智慧課堂在數控車實訓教學中的應用研究

周 華

(溧陽市天目湖中等專業學校，江蘇 溧陽 213300)

0 引言

國務院于2017年出臺《新一代人工智能發展規劃》(以下簡稱《規劃》)明確了未來十年內我國人工智能發展的方向、指導思想和戰略目標。人工智能將會給教育行業帶來巨大的沖擊，重構教與學的模式。不僅如此，《規劃》還為我國教育的信息化問題指明方向，這意味著新一輪的教育信息化進程即將開始，而新一輪教育信息化實現的關鍵在于智慧課堂。

中職學校開設的數控車工實操課程不僅對學生的動手能力有要求，也要求學生具有一定的理解能力。數控理論不易理解，且大多中職學校的學生理解能力不高，因此中職教師在進行實操演練時，會將大量授課時間放在理論講解上，導致學生動手、研究和創新的機會減少。而智慧課堂的出現，可在一定程度上緩解上述問題。智慧課堂能夠實現網絡教學，豐富教學模式，還能夠打造網絡互動平臺，教師的教學管理、學生的考試和學校的比賽都可在平臺完成。因此，利用智慧課堂開展中職數控車實訓教學十分必要。

1 智慧課堂簡介

1.1 智慧課堂簡介

智慧課堂是指依托前沿性技術與媒體，以軟硬件為載體，使用ipad、電腦等移動客戶端，利用學習動態下的大數據分析，實現學科學習與現代化信息技術有機結合[1]。智慧課堂模式下教師可參照學生學習需求與特征，運用數據資源庫打造線上課程及學習資源，實現線上教學、溝通及評價等；學生能夠借助移動客戶端進行線上學習、檢測、疑問解答與評價等。總之，中職教師與學生能夠借助移動端強化交流互動，及時反饋數據信息，達到最佳的教學成效。

1.2 智慧課堂的組成

智慧課堂依托通信網絡實現數據互聯與高效傳輸，并借助軟件系統與計算設施挖掘數據與處理信息，實時把控、動態管理教室教學，制定科學合理的教學決策，推動教學工作有序開展[2]。智慧課堂主要包含以下組成部分。

一是課堂多屏互動系統。課堂多屏互動系統通過智慧課堂互動教學軟件與多屏交互解決方案，實現了主機與教室現行網絡與顯示設備的良好融合，借助優化“教學互動”與多元化投屏模式，智能同步展示小組活動與多屏信息，在實踐應用過程中多向融合傳送教師主屏、小組分屏及學生小屏的高清畫面，從而開展立體化、互動化教學，取得良好的教學效果。

二是智慧課堂系統。智慧課堂系統依托人工智能、云計算、大數據等前沿性技術，采用豐富多元教學評價方法與伴隨式動態數據分析，秉持“以學定教、轉識成智”的原則，重新創造教學流程，達到最大的課堂容量，讓智慧的教與學自然發生，滿足學生全面成長與針對性學習需求，持續優化提升教學與學習成效。

三是學情分析系統。學情分析系統能夠以課堂為核心，對教師與學生、學生與學生的互動情況進行全過程記錄；并對教學環節形成的學生、班級數據進行自動記錄存儲與管理分析。幫助教師對班級整體學習情況精準、高效了解把握，形成系統完整的課堂互動動態評價數據，提供給學生更具針對性的學習方法。此外，學情分析系統可根據教師備課、教授、批改、引導及考評等情況，建立教與學全面融合的數據系統，以此為依據推動教師能力提升。

2 構建中職實訓智慧課堂的必要性

智慧課堂通過構建技術融合的生態化學習環境，借助人機協同作用，優化教學過程、促進學生智慧發展，其核心在于利用信息化手段，改進課堂教學模式，給學習者提供個性化學習體驗，獲得更好的學習效果，進行因材施教[3]。

中職學生的特點是思維較為活躍，實操能力相對較好，也有相對的自主性，但欠缺較好的學習習慣和恰當的學習方法，好奇心較弱，注意力集中時間短。因此，以教師講解為主的課堂模式不適合現在的中職學生，教學的有效性也很難提高。不過，中職學校的學生的思維特點類似于藝術類學生，也就是形象思維好于抽象思維，且思維較為發散，學習狀態更容易受情緒影響，更喜歡新媒體教學模式，例如，以平板電腦、投影儀等工具為輔助的教學模式，在多媒體營造的氛圍下，職校生的學習效果更好。

2.1 智慧課堂能夠進一步提高職校生的實操能力

對于中職學生而言，實操環節是檢驗平時所學理論的過程，也是提升實操能力的機會，對于中職學校而言，實操環節是校方落實教學任務的重要環節。所以，中職學校都會建設專門的實操場地，并按需采購、更新和維護相關設備。以往的實操環節中，通常由一到兩位教師進行巡場、指導，很難照看到所有學生，不能滿足教學需求。而智慧課堂能夠在很大程度上緩解這個問題，智慧課堂具有多方位的捕捉系統和多個展示屏幕，不僅能讓學生從多角度看到教師的實操過程，還能讓教師同時看到多名學生的實操動作，在此基礎上，智慧課堂系統還具有即時提問功能，能提高課堂問答的效率[4]。

2.2 普及智慧課堂，培養中職教師信息化意識

作為上課環節的組織者和引導者，教師只有認識到信息化教學的重要性，并具有一定的信息化教學經驗，方能使智慧課堂更好落地。教師可以運用現有科學技術整合多元化教育資源，改善以往教學模式中實操環節存在的問題，將演示環節變得更明晰，有效激發職校生興致。

