多種教學手段融合的數控編程技術課程線上教學應用與實踐

李志剛 王良 車曉毅

摘? 要： 針對目前數控編程技術理論與實踐銜接不緊密的問題，結合數控編程技術這門課程在應用型本科高校機械制造類專業教學中的教學特點，提出以多種教學手段融合的線上教學進行教學改革。通過學生學習反饋的情況和考試的結果表明，教學效果良好。

關鍵詞：教學手段;數控編程技術;線上教學

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）25-0106-04

Abstract： Given the problem that the theory and practice of numerical control programming technology are not connected closely at present， combining with the teaching characteristics of the course of numerical control programming technology in the teaching of machinery manufacturing major in application-oriented undergraduate universities， this paper proposes a teaching reform based on the integration of a variety of teaching methods. According to the students' learning feedback and the test results， the teaching effect is good.

Keywords： teaching means; numerical control programming technology; online teaching

一、概述

對于《數控編程技術》這門課程的教學，傳統的教學方法是在教室結合多媒體課件講授一定的基本概念后，再對一個個數控指令進行講解其用法，最后用一些簡單零件示例將這些所學指令組合起來編寫成數控加工程序，待這些編程理論課程講解完后，集中在一段時間去開展實踐教學。

對于復雜零件，手工編程比較麻煩，需應用相關的編程專門軟件（如UG、MasterCAM、PowerMill、CAXA等）來完成，上述專門編程軟件各有特色，一般教材在編寫時由于篇幅的限制，很少將這些內容在手工編程教材中詳細介紹，需要學生自己去查找相關參考書或教材去熟練掌握。

這種教學模式的結果是學生在進行理論學習時，覺得感性認識不強，指令學習比較枯燥，等到實踐環節時，前面學習內容掌握不牢固，加工的零件大多為基本特征零件，本科生的教學計劃中也不會像職業院校安排很多訓練時間來反復訓練。因此學生普遍反應數控技術課程難學。

為解決這些不足，很多老師在教學過程中嘗試了多種教學改革方法，如用多媒體視頻充實教學內容[1]，用學習通或中國大學MOOC等平臺上建立網絡課程[2-4]，實行線上線下互動教學等[5-7]，這些手段對激發學生學習興趣起到了一定的效果，但是對提高學習效果還不十分明顯。加上傳統教學管理過程對教學形式、教學地點、教學時間均有具體規定和要求，不時還得應對相關檢查，因此各種教學活動均還是在傳統教學框架下展開。

二、多種教學手段的融合在數控編程技術課程的應用

在今年年初，一場突如其來的新冠病毒疫情打亂了原定的教學安排，各類學校均延緩開學，停止集中授課，要求老師們在網上開展網絡課程教學，至于具體教學形式，教學管理部門也是在老師們邊摸索邊總結的過程中提出了一些切實可行的解決方法。

這學期我們教學團隊所講授的《數控編程技術》網絡課程，在教學開始之際，我們面對的是學生教材沒有領取、學習資料不夠、網絡信號不好、網絡學習平臺擁擠、教學過程沒有經驗等。盡管困難重重，但是還是要想盡各種辦法，既要完成教學任務，也要保證教學質量。于是采用了一套多措并舉的教學方式，首先在泛雅網絡平臺（手機端為學習通）上建立了網絡課程，將學習內容和相關視頻文件放在上面供學生們提前學習，部分解決了學生沒有教材的困難，通過布置作業和發布討論話題的形式讓學生們參與課程的學習;在QQ上及時回答學生的提問和進行互動，營造出輕松良好的學習氛圍;在釘釘上進行教學直播，并在直播后將錄得的視頻文件分享在釘釘群內供由于網絡信號不好的同學回看;在直播教學過程中為驗證手工編寫的數控程序、UG或MasterCAM自動編制的數控程序的正確性，用斯沃數控加工仿真軟件及時將編好的程序進行仿真加工，讓學生們從感性到理性都有了一個深刻的認識。

例如在講授數控車削加工程序的編制時，先在泛雅網絡平臺上對數控車削加工的基礎知識進行講解，如G00定位指令和G01/G02/G03插補指令的共同點與不同之處，用圖畫功能代替黑板功能來介紹各指令的動作過程，圖1是介紹G00和G01指令的區別;圖2是在WORD中舉例說明各個指令的格式，如數控車削絕對值編程和增量值編程的指令格式;圖3是一個典型的數控車削加工零件，圖4為加工所需的刀具表。

對于程序的編制我們可以采用兩種不同的方法，一是用復合固定循環指令格式手工編寫的數控車削加工程序，二是在MasterCAM軟件中進行自動編制，通過對上述兩種方法編制的程序進行對比，可以了解這兩種程序編制方法的不同特點。

當程序編好后，我們在斯沃車削仿真加工系統中分別用上述兩個程序來模擬該零件加工，圖5為零件手工編制的程序仿真加工結果，圖6為零件自動生成的程序仿真加工結果。

用該仿真系統的測量功能來檢查其尺寸，檢查結果表明兩種程序加工的零件尺寸均滿足要求。

經過這一階段的學習后，將班上學生們分成多個小組，每組布置一個不同的作業，大家共同完成程序的編制后，每組推選一名同學來完成該編程與加工直播教學，讓學生們都參與其中，讓他們獲得團隊協作感和相應的成就感。

三、教學情況與效果

在泛雅網絡平臺上，登錄我們教學團隊建立的網絡課程門戶，學生除了能學習課程內容和觀看學習視頻以外，還需要及時完成老師布置的作業，參與發布的教學活動，進行章節測驗等，系統能及時的對各項活動進行統計，便于老師隨時掌握學生的學習情況，其作業完成情況如圖7所示。

盡管在網絡課程平臺上能對學習情況進行了解，但是組織學生按照課表在線直播教學時，要求直播流暢、無卡頓現象，否則會影響到學生學習興趣，通過前期與學生的試播，一致認為在釘釘上，效果最好，而且既可選擇會議模式，也可選擇屏幕分享模式，上課時學生可以申請連麥，還可以進行直播回放，便于因當地網絡信號不好的同學進行學習。在開始準備線上教學的初期，學生們大多認為學習不會很好，參與的積極性也不太高，通過采取這一系列教學手段后，學生們學習熱情高漲，課前課后的互動更多，通過作業完成情況和在線測試，學習效果比傳統教學方法更好。學習完成后系統自動生成的學習報表如圖8所示。

四、結束語

通過網絡學習平臺、WORD文本編輯、圖畫示例講解、斯沃加工仿真、自動編程軟件應用、QQ群討論、釘釘直播與回看等多種教學手段，讓學生直觀的了解程序的編制方法和掌握各條指令的應用，培養了他們的綜合解決問題的能力，通過學生學習反饋的情況和考試的結果表明，這種學習方式效果非常好。

疫情終將解除，但是在此期間通過探索而來的這種教學方式將會一直應用于今后的教學過程中去。

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