數控銑削編程的線上教學實踐與研究*

郭偉民，鄭江濤，劉 奕

(1. 河南職業技術學院 機電工程學院，河南 鄭州 450046；2. 河南信息統計職業學院，河南 鄭州 450008；3. 河南北方紅陽機電有限公司，河南 南陽 474678)

0 引言

2020年春季戰“疫”期，按照學校要求，“數控編程與操作”的教學方式以本校“云課堂教學平臺”為主： 上傳學習資料，布置作業，按課表規定時間在線考勤等；以超星學習通、釘釘平臺為輔助平臺(筆者選擇用釘釘直播，期末網上考試選用超星學習通)。筆者為適應這種新的教學形式，一邊學習、準備，一邊結合實際情況再逐漸調整。此次教學實踐是個有益的嘗試，值得總結。

1 學情分析

高職學生的學習水平差異比較大，一般情況下一個班約有20%的學生有較高的學習積極性和較好的學習方法，還有相當一部分學生處于“待激發狀態”，需要老師的關注、激勵和引導。在此次在線教學直播過程中，注意觀察學生的狀況、傾聽學生反映的問題，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”發布了有針對性的調查問卷(調查對象為模具專業2個班的90名同學)。

1.1 環境變化帶來的影響

1.1.1 網絡帶來的問題

高職學生多來自農村，存在沒有網絡的問題。一些家庭沒有寬帶，為了上課，有的學生自費使用流量(27%)；有的學生借鄰居家的網絡(10%)。農村供電不穩定，經常有同學反映，由于突然下雨打雷斷電，或施工斷電等原因而無法上課。不過在學生看來，在線教學的最大問題是師生、同學之間的互動不方便。直播有延遲，學生向老師反饋信息也會有延遲，而且學生會遇到“不懂的地方說不明白具體哪里不懂”的問題。網速慢不能看直播，學習軟件伴隨著大量人員的同時使用有時會崩潰。

1.1.2 居家環境的影響

居家環境中難免有噪音，而且很多學生還承擔著不同程度的家務活兒： 打掃衛生、刷碗做飯、照顧老人或幼小的弟妹、澆地、收麥等等，對學習有干擾。

從調查情況看，約20%的學生不在乎聽課環境。從學生課堂上反饋的信息看，一些學生邊聽課邊“兼職”干活兒： 在工地刷墻、在地里收麥等等，一定程度上影響了學習。

1.1.3 缺少學習氣氛

高職生普遍比較活潑，在家沒有同學的陪伴，對他們學習的影響比較大。學生普遍認為： 學習氛圍沒有在學校好。因為在教室里，大家面對面，同學和老師直接互動，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作業，遇到不懂的問題可以交流，相互激勵。

1.2 學生自身的狀態

1.2.1 認知基礎

“數控銑削編程”的教學活動是在數控車削編程的基礎上開展的，這時學生對于程序的構成、指令的運用方法已經有了一定的概念，所以在開展“數控銑削編程”的教學活動時，學習的重點是在數車編程的基礎上，提高編程的復雜程度，在程序上更多地體現數控加工工藝的知識與技能。但本學期沒有實際操作與練習作支撐，會影響學生對有關知識與技能的內化學習程度。

1.2.2 學習能力差別大

對于不同的學生，網課起到的作用是完全不一樣的。對于自律性較強的學生來說，上網課是一種比較好的學習方法。因為在網上上課，能夠結交更多的朋友，而且有這種新型的教學方式和充分的學習資源會讓這些學生更加熱愛學習。而對自律性較差的學生，網課沒有老師管，要么假裝聽課、看書，要么跳轉頁面打游戲。問卷調查結果顯示： 對線上學習的新鮮感僅持續了一周的學生占48%，一直有“新鮮感”的學生占18%。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，大部分同學不是不想學，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，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，對個人自制力和學習自覺性要求較高。

有17.8%的學生表示“會進行課后總結與復習”；表示“不一定”的占76.3%。“不復習”的原因中： 認為“缺乏學習條件”的占48.5%，“不感興趣”的占22.6%，另有17%的同學選擇“沒時間”。另外，很多高職學生養成了“聽課依賴”的習慣，上課即聽課，聽多少無所謂，參與課堂活動的意愿低，缺乏課前預習或課后復習的習慣。