2.3 智慧平臺及教學資源的建設

教師與學生依托移動互聯網實訓教學示范中心，能夠實現全面互聯、便于實踐操作，然而教師若期望借助該環境系統收集分析課堂數據，施行多元化教學模式，必須強化智慧課堂互動教學系統運用。

2.3.1 課程支持平臺

中職學校要積極響應教育部所提出的“一生一空間、生生有特色”教學建議，全面推廣運用 “學習通APP”網絡教學空間。在網絡教學空間環節，教師可采用教學團隊方式，以課程教師團隊為整體，參與到課堂網絡教學空間中，充分發揮自身主講或助教身份優勢。軟件后臺數據庫中事先錄入在校學生班級、個人信息，學生僅需按要求下載手機客戶端，錄入真實學號信息進行注冊；教師設置課堂所匹配班級，網絡教學空間中課程所匹配班級會自動轉入班級內全部學生信息。教師在課堂教授環節應借助具有優良互動性能的智慧學習平臺，提升教學效率與成效。

2.3.2 課程教學資源建設

教學資源是指為有序高效開展教學而提供的教材、課件、影像，以及教師教育、教學設施等可供使用的素材資源。溧陽市天目湖中等專業學校所建設打造的市級精品課程為數控機床裝調維修技術課程，現在已經形成了豐富完整的教學資源。在提供多媒體配套課件、課程教材的基礎上，課程教授過程還提供了典型教學案例數據庫、技能操作模塊作業庫、微課等資源。中職學校可以與機電公司、軟件工程公司合作開發CNC數控系統實時監控軟件、數控機床裝調維修技術課程等配套教學軟件，用于教學實踐活動開展。

3 中職數控車工實訓智慧課堂的實施

智慧課堂互動教學系統為學校的廣大師生創造了一個智慧、高效的教學環境，在很大程度上為教育、教學提供了有力支撐[5]。想要有效落實智慧課堂，就要準備好相關軟件和硬件。相關軟件主要指網絡教學應用平臺的搭建，以便實現教學的個性化、可視化、數據化和網絡化。而相關硬件主要包括多方位監控、大型一體化電子屏幕和平板電腦等設備的安置。計劃中的智慧課堂教學環節包括課前、課中和課后三個方面。以數控專業課程中的“確認并解決刀架電氣故障”作為案例，詳述智慧課堂的實施情況。

3.1 課前自主學習，以學定教

智慧課堂的特點類似于教育界熱門的顛倒課堂，并在此基礎上改善了顛倒課堂中存在的一些問題。不過，數控實操課程與普通課程不同，不能將內容全部顛倒，有不少內容需要在課上動手完成。上課前，教師在網絡教學應用平臺上告知學生本節課的任務，即如何利用電壓法和萬用表排除故障，并上傳教學短視頻，督促學生提前學習。學生觀看教學短視頻后，可以完成課后自動彈出的線上測試，完成所有測試后，平臺自動刷新每個學生的測試成績。教師可以在后臺看到成績數據，了解學生預習情況，明確學生遇到的問題，并在備課時加以注意。

3.2 課中師生互動，虛實一體

一是設置課堂情境。中職教師開始講課時，可以利用視頻導入課程，并聘請工廠一線師傅復述、演示刀架相關問題，通過此環節讓學生想象自己是專業維護人員，在工廠車間工作。

二是教師與學生一起研究、探討。在基礎理論講解后，教師與學生、學生與學生溝通時，教師可以布置三個問題，讓學生自己找組員，通過合作解決刀架電氣問題，并通過系統給分，將分數計入學生的綜合評價中。

三是銜接理論知識點。本節新課的理論部分是關于刀架電氣問題的確認和排除，在實操課上，學生利用數控教學軟件中的三維仿真功能進行練習，教學軟件還有提示、糾錯功能，能輔助學生多次、高效率地練習。

四是實操環節。在此環節中，學生可使用亞龍系統，通過系統中批量設置的功能，對刀架電氣線路進行問題設置，之后可自行組隊，以小組比賽的形式開始練習，最后，撰寫問題報告。在該實操環節，數控機器上都裝有高清監控設備，能夠同時將學生的操作流程、細節甚至問題傳至教師屏幕上，教師能夠及時對學生進行個性化的指導。實操完畢，亞龍系統會參照學生表現，計算出實操成績，同時傳至教師端和學生端。

五是綜合評價。教師會參照學生的課前測試分數、上課表現分數和實操時系統自動計算的分數，綜合以上三個分數得出總成績，并將所有學生的成績錄入EXCEL表格，將統計結果形成圖表，圖表便于教師直觀了解全班學生的學習情況，以便更客觀地進行評價。教師還可以利用系統中的課程打分功能，了解學生對課程的滿意度，并據此進行總結、反思和提升。

3.3 課后答疑解惑，反思總結

下課后，中職數控教師可以在平臺上布置課后任務，同時明確任務完成時限。教師可將兩個獨立的任務設置成一個綜合性任務，即將PMC程序故障和電氣線路故障合二為一，讓學生在教學系統中完成任務。在此過程中，學生之間可以探討、合作，也可以在關鍵的問題上咨詢教師，不僅能提升學生完成任務的速度，還可以鍛煉其合理解決問題的能力。

4 結語

智慧課堂通過“線上—線下—線上、課前—課中—課后、學習—實踐—再學習”等階段教學過程，改變了教學方式，拓展了學習空間。智慧課堂區別于以往的教學模式，打造的學習平臺更關注學生的學習過程，這不僅增加了學生與平臺的互動，還能培養學生自學的意識，激起學生的興致，做到了將課堂還給學生，學生在與智慧課堂系統互動時，就完成了教與學。相信，在今后智慧課堂的功能會進一步完善，會有愈來愈多的教師、學生認可并使用智慧課堂。