羅勝陽 李延軍

摘要：針對目前職業(yè)學校數(shù)控實訓教學中普遍存在教學效率低下的瓶頸問題，以移動互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)視角對數(shù)控實訓教學現(xiàn)狀進行分析，探討在移動互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)下數(shù)控實訓的教學模式、教學手段、實訓環(huán)境等方面存在的問題，并提出了創(chuàng)新方法；通過移動互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)下數(shù)控實訓教學平臺創(chuàng)新建設應用實踐，探索翻轉(zhuǎn)課堂教學模式在數(shù)控實訓教學的應用。

關(guān)鍵詞：移動互聯(lián)；數(shù)控實訓；翻轉(zhuǎn)課堂；教學；創(chuàng)新

中圖分類號：G718 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2018）04-0062-06

近年來，移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各行業(yè)的融合發(fā)展趨勢明朗，正迅速地向社會、經(jīng)濟、文化等各領域進行廣泛滲透擴散，移動互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)已經(jīng)蔚然成形，且逐漸成熟。移動互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)融合了網(wǎng)站、微信平臺、移動APP、移動OA等移動互聯(lián)網(wǎng)元素，各個元素之間數(shù)據(jù)互通、相互聯(lián)系，最終實現(xiàn)信息的高效流通，形成良性生態(tài)，智能手機在校園里已經(jīng)普及，學生平時可以使用手機上網(wǎng)閱讀、收看視頻、社交聊天、游戲娛樂等。在移動互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)下，教師如何利用互聯(lián)網(wǎng)思維來與時俱進地創(chuàng)新教學方法，探索運用移動互聯(lián)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提高教學效率，顯得尤為重要。目前，在各個職業(yè)學校的數(shù)控實訓教學中，普遍存在“數(shù)控實訓設備數(shù)量不足；教學效率低且教學質(zhì)量不高[1]；人均占機訓練時間偏少，課上學習任務不夠飽滿；實訓課題內(nèi)容不新穎，不能激發(fā)學生學習興趣；因?qū)W生編程數(shù)據(jù)或代碼錯誤、操作不熟練導致失誤等造成昂貴的數(shù)控設備損壞，實訓風險非常大”等問題，這些問題極大地限制了數(shù)控實訓教學的有效開展和課堂教學效率的提高。針對上述問題，在當今職業(yè)教育領域中眾多的教育工作者都在做積極探索。本文在移動互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)背景下，探討如何利用移動互聯(lián)媒體技術(shù)對數(shù)控實訓教學進行創(chuàng)新。

一、移動互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)視角下數(shù)控實訓教學現(xiàn)狀

（一）教學模式缺乏與時俱進的創(chuàng)新實踐

一直以來，以赫爾巴特為代表的傳統(tǒng)教學模式是學校課堂教學的主要形式，即以教師為中心來建立權(quán)威的教學關(guān)系，以知識灌輸來貫穿教學過程[2]，數(shù)控實訓教學也不例外。這種教學模式在非網(wǎng)絡化的背景下，是合理存在的也是符合現(xiàn)實學情的。在傳統(tǒng)的教學媒介環(huán)境中，教師對學生傳授知識技能基本上是以集中面授教學為主要形式，這種形式的缺點在移動互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)視角下顯而易見：教學過程局限于整塊固定時間，教學互動也無法實現(xiàn)空間穿越，教學過程仍然是建構(gòu)在是二元對立關(guān)系基礎之上[3]。

（二）網(wǎng)絡技術(shù)未能成為有效的教學手段

職校教師給學生傳授數(shù)控加工知識技能，傳統(tǒng)的教學方法通常是教師先在教室中給學生講授編程理論知識，然后指導學生在微機上進行數(shù)控仿真加工，最后組織學生到實訓車間進行加工實踐，這三個環(huán)節(jié)所使用的教學手段，如黑板板書、多媒體課件、仿真系統(tǒng)虛擬加工，機床加工零件實物等，在物理層面與操作上都是分開的，未能充分運用現(xiàn)有的網(wǎng)絡技術(shù)形成有機統(tǒng)一，使整個教學過程冗繁。

（三）實訓環(huán)境缺少企業(yè)生產(chǎn)實戰(zhàn)

