習順序的嘗試? 第一種學習順序是從認識基本程序結構、學習基本編程指令開始，先掌握基本編程方法，最后再較宏觀地、概念性地了解機床數控系統、工件坐標系的建立、夾具、刀具以及加工工藝等;第二種順序則正好反過來，并且以概念性的了解為主，因為越到最后，學生越收不住心。

此次嘗試是按課表的行政班級分別進行的，從效果看，第一種學習順序適合有學習意愿、學習能力強的學生，他們在興趣引導下完全有能力自學有關概念性知識，這部分學生多半是從普通高中經過高考過來的;第二種更適合無心學習者，隨堂聽聽課、不愛寫作業的那部分學生，這部分學生“3+2”者居多，這也一定程度上反映了中職的教學狀況。

強化素質教育? 從現實情況看，由于種種原因，高職畢業生的擇業范圍很寬廣，遠遠超出專業學習范圍，而很多高職學生缺乏一些基本的、必備的、在之前的成長階段應完成的素質，這就需要在高職階段“補課”，幫助學生提高自律性就是一例。還有像幫助學生建立基于在線教學環境的學習方法：堅持課前預習和復習，堅持課堂做筆記

等。這些“堅持”是知識內化的重要過程，也有助于自主學習和自我管理能力的提升，這些能力對于學生的可持續發展和終身學習不可或缺。筆者在教學實踐中總是要贊揚堅持記筆記、認真書寫作業的行為。

在提高在線教育質量的過程中，也很有必要融入人文關懷，人文素質教育是課程思政的重要內容。筆者常從以下三個方面切入人文素質教育。

1）讓學生講講自己在家的情況，曬曬居家成績單。教師以欣賞而不是居高臨下的態度，對其中做家務、干農活等有突出表現的學生給予表揚和鼓勵，這個講述與傾聽的互動過程有潛移默化的激勵作用。

2）疫情期間涌現出很多感人事跡，課堂上適當提一提，引發共鳴，強化認識。

3）在講課過程中，結合學生的具體問題，特別是頂崗實習、擇業就業等，穿插一些題外話，介紹一些學長的成長、成功等，學生對這些即興發揮表現出極高的興趣。

素質教育不僅體現在課堂上，也體現在線上線下整個教學活動的全過程，體現在方方面面，包括不太引人注意的考試環節、個人求助的困惑與煩惱等，都是進行素質教育的機會。

注重課外輔導? 從內容上看，課外輔導可以分成兩類：一類是專業知識的延伸學習，參與這些的都是在編程方面擅長、表現出熱情的學生，其中部分學生經過悉心輔導，寫出質量不錯的畢業論文;另一類是個人或群體遇到的專業學習之外的各種問題，屬于素質教育范疇。

5 教學反思

沒有實際操作與加工做支撐，學生對程序的理解是片面和抽象的? 在學習收尾階段，從學得比較好的學生那里了解到，雖然按要求編制出了程序，但由于沒有實操與體驗，對程序的理解還是有點兒懵，沒有真正內化。

為今后的線上線下混合教學改革提供了經驗? 在教師少、學生多、學生學習能力差別大的背景下，這次嘗試對以后打破行政班級，進行線上線下混合教學改革是有幫助的，可以更好地實現分層教育，提高學習質量。

需要進一步思考幫助學生提高自律性的辦法? 大多數學生把自律性當成影響學習效果的因素，沒有進一步思考影響自律性的因素或提出培養自律性的相應辦法。實際上自律性這個問題不能孤立地看待，影響因素首先是自身的學習態度和學習習慣，也和當時的學習積極性有密切關系，而學習內容、教學方法和學習環境等因素影響學習積極性，進而影響自律性。

參考文獻

[1]郭偉民，文號行，劉賽超.融入人文素質教育的數控車削教學研究與實踐[J].模具技術，2020（3）：59-63.