“互联网+”时代下教学模式探究——以“数控加工技术”课程为例

杨延华，李逸仙，董桂华

（西安航空学院 机械工程学院，陕西 西安 710077）

一、概论

“互联网+教育”是一种新型教育形态，是互联网、移动互联网与教育的深度融合［1］。随着经济的迅猛发展，“互联网+”技术在各行各业中都产生了深远的影响。在高校教育教学中，应用“互联网+教育”的模式来培养高素质人才越来越广泛［2］。虽然部分高校已经开始使用“互联网+”来授课，但在实际教学过程中，依然存在很多现实问题［3］。

（一）网上教学的教学设计缺乏创新性

在应用互联网教学过程中，许多教师对信息化教学方式的认知比较陈旧，缺乏一定的创新性，不具备信息整合技术。在授课过程中，没有将互联网的优势发挥出来，仍与线下教学形式一样，只是传统的PPT课件的播放、讲解，课程内容死板、形式单调，教师没有接收到学生的课上反馈，只是按进度进行授课。整个教学过程中，教师的关注点只是课程的讲解进度，并非学生的掌握情况，对课堂效果则无暇顾及。而课程的内容也是提前计划好的，并没有根据学生的个体差异及不同需求，采用相应的教学方法。这就导致课程在“互联网+”应用时，仍停留在较低层次上采用的“满堂灌”教学方式，学生在课堂上的积极性不高，学习效果达不到教师的预期要求，整体教学过程也难以达到“互联网+教育”的预期效果。

（二）培养对象难以实现个性教育需求

当前网络课堂教学行为方式大多还体现在班级授课制，学生在整个课程的学习过程中，学习的内容、方式都是教师统一按照班级情况制定的，学生几乎没有选择的机会，只能被动接受信息。在这种状态下，大多学生缺乏学习的自主性，对知识的认知循规蹈矩，缺乏创新性，实践能力也不足。学生实际掌握的课程内容的广度和深度远远没有达到教师的要求。这使得学习能力强的学生的需求得不到有效的满足。这种授课方式难以实现个性教育的需要。

（三）对培养对象的评价体系单一

传统教学方式下的课程评价体系是“一刀切”式的期末统一考试，这种考核方式使学生只是临近考试才开始进行课程复习，这种复习只是应付试卷可能出现的考试内容，复习时间短、目的性强，与整个课程的系统性掌握要求有一定的差距，这种考核方式无法激发学生平时学习的主动性，学生只关注最终考试成绩的高低，忽略了自身创新能力、实践能力的提升。

“数控加工技术”是机械类专业的一门核心课程，该课程的要求是通过数控加工的学习，让学生掌握数控车、数控铣的加工过程，能进行数控程序编制，从而培养学生利用数控知识解决复杂机械工程问题的能力。在“互联网+教育”时代，上述问题使传统教学模式培养出的学生无法很好地满足应用型本科教育对学生实际工程应用能力的要求。因此，“数控加工技术”等课程的改革迫在眉睫，有必要通过互联网技术来对该类课程进行课程体系建设，对学生推行试点教学，对“互联网+教育”方式进行探索，逐步增强学生的自主学习能力、创新能力与实践能力，以实现信息技术与教育教学的有效融合，为“互联网+教育”的常态化应用打下基础。

二、研究思路的意义

在本校机械设计及其自动化专业的培养目标中，学生的创新能力和实践能力的培养是主要目标之一。在“数控加工技术”课程中，创新能力培养体现在学生利用掌握的基础知识，能够对零件应用仿真软件进行仿真，模拟实际机床加工，能够使学生学会运用数控知识解决实际生产遇到的工程问题。学生的实践能力体现在其对实际加工的掌握，能在解决实际工程问题过程中融合运用所需要的知识。这些仅仅依靠传统的课堂讲授是不够的，学生要想能举一反三、触类旁通，就必须有自主学习的能力，以及提出问题、解决问题的能力。通过多学科知识的融合应用，来提高学生的创新能力。

另外，由于学生的接受能力不同，不同学生在学习本课程内容时需要掌握的内容也存在差异，学习能力一般的学生只需要掌握大纲中规定的基本内容即可；学习能力好一些的学生能够掌握给定的复杂车铣零件进行工艺和程序编制，有一定的实际工程问题的解决能力；学习能力强的高需求学生不仅仅是要掌握这些，还要涉猎自动编程或者宏程序等拓展内容，有较好的实际工程问题的解决能力。学生需要根据自身能力的高低、学习习惯与学习需求的不同，由教师引导，在“互联网+”中制订适合自己的学习计划，利用互联网中相关的知识来进行个性化学习，利用互联网加强学习进度的可控性，并及时进行学习反馈，在适应网络学习方式变化的过程中，增强终身学习的意识与能力，使“互联网+教育”能够真正为学生所用，增强学生的学习能力与学习效果［4］，达到专业培养目标要求，促进应用型人才的培养。

