《數(shù)控技術(shù)》在線課程建設(shè)策略與實踐★

蕭仲敏，江 帆，張春良，陶建華，吳文強，李東煒

（廣州大學(xué)機械與電氣工程學(xué)院，廣東 廣州 510006）

引言

《數(shù)控技術(shù)》是面向機械類專業(yè)（機械設(shè)計制造及其自動化、機械電子工程等專業(yè)）、機器人工程專業(yè)、智能制造工程專業(yè)等開設(shè)的一門核心專業(yè)課，課程知識體系集傳統(tǒng)的機械制造技術(shù)、計算機技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和機電技術(shù)等于一體，是現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化和智能化起著舉足輕重的作用，在機械類專業(yè)人才培養(yǎng)體系中占據(jù)著核心重要的位置[1-2]。

由于面對課時縮減，但教學(xué)內(nèi)容仍然很多的情況下，很多教師想到了建設(shè)在線課程[3-4]。本文探索該課程在線課程建設(shè)策略，并給出實踐路徑，供在線課程建設(shè)者參考。

1 課程內(nèi)容優(yōu)化

本課程定位是面向粵港澳大灣區(qū)制造業(yè)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，以培養(yǎng)具備數(shù)控領(lǐng)域扎實理論基礎(chǔ)和卓越實踐能力的創(chuàng)新型工程人才為宗旨，建設(shè)優(yōu)質(zhì)的數(shù)控教學(xué)資源和平臺，建設(shè)特色優(yōu)勢、處于行業(yè)領(lǐng)先水平、在大灣區(qū)有重要影響的精品在線開放課程。在線課程建設(shè)，主要針對易懂，能夠短時間講清楚的知識，制作微課視頻。這里匯總《數(shù)控技術(shù)》課程線上內(nèi)容，如圖1 所示，具體包括如下：

圖1 數(shù)控技術(shù)課程的知識框架圖

1）數(shù)控技術(shù)概述：數(shù)控技術(shù)基本概念、數(shù)控機床的組成、數(shù)控機床的分類與發(fā)展等；

2）數(shù)控加工手工編程：數(shù)控編程基礎(chǔ)、數(shù)控機床坐標系、數(shù)控編程的常用指令與格式、數(shù)控車編程、數(shù)控銑床編程、程序編制中的數(shù)學(xué)處理；

3）數(shù)控加工工藝設(shè)計：數(shù)控車削加工工藝、數(shù)控銑削加工工藝；

4）計算機數(shù)控（CNC）系統(tǒng)：計算機數(shù)控系統(tǒng)概述、CNC 系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu)、脈沖增量插補（逐點比較法插補、數(shù)字積分法插補）、數(shù)據(jù)采樣插補、刀具補償與加減速控制；

5）數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)：伺服系統(tǒng)概述、步進電機、直流伺服電機、交流伺服電機、直線電動機，位置檢測裝置（旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、編碼器、光柵）；

6）數(shù)控機床結(jié)構(gòu)：數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)、數(shù)控機床的進給傳動系統(tǒng)；

7）數(shù)控加工自動編程（CAM）：二維銑削編程、三維銑削編程、車削自動編程；

8）數(shù)控加工實踐：課程內(nèi)容遵循CDIO-OBE 理念，以項目為驅(qū)動，強化理論與實踐的協(xié)同培養(yǎng)，重塑教學(xué)目標，重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容；結(jié)合行業(yè)發(fā)展和學(xué)科前沿進展，將業(yè)界最新相關(guān)內(nèi)容融入教學(xué)環(huán)節(jié)，體現(xiàn)實用性和前瞻性；滿足現(xiàn)代科學(xué)和行業(yè)企業(yè)對人才實踐能力的要求，突出實踐環(huán)節(jié)在教學(xué)中的地位，鍛煉學(xué)生的工程實踐能力。課程思政是在線課程重要的方面，在課程中所融入的育人元素，本課程內(nèi)容專業(yè)性強，強調(diào)“強基礎(chǔ)、重實踐、擅應(yīng)用、能創(chuàng)新”，以培養(yǎng)數(shù)控領(lǐng)域創(chuàng)新型工程人才為宗旨，堅持立德樹人，強化“科教興國”理念，始終將思想政治教育內(nèi)容以“課程思政”案例的形式引入到課程教學(xué)中，實現(xiàn)知識傳授與價值引領(lǐng)的有機結(jié)合，將專業(yè)教育與思政德育教育貫穿人才培養(yǎng)的全過程。

2 建設(shè)策略

《數(shù)控技術(shù)》課程，面向“新工科”人才培養(yǎng)，以提升學(xué)生數(shù)控工程應(yīng)用領(lǐng)域綜合能力和端正三觀品質(zhì)為目標，通過重構(gòu)符合新技術(shù)發(fā)展和立德樹人要求的教學(xué)內(nèi)容，以圍繞學(xué)生為中心的宗旨，按照課程資源共享的原則，建設(shè)一個動態(tài)性在線開放課程平臺，實現(xiàn)課程在機械類專業(yè)人才培養(yǎng)目標和規(guī)格的支撐作用，提高學(xué)生的實踐能力以及創(chuàng)新能力。在建設(shè)在線課程時，要注意以下問題。

