信息化技術(shù)在數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

宋昌平

（大連職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，遼寧 大連116037）

根據(jù)教育部《高等職業(yè)教育創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2015-2018年）》的通知，要順應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展趨勢(shì)，應(yīng)用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)教學(xué)，促進(jìn)隨時(shí)隨地、移動(dòng)、個(gè)性化學(xué)習(xí)方式的形成。數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)的職業(yè)教育必須更新傳統(tǒng)觀念，改革傳統(tǒng)的教育教學(xué)模式，對(duì)接國(guó)際先進(jìn)教學(xué)模式，以信息技術(shù)為突破口，全面提升教育質(zhì)量。

信息化教學(xué)是運(yùn)用系統(tǒng)方法，以學(xué)生為中心，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)和信息資源，科學(xué)地安排教學(xué)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)和要素，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程的優(yōu)化[1]。信息化教學(xué)同時(shí)能培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行信息檢索的能力、創(chuàng)造性思維能力、解決問(wèn)題、自主學(xué)習(xí)的能力，溝通交流及團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力[2]，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高其知識(shí)技能及自我提升的能力。

1 采用信息化手段實(shí)現(xiàn)各門(mén)專(zhuān)業(yè)課程內(nèi)容有效銜接

對(duì)于數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)，傳統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)課程建設(shè)，教師基本都是進(jìn)行課程的獨(dú)立設(shè)計(jì)，對(duì)整個(gè)專(zhuān)業(yè)課程體系間的整體有效銜接未做到充分考慮，這樣就可能造成課程之間存在沒(méi)有必要的知識(shí)點(diǎn)的重復(fù)及缺乏逐級(jí)遞進(jìn)的能力培養(yǎng)內(nèi)容。

1.1 專(zhuān)業(yè)課未有效銜接的弊端

數(shù)控技術(shù)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，如《機(jī)械基礎(chǔ)》、《機(jī)械制圖》、《機(jī)械CAD技術(shù)》及《公差與測(cè)量》等，每門(mén)課程雖然都結(jié)合實(shí)際采用了案例教學(xué)法，但學(xué)生都是獨(dú)立地學(xué)習(xí)這些課程，并不了解所學(xué)知識(shí)在后續(xù)的專(zhuān)業(yè)課程中有什么應(yīng)用，所以只是為了學(xué)習(xí)而學(xué)習(xí)，不能充分調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)積極性。在后續(xù)的專(zhuān)業(yè)課程中，如《機(jī)械加工工藝》、《數(shù)控加工編程》及《機(jī)床操作實(shí)訓(xùn)》等課程中對(duì)零件進(jìn)行數(shù)控加工，在識(shí)圖、零件結(jié)構(gòu)分析及節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)繪圖確定時(shí)，對(duì)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程又不能靈活應(yīng)用，造成了專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課與專(zhuān)業(yè)課程之間的脫節(jié)。

在專(zhuān)業(yè)課設(shè)計(jì)時(shí)，各門(mén)課程獨(dú)立選用教學(xué)案例，就會(huì)導(dǎo)致在制訂工藝、編制數(shù)控程序、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造及加工實(shí)訓(xùn)中使用的均是不同的零件，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)每門(mén)課程時(shí)對(duì)知識(shí)沒(méi)有整體的認(rèn)知，對(duì)提升綜合職業(yè)能力產(chǎn)生很大的障礙。

1.2 專(zhuān)業(yè)課程的有效銜接

為保證數(shù)控技術(shù)各專(zhuān)業(yè)課程之間的連貫性，如何實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課與專(zhuān)業(yè)課之間及專(zhuān)業(yè)課與專(zhuān)業(yè)課之間有效銜接，是專(zhuān)業(yè)建設(shè)、課程體系構(gòu)建及課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)的主要任務(wù)。課程銜接的內(nèi)容能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，任務(wù)完成時(shí)又能充分建立學(xué)生學(xué)習(xí)的信心。

數(shù)控專(zhuān)業(yè)的各門(mén)課程之間的有效銜接，可以結(jié)合幾個(gè)零件的完整加工項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)項(xiàng)目的推進(jìn)，學(xué)生可以分別在不同的課程中完成設(shè)計(jì)及加工的不同階段的工作。通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)及項(xiàng)目引導(dǎo)，在各門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課及專(zhuān)業(yè)課之間建立起良好的橋梁紐帶，從而形成培養(yǎng)學(xué)生綜合職業(yè)能力的專(zhuān)業(yè)課程體系框架[3]。

