信息化技术在数控技术专业教学中的应用

宋昌平

（大连职业技术学院机械工程学院，辽宁 大连116037）

根据教育部《高等职业教育创新发展行动计划（2015-2018年）》的通知，要顺应“互联网+”的发展趋势，应用信息技术改造传统教学，促进随时随地、移动、个性化学习方式的形成。数控技术专业的职业教育必须更新传统观念，改革传统的教育教学模式，对接国际先进教学模式，以信息技术为突破口，全面提升教育质量。

信息化教学是运用系统方法，以学生为中心，充分利用现代信息技术和信息资源，科学地安排教学过程的各个环节和要素，实现教学过程的优化[1]。信息化教学同时能培养学生进行信息检索的能力、创造性思维能力、解决问题、自主学习的能力，沟通交流及团队协作的能力[2]，提高学生的学习兴趣，提高其知识技能及自我提升的能力。

1 采用信息化手段实现各门专业课程内容有效衔接

对于数控技术专业，传统的专业课程建设，教师基本都是进行课程的独立设计，对整个专业课程体系间的整体有效衔接未做到充分考虑，这样就可能造成课程之间存在没有必要的知识点的重复及缺乏逐级递进的能力培养内容。

1.1 专业课未有效衔接的弊端

数控技术的专业基础课程，如《机械基础》、《机械制图》、《机械CAD技术》及《公差与测量》等，每门课程虽然都结合实际采用了案例教学法，但学生都是独立地学习这些课程，并不了解所学知识在后续的专业课程中有什么应用，所以只是为了学习而学习，不能充分调动其学习积极性。在后续的专业课程中，如《机械加工工艺》、《数控加工编程》及《机床操作实训》等课程中对零件进行数控加工，在识图、零件结构分析及节点坐标绘图确定时，对专业基础课程又不能灵活应用，造成了专业基础课与专业课程之间的脱节。

在专业课设计时，各门课程独立选用教学案例，就会导致在制订工艺、编制数控程序、计算机辅助设计制造及加工实训中使用的均是不同的零件，导致学生学习每门课程时对知识没有整体的认知，对提升综合职业能力产生很大的障碍。

1.2 专业课程的有效衔接

为保证数控技术各专业课程之间的连贯性，如何实现专业基础课与专业课之间及专业课与专业课之间有效衔接，是专业建设、课程体系构建及课程教学内容设计的主要任务。课程衔接的内容能充分调动学生学习的兴趣，任务完成时又能充分建立学生学习的信心。

数控专业的各门课程之间的有效衔接，可以结合几个零件的完整加工项目进行设计。通过项目的推进，学生可以分别在不同的课程中完成设计及加工的不同阶段的工作。通过任务驱动及项目引导，在各门专业基础课及专业课之间建立起良好的桥梁纽带，从而形成培养学生综合职业能力的专业课程体系框架[3]。

在设计教学内容时，各门专业基础课、专业课及实践课教师应共同探讨，选取合适的教学项目，作为载体，案例应具有真实性、完整性、典型性及启发性的特点。专业课的有效衔接设计如图1所示。的加工参数仿真、数控插补仿真等。对于智能制造系统还可以应用工业机器人仿真。

如果单纯地对数控加工工艺及编程指令进行理论讲解，是非常枯燥的，很多加工方法及指令学生很难理解。使用数控加工仿真软件，使零件的加工整个过程生动形象地直观演示，工艺及程序中出现的问

图1 数控专业课程衔接

在实施过程中，必须提高信息化建设与应用水平。建设专业课程信息平台，消除信息孤岛。教师要与行业企业、高等学校、专业机构等合作，选取来源于实践、适用于教学的典型案例。搭建网络学习平台和移动学习平台，整合优质资源，建设专业数字化课程资源库、案例库等，便于各门课程教师及学生进行查阅及学习。

2 开发使用仿真教学软件

数控技术专业学生实训主要是使用数控机床，尤其是使用多轴数控机床加工，在现场实习安排时，不能保证每个学生一台机床进行操作，并且还存在一定的操作危险。考虑到资金投入、师资条件及安全效率等多方面因素，积极开发替代性虚拟仿真实训系统应用于车间实践操作前阶段，例如数控机床操作、数控机床维修等，使得学生对教学中难以理解的复杂结构、复杂运动等有比较直观立体的学习。这样既能解决学生实际机床操作时间不足的问题，又可以提高学生的编程能力以及对不同数控系统、不同数控机床的适应能力，为学生的数控机床实操打下良好的基础，从而提高机床利用率及机床操作的安全性。通过仿真软件的使用，一定程度上实现了把工厂搬到了教室，做到了教学与生产、课堂与车间及专业与职业的三对接。

2.1 仿真系统在数控加工中的应用

数控加工仿真软件能够模拟出操作性强的数控机床，效果逼真。软件可以选择多个厂家及各个系统的数控机床，灵活性较大。学生可以在计算机上模拟操作机床，能完成机床准备、程序输入、调试及零件加工检测的整个过程。加工过程中还可以使用独立题也能及时发现并更正，使学生更容易理解及记忆，成功地完成零件产品的加工，能很大程度地调动学生学习能动性。