當前，各職業(yè)學校在數(shù)控實訓教學過程中，除基礎編程部分的理論知識外，動手操作訓練用的圖紙基本上是實訓教師自擬設定的虛擬零件，這些虛擬零件往往是孤立存在的，與企業(yè)生產(chǎn)加工的真實零件的技術(shù)標準和要求相差甚遠，學生在訓練完成后，所加工出來的虛擬零件的生命周期也就宣告結(jié)束，對于企業(yè)而言沒有實際的現(xiàn)實意義，顯然，缺少真槍實干的企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的數(shù)控實訓教學，技能考核標準高度和寬度都遠遠不夠，實訓教師對學生知識技能重編程輕工藝的教學，所培養(yǎng)出來的學生在真正接觸企業(yè)生產(chǎn)零件時，勢必力不從心，無從下手。再者，職校學生在數(shù)控實訓中加工出虛擬零件后，因為所加工的零件后續(xù)在生活中沒有實際用途，這會導致學生在學習心理上沒有獲得感，久而久之使學生覺得數(shù)控實訓學習枯燥無味，慢慢地失去了學習興趣，缺少學習主動性，實訓教學效率低下。

二、移動互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)下數(shù)控實訓教學創(chuàng)新

（一）以移動互聯(lián)思維創(chuàng)新數(shù)控實訓教學設計

教育信息化是當今世界教育大勢趨之一，如今移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，教學信息大數(shù)據(jù)共享的時代已經(jīng)到來。在此背景下，自21世紀初期至今在國際教育界影響深遠的混合式學習思想，其內(nèi)涵也發(fā)生了新的變化，強調(diào)將傳統(tǒng)課堂教學的優(yōu)勢與數(shù)字化或網(wǎng)絡化學習的優(yōu)勢很好地結(jié)合起來，在教學過程中，不僅要充分發(fā)揮教師的引導、啟發(fā)、監(jiān)控教學過程的主導作用，同時也要突出體現(xiàn)學生的積極性、主動性和創(chuàng)造性[4]。在如今移動互聯(lián)技術(shù)環(huán)境下，智能手機在校園中已經(jīng)普及，“移動學習”已經(jīng)成為教學設計的前沿，因此，以移動互聯(lián)思維創(chuàng)新數(shù)控實訓教學設計，是提高教學效率的有效途徑。在數(shù)控實訓教學中，教師可以運用混合式學習的原理，利用翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，課前布置學習任務，引導和要求學生充分利用網(wǎng)絡資源完成課前作業(yè)，使學生對新知識新技能的淺層認知過程，在課前的自主學習中完成，而課堂則變成了教師學生之間和學生與學生之間互動的場所，包括答疑解惑、知識運用、技能交流等，從而達到更好的實訓教學效果。

實訓教師在數(shù)控實訓教學中以移動互聯(lián)思維創(chuàng)新教學設計，如錄制微課視頻、制作學習網(wǎng)站、手機APP等，使課程教學在網(wǎng)絡環(huán)境中進一步優(yōu)化，借助智能手機實現(xiàn)“移動學習”， 把“移動學習”與“課堂面授”這兩種教學模式相結(jié)合起來，各取所長，突出優(yōu)勢，進行翻轉(zhuǎn)課堂教學設計，提高教學效果。

（二）運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搭建理實一體化教學平臺

數(shù)控實訓是對學生的識圖能力、工藝知識、數(shù)控系統(tǒng)、編程理論、操作技能等知識與技能全面綜合訓練的過程，學生對數(shù)控機床操作技能的熟練掌握必須要有相應的編程、工藝等理論基礎，而編程、工藝等理論知識的進一步理解鞏固又需要通過機床操作來實現(xiàn)，兩者相輔相成。目前，職業(yè)院校在數(shù)控實訓課堂教學改革方面，對理實一體化教學的探討很多，但在具體實施過程中，部分職業(yè)院校存在理論知識講授得不夠系統(tǒng)深入，有輕理論偏實踐的現(xiàn)象，這對學生今后在該專業(yè)方向的長遠發(fā)展是無益的，這種現(xiàn)象的存在，有教師的主觀因素，也跟學校在理實一體化教室的建設思路不清等客觀原因不無關(guān)系。因此，以移動互聯(lián)網(wǎng)的思維，運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新數(shù)控實訓理實一體化教學平臺，可以為數(shù)控實訓教學創(chuàng)造良好的理實一體化教學環(huán)境。隨著5G網(wǎng)絡新技術(shù)的應用普及，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)已日臻成熟。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，把傳統(tǒng)教室、電子教室、計算機仿真，數(shù)控機床等實訓要素聯(lián)通成一個教學網(wǎng)絡，使教學信息互聯(lián)互通，實時共享，由此搭建一個融入數(shù)字化車間的理實一體化數(shù)控實訓教學平臺，實現(xiàn)真正意義上理實一體化教學環(huán)境。

