基于云课堂的数控加工技术 混合式教学模式设计

邱茜茜

[摘 要] 由于信息技术的快速发展，将信息技术与教育相结合的混合式教学模式逐渐成为职业教育教学改革的重要研究方向。本文通过分析职业教育中数控加工技术的课程现状，结合传统课堂教学和网络教学（E-Learning）的各自优势，对基于云课堂的混合式教学模式进行设计，有效地融合课堂、实验室、网络和企业为一体的模块式教学平台，将云课堂与每一模块相并联，有利于学生自主学习课堂知识，及时反馈数控加工任务解决方案增强教师与学生的双向性互动以及实施更为真实的多元性教学评价。

[关键词] 云课堂；混合式教学；数控加工技术课程；职业教育

[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 1008-2549（2018） 12-0090-03

一 引言

近年来，随着我国信息化的不断发展，信息技术在各个领域有了不同的推进作用，而将信息技术与教育教学的结合有力地推动着当代中国教学模式的变革和发展。信息化教学模式的产生与发展，将教育教学从“以教师为主体”的灌输式教学形式逐步转向“以学生为主体”的探究式主动学习方式。教育部在2012年3月颁布的《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》中提出将学生是为能力体系的核心组成部分，强调继续普及和完善信息技术教育，着力培养学生信息化环境下的学习能力，培养学生利用信息技术学习的良好习惯，增强学生在网络环境下提出问题、分析问题和解决问题的能力[1]。

混合式学习是将传统的面对面的课堂教学与网络学习的混合，是自主学习、协作学习、接受学习和发现学习的混合，是真实的教室环境与虚拟的网络环境的混合，是师生之间线下交流与线上交流的混合[2]，综合运用不同的学习理论、不同的技术和手段以及不同的应用方式来实施教学的一种策略。混合式教学模式则是将传统教学与网络学习的优势结合起来，既发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又充分体现了学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性[3]。

云课堂作为就在教育大数据背景下，利用云理念和云技术打造的一种在线开放课堂，通过将云课堂的混合式教学模式融入职业教育中，教师由原先的知识传递者变为学习引导者，学生由原先的被动接受者变为主动参与者，这种教学模式通过网络平台进行知识学习、交流互动、在线测试等环节，不仅可以提升学生学习积极性，又可以避免学生被过于丰富的网络教学环境所吸引而分散学习注意力，让学生在掌握知识的同时又了解了学习的结构方法，培养了学生的责任意识和小组协作能力。

二 数控加工技术课程现状分析

职业教育是以就业为导向培养高素质技能型人才，应以情境性原则为主，以科学性原则为辅，通过显性或隐形课程体现人本性原则，从而达到培养专业能力、方法能力和社会能力的目标[4]，使学生获得“关键能力”或职业核心能力。专业能力：具备数控加工技术的基本理论和系统专业知识以及产品和系统的设计、制造、检验、维护的基本能力。方法能力：具备数控加工的生产组织和管理能力并且具备初步知识学习探究、技术开发及创新能力。社会能力：具备社会适应能力、社会交往能力、社会工作综合能力以及社会认知能力。如表1所示。

1 教学资源不完善

教师在教学过程中大部分仍以呈现纸质学习材料、PPT演示文稿、视频、音频等方式来呈现课堂知识，这种方式仍以教师和知识导向为中心，而现代教育教学中心已经转变为以教学材料和学生为中心。随着教育信息化的发展，教师应该把大量的基础知识、辅助教学的视频、音频放进云课堂中，并且增加专业概论课程资料，通过专业概论课程对所学专业有概括性的认知，让学生自主的选取学习资料，让学生真正地成为自己学习“主人”，教师则是学生学习的领导者、指引者，具有脚手架功能。其次，數控加工技术是一门实践性很强的课程，实践是创造性应用和发展理论的过程，是综合能力形成的过程[5]。数控实训操作需要一定数量的机床设备，而大多数学校实训中心存在数控机床种类单一、设备较为落后、数量不足等情况，在一定程度上削弱了学生综合运用能力。