2.1 真正實現(xiàn)以學(xué)生為中心

強調(diào)從以“教”為中心向以“學(xué)”為中心的新模式轉(zhuǎn)變，聚焦學(xué)生受教育后“學(xué)到了什么”和“能做什么”，強調(diào)明確學(xué)習(xí)產(chǎn)出標準，對教學(xué)進行全方位、全過程跟蹤與評價，形成“評價-反饋-改進”閉環(huán)教學(xué)，推動課程建設(shè)質(zhì)量不斷提升。

2.2 研學(xué)協(xié)同、產(chǎn)學(xué)協(xié)同的教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新

構(gòu)建研學(xué)協(xié)同、產(chǎn)學(xué)協(xié)同機制，拓寬教學(xué)內(nèi)容，將優(yōu)勢科研成果融入課程教學(xué)內(nèi)容，與粵港澳大灣區(qū)龍頭企業(yè)共建實踐基地，將企業(yè)項目內(nèi)容融入教學(xué)。

2.3 “三結(jié)合”教學(xué)方法

采用理論與實例相結(jié)合、教學(xué)內(nèi)容與工程項目及科研相結(jié)合、課堂教學(xué)與課外教學(xué)相結(jié)合的“三結(jié)合”教學(xué)方法。充分利用各種教學(xué)資源和手段為學(xué)生學(xué)習(xí)積極的創(chuàng)造條件，用項目需求引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，通過“需求-分析-問題-方案”的教學(xué)思路，加強對工程技術(shù)現(xiàn)象和問題的分析，提高學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力。

2.4 專業(yè)教育與思政德育教育的有機結(jié)合

梳理機械類專業(yè)課程所蘊含的思政元素和承載的思政引導(dǎo)功能，引入“課程思政”案例，實現(xiàn)知識傳授與價值引領(lǐng)的有機結(jié)合，將專業(yè)教育與思政德育教育貫穿人才培養(yǎng)的全過程。

3 在線課程建設(shè)實踐

在線課程建設(shè)實踐中，微課的設(shè)計制作是重中之重。采用ADDIE 五步循環(huán)法來進行微課的設(shè)計，如圖2 所示。

圖2 ADDIE 五步循環(huán)法

3.1 分析

分析知識點的類型，學(xué)生該如何學(xué)習(xí)該知識，根據(jù)分析結(jié)果，制訂該知識點的教學(xué)目標。

3.2 設(shè)計

按照起承轉(zhuǎn)合的思路設(shè)計知識點腳本，以吸引學(xué)生興趣為重要參照，關(guān)注前30 s 的知識導(dǎo)入部分，充分抓住學(xué)生的注意。知識點講解清晰、邏輯清楚、表達清楚、圖文并茂，多用動圖幫助學(xué)生理解。適時根據(jù)知識點的情況，挖掘思政元素，進行課程思政設(shè)計。

3.3 開發(fā)

微課腳本轉(zhuǎn)PPT 制作，將腳本轉(zhuǎn)換成PPT，制作精美的PPT，要將知識點表述清楚，圖片與動圖豐富，并能輔助學(xué)生理解。每頁PPT 的時長控制在30～60 s。課程思政時間控制在一句話，或以文字顯示。

3.4 實施

試講課件，通過PPT 的錄制功能進行試講，在十分鐘內(nèi)完成知識點講解，在講解中發(fā)現(xiàn)問題，如頁面的銜接，是否需要提詞器、是否需要動畫輔助等，并反復(fù)揣摩微課視頻。課程思政內(nèi)容以簡潔語言展示，并輔以文字或圖片，讓學(xué)生能夠快速了解思政元素，但不影響知識傳授的連續(xù)性。

3.5 評估

根據(jù)微課設(shè)計原則“短、準、快”進行視頻評價，同時參考知識點教學(xué)目標進行評價，測試學(xué)生是否能夠通過視頻學(xué)習(xí)達到教學(xué)目標。及時聽取學(xué)生觀看后的感受和反饋，對于學(xué)生不滿意的方面要和學(xué)生多交流，找出好的解決方法和途徑。

在線課程建設(shè)中，除了微課制作外，還有資源的準備，如教學(xué)文件、動畫視頻、測試題等，這些資料準備中要時刻考慮學(xué)生在線學(xué)習(xí)是否適用。

通過廣州大學(xué)MOOC 平臺建設(shè)在線課程，面向本校學(xué)生選用；建設(shè)的省級在線開放課程已順利在智慧樹平臺上線，效果很好，教學(xué)質(zhì)量評價優(yōu)秀，學(xué)生評價95 分以上，選課學(xué)生知識與實踐能力同步提升，積極參加課外科技活動，近兩年獲得省級以上獎勵23項；同時積極在粵港澳大灣區(qū)在線開放課程平臺上線，在省內(nèi)外進行共享推廣。

4 結(jié)語

在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合成為必然趨勢，在線課程正是迎合這一趨勢而生的。建設(shè)在線課程能夠加快知識傳播，也幫助學(xué)生隨時隨地學(xué)習(xí)知識。在課時不斷壓縮的今天，建設(shè)在線課程是解決知識點多與學(xué)時少之間矛盾的重要出路。本文針對數(shù)控技術(shù)課程，就課程知識優(yōu)化、建設(shè)策略、微課設(shè)計制作、線上課程思政等方面進行探討，希望能夠為在線課程建設(shè)提供一個參考思路。