在設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容時(shí)，各門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)課及實(shí)踐課教師應(yīng)共同探討，選取合適的教學(xué)項(xiàng)目，作為載體，案例應(yīng)具有真實(shí)性、完整性、典型性及啟發(fā)性的特點(diǎn)。專(zhuān)業(yè)課的有效銜接設(shè)計(jì)如圖1所示。的加工參數(shù)仿真、數(shù)控插補(bǔ)仿真等。對(duì)于智能制造系統(tǒng)還可以應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人仿真。

如果單純地對(duì)數(shù)控加工工藝及編程指令進(jìn)行理論講解，是非常枯燥的，很多加工方法及指令學(xué)生很難理解。使用數(shù)控加工仿真軟件，使零件的加工整個(gè)過(guò)程生動(dòng)形象地直觀演示，工藝及程序中出現(xiàn)的問(wèn)

圖1 數(shù)控專(zhuān)業(yè)課程銜接

在實(shí)施過(guò)程中，必須提高信息化建設(shè)與應(yīng)用水平。建設(shè)專(zhuān)業(yè)課程信息平臺(tái)，消除信息孤島。教師要與行業(yè)企業(yè)、高等學(xué)校、專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)等合作，選取來(lái)源于實(shí)踐、適用于教學(xué)的典型案例。搭建網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)和移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)，整合優(yōu)質(zhì)資源，建設(shè)專(zhuān)業(yè)數(shù)字化課程資源庫(kù)、案例庫(kù)等，便于各門(mén)課程教師及學(xué)生進(jìn)行查閱及學(xué)習(xí)。

2 開(kāi)發(fā)使用仿真教學(xué)軟件

數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生實(shí)訓(xùn)主要是使用數(shù)控機(jī)床，尤其是使用多軸數(shù)控機(jī)床加工，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)安排時(shí)，不能保證每個(gè)學(xué)生一臺(tái)機(jī)床進(jìn)行操作，并且還存在一定的操作危險(xiǎn)?？紤]到資金投入、師資條件及安全效率等多方面因素，積極開(kāi)發(fā)替代性虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)應(yīng)用于車(chē)間實(shí)踐操作前階段，例如數(shù)控機(jī)床操作、數(shù)控機(jī)床維修等，使得學(xué)生對(duì)教學(xué)中難以理解的復(fù)雜結(jié)構(gòu)、復(fù)雜運(yùn)動(dòng)等有比較直觀立體的學(xué)習(xí)。這樣既能解決學(xué)生實(shí)際機(jī)床操作時(shí)間不足的問(wèn)題，又可以提高學(xué)生的編程能力以及對(duì)不同數(shù)控系統(tǒng)、不同數(shù)控機(jī)床的適應(yīng)能力，為學(xué)生的數(shù)控機(jī)床實(shí)操打下良好的基礎(chǔ)，從而提高機(jī)床利用率及機(jī)床操作的安全性。通過(guò)仿真軟件的使用，一定程度上實(shí)現(xiàn)了把工廠搬到了教室，做到了教學(xué)與生產(chǎn)、課堂與車(chē)間及專(zhuān)業(yè)與職業(yè)的三對(duì)接。

2.1 仿真系統(tǒng)在數(shù)控加工中的應(yīng)用

數(shù)控加工仿真軟件能夠模擬出操作性強(qiáng)的數(shù)控機(jī)床，效果逼真。軟件可以選擇多個(gè)廠家及各個(gè)系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，靈活性較大。學(xué)生可以在計(jì)算機(jī)上模擬操作機(jī)床，能完成機(jī)床準(zhǔn)備、程序輸入、調(diào)試及零件加工檢測(cè)的整個(gè)過(guò)程。加工過(guò)程中還可以使用獨(dú)立題也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并更正，使學(xué)生更容易理解及記憶，成功地完成零件產(chǎn)品的加工，能很大程度地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)能動(dòng)性。

