多種教學(xué)手段融合的數(shù)控編程技術(shù)課程線上教學(xué)應(yīng)用與實踐

李志剛 王良 車曉毅

摘? 要： 針對目前數(shù)控編程技術(shù)理論與實踐銜接不緊密的問題，結(jié)合數(shù)控編程技術(shù)這門課程在應(yīng)用型本科高校機械制造類專業(yè)教學(xué)中的教學(xué)特點，提出以多種教學(xué)手段融合的線上教學(xué)進行教學(xué)改革。通過學(xué)生學(xué)習(xí)反饋的情況和考試的結(jié)果表明，教學(xué)效果良好。

關(guān)鍵詞：教學(xué)手段;數(shù)控編程技術(shù);線上教學(xué)

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻標(biāo)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(shù)控編程技術(shù)》這門課程的教學(xué)，傳統(tǒng)的教學(xué)方法是在教室結(jié)合多媒體課件講授一定的基本概念后，再對一個個數(shù)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(xué)指令組合起來編寫成數(shù)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(xué)。

對于復(fù)雜零件，手工編程比較麻煩，需應(yīng)用相關(guān)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(nèi)容在手工編程教材中詳細介紹，需要學(xué)生自己去查找相關(guān)參考書或教材去熟練掌握。

這種教學(xué)模式的結(jié)果是學(xué)生在進行理論學(xué)習(xí)時，覺得感性認識不強，指令學(xué)習(xí)比較枯燥，等到實踐環(huán)節(jié)時，前面學(xué)習(xí)內(nèi)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(xué)計劃中也不會像職業(yè)院校安排很多訓(xùn)練時間來反復(fù)訓(xùn)練。因此學(xué)生普遍反應(yīng)數(shù)控技術(shù)課程難學(xué)。

為解決這些不足，很多老師在教學(xué)過程中嘗試了多種教學(xué)改革方法，如用多媒體視頻充實教學(xué)內(nèi)容[1]，用學(xué)習(xí)通或中國大學(xué)MOOC等平臺上建立網(wǎng)絡(luò)課程[2-4]，實行線上線下互動教學(xué)等[5-7]，這些手段對激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣起到了一定的效果，但是對提高學(xué)習(xí)效果還不十分明顯。加上傳統(tǒng)教學(xué)管理過程對教學(xué)形式、教學(xué)地點、教學(xué)時間均有具體規(guī)定和要求，不時還得應(yīng)對相關(guān)檢查，因此各種教學(xué)活動均還是在傳統(tǒng)教學(xué)框架下展開。

二、多種教學(xué)手段的融合在數(shù)控編程技術(shù)課程的應(yīng)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(xué)安排，各類學(xué)校均延緩開學(xué)，停止集中授課，要求老師們在網(wǎng)上開展網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)，至于具體教學(xué)形式，教學(xué)管理部門也是在老師們邊摸索邊總結(jié)的過程中提出了一些切實可行的解決方法。

這學(xué)期我們教學(xué)團隊所講授的《數(shù)控編程技術(shù)》網(wǎng)絡(luò)課程，在教學(xué)開始之際，我們面對的是學(xué)生教材沒有領(lǐng)取、學(xué)習(xí)資料不夠、網(wǎng)絡(luò)信號不好、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺擁擠、教學(xué)過程沒有經(jīng)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(xué)任務(wù)，也要保證教學(xué)質(zhì)量。于是采用了一套多措并舉的教學(xué)方式，首先在泛雅網(wǎng)絡(luò)平臺（手機端為學(xué)習(xí)通）上建立了網(wǎng)絡(luò)課程，將學(xué)習(xí)內(nèi)容和相關(guān)視頻文件放在上面供學(xué)生們提前學(xué)習(xí)，部分解決了學(xué)生沒有教材的困難，通過布置作業(yè)和發(fā)布討論話題的形式讓學(xué)生們參與課程的學(xué)習(xí);在QQ上及時回答學(xué)生的提問和進行互動，營造出輕松良好的學(xué)習(xí)氛圍;在釘釘上進行教學(xué)直播，并在直播后將錄得的視頻文件分享在釘釘群內(nèi)供由于網(wǎng)絡(luò)信號不好的同學(xué)回看;在直播教學(xué)過程中為驗證手工編寫的數(shù)控程序、UG或MasterCAM自動編制的數(shù)控程序的正確性，用斯沃?jǐn)?shù)控加工仿真軟件及時將編好的程序進行仿真加工，讓學(xué)生們從感性到理性都有了一個深刻的認識。

例如在講授數(shù)控車削加工程序的編制時，先在泛雅網(wǎng)絡(luò)平臺上對數(shù)控車削加工的基礎(chǔ)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(qū)別;圖2是在WORD中舉例說明各個指令的格式，如數(shù)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(shù)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(fù)合固定循環(huán)指令格式手工編寫的數(shù)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(dāng)程序編好后，我們在斯沃車削仿真加工系統(tǒng)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(jié)果，圖6為零件自動生成的程序仿真加工結(jié)果。

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

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

三、教學(xué)情況與效果

在泛雅網(wǎng)絡(luò)平臺上，登錄我們教學(xué)團隊建立的網(wǎng)絡(luò)課程門戶，學(xué)生除了能學(xué)習(xí)課程內(nèi)容和觀看學(xué)習(xí)視頻以外，還需要及時完成老師布置的作業(yè)，參與發(fā)布的教學(xué)活動，進行章節(jié)測驗等，系統(tǒng)能及時的對各項活動進行統(tǒng)計，便于老師隨時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，其作業(yè)完成情況如圖7所示。

盡管在網(wǎng)絡(luò)課程平臺上能對學(xué)習(xí)情況進行了解，但是組織學(xué)生按照課表在線直播教學(xué)時，要求直播流暢、無卡頓現(xiàn)象，否則會影響到學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，通過前期與學(xué)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(xué)生可以申請連麥，還可以進行直播回放，便于因當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)信號不好的同學(xué)進行學(xué)習(xí)。在開始準(zhǔn)備線上教學(xué)的初期，學(xué)生們大多認為學(xué)習(xí)不會很好，參與的積極性也不太高，通過采取這一系列教學(xué)手段后，學(xué)生們學(xué)習(xí)熱情高漲，課前課后的互動更多，通過作業(yè)完成情況和在線測試，學(xué)習(xí)效果比傳統(tǒng)教學(xué)方法更好。學(xué)習(xí)完成后系統(tǒng)自動生成的學(xué)習(xí)報表如圖8所示。

四、結(jié)束語

通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)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(yīng)用、QQ群討論、釘釘直播與回看等多種教學(xué)手段，讓學(xué)生直觀的了解程序的編制方法和掌握各條指令的應(yīng)用，培養(yǎng)了他們的綜合解決問題的能力，通過學(xué)生學(xué)習(xí)反饋的情況和考試的結(jié)果表明，這種學(xué)習(xí)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(xué)方式將會一直應(yīng)用于今后的教學(xué)過程中去。

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