数控车削编程在线教学实践与研究

郭伟民 宋金峰 刘奕 雷鹏程 吕程浩

10.3969/j.issn.1671-489X.2020.21.111

摘  要 在了解线上学情的基础上，教师应优化教学目标、专业内容和教学策略，做好学习内容的选择与呈现形式，多措并举提高课堂学习质量，注重课下辅导，努力保证教学质量。

关键词 高职;在线教学;数控编程与操作;机电一体化技术专业;课程思政;素质教育;自律性

中图分类号：G434    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2020）21-0111-03

1 引言

2020年春季战“疫”期按照学校要求，数控编程与操作的教学工作以河南职业技术学院云课堂教学平台为主，上传短视频、课件等学习资料，布置学习任务并批改作业，按课表规定时间在线考勤、发起课堂活动等;以超星学习通、钉钉平台为辅（笔者选择用钉钉直播;期末网上考试选用超星学习通）。

2 学情分析

在教学过程中始终注意观察学生的状况，搜集学生反映的问题;在学习结束的时候，要求学生总结本学期的在线学习感受，并在云班课发布有针对性的调查问卷，调查对象为模具专业两个班的90名学生和机电一体化专业八个班的400名学生。

学生已有的认知基础  本课程之前，学生已经学习过的课程有机械制造基础、机械制图、极限配合与技术测量、钳工基础、普通车床实训、普通铣床实训等，具有一定的制造类课程基础知识、机械加工常识和基本操作技能。模具专业接下来要学习的课程还有快速成型与3D打印技术、数控自动编程技术、模具制造技术等，而机电一体化专业的学生则开始顶岗实习。

高职学生的自律性等因素影响在线学习质量  在教室上课时，学生都在教师的视线范围内，自律性给学习带来的影响不明显。但疫情期间，大部分高职学生在居家环境下，轻松、随意、没有学习状态。问卷调查显示，70%的学生认为自律性是在线学习的最主要影响因素。从学习体会上看，大部分学生不是不想学，而是管不住自己，很容易懈怠，找不回原来在校期间的学习习惯与状态，变得不知道该怎样对待学习。在学生看来，居家上网课是一种被动式的学习，精力难以集中，容易被其他事情分神，对学习自制力和自觉性要求较高。另外，很多高职学生养成了听课依赖，上课即听课，听多少无所谓，参与课堂活动的意愿低。每年都有一部分学生毕业后脱离本专业，结合兴趣或工资待遇重新开始。

学习环境变化带来的影响

1）网络带来的问题。直播有延迟，学生给教师打字也会有延迟，而且学生会遇到“有不懂的地方，又说不明白具體哪里不懂”的问题。网速过差则不能看直播，学习软件伴随着大量人员同时使用有时会崩溃。不过在学生看来，网络直播上课的最大问题依然是师生、生生之间的互动不方便。较之于录播，学生更喜欢直播，因为直播过程中可以和教师有互动。

高职学生多来自农村，会遇到没有网络的问题。一些家庭没有安装宽带，为了上课，有的学生自费用流量，有的学生蹭邻居家的网。农村供电也不是很有保障，经常有学生反映遇到由于突然下雨打雷断电或施工断电等问题而无法上课。

2）居家环境的影响。居家环境中难免这样那样的噪音，而且很多学生还承担着程度不同的家务活，包括打扫卫生、刷碗做饭、照顾老人或幼小的弟妹、浇地、收麦等。居家环境对学习有干扰，但家务活、农活也让学生体会到了劳动的辛苦与意义，掌握了很多农业知识和生活技能，进一步思考自己的家庭角色和作用。

3）较之于教室上课，缺少学习气氛。高职生普遍比较活泼，在家没有同学的陪伴，对他们学习的影响还是比较大的。学生普遍认为：在家学习氛围没有在学校好。因为在教室里，大家面对面，学生和教师直接互动，能形成良好的学习氛围，避免走神;在寝室里可以和室友一起写写作业，不懂的可以交流一下，而且看到室友学习自己也就想学习了。

教学安排的影响  学生学习负担重，90%的学生用手机上课，而网课需要集中精力盯着屏幕看，每天长时间看手机屏幕，学生眼睛酸疼、颈椎疼。同时，作业布置得多，一些学生实际上没时间写作业。

3 课程分析

在影响线上教学的诸多因素中，最有可能作出尽快调整和优化的是教师的“教”。依据学情分析，从教学目标、内容及其呈现形式、教学策略和教学评价等方面下功夫，并帮助学生提高自律性和学习积极性，是保证在线教学质量的基本措施。笔者曾就数控车削加工教学作过一些分析[1]，

但此次教学须结合上述学生在线学习的实际情况（包括学习能力在内的个体差异、缺乏在机床上练习的支撑、不同居家环境的差别与影响等）进行再调整、再优化。

培养目标实现分层次、多元化

1）知识目标方面。该课程知识点多而碎、应用性强，由易到难梯度明显，但内隐的逻辑高度同质，一旦掌握了学习方法、理解了必要的基础知识，后续很容易做到触类旁通、迎刃而解。在线教学条件下，知识目标依然可以设成三个等级：

