信息化教學(xué)在子程序編程的教學(xué)應(yīng)用研究

羅飛 曾齊高 何承衛(wèi) 楊世龍 張煉兵

一、引言

信息化教學(xué)，是指在教學(xué)中應(yīng)用信息技術(shù)手段，使教學(xué)的所有環(huán)節(jié)數(shù)字化，從而提高教學(xué)質(zhì)量和效率。以現(xiàn)代教學(xué)理念為指導(dǎo)，以信息技術(shù)為支持，應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)方法的教學(xué)。在信息化教學(xué)中，要求觀念、組織、內(nèi)容、模式、技術(shù)、評(píng)價(jià)、環(huán)境等一系列因素信息化。

在教育信息化不斷深入的進(jìn)程中，信息技術(shù)以其自身優(yōu)勢(shì)正在成為課堂教學(xué)有效手段，成為提高課堂有效性的一種重要載體。信息技術(shù)的發(fā)展，改變了課堂的教學(xué)模式，讓課堂更加豐富有趣，讓課堂更加多姿多彩。

子程序的編程在數(shù)控加工技術(shù)課程中占有重要的位置，比如一次裝夾加工多個(gè)形狀相同或刀具運(yùn)動(dòng)軌跡相同的零件，即一個(gè)零件有重復(fù)加工部分的情況下，為了簡(jiǎn)化加工程序，把重復(fù)軌跡的程序段獨(dú)立編成一程序進(jìn)行反復(fù)調(diào)用，這重復(fù)軌跡的程序稱(chēng)為子程序，而調(diào)用子程序的程序稱(chēng)主程序。

筆者參加2017年廣東省職業(yè)院校信息化教學(xué)大賽和廣東省中職學(xué)?！皠?chuàng)新杯”說(shuō)課大賽分別獲得三等獎(jiǎng)和二等獎(jiǎng)，在比賽過(guò)程中體會(huì)到了信息化教學(xué)在子程序的編程的教學(xué)組織過(guò)程中的便利，偶有此文。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）教學(xué)過(guò)程概況

本次教學(xué)選取的章節(jié)為《數(shù)控加工技術(shù)》——子程序的編程及應(yīng)用。教材符合中職生崗位需求，教材中關(guān)于子程序的有詳細(xì)的闡述，教學(xué)使用時(shí)常規(guī)手段先學(xué)M98/M99的編程格式，然后講解例子，并應(yīng)用。本次教學(xué)設(shè)計(jì)需要對(duì)教材進(jìn)行處理，由一個(gè)任務(wù)驅(qū)動(dòng)，并利用完成該任務(wù)的同時(shí)引入子程序的編程及應(yīng)用設(shè)計(jì)，改變常規(guī)教學(xué)方式。

教學(xué)對(duì)象為中職學(xué)校數(shù)控專(zhuān)業(yè)二年級(jí)學(xué)生，已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)數(shù)控編程的指令，并能夠掌握簡(jiǎn)單的數(shù)控機(jī)床的操作，本次教學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)容主旨解決如何理解使用子程序，讓學(xué)生更好地掌握子程序的功能。教學(xué)過(guò)程整體設(shè)計(jì)以“學(xué)生為中心”的任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法為主，輔以講授法、討論法等，整體教學(xué)過(guò)程如圖1所示。

（二）發(fā)布工作任務(wù)

教學(xué)任務(wù)在課前通過(guò)學(xué)校信息化教學(xué)平臺(tái)上發(fā)布，學(xué)生可以利用手機(jī)掃碼進(jìn)入教學(xué)平臺(tái)獲取工作任務(wù)，如圖2所示。工作任務(wù)為簡(jiǎn)單的銑削100×100平面，加工參數(shù)為平面加工深度1mm（背吃刀量）；主軸轉(zhuǎn)速2000r/min；進(jìn)給速度400mm/min；毛坯材料：鋁合金；刀具選用：Φ20高速鋼平底立銑刀。

（三）分析工作任務(wù)

教師引導(dǎo)學(xué)生分析工作任務(wù)，并且讓學(xué)生以組為單位進(jìn)行收集信息并且完成相關(guān)工作頁(yè)，如圖3所示。

（四）解決工作任務(wù)

各小組在分析完工作任務(wù)之后，小組同學(xué)利用AutoCAD軟件繪制銑削平面的刀具軌跡圖，各小組可以根據(jù)已學(xué)的絕對(duì)編程指令G90快速編寫(xiě)出數(shù)控程序，然后引導(dǎo)學(xué)生利用相對(duì)編程指令G91修改所寫(xiě)程序。進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生觀察程序的變化并總結(jié)規(guī)律，會(huì)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)規(guī)律，規(guī)律1：簡(jiǎn)單的一個(gè)銑削平面程序很長(zhǎng)，規(guī)律2：以下幾行程序反復(fù)出現(xiàn)，如圖4所示。

各小組同學(xué)在總結(jié)規(guī)律之后就會(huì)有疑問(wèn)，一個(gè)很長(zhǎng)的程序，并且其中有不少重復(fù)的程序段，能否將重復(fù)的程序進(jìn)行打包，用時(shí)調(diào)用，不用時(shí)退回呢？答案是肯定的，進(jìn)而教師引出子程序的編程指令M98（調(diào)用子程序）和M99（返回主程序），并講解指令格式。并引導(dǎo)學(xué)生利用子程序指令再次修改程序，完整程序如圖5所示。為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)于重復(fù)程序的理解，教師利用多媒體課件演示動(dòng)畫(huà)，如圖6所示。