2.2 仿真系統(tǒng)在數(shù)控維修中的應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床維修是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，為訓(xùn)練學(xué)生的對(duì)數(shù)控機(jī)床的裝配、調(diào)試、故障診斷及排除能力，必須增加實(shí)際的動(dòng)手操作。但如果學(xué)生初學(xué)時(shí)就到實(shí)際的機(jī)床上操作，很可能會(huì)發(fā)生誤操作的現(xiàn)象，這樣很可能對(duì)數(shù)控設(shè)備甚至對(duì)學(xué)生的人身安全都會(huì)產(chǎn)生較大的傷害[4]。使用數(shù)控維修仿真軟件，操作員就可以在電腦前身臨其境地進(jìn)行操作練習(xí)，經(jīng)濟(jì)安全而且靈活性較大，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)也提高了教學(xué)效率。

3 加快數(shù)字化資源平臺(tái)建設(shè)

為培育“互聯(lián)網(wǎng)+數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程”新理念，強(qiáng)化信息技術(shù)在教學(xué)中的廣泛應(yīng)用，加快建設(shè)數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課及專(zhuān)業(yè)課程的連貫的、具有銜接性的數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)，便于學(xué)生進(jìn)行自主、合作、探究及發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)。

3.1 課程數(shù)字資源建設(shè)

通過(guò)現(xiàn)代信息技術(shù)手段推動(dòng)數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課及專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)資源建設(shè)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。課程建設(shè)時(shí)，以資源系統(tǒng)豐富和適合網(wǎng)絡(luò)傳播為基本要求，重視課程知識(shí)的系統(tǒng)性，體現(xiàn)實(shí)踐性，具有共享性。倡導(dǎo)校企合作共同開(kāi)發(fā)，注重教學(xué)的實(shí)際需要，充分體現(xiàn)高等職業(yè)教育的理念。貫徹以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的教育理念。

建設(shè)的內(nèi)容主要包括：課程基本教學(xué)資源的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件及課程全程教學(xué)錄像。課程數(shù)字資源要具備多樣化的特點(diǎn)，如文本、圖像、視頻、音頻、動(dòng)畫(huà)、試卷、案例、文獻(xiàn)、問(wèn)題解答、課件及學(xué)習(xí)工具等。使其能夠?qū)崿F(xiàn)交互式學(xué)習(xí)、翻轉(zhuǎn)課堂、網(wǎng)絡(luò)課程等形式教學(xué)，推動(dòng)信息技術(shù)環(huán)境中教師角色、教育理念、教學(xué)觀念、教學(xué)方法的變革。

3.2 微課建設(shè)

由于數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)將“互聯(lián)網(wǎng)+”引入課程建設(shè)，方便了學(xué)生課后進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。教師將課程中的重點(diǎn)及難點(diǎn)部分制作成微課，上傳到網(wǎng)上，學(xué)生可以隨時(shí)打開(kāi)進(jìn)行學(xué)習(xí)。

為方便學(xué)生使用移動(dòng)終端設(shè)備進(jìn)行學(xué)習(xí)，微課制作要求短小精悍，能夠突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)。學(xué)生學(xué)習(xí)微課程自主空間選擇性大，可以調(diào)整播放速度及進(jìn)行反復(fù)播放等，從而使學(xué)生都能夠?qū)λv解的內(nèi)容熟練掌握。

4 學(xué)生大數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)的建立

在數(shù)控專(zhuān)業(yè)持續(xù)的教學(xué)改革中，應(yīng)逐漸與國(guó)際同等層次教育的教學(xué)模式進(jìn)行接軌。數(shù)控專(zhuān)業(yè)按國(guó)際范式《悉尼協(xié)議》進(jìn)行人才培養(yǎng)方案建設(shè)。悉尼協(xié)議的核心理念即以成果為導(dǎo)向教育（OBE），經(jīng)過(guò)多年的理論與實(shí)踐的驗(yàn)證，已成為具有深刻內(nèi)涵的教育理論[5]。

為對(duì)學(xué)生在校時(shí)及畢業(yè)后的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，建立完善的專(zhuān)業(yè)多維度評(píng)估體系，數(shù)控專(zhuān)業(yè)建立了“學(xué)生數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)”，包括了在校生及畢業(yè)生的各項(xiàng)學(xué)習(xí)及工作信息。