（三）引入企業(yè)真題提高產(chǎn)品質(zhì)量意識

職業(yè)院校開設的數(shù)控技能實訓課程，建議采取項目化教學手段，由指導教師安排課題任務，以項目的形式給學生布置訓練內(nèi)容。在綜合技能訓練階段，指導教師應引入企業(yè)生產(chǎn)的真題，作為實訓項目的內(nèi)容，對學生進行訓練，訓練中嚴格按企業(yè)的生產(chǎn)管理要求，以加工出符合企業(yè)要求的零件為最終目標，為企業(yè)做生產(chǎn)加工。企業(yè)生產(chǎn)的零件，只有合格品與廢品之分，使用企業(yè)生產(chǎn)中的產(chǎn)品零件來訓練、考核學生，傳統(tǒng)的60分及格作為考核通過的標準來衡量顯然已不可行，只有合格品是100分成績，廢品是0分成績，這對學生的要求極高。在訓練過程中，學生要全面考慮零件的所有加工因素，不能有絲毫失誤。因此，數(shù)控實訓項目內(nèi)容，應引入企業(yè)的生產(chǎn)零件，真題真做，使學生在企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境中進行訓練，學生在編程方法、工藝方案、切削用量、尺寸精度、表面質(zhì)量、加工效率等方面都能得到極大煅練，有利于全面提高學生技能水平、產(chǎn)品質(zhì)量意識等職業(yè)能力。職業(yè)院校在企業(yè)生產(chǎn)的真題真做環(huán)境中培養(yǎng)出來的畢業(yè)生，畢業(yè)時無須再培訓就能夠直接勝任崗位工作，肯定會受到用人單位的歡迎。

三、移動互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)下數(shù)控實訓教學平臺創(chuàng)新建設應用實例

下面以一個數(shù)控實訓教學平臺實例，闡述移動互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)下數(shù)控實訓教學平臺創(chuàng)新建設應用思路。

（一）建設思路

先分別建設配置有數(shù)控機床操作面板的數(shù)控加工仿真理實一體化實訓室和數(shù)控實訓車間，并在無線網(wǎng)絡環(huán)境下，實現(xiàn)仿真計算機與數(shù)控機床之間數(shù)據(jù)的雙向無線傳輸。然后，再把仿真計算機的服務器接入互聯(lián)網(wǎng)，利用現(xiàn)有的移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使智能手機無線訪問仿真計算機服務器，以達到智能手機與仿真計算機互聯(lián)互通的目的，實現(xiàn)移動互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)下的混合學習，翻轉(zhuǎn)課堂式理實一體化教學。

（二）平臺組成

數(shù)控實訓教學平臺主要由智能手機終端、仿真教室、數(shù)控車間這三大部分組成，如圖1所示。各大部分之間的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡技術(shù)實現(xiàn)互聯(lián)互通。

智能手機終端是學生平常的智能手機。在課程開始講授之初，任課教師首先要求每一位選修該課程的學生，在其手機上下載安裝開發(fā)好的“數(shù)控機床編程與操作APP學習平臺”，任課教師指導學生管理好自己的業(yè)余時間，要求學生利用業(yè)余時間在手機上瀏覽“數(shù)控機床編程與操作APP學習平臺”上的教學內(nèi)容，如自主收看微課視頻、在線練習等，以獲得所需的知識技能，為上課時操作練習做準備；任課教師可通過智能手機，隨時隨地了解學生的課前學習與練習情況，及時掌握學生的學習動態(tài)，為授課時深淺快慢指明方向。

仿真教室主要配備計算機、機床操作面板、服務器、無線路由器（AP）、投影儀、多功能電子白板等電子設備；計算機安裝有數(shù)控加工仿真軟件，具備零件的仿真編程加工功能；機床操作面板與車間里實操訓練用的數(shù)控機床的操作面板規(guī)格型號大小功能均一致，其內(nèi)部電路通過改裝后，與計算機通過RS232接口數(shù)據(jù)線連接一起；機床操作面板可實時操控計算機里的虛擬機床，學生在仿真教室里應用數(shù)控加工仿真軟件對零件進行編程、仿真加工等操作，均通過機床操作面板完成；服務器接入因特網(wǎng)，實現(xiàn)與外部網(wǎng)絡的聯(lián)網(wǎng)，同時存儲學生的學習資源，接收來自學生、教師的智能手機終端反饋的教學信息，與仿真教室里所有計算機通過無線路由器（AP）實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