因此，大部分高職學生的學習行為主要還是在課堂上，把部分學習任務轉移到課下的教學改革面臨著執行阻力。精選知識點、提高課堂學習質量是保證教學效果的關鍵。

1.2.3 擇業方向影響學習積極性

學生即將頂崗實習，每年都要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；也有部分學生沒有明確的發展方向，缺乏學習動力。

1.3 教學的影響

1.3.1 學習負擔重

調查顯示： 90%的學生用手機上課。從學習體會中可以看出，學生們經常一天8節課，甚至10節，幾乎每門課都有作業。學生覺得網課需要集中精力盯著屏幕看，每天長時間看手機屏幕容易眼睛酸疼、頸椎疼。調查也顯示： 對于每天的線上教學時長，65.6%的學生希望不要超過4學時。這個問題與學校的教學安排、教師每節課的教學安排有關。

1.3.2 喜歡直播上課的學生多

較之于錄播，學生更喜歡直播，因為直播過程中可以和老師互動。“你認為最好的線上學習形式是什么”的調查結果如表1所示。

表1 學習形式調查 (%)

1.3.3 直播老師的教學方式和風格影響學生的學習積極性

學生在談及學習感受的時候自然免不了談及對授課老師的看法： 有些老師對電腦操作不熟練；有的老師從頭至尾“講啊講啊，一直講”。同學甲說：“某老師講的課有意思，起碼想聽，也聽得懂；而某課雖然是核心專業課，總感覺沒什么意思，就是不想聽。”同學乙說：“本來我還非常擔心我一個人在上網課的時候開小差；可能對這門課的興趣使我認真聽講，并沒有開小差，每節課我都在專心致志地聽講。”

顯然，教師的教學風格影響學生的聽課積極性。

1.3.4 實訓課等操作性比較強的課程，學習效果難以保證

實訓課變成了“看錄像”“線上談兵”；其他類似“自動編程”等操作性比較強的課程，由于大多數學生家里沒有電腦，也是沒辦法去練習或模擬的。

2 課程分析

對部分實際情況(比如網絡質量、學習能力存在差異、缺乏在機床上練習的支撐、不同居家環境的差別與影響等)是有預估的，并結合筆者在企業基于加工中心的數控加工工作經驗和有關培訓體會[1]，為此次學習目標、內容、教學設計和教學策略等進行了調整與優化。

2.1 課程目標分層次、多元化

盡管在應用領域數控車削和數控銑削更多表現為平行關系，但在教學過程中，在學習數車編程的基礎上，考慮到學生能夠遷移相關學習方法，所以“數控銑削編程”的學習，在難度上要適當增加，體現不同的等級。基于此，知識目標可設成6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掌握內、外輪廓加工的基本編程方法(含刀徑補償的應用，以及與順、逆銑的結合等)；③基于粗、精加工的子程序及刀補的靈活使用；④了解鏡像加工、極坐標及坐標系旋轉等；⑤工件坐標系的建立(含刀具長度補償)；⑥宏程序。孔加工循環指令作為拓展學習內容，不在課堂上講。

技能目標主要是準確編制程序和在程序上更好地體現數控加工工藝。素養目標有嚴謹、認真、誠實、責任感、自我控制能力、交流溝通能力、自主學習能力、知識遷移能力、反思能力、分析與解決問題的能力、安全意識和質量控制意識等。

2.2 明晰教學理念，優化教學設計

2.2.1 結合企業實際應用，組織教學內容

在上述知識目標①中，要突出進刀與退刀方式的實用價值；目標②中，要強調正確的編程習慣，應用難點是刀補的建立過程；目標③中，關鍵是主程序與子程序在刀軌上的合理連接；而目標④工件坐標系的建立，在“邊學邊做”的一體化教學中應該放在最前面，但在線上教學環境下，就不必急于強調它了，否則更容易使學生困擾。