（五）驗(yàn)證解決方案

俗話(huà)說(shuō)“紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行”編程再好，也要用實(shí)踐證明，學(xué)生可以利用數(shù)控加工仿真軟件進(jìn)行模擬仿真，如圖7所示，然后在老師的指導(dǎo)下分組完成零件的加工，如圖8所示。

（六）評(píng)價(jià)及提升

在其他加工要求不變時(shí)，把本任務(wù)的銑削深度變?yōu)?mm，每次切削深度1mm，如何編程？解決方案就是把剛才任務(wù)的加工程序再打包成子程序，調(diào)用五次即可，那么就出現(xiàn)了子程序中再調(diào)用子程序，這就是子程序的嵌套，學(xué)生可以根據(jù)剛才的思路再次編寫(xiě)程序，觀看動(dòng)畫(huà)，能夠清楚表達(dá)子程序的應(yīng)用。

任務(wù)完成之后，根據(jù)各小組的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)由三方（自評(píng)、互評(píng)、教師評(píng)）評(píng)價(jià)組成，并填寫(xiě)評(píng)價(jià)表。

信息化教學(xué)在子程序編程的教學(xué)應(yīng)用研究

三、教學(xué)反思

（一）信息化教學(xué)解決重難點(diǎn)

本文所用信息化媒介包括手機(jī)、計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床等，信息化的手段包括手機(jī)微信、QQ，信息化教學(xué)平臺(tái)、AutoCAD軟件、數(shù)控仿真軟件、多媒體動(dòng)畫(huà)、加工視頻等。

教學(xué)重點(diǎn)是子程序的編程，本文通過(guò)AutoCAD軟件繪制刀具軌跡圖，以及利用多媒體制作動(dòng)畫(huà)，可以讓學(xué)生清晰的理解子程序的作用，突破了在常規(guī)教學(xué)中的關(guān)于講解子程序的指令。進(jìn)而利用了數(shù)控仿真軟件，加工視頻、動(dòng)畫(huà)等讓學(xué)生從子程序的編程到子程序的嵌套的有機(jī)過(guò)度，讓學(xué)生了解何為子程序的嵌套，從而順利突破教學(xué)難點(diǎn)。

（二）教學(xué)創(chuàng)新

本次教學(xué)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)巧妙設(shè)計(jì)G90/G91的編程對(duì)比，從而引出子程序的概念。通過(guò)首尾呼應(yīng)，驗(yàn)證子程序的可行性。通過(guò)子程序的應(yīng)用看似簡(jiǎn)單問(wèn)題復(fù)雜化，實(shí)則是通過(guò)多樣化的教學(xué)活動(dòng)讓學(xué)生有興趣參與，并且讓編程更有邏輯性，讓復(fù)雜的程序簡(jiǎn)單化，避免了按部就班的枯燥教學(xué)。

（1）利用G91和G90的編程方法的對(duì)比，巧妙的引出子程序的作用（化繁為簡(jiǎn)）。

（2）通過(guò)首尾呼應(yīng)的方法驗(yàn)證子程序的使用（任務(wù)開(kāi)始是真實(shí)的加工視頻，任務(wù)結(jié)束是通過(guò)子程序的仿真模擬加工）。

（3）避免了一般教材中關(guān)于子程序的按部就班的講解，能夠讓學(xué)生有興趣參與，并能熟練掌握子程序的使用范圍。

（三）教學(xué)收獲

本次信息化教學(xué)設(shè)計(jì)，老師通過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程，提升了教學(xué)設(shè)計(jì)能力，制作課件能力，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的能力，學(xué)生通過(guò)完成任務(wù)虛實(shí)結(jié)合，提升分析問(wèn)題能力，解決問(wèn)題能力，促進(jìn)數(shù)控邏輯編程的能力。

四、結(jié)束語(yǔ)

教師的收獲能夠創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程，讓教師提升教學(xué)設(shè)計(jì)能力、制作課件能力、提升學(xué)生興趣的能力。學(xué)生的收獲能夠化繁為簡(jiǎn)，能夠讓很長(zhǎng)的程序通過(guò)子程序簡(jiǎn)化程序，并通過(guò)學(xué)習(xí)掌握子程序的編程及應(yīng)用。

著名教育家陶行知說(shuō)：“我以為好的先生不是教書(shū)，不是教學(xué)生，乃是教學(xué)生學(xué)?！崩谩笆謾C(jī)、機(jī)床、計(jì)算機(jī)”等信息化媒介鍛造有生機(jī)的信息化“有機(jī)”課堂，讓學(xué)生樂(lè)學(xué)，教師樂(lè)教。多樣化的信息化教學(xué)在未來(lái)的職業(yè)教育中占有舉足輕重的作用，為構(gòu)建廣東省現(xiàn)代職業(yè)教育體系添磚加瓦。

[基金項(xiàng)目：廣東省教育系統(tǒng)關(guān)工委“十三五”教育科研規(guī)劃青年教師發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)課題（課題編號(hào)：QNJSKT00152）深圳市龍崗區(qū)教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2017年度立項(xiàng)課題（課題編號(hào)：2017JS322]

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責(zé)任編輯朱守鋰