數(shù)控車間里的數(shù)控機床通過設定局域網(wǎng)分配的IP地址，具備無線網(wǎng)絡通訊功能，通過無線路由器（AP）可以接收來自仿真教室里的服務器的加工程序信息，也可以向仿真教室里的服務器發(fā)送加工程序信息，即在數(shù)控加工仿真軟件里通過練習驗證正確的零件加工程序，可以發(fā)送到車間對應的數(shù)控機床上，而在車間數(shù)控機床上實際加工完零件后得到最終優(yōu)化的加工程序，也可以發(fā)送回仿真教室的計算機里，實現(xiàn)數(shù)字化車間的實訓教學環(huán)境。

（三）數(shù)控機床編程與操作APP學習平臺設計

通過對數(shù)控機床編程與操作這門課程的知識點、技能點的梳理，以“翻轉(zhuǎn)課堂”的理念，指導設計數(shù)控機床編程與操作APP學習平臺，使平臺適合學生的現(xiàn)實學情，且易于操作，實用性強。

1.平臺功能

數(shù)控機床編程與操作APP學習平臺具有加工中心和數(shù)控車床兩大學習模塊，具備面向教師端的“答疑、監(jiān)督”兩大功能以及面向?qū)W生端的“課程視頻、課前作業(yè)、學習記錄、知識分享、我問你答”五大學習功能。數(shù)控機床編程與操作APP學習平臺的功能如圖2所示。

2.平臺登錄

學生（或教師）在手機上下載安裝數(shù)控機床編程與操作APP學習平臺后，在APP學習平臺登錄界面輸入個人學籍信息完成注冊，通過后臺驗證即可登錄，登錄時選擇學生或教師進行登錄，如圖3所示，學號（教師輸入工號）和密碼以及用戶角色由后臺程序判斷，然后跳轉(zhuǎn)到對應用戶角色的首頁，教師登錄的首頁比學生登錄的首頁多了[答疑]和[監(jiān)督]功能，其他內(nèi)容顯示方式相同，如圖4所示。

3.課程視頻與課前作業(yè)

學生在APP學習平臺首頁選擇[課程視頻]鏈接進入自主學習頁面，學生根據(jù)自已的課程選修方向，選擇加工中心或數(shù)控車床，進入相應課程模塊的[課程視頻]頁面，如圖5所示，課程視頻由主講教師以微課的形式在課前事先錄制好，上傳到APP學習平臺上，供學生課前業(yè)余時間點擊收看學習。學生在收看完相應章節(jié)的課程教學視頻后，要求完成課前作業(yè)，課前作業(yè)的題型有選擇題也有編程題，以客觀題為主，由授課教師上傳布置，學生課前利用智能手機在APP學習平臺上完成作答后上傳到教學平臺的服務器，學生課前作業(yè)頁面如圖6所示。

4.學習記錄與監(jiān)督

學生可以按課程日期查看自己的學習記錄情況，學習記錄頁面如下頁圖7所示。學生通過該頁面可以清楚地看到課程視頻是否已經(jīng)收看學習完畢，課前作業(yè)是否已經(jīng)完成提交。在如下頁圖8所示的監(jiān)督頁面，任課教師可以按課程日期統(tǒng)一查看班級學生的課前學習情況。監(jiān)督頁面上記錄著學生課程視頻、課前作業(yè)的完成情況，若有學生在課前沒有完成相應的學習任務，任課教師點擊該生相應的“未完成”記錄符號，可以給該學生發(fā)送預先編輯好的手機短信，提醒該生相應的課前學習任務還未完成，需要在課前完成，學習平臺的這些功能使任課教師對學生的課前學習可以進行全天候無線監(jiān)督，部分學生懶散的學習習慣能夠得到及時糾正，有利于促進好學風形成。

5.答疑互動及分享

學生在學習過程中，遇到問題也可以通過APP學習平臺的[我問你答]頁面，給教師留言，教師在APP學習平臺上及時給學生答疑解惑。通過[知識分享]頁面，學生和教師可以把平時收集到的一些學習資料，如文檔、視頻等，上傳到APP學習平臺，經(jīng)后臺審核整理后發(fā)布，與大家一起分享知識。

