信息化教学在子程序编程的教学应用研究

罗飞 曾齐高 何承卫 杨世龙 张炼兵

一、引言

信息化教学，是指在教学中应用信息技术手段，使教学的所有环节数字化，从而提高教学质量和效率。以现代教学理念为指导，以信息技术为支持，应用现代教学方法的教学。在信息化教学中，要求观念、组织、内容、模式、技术、评价、环境等一系列因素信息化。

在教育信息化不断深入的进程中，信息技术以其自身优势正在成为课堂教学有效手段，成为提高课堂有效性的一种重要载体。信息技术的发展，改变了课堂的教学模式，让课堂更加丰富有趣，让课堂更加多姿多彩。

子程序的编程在数控加工技术课程中占有重要的位置，比如一次装夹加工多个形状相同或刀具运动轨迹相同的零件，即一个零件有重复加工部分的情况下，为了简化加工程序，把重复轨迹的程序段独立编成一程序进行反复调用，这重复轨迹的程序称为子程序，而调用子程序的程序称主程序。

笔者参加2017年广东省职业院校信息化教学大赛和广东省中职学校“创新杯”说课大赛分别获得三等奖和二等奖，在比赛过程中体会到了信息化教学在子程序的编程的教学组织过程中的便利，偶有此文。

二、教学设计

（一）教学过程概况

本次教学选取的章节为《数控加工技术》——子程序的编程及应用。教材符合中职生岗位需求，教材中关于子程序的有详细的阐述，教学使用时常规手段先学M98/M99的编程格式，然后讲解例子，并應用。本次教学设计需要对教材进行处理，由一个任务驱动，并利用完成该任务的同时引入子程序的编程及应用设计，改变常规教学方式。

教学对象为中职学校数控专业二年级学生，已经学习过数控编程的指令，并能够掌握简单的数控机床的操作，本次教学设计内容主旨解决如何理解使用子程序，让学生更好地掌握子程序的功能。教学过程整体设计以“学生为中心”的任务驱动教学法为主，辅以讲授法、讨论法等，整体教学过程如图1所示。

（二）发布工作任务

教学任务在课前通过学校信息化教学平台上发布，学生可以利用手机扫码进入教学平台获取工作任务，如图2所示。工作任务为简单的铣削100×100平面，加工参数为平面加工深度1mm（背吃刀量）；主轴转速2000r/min；进给速度400mm/min；毛坯材料：铝合金；刀具选用：Φ20高速钢平底立铣刀。

（三）分析工作任务

教师引导学生分析工作任务，并且让学生以组为单位进行收集信息并且完成相关工作页，如图3所示。

（四）解决工作任务

各小组在分析完工作任务之后，小组同学利用AutoCAD软件绘制铣削平面的刀具轨迹图，各小组可以根据已学的绝对编程指令G90快速编写出数控程序，然后引导学生利用相对编程指令G91修改所写程序。进而引导学生观察程序的变化并总结规律，会发现两个规律，规律1：简单的一个铣削平面程序很长，规律2：以下几行程序反复出现，如图4所示。

各小组同学在总结规律之后就会有疑问，一个很长的程序，并且其中有不少重复的程序段，能否将重复的程序进行打包，用时调用，不用时退回呢？答案是肯定的，进而教师引出子程序的编程指令M98（调用子程序）和M99（返回主程序），并讲解指令格式。并引导学生利用子程序指令再次修改程序，完整程序如图5所示。为了加强学生对于重复程序的理解，教师利用多媒体课件演示动画，如图6所示。

（五）验证解决方案

俗话说“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”编程再好，也要用实践证明，学生可以利用数控加工仿真软件进行模拟仿真，如图7所示，然后在老师的指导下分组完成零件的加工，如图8所示。

（六）评价及提升

在其他加工要求不变时，把本任务的铣削深度变为5mm，每次切削深度1mm，如何编程？解决方案就是把刚才任务的加工程序再打包成子程序，调用五次即可，那么就出现了子程序中再调用子程序，这就是子程序的嵌套，学生可以根据刚才的思路再次编写程序，观看动画，能够清楚表达子程序的应用。

任务完成之后，根据各小组的表现进行评价，评价由三方（自评、互评、教师评）评价组成，并填写评价表。

信息化教学在子程序编程的教学应用研究

三、教学反思

（一）信息化教学解决重难点

本文所用信息化媒介包括手机、计算机、数控机床等，信息化的手段包括手机微信、QQ，信息化教学平台、AutoCAD软件、数控仿真软件、多媒体动画、加工视频等。

教学重点是子程序的编程，本文通过AutoCAD软件绘制刀具轨迹图，以及利用多媒体制作动画，可以让学生清晰的理解子程序的作用，突破了在常规教学中的关于讲解子程序的指令。进而利用了数控仿真软件，加工视频、动画等让学生从子程序的编程到子程序的嵌套的有机过度，让学生了解何为子程序的嵌套，从而顺利突破教学难点。

（二）教学创新

本次教学设计的创新点巧妙设计G90/G91的编程对比，从而引出子程序的概念。通过首尾呼应，验证子程序的可行性。通过子程序的应用看似简单问题复杂化，实则是通过多样化的教学活动让学生有兴趣参与，并且让编程更有逻辑性，让复杂的程序简单化，避免了按部就班的枯燥教学。

（1）利用G91和G90的编程方法的对比，巧妙的引出子程序的作用（化繁为简）。

（2）通过首尾呼应的方法验证子程序的使用（任务开始是真实的加工视频，任务结束是通过子程序的仿真模拟加工）。

（3）避免了一般教材中关于子程序的按部就班的讲解，能够让学生有兴趣参与，并能熟练掌握子程序的使用范围。

（三）教学收获

本次信息化教学设计，老师通过创新设计教学过程，提升了教学设计能力，制作课件能力，促进学生学习兴趣的能力，学生通过完成任务虚实结合，提升分析问题能力，解决问题能力，促进数控逻辑编程的能力。

四、结束语

教师的收获能够创新设计教学过程，让教师提升教学设计能力、制作课件能力、提升学生兴趣的能力。学生的收获能够化繁为简，能够让很长的程序通过子程序简化程序，并通过学习掌握子程序的编程及应用。

著名教育家陶行知说：“我以为好的先生不是教书，不是教学生，乃是教学生学。”利用“手机、机床、计算机”等信息化媒介锻造有生机的信息化“有机”课堂，让学生乐学，教师乐教。多样化的信息化教学在未来的职业教育中占有举足轻重的作用，为构建广东省现代职业教育体系添砖加瓦。

[基金项目：广东省教育系统关工委“十三五”教育科研规划青年教师发展专项课题（课题编号：QNJSKT00152）深圳市龙岗区教育科学“十三五”规划2017年度立项课题（课题编号：2017JS322]

参考文献：

[1]张一春.教师教育技术能力建构——信息化环境下的教师专业发展[M].南京：南京师范大学出版社，2007.

[2]朱明松.数控加工技术[M].北京：机械工业出版社，2016.

[3]袁晶.《数控加工技术》的信息化教学设计与探索[J].教育教学论坛，2013（40），178-179.

[4]黄永红，付利群.浅谈子程序在数控铣教学中的应用[J].科技广场，2014（04），78-82.

[5]杜俊.引入信息技术的数控加工工艺教学实践[J].内蒙古教育，2016（07），89-90.

责任编辑朱守锂