①能够编出以G00、G01、G02和G03为主体的简单程序并能够看懂常见程序;

②掌握外轮廓加工的基本编程方法（含复合循环指令的应用和螺纹加工）;

③在中等目标的基础上能够自主学习新内容，能够触类旁通。

2）技能目标方面。技能目标主要是培养程序编制能力和在数控车床上的应用能力，并可以进一步细分为图纸分析能力、加工方案的确定能力、合理工艺的编制能力、数控车床的操作能力、产品检测与质量保证能力等，主要技能目标随着开学的一再延期而最终搁置。

3）素养目标方面。素养目标有安全意识、交流沟通能力、自主学习能力、知识迁移能力、分析与解决问题能力和质量意识等。鉴于在线教学的实际情况，着眼于了解、适应社会和个人的健康成长，素养目标在原来的基础上应追加自我控制能力、对工作和他人负责的社会责任感、工匠精神的核心价值观和公德意识以及个人吃苦耐劳精神和积极向上的生活方式等，把爱的能力融入专业知识体系中，实现立德树人的教育目标。

优化教学设计  数控编程与操作在机电一体化技术专业为考查课，24学时。首先要考虑的是在这么短的学时内，选择哪些内容学习？是走马观花式地浏览数控车削加工和数控铣削加工，还是以其中一个为主，进行较为深入的学习体验？笔者选择以数控车削加工编程为主进行学习，认为这样可以帮助学生更深入地理解程序结构，了解数控加工技术。其次，学习是从泛泛的概论开始，还是先进行程序基本指令的学习与应用呢？笔者就此分别进行了尝试。第三，能否从机床组装、调试或维修的角度，考查数控编程与加工的相关知识点。

模具专业的学习重点是编程及其应用。前期的教学也曾经把机床操作基础（比如对刀等）纳入教学范围，一则是课表安排有操作练习环节，二则也想为开学后的实训做好准备。到后来看到确实开学无望，而在线学习机床操作也费力不讨好，就把专业学习的重点完全集中在编好程序这一块上。基于认知规律，将学习顺序安排为：基本指令（G00、G01、G02和G03等）的含义与应用→精加工程序的正确编制→螺纹加工→粗车循环指令的应用→子程序→宏程序等。重视打好基础，强调严谨、认真和追求卓越的工匠精神。

优化教学策略  在网络质量、居家环境等影响因素短期内难以改变的情形下，教师就成为保证教学质量的关键因素和最大变量。

1）充分备课。备课比平时更重要、更费时，要注意以下几点。

①明晰每次课的具体目标，少而精，难度适中。

②考慮学习内容的组织方式和呈现方式，并要努力丰富有关知识点的展现形式，这在网课环境下很重要;同时应注意增加对应用事例的讲解，强调编程练习。

③教学方法有效、多样，比如课件与视频播放、直播讲授、线上抢答、在线讨论与测验等，使之相互补充，提高课堂吸引力。

④充实网络学习资源。

⑤要为网络掉线等意外状况做好预案。

2）课堂上要展示教师的热情与魅力。教师的热情、魅力与投入程度，对学生的关爱程度，对学习的重视程度，都影响学生的学习积极性。因此，教师应以教学内容为基础，投入更多的情感，向学生传递负责的教学态度和独特的精神气质，努力增加感染力。在教师的带动下，会有相当多的学生重视学习，进而投入较多的时间与精力去学习，再经过点评与鼓励，学习兴趣能保持到课程结束。

3）分层辅导。每个学生都可以“随时钉钉老师”。教师依据教学目标，根据个人的程度与进度，实行个性化辅导，既要指出不足，更要指明下一步努力的方向。

4）强化对基础知识的理解与掌握。如前所述，尽管数控编程指令繁多，但内含的认识逻辑、使用方法等高度相似，抓住几个典型指令学透用好是关键。

4 在线教学实践

教学过程体现轻松、有趣，像讲故事一样讲专业知识，尽量联系实际，注重教学节奏、师生互动和学生在这个过程中的体验，努力让学生有所学、有所悟。

加大互动力度  开始上课的时候互致问候（问候的方式也不是一成不变的，可以结合时令季节和早中晚时间段的变化。笔者甚至采用河南方言中的传统问候方式和大家打招呼，活跃气氛），上课结束时要回应学生的再见，给学生点赞、道别。

课中的互动更重要。笔者结合自己的特点，总是设法增强课堂的趣味性。比如，看到参与课堂活动中的某个学生名字的日语读法很诙谐、有意思，就顺便给他说一下，这不仅激起他本人的好奇心或兴奋，更像是水中激起的涟漪一样，在学生的心中也开始荡漾起欢乐;评论时用些东北话的典型说法来表达，增强学生的好奇心，吸引学生的注意力。实践表明，教师课堂上批改、点评作业，能让学生精神处于紧绷状态，使他们对于错误的地方能更清楚地发现并积极改正。一些学生积极参与互动，提供的说明、图片等也很有说服力，实现了教学相长。