2.2.2 結合企業工作經驗，滲透職業素養

通過播放撞刀視頻，讓學生意識到程序上的一個不起眼的小失誤所造成的嚴重后果，并提出檢查程序的重要性，這體現的是嚴謹、認真和安全生產。通過具體事例說明抬刀高度與加工效率之間的關系，并提出“精益生產”的概念，這里面體現的是精益求精的精神。結合具體案例，強調工作中要主動結合企業實際生產條件，靈活進行工藝優化的理念，“等、要、靠”是不行的，這里面體現的是分析與解決問題的能力。介紹日本企業發生的真人真事，讓學生深入理解職業能力與人際關系的本末關系，樹立正確的職業發展觀，等等。

2.2.3 突出“設計導向”

在教學過程中，強調適應企業是一方面，還有應強調另一方面： 在技術的可能性與社會需求之間，存在著“可設計”的空間，個體應發揮自己的能動性與創新能力，為技術創新、組織發展和社會進步施加積極影響。為此，學生需要有反思能力、批判能力和對人、對社會負責的態度。

2.3 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況下，教師的教學行為就成了保證教學質量的關鍵因素，直接影響學生的學習投入程度。而短時間內最容易調整、最能見效的是教學策略的優化。

2.3.1 充分備課

網絡教學備課比線下教學備課更重要、更費時。重點要注意： ①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；②增加應用事例的講解，強調編程練習；③充實網絡學習資源；④把作業分成必做題與選做題，以冗余任務的方式幫助學生完成迭代學習；⑤要為網絡掉線等意外狀況做好預案。

2.3.2 展示老師的熱情與魅力

教師的情感投入程度、教師對學生的關愛程度、學生對學習的重視程度，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，向學生傳遞其負責的教學態度和獨特的精神氣質，增加感染力。

2.3.3 注重直播過程中的學習體驗

大部分高職學生不預習、不復習，已經養成了“聽課依賴癥”的聽課習慣。基于此，注重直播過程中的學習體驗和對知識點的領會尤為關鍵。

2.3.4 分層輔導

每個同學都可以“隨時釘釘老師”。教師依據教學目標，根據個人的學習程度與進度，實行個性化輔導。既要指出不足，又要指明下一步努力的方向。

3 在線教學實踐

基于生成性教學理念，教學過程“輕松、有趣”，像講故事一樣講專業知識，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”。值得總結的幾點是： ①線上教學語言準確而又幽默風趣，語速也不快，受到學生好評；②把知識點、關鍵點講清楚；③注意學生的聽課反應，注重互動；④職業素質和人文素質教育都是必要的，也有助于提高聽課積極性，但需要講究方法，需要生動的事例，素質教育體現在線上、線下整個教學活動的方方面面；⑤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、表現出熱情的同學，其中部分同學經過悉心輔導，寫出了質量不錯的畢業論文，另一類是輔導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；⑥網上考試減輕了改卷工作量，也反映出學生對一些知識掌握的不足和考試操作上的實際困難。

4 教學效果與反思

4.1 順利完成教學任務，受到學生的肯定

從在線學習行為投入的幾個主要指標[2]看： ①無論是考勤、作業還是考試，學生的參與度都比較高(90%以上)；②課上課下學生與教師的互動頻繁，但也有少數“深潛”的同學；③大部分同學在直播過程中的專注度比較高；④大部分同學自始至終堅持學習。這些在學習體會和考試結果里得到了印證。

4.2 對學生的信息反饋，有待加強

在教師教學行為的幾個維度里，需要加強的是“提供資源”和“反饋評價”。網絡學習資源不夠充分，不愛互動的同學容易被忽略，得不到及時準確的評價與指導[3]。

4.3 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，借助線上線下混合教學改革，可以更好地實現分層教育，提高學習質量。當然，教師面臨著角色轉換和工作量的壓力以及學生學習習慣的阻力。

4.4 需要進一步思考引發深度學習的辦法

以培養自主學習能力為目標，幫助學生提高自律性。借助與學生能力相匹配的挑戰性任務，構建進階路徑，引發深度學習。