基于《数控机床》课程资源建设的操作型课程网络教学探究

2017-07-14魏文逸

教育界·下旬 2017年5期

魏文逸

【摘要】偏重理论的网络教育课程资源建设相对容易，但重实践操作课程的资源建设相对复杂。文章以《数控机床》这一重实践操作的课程为例，总结其中不易通过文字阐述清楚的内容，将学习者难懂章节拆分成若干知识点，并据此制作系列微课程。《数控机床》系列微课程的创建能为其他具有相似操作性的课程提供良好借鉴。

【关键词】《数控机床》；资源建设；操作型课程；网络教学

一、引言

网络教育载体主要是网络课程资源，传统课程资源形式主要包括文档、视频、音频等。目前网络教学模式的迅速发展，对课程资源的质量提出了更高的要求，即要依据不同学科的特点创建适应其专业发展的课程资源[1]。由于网络教育自身有不受地点、时间、年龄等限制的特点，重理论的课程资源建设相对容易，但重实践、操作课程的资源建设就相对复杂。因为，一旦让学习者不定时地到实地进行实践操作，网络课程带来的革新势必失去原本的意义。因此，本文尝试采用新教学手段来解决重实践、操作类课程在教学中所带来的困扰，即《数控机床》系列微课程。此系列微课程设计特点主要包括：知识点总体上涵盖了《数控机床》课程所有章节；数控机床复杂内部结构通过三维建模、多体动力学软件仿真等手段结合讲解；抽象词汇通过大量图片、视频演示；每个微课程都采用问题引入、知识点讲述、总结三个模块。

二、《数控机床》传统课堂教学方法

《数控机床》传统教学模式采用课堂教学与操作实践相结合的方法。以中央广播电视大学出版社出版的《数控机床》教材为例，全书分为六个章节：数控机床简介、数控机床的机械结构、数控机床电气控制系统、典型数控机床、数控机床的性能测试与评价方法、数控机床的选用与维护[2]。不同的教学内容采用不同的教学方式，该课程的教学方式划分如图1所示。

在教学设计中，第一章要对数控机床的分类、原理及发展等进行讲述，采用多媒体和课堂讲解相结合的方式，展示各种数控机床样本，力求形象生动，用最短的时间让学生汲取更多的知识，同时采用讲座的形式，让学生感兴趣[3]。第二章是对机床机械结构进行剖析。一方面，可以通过安排实训，带领学生实地观察数控机床的机械组成、传动系统等，使学生亲眼看到数控机床实物，并对应学习机床各部分在总体构成中所处的地位；另一方面，在其组成中包含传动齿轮副、滚珠丝杠螺母副等难观察、难理解的机械结构，因此要结合课堂演示来使学生进一步学习这些关键的内部结构。第三章电气控制系统中主要包含插补这一重要教学内容。以插补的原理为例，以前课堂教学学生学习效果一般，原因就是没有理解插补对制造结果产生的影响。因此，可以依据课堂教学软件针对插补原理进行编程仿真教学，使学生通过直观的操作对比分析，掌握插补原理等电气控制环节。第四章要对典型数控机床进行讲解，由于实训基地一般都是常用的典型机床，因此可以通过安排实训，让学生使用不同机床加工特定零件，进而掌握几种典型机床的特点及使用方法。第五章数控机床性能测试与评价，关于评价指标等规定，适合在课堂教学中为学生阐明；关于机床评价性能的使用，本书以三坐标测量机为例，采用实训的手段，可使学生掌握三坐标测量机原理及使用方法，同时对数控机床结构有更深刻的了解。第六章为数控机床的选用与维护，通过课堂讲解，多媒体演示，展示数控机床的选用与维护，比实训操作更加全面，便捷。

三、《数控机床》传统网络教学方法

传统网络教学方法首先将书面文字划分模块，将各模块制成电子资源，再将电子资源迁移到网络平台中，以堆积大量Word文档、音频、视频等为主要手段，学生自主下载电子文件自主学习。

受网络教育特点的限制，受到学习者学习地点以及学习时间不统一的制约，无法安排实训操作，使学生将一门实践操作性极强的课程按照理论课的形式来学习，加大了学习者对数控机床结构、加工原理、使用操作等方面的理解难度，使实训操作过程中易于理解的问题变得难以讲解，制作电子课件也较为复杂难懂。

四、《数控机床》微课程资源建设

《数控机床》课程依据“中央广播电视大学人才培养模式改革和开放教育试点”研究工作开展，旨在培养学生具有一定的工作技术应用能力，以适应工作岗位实际要求[4]。

微课程建设的优势。第一，使学习者足不出户即可感受到有如在实训现场身临其境地操作数控机床这一大型实体装配机构的感觉。微课程可以将数控机床内部的复杂运动清晰地演示出来，编程、使用等过程也可被逻辑呈现。其中运用了多体动力学仿真软件（RecurDyn）以及某高校网站仿真动画资源[5]。第二，使学习者易于抓住学习重点。相较于传统网络教学方法，微课程不需要學生下载大量网络文件并从中找到学习重点，每个时长5分钟左右的微课程即为一个重点，微课程授课效果显著提升，便于学生掌握。第三，将课堂教学与实训教学相结合。视频演示既包括课堂讲授的知识框架部分，也可以随时插入所需操作过程视频，为学生学习带来便捷。

以下详细介绍《数控机床》微课程建设思路。

（一）微课程总体模块划分

由于本门课程为系列微课程，因此有必要涵盖整本教材的各个重点章节、重难点内容。经分析，可从四部分着手创建微课程资源：总体概述、数控机床机械结构、典型数控机床及数控机床的发展探讨。系列微课程详细列表，见表1。

（二）系列微课程教学设计

1.数控机床的组成：搜集相关视频、图片资源，用以展示现有三种数控机床的基本原理、总体结构、加工形式（以机床结构拆分演示为主）。

2.数控机床的分类：搜集各类机床图片资源，从不同角度展示机床的分类，深入剖析机床分类原理（以视频、动画演示为主）。

3.齿轮传动间隙刚性消除原理：对数控机床机械结构中难观察、难理解的齿轮刚性传动部分进行针对性展示（以展示机床局部机构实物和制作局部机构模型为主）。

4.齿轮传动间隙柔性消除原理：对数控机床机械结构中难观察、难理解的齿轮柔性传动部分进行针对性展示（以展示机床局部机构实物和制作局部机构模型为主）。

5.滚珠丝杠结构：展示具有对数控机床机械结构中难观察、难理解的滚珠丝杠传动部分进行针对性展示（以展示机床局部机构实物和制作局部机构模型、动画为主）。

6.滚珠丝杠间隙消除原理：对滚珠丝杠间隙消除原理进行深入分析，分类解读（以展示机床局部机构实物和制作局部机构模型为主）。

7.数控加工准备工作：总体学习数控加工的准备流程、再针对各流程深入阐述（以动画演技、模型创建为主）。

8.数控加工工程实例：演示典型结构特征零件的加工方法及过程（以数控编程及数控加工动画演示为主）。