（四）移動互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)下數(shù)控實訓教學平臺的應用

該數(shù)控實訓教學平臺，在移動互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)環(huán)境下，教學信息通過無線網(wǎng)絡實現(xiàn)整合、共享，把傳統(tǒng)的課堂教學、移動互聯(lián)學習、虛擬現(xiàn)實教學、動手實踐等充分結(jié)合起來，使各種教學模式的優(yōu)點得到了發(fā)揮融合。應用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以翻轉(zhuǎn)課堂的模式來展開理實一體化教學，強調(diào)學的自主性和教的引導監(jiān)督性，創(chuàng)新了教學方法。數(shù)控實訓教學平臺的應用模式，也可以理解為學生闖關(guān)式學習模式，其過程是：教師要求學生在課前必須收看課程視頻，自主學習即將要上的實訓課內(nèi)容，并在課前完成相應的作業(yè)提交，學生的這些學習活動由學習平臺服務器做好記錄，當上課時，只有學生在課前都完成了收看視頻和提交作業(yè)的情況下，學生到教室上課時才可以登錄計算機數(shù)控加工仿真系統(tǒng)，進行下一步的仿真練習；學生在數(shù)控加工仿真軟件中完成了零件的編程加工后，需通過教師在學習平臺上確認驗收，確保無誤后，零件的加工程序才能傳輸?shù)杰囬g里對應的數(shù)控機床上，為下一步在車間的實際加工做準備，這時，學生才能到車間在數(shù)控機床上對零件進行實際加工訓練；當學生在車間完成零件的加工，得到合格的零件后，學生又可以把優(yōu)化過的正確加工程序傳輸回學習平臺的服務器中，供學生本人整理記錄，教師評估學習效果以及分享。在整個學習過程中，學生要進入下一個學習環(huán)節(jié)，必須完成前置的相應任務，才能到達。

任課教師在課前根據(jù)實訓教學目標，以微課的形式制作好講課視頻，上傳至數(shù)控實訓教學平臺的服務器中，供學生課前通過智能手機自主學習，課后復習，學生可以充分利用自己的業(yè)余時間安排學習，記住教學要點。與此同時，學生在課前完成相應的作業(yè)練習并提交，任課教師課后對學生每章節(jié)的學習效果及時給予評價，不僅能讓教師方便了解學生的學習狀態(tài)，學生也可以隨時查看自己在全班的學習等級，便于查找原因補差補缺[5]，實現(xiàn)了任課教師對學生的學習過程在APP學習平臺上進行全程監(jiān)督。仿真加工是數(shù)控編程操作技能練習入門和提高的有效手段。目前，數(shù)控加工仿真軟件的操作，通常是直接利用計算機的鍵盤、鼠標來操控虛擬機床，這使學生（尤其是初學者）在仿真練習過程中，對數(shù)控機床的熟悉以及操作技能體會不深，難以理解。本教學平臺通過對數(shù)控機床的操作面板進行改造，使操作面板能夠控制計算機中的虛擬機床，使學生在仿真練習過程中的機床操作更為真實，體驗到了實際的機床操作感覺，當學生到車間動手操作真實的機床時，減少了熟悉機床操作的時間，提高課堂效率。

綜上所述，以移動互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)視角審視目前職業(yè)院校中數(shù)控實訓教學存在的一些問題，主要體現(xiàn)在教學模式、教學手段、實訓環(huán)境等沒有跟上時代的發(fā)展，而所強調(diào)的理實一體項目化教學，亟需在網(wǎng)絡環(huán)境下，整合智能手機、計算機、數(shù)控機床等硬件資源，實現(xiàn)各硬件設備之間教學信息互聯(lián)互通的數(shù)控實訓教學平臺；平臺能利用APP軟件、虛擬仿真等軟件技術(shù)，把教學信息通過移動互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)整合、共享；以翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，把傳統(tǒng)的課堂教學、移動互聯(lián)學習、虛擬現(xiàn)實教學、動手實踐等充分結(jié)合起來，使各種教學手段的優(yōu)點在此教學平臺上得到了發(fā)揮。實踐證明，昆明理工大學城市學院現(xiàn)代制造技術(shù)中心通過基于移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的數(shù)控實訓教學平臺的建設，在運用混合學習理念翻轉(zhuǎn)課堂教學模式等提高數(shù)控實訓教學效率方面所做的探索應用，效果良好。

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（責任編輯：張維佳）