2 教学模式缺乏多样性

在数控加工技术课程教学中的教学内容和课程任务是重要组成部分，传统的数控加工技术课程教学仍延续将普通文化知识、专业基础理论作为教学模式体系展开的起点，在进行完基础理论课后，将实践任务以单纯的序列呈现。这种先理后实的教学形式将实践任务看作为理论学习课程之后的综合运用，使得理论与实践内容按先后顺序相对独立编排，导致理论知识与对应的实践任务相分离。随着教育信息化的发展，教学空间不再只局限在课堂中，在课前、课后的学习交流也是必不可少的，在云课堂中学生选择符合学习风格的学习资料进行思考学习并提出问题，教师可以通过云课堂平台进行针对性指导交流，提高学生学习积极性，促进师生关系和谐，实现知识课堂向能力课堂、灌输课堂向对话课堂转变。

3 学生应用创新能力不足

大多数职业教育学校的课程体系仍然是知识导向型，按照学期纵向排列，每门课程也是根据知识点进行纵向排列，在课程教学中教师更为注重知识点的讲解与教授，导致学生在完成课程后也仅仅注重课本基础理论知识，不重视先前知识与新知识之间的关系，无法搭建完整的专业知识框架，在这种情况下利用已有的知识扩展知识外延实现创新设计的可能性非常小。并且，现有的课程教学仍然是以教师为中心，学习评价也多采用考试成绩的方式，使得学生将学习的中心都放在应付考试上，对于学生自主学习、独立思考和创新能力产生了消极的影响。而在实践操作课程中学生多抱有散漫、不够严肃认真的心态再加上单一的教学模式及偏重于基础理论知识的灌输式教学方式，理论与实践相脱离，学生在实践操作中的知识应用能力明显不足，创新能力尤为薄弱。

4 教学评价体系较为单一

在以往的教学模式下，常常教师凭借日常学习成绩、出勤成绩对学生进行教学评价，抑或是教师采用期末考试的方式，通过学生的期末成绩来对学生进行评价。对于数控加工技术课程教学评价往往采取通过完成作品评价，而由于课堂时间的限制，对于学生数控作品的评价多数采用课堂集中的教师评价。无论何种评价考量标准，教师对学生的教学评价都具有绝对的决定权。这种凭借单一的结果评价，无法客观的反应学生的学习效果，对学生无法进行公正的教学评价，缺乏对学生学习过程和结果的个别化指导，缺少个人评价和学习小组之间的互评环节等多元化评价体系。

三 基于云课堂的数控加工技术混合式教学模式的设计与实施

基于云课堂的数控加工技术混合式教学包括三个阶段，即将课堂阶段、实验室阶段和工程实践环境阶段，这三个阶段分别与云课堂相结合，并联成为课堂与云课堂相结合阶段，学生自主学习、互动讨论、学习反馈；实验室与云课堂相结合阶段，学生在教师的指导下完成任务设计与构思、仿真操作和分析实验结果；工程实践环境与云课堂相结合，学生在实践环境或企业中进行真实机床的操作、维修、安全文明生产。如图1所示。

1 课堂与云课堂相结合

在这一阶段，课堂教学划分为课前、课中和课后。

课前，云课堂相当于提供学习的平台。为了让学生对所学专业以及相对应的工作岗位需要具备的能力有概括性的认识，教师需要依据教学大纲和学情分析将准备好的学习资料、教学视频和教学课件上传到云课堂，学生可以根据自己的学习风格随时随地地进行自主学习，不必再拘泥于教学内容的编排顺序以及教师单一的教学方式，而是主动参与到学习过程汇总，通过自己擅长的学习方式对云课堂中的学习资料进行选择学习，认真思考并提出问题。

课中，教师可以根据学生在云课堂中的学习情况，统计分析学生普遍对哪些相关知识点存在问题，在教学中为学生集中讲解，根据从云课堂了解的学生感想和学生交流情况，对课程的重难点进行针对性地讲解，让学生更为深入地理解，教师组织学生以小组的形式让学生根据课前预习与课中学习到的知识进行小组讨论，并在教师的引导性进行针对性的讨论解答，学生总结讨论结果，对所学知识具有更深入的学习理解。最后，教师对学生课堂研讨情况进行分析和总结，进一步的了解学生的掌握和理解情况布置课后作业。

课后，云课堂相当于学习任务反馈平台。学生通过课堂所掌握的知识完成教师布置的课后作业，并将作业提交到云课堂中的作业模块中。教师通过学生的作业完成情况可以全面的了解学生对课堂知识所掌握的情况，并及时反馈给学生。学生根据教师的反馈，了解自己不足点进行弥补重复学习。云课堂与课堂教学结合教师由原来的知识传递者转变为学习引导者，学生由原来的被动接受者转变为主动参与者。弥补了学生知识点学习不全面，进一步加深了对学习内容的理解，完成知识的内化，使学生的学习在不断探索和内化的过程中得到延续。