4.1 建設(shè)目的

建設(shè)數(shù)控專(zhuān)業(yè)“學(xué)生大數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)”是高職教育按社會(huì)及市場(chǎng)需求辦學(xué)的要求，是高職教育成果評(píng)估體系的重要內(nèi)容。它能更好地了解在校生的學(xué)習(xí)情況及畢業(yè)生的工作情況，及時(shí)了解和掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋情況及社會(huì)企業(yè)對(duì)數(shù)控專(zhuān)業(yè)在人才培養(yǎng)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)質(zhì)量及畢業(yè)生綜合素質(zhì)方面的意見(jiàn)和建議。

數(shù)控專(zhuān)業(yè)“學(xué)生大數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)”是以應(yīng)用為目的，可以比較真切地反映出數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)在思想政治教育、行為管理、理論和實(shí)踐教學(xué)以及綜合素質(zhì)培養(yǎng)等教育各環(huán)節(jié)的實(shí)際效果，從而為數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)教育教學(xué)改革提供可靠依據(jù)，對(duì)明確教改方向、改進(jìn)專(zhuān)業(yè)教學(xué)工作都是十分有利的。

對(duì)畢業(yè)生進(jìn)行跟蹤調(diào)查服務(wù)，系統(tǒng)了解畢業(yè)生就業(yè)后的政治思想表現(xiàn)、道德水平、業(yè)務(wù)素質(zhì)、創(chuàng)新能力和工作狀況，是實(shí)事求是地檢驗(yàn)數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)教育質(zhì)量的一項(xiàng)重要措施。

4.2 建設(shè)內(nèi)容

基于“互聯(lián)網(wǎng)+”及信息化技術(shù)，在校生數(shù)據(jù)庫(kù)要結(jié)合專(zhuān)業(yè)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行建設(shè)，與數(shù)控專(zhuān)業(yè)各門(mén)課程、教務(wù)系統(tǒng)及學(xué)生管理系統(tǒng)共同協(xié)作運(yùn)行。學(xué)生在教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的同時(shí)，可及時(shí)對(duì)教學(xué)各環(huán)節(jié)進(jìn)行反饋評(píng)價(jià)，以便數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)的課程可根據(jù)學(xué)生具體情況實(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)整及改進(jìn)，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的全面管理。

聯(lián)合學(xué)校的招生就業(yè)及校企合作部門(mén)，加強(qiáng)與數(shù)控技術(shù)相關(guān)企業(yè)聯(lián)系，同時(shí)結(jié)合第三方專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，建立數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生大數(shù)據(jù)庫(kù)。包括歷屆畢業(yè)生的職業(yè)生涯動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，及所就職的各企業(yè)信息。根據(jù)對(duì)企業(yè)及數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生大數(shù)據(jù)的分析，不僅可以給數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)在校生進(jìn)行就業(yè)指導(dǎo)，同時(shí)針對(duì)學(xué)生及學(xué)生所在企業(yè)的反饋評(píng)價(jià)，及時(shí)調(diào)整數(shù)控專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案，確保畢業(yè)生獲取了實(shí)用的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)成果。數(shù)據(jù)庫(kù)一方面對(duì)專(zhuān)業(yè)建設(shè)現(xiàn)有成果進(jìn)行檢驗(yàn)，另一方面為未來(lái)的專(zhuān)業(yè)建設(shè)改革建立基礎(chǔ)。

5 結(jié)論

根據(jù)教育部倡導(dǎo)的以信息化促進(jìn)職業(yè)教育現(xiàn)代化，針對(duì)數(shù)控技術(shù)高職學(xué)生的特點(diǎn)，在專(zhuān)業(yè)課程中合理有效地使用信息化教學(xué)手段，注重專(zhuān)業(yè)課程之間有效銜接，建設(shè)課程信息化平臺(tái)，豐富數(shù)字化資源，從而使學(xué)生能學(xué)有所用，在進(jìn)入工作崗位之前具有一定的動(dòng)手操作能力，并使其有持續(xù)發(fā)展，進(jìn)一步自我提升的潛力，從而成為高技能型的技術(shù)人才。信息化教學(xué)同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了節(jié)能、高效的低碳教學(xué)模式。

根據(jù)我國(guó)經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展戰(zhàn)略及“一帶一路”政策的深化，對(duì)接國(guó)際高職同等層次教學(xué)模式，引入以成果為導(dǎo)向的專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式，建立“學(xué)生大數(shù)據(jù)庫(kù)”，從而對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行多維度的評(píng)價(jià)，從而保證及提高培養(yǎng)質(zhì)量，做到持續(xù)改進(jìn)。