精讲知识点  网络条件下更需要把知识点讲明白。这需要教师在充分利用各种网络教学手段的同时，放慢语速、细心讲解，循循善诱、因势利导，激发思考，让学生理解个中缘由，让大多数学生能跟得上进度。讲课的时候再打开一个空白Word文档，每讲到一个重点就把它写到Word上，方便看，便于学生知道这节课的重点是什么。本科目的知识都是应用性的，必须结合例子，并且要把容易用错的地方指出来，要求学生编出符合规范、实用的程序来。

在线教学语言  线上教学语言不仅要达到规范、科学、准确，语速也不能快，慢速而清晰的表达方式更适合;还要生动形象、通俗易懂，甚至妙趣横生才好。笔者上课时以普通话为基础，发挥自己的语言优势，结合内容与情景穿插使用河南方言、东北话、英语和日语，在确定学生能明白的前提下，不落俗套地改变说法或用词，给学生留下想象的空间，增强趣味性，借此活跃课堂气氛。从学生的反馈可以看出，幽默风趣的语言确实能够活跃课堂气氛，吸引学生更多地参与课堂教学活动。在学生看来，老师不仅带来必须学习的知识，还带来知识的应用、比较和知识后面潜伏的知识。良好的互动传递着情感交流，有利于学生学习兴趣的提升。

调整学习顺序的尝试  第一种学习顺序是从认识基本程序结构、学习基本编程指令开始，先掌握基本编程方法，最后再较宏观地、概念性地了解机床数控系统、工件坐标系的建立、夹具、刀具以及加工工艺等;第二种顺序则正好反过来，并且以概念性的了解为主，因为越到最后，学生越收不住心。

此次尝试是按课表的行政班级分别进行的，从效果看，第一种学习顺序适合有学习意愿、学习能力强的学生，他们在兴趣引导下完全有能力自学有关概念性知识，这部分学生多半是从普通高中经过高考过来的;第二种更适合无心学习者，随堂听听课、不爱写作业的那部分学生，这部分学生“3+2”者居多，这也一定程度上反映了中职的教学状况。

强化素质教育  从现实情况看，由于种种原因，高职毕业生的择业范围很宽广，远远超出专业学习范围，而很多高职学生缺乏一些基本的、必备的、在之前的成长阶段应完成的素质，这就需要在高职阶段“补课”，帮助学生提高自律性就是一例。还有像帮助学生建立基于在线教学环境的学习方法：坚持课前预习和复习，坚持课堂做笔记

等。这些“坚持”是知识内化的重要过程，也有助于自主学习和自我管理能力的提升，这些能力对于学生的可持续发展和终身学习不可或缺。笔者在教学实践中总是要赞扬坚持记笔记、认真书写作业的行为。

在提高在线教育质量的过程中，也很有必要融入人文关怀，人文素质教育是课程思政的重要内容。笔者常从以下三个方面切入人文素质教育。

1）让学生讲讲自己在家的情况，晒晒居家成绩单。教师以欣赏而不是居高临下的态度，对其中做家务、干农活等有突出表现的学生给予表扬和鼓励，这个讲述与倾听的互动过程有潜移默化的激励作用。

2）疫情期间涌现出很多感人事迹，课堂上适当提一提，引发共鸣，强化认识。

3）在讲课过程中，结合学生的具体问题，特别是顶岗实习、择业就业等，穿插一些题外话，介绍一些學长的成长、成功等，学生对这些即兴发挥表现出极高的兴趣。

素质教育不仅体现在课堂上，也体现在线上线下整个教学活动的全过程，体现在方方面面，包括不太引人注意的考试环节、个人求助的困惑与烦恼等，都是进行素质教育的机会。

注重课外辅导  从内容上看，课外辅导可以分成两类：一类是专业知识的延伸学习，参与这些的都是在编程方面擅长、表现出热情的学生，其中部分学生经过悉心辅导，写出质量不错的毕业论文;另一类是个人或群体遇到的专业学习之外的各种问题，属于素质教育范畴。

5 教学反思

没有实际操作与加工做支撑，学生对程序的理解是片面和抽象的  在学习收尾阶段，从学得比较好的学生那里了解到，虽然按要求编制出了程序，但由于没有实操与体验，对程序的理解还是有点儿懵，没有真正内化。

为今后的线上线下混合教学改革提供了经验  在教师少、学生多、学生学习能力差别大的背景下，这次尝试对以后打破行政班级，进行线上线下混合教学改革是有帮助的，可以更好地实现分层教育，提高学习质量。

需要进一步思考帮助学生提高自律性的办法  大多数学生把自律性当成影响学习效果的因素，没有进一步思考影响自律性的因素或提出培养自律性的相应办法。实际上自律性这个问题不能孤立地看待，影响因素首先是自身的学习态度和学习习惯，也和当时的学习积极性有密切关系，而学习内容、教学方法和学习环境等因素影响学习积极性，进而影响自律性。

参考文献

[1]郭伟民，文号行，刘赛超.融入人文素质教育的数控车削教学研究与实践[J].模具技术，2020（3）：59-63.