2 实验室与云课堂相结合

教师根据理论知识的学习情况穿插式布置课程任务，让学生在实践的过程中串联已学到知识点进行实践。在实验室的教学环境中让学生在数控加工技术课程中运用数控仿真软件完成对课程任务的设计与构思，实施初步的解决方案，对实验结果进行分析，提出改进的设计方案。如进行简单轴类零件的加工，利用数控仿真软件可以将整个实践操作过程按照步骤进行，从而弥补设备和师资能力的不足，让学生利用数控仿真软件和教练机进行模拟操作，可以给学生充分的实习机会，节省了操作实践，提高了对机床操作的熟练程度，也为下一个阶段的文明安全操作真实数控机床提供了保障。其次，对于抽象的理论知识点，教师可以运用仿真软件进行演示教学，如数控车床、数控铣床中对刀过程，教师可以利用斯沃仿真软件或学习机进行演示操作，实现仿真软件与云课堂学习相结合、虚拟设计和制造技术相结合，通过构建“虚实结合，虚机实电[6]”的教学情境为学生创造沉浸式学习环境。

3 工程实践环境与云课堂相结合

工程实践环境为学生提供真实的数控机床设备，立足于产学研实习基地让学生亲临工程实践环境中在真实的数控机床上进行操作加工，通过以上两个环节的工艺分析、仿真模拟加工学生已经掌握了数控机床操作的流程规范，对于数控机床的熟练程度大大提高，可以独立自主地完成零件加工。在这一阶段中，云课堂的作用相当于辅助性参考平台。将工程实践环境与云课堂相结合，通过云课堂为学生提供内容支持，让学生借助云课堂上所学习记录的资料、重难点进行独立的零件加工，教师通过上一阶段的学生学习情况的了解以及依据教学经验，将注意点提前罗列给学生，让每一位学生真正的掌握数控机床加工技术，真正的进行安全文明操作，给学生创造了自主研究性学习和解决工程实际问题的空间，使理论与实践相结合，提高学生的知识应用能力，促进学生的创新能力。

四 总结

随着计算机技术、信息技术和自动化技术在制造业中的广泛应用，先进制造技术已经成为提高国家竞争力和创新能力的根本途径，对于先进制造技术的职业教育日益受到重视，而数控加工技术作为先进制造技术重要标志之一，其教学却存在课程设置老化，教学模式和理念单一，知识更新缓慢、滞后，师资力量缺乏等问题，在这样的条件下运用混合式教学模式，通过云课堂建立教师与学生、理论知识与实践操作的桥梁，打破了传统的数控加工技术教学模式，不仅发挥了在线课堂的优势同时也弥补了传统课堂中的不足，教师充分发挥教学过程中的引导作用，让学生学会思考、探索和协作的自主学习。教师在学科汤中能够及时向学生反馈信息，可以提高生生、师生间的话语互动，促进社会化学习进程[7]。同时，有效地融合课堂、实验室、网络和企业为一体的综合立体的教学平台，以培养目标为依据，从理论课程和实践的有机联系出发，结合培养方向、视讯内容，真正做到“以学生为中心，在做中学，在学中做”的教学理念，让学生得到更全面的发展。（责任编辑：姜海晶）

参考文献

[1]余胜泉.推进技术与教育的双向融合——《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》解读[J].中国电化教育，2012（5）：5-14.

[2]牟占生，董博杰.基于MOOC的混合式学习模式探究——Coursera平台为例[J].现代教育技术，2014（5）：73-80.

[3]何克抗.从Blending Learning看教育技术理论的新发展[J].中国电化教育，2004（3）：5-10.

[4]王继梅，张德生.基于工作过程的数控技术专业课程开发探索[J].中国成人教育，2010（3）：147-148.

[5]李培根.我国本科工程教育实践教学问题与原因探析[J].高等工程教育研究，2012（2）： 1-6.

[6]丁曉红，李郝林，钱炜.基于成果导向的机械工程创新人才培养模式[J].高等工程教育，2017（1）：119-122.

[7]刘智，张文静，等.云课堂论坛中的学习者互动话语行为分析研究[J].电化教育研究，2016（9）：95-102.