2.2 仿真系统在数控维修中的应用

数控机床维修是一门实践性很强的课程，为训练学生的对数控机床的装配、调试、故障诊断及排除能力，必须增加实际的动手操作。但如果学生初学时就到实际的机床上操作，很可能会发生误操作的现象，这样很可能对数控设备甚至对学生的人身安全都会产生较大的伤害[4]。使用数控维修仿真软件，操作员就可以在电脑前身临其境地进行操作练习，经济安全而且灵活性较大，提高了学生学习兴趣的同时也提高了教学效率。

3 加快数字化资源平台建设

为培育“互联网+数控技术专业课程”新理念，强化信息技术在教学中的广泛应用，加快建设数控技术专业的专业基础课及专业课程的连贯的、具有衔接性的数字化教学平台，便于学生进行自主、合作、探究及发现学习。

3.1 课程数字资源建设

通过现代信息技术手段推动数控技术专业基础课及专业课程的教学资源建设，提高人才培养质量。课程建设时，以资源系统丰富和适合网络传播为基本要求，重视课程知识的系统性，体现实践性，具有共享性。倡导校企合作共同开发，注重教学的实际需要，充分体现高等职业教育的理念。贯彻以学生为主体，教师为主导的教育理念。

建设的内容主要包括：课程基本教学资源的网络教学课件及课程全程教学录像。课程数字资源要具备多样化的特点，如文本、图像、视频、音频、动画、试卷、案例、文献、问题解答、课件及学习工具等。使其能够实现交互式学习、翻转课堂、网络课程等形式教学，推动信息技术环境中教师角色、教育理念、教学观念、教学方法的变革。

3.2 微课建设

由于数控技术专业将“互联网+”引入课程建设，方便了学生课后进行自主学习。教师将课程中的重点及难点部分制作成微课，上传到网上，学生可以随时打开进行学习。

为方便学生使用移动终端设备进行学习，微课制作要求短小精悍，能够突出重点，突破难点。学生学习微课程自主空间选择性大，可以调整播放速度及进行反复播放等，从而使学生都能够对所讲解的内容熟练掌握。

4 学生大数据库平台的建立

在数控专业持续的教学改革中，应逐渐与国际同等层次教育的教学模式进行接轨。数控专业按国际范式《悉尼协议》进行人才培养方案建设。悉尼协议的核心理念即以成果为导向教育（OBE），经过多年的理论与实践的验证，已成为具有深刻内涵的教育理论[5]。

为对学生在校时及毕业后的学习成果进行准确评价，建立完善的专业多维度评估体系，数控专业建立了“学生数据库平台”，包括了在校生及毕业生的各项学习及工作信息。

4.1 建设目的

建设数控专业“学生大数据库平台”是高职教育按社会及市场需求办学的要求，是高职教育成果评估体系的重要内容。它能更好地了解在校生的学习情况及毕业生的工作情况，及时了解和掌握学生的学习反馈情况及社会企业对数控专业在人才培养模式、教学内容、教学质量及毕业生综合素质方面的意见和建议。

数控专业“学生大数据库平台”是以应用为目的，可以比较真切地反映出数控技术专业在思想政治教育、行为管理、理论和实践教学以及综合素质培养等教育各环节的实际效果，从而为数控技术专业教育教学改革提供可靠依据，对明确教改方向、改进专业教学工作都是十分有利的。

对毕业生进行跟踪调查服务，系统了解毕业生就业后的政治思想表现、道德水平、业务素质、创新能力和工作状况，是实事求是地检验数控技术专业教育质量的一项重要措施。

4.2 建设内容

基于“互联网+”及信息化技术，在校生数据库要结合专业教学平台进行建设，与数控专业各门课程、教务系统及学生管理系统共同协作运行。学生在教学平台进行自主学习的同时，可及时对教学各环节进行反馈评价，以便数控技术专业的课程可根据学生具体情况实时进行调整及改进，同时还可以实现对学生的全面管理。

联合学校的招生就业及校企合作部门，加强与数控技术相关企业联系，同时结合第三方专业数据结构，建立数控技术专业毕业生大数据库。包括历届毕业生的职业生涯动态数据，及所就职的各企业信息。根据对企业及数控技术专业毕业生大数据的分析，不仅可以给数控技术专业在校生进行就业指导，同时针对学生及学生所在企业的反馈评价，及时调整数控专业人才培养方案，确保毕业生获取了实用的专业学习成果。数据库一方面对专业建设现有成果进行检验，另一方面为未来的专业建设改革建立基础。

5 结论

根据教育部倡导的以信息化促进职业教育现代化，针对数控技术高职学生的特点，在专业课程中合理有效地使用信息化教学手段，注重专业课程之间有效衔接，建设课程信息化平台，丰富数字化资源，从而使学生能学有所用，在进入工作岗位之前具有一定的动手操作能力，并使其有持续发展，进一步自我提升的潜力，从而成为高技能型的技术人才。信息化教学同时也实现了节能、高效的低碳教学模式。

根据我国经济全球化发展战略及“一带一路”政策的深化，对接国际高职同等层次教学模式，引入以成果为导向的专业人才培养模式，建立“学生大数据库”，从而对学生的学习成果进行多维度的评价，从而保证及提高培养质量，做到持续改进。