三、措施

（一）教学资源多元化

“互联网+教育”教学不仅是线上线下教学的简单交集，而是更多元的有机动态融合体系［5］。本研究内容的本质是把课内数控加工知识、课外加工操作知识、拓展的自动编程知识，以及跨学科的管理、检测等知识相融合，构建全方位知识体系。为本专业应用型人才培养能力提升提供有力支撑。

基础知识条理化。利用思维导图对课程的基础知识如数控车、数控铣进行归纳、总结，将零散的知识点用形象的图表联系起来，利用多种图形将相互联系的知识层级关系图展现给学生，这种形象直观的教学方式比传统的纯文字的讲授方式更能有效地刺激感官，可使学生加深印象，帮助学生理解和记忆，激发和提高学生的学习兴趣［6］。图1为固定循环知识点的思维导图，将孔类加工工艺、六个动作、三个平面、两个指令的概念与关系用图表现出来。学生通过思维导图，系统化认识这些碎片的知识点，对彼此之间的关系也一目了然，通过这种方式可加强学生对课程内容的理解和记忆。

图1 固定循环知识点思维导图

利用网络平台，加强知识点的掌握，将重点、难点的内容做成练习，通过网络平台发送给学生，学生可以根据自己的不足，随时随地进行练习，而且网络练习较为方便、快捷，教师批阅方便。虽然“数控加工技术”课程知识点多，但平台仍可对每名学生的练习情况进行统计，这可使学生了解自己对基础知识的掌握情况，查漏补缺。教师也可以通过平台的统计，了解每名学生的掌握程度，了解整体的掌握情况，并及时调整教学进度及教学设计。

资料查找也是互联网的一大优势。再优秀的教材也不可能将所有的知识点都囊括进去，教师根据不同层次学生的需求，给出相应的学习建议，学生根据自己的学习层次与自己的需求，在网络上查找自己所需要的资源。在数控部分的拓展内容中，如宏程序，在教材中只有一节的内容，只是最基本知识的介绍，而学生学习相关内容时，如果要想独立解决相关的工程问题，就要查阅相关的知识，系统地了解宏程序的变量、赋值、编程的规则。这些相关的知识可通过网络资料来进行补充。

课堂问题讨论也可以在教学平台上进行。在教学平台讨论区，学生可以不受时间、地点等的限制，将自己的观点呈现在讨论区。不同层次学生的讨论内容可以有所区别，学生可以针对自己感兴趣的讨论题目发表观点，而且可以随时阅览其他同学的发言。平台的讨论具有长期有效性，可以无限次地回访。

教师的教学资料也可以放置在教学平台上，这样学生可以随时查阅与课程相关的课件、动画、视频、练习、讨论等，不仅在课程授课期间内有效，在后期相关课程的授课中也可以作为参考知识。

在“数控加工技术”课程的实践知识学习中，需要有实践操作。受客观因素的影响，实际机床的提供并不能满足所有学生的要求，因此采用仿真加工来解决这一问题。可利用斯沃等软件进行仿真加工操作，学生在软件中仿真加工，仿真加工过程可以保存，操作过程视频与操作结果可利用网络来进行文件提交、交流。利用网络，不仅可以进行学生与教师之间、学生与学生之间的技术交流，也可以进行社会化交流，与有实际工作经验的专业技术人员交流，通过交流来发现自己的不足，增长见识，提高实践水平。

（二）教学方式多样化

在教学方式上，可以根据教学内容特点，采用适合的教学方法，达到最优的教学效果。

对于理论性较强的内容，可通过讲授使学生理解，如笛卡尔右手直角坐标系中X/Z轴的相关知识，对于一些发散性的知识点，可以以问题的形式提出，让学生来进行讨论，在讨论的过程中，学生要明确自己的观点，观点的论据要有说服力，在不同的观点论述中掌握学科知识。比如，针对数控车的编程特点这一部分，学生可以讨论车铣不同的加工方式。对于实践性较强的内容，学生可以应用仿真软件进行实践模拟，如给定工程零件，进行程序编写，并把程序在斯沃或者其他软件中进行仿真加工，来验证程序的正确性，了解加工过程，熟悉实际生产流程。对于简单的内容，让学生提前自学，在课堂上让学生根据自己的理解发表自己的观点。对于拓展的内容，学生可以根据自己的学习能力进行自学，也可以以小组为单位进行讨论、探究。

教学方式的多样化可提高学生的学习积极性，督促学生进行自主学习，培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维。

（三）评价方式多层化

对于分层次的教学方式，其对学生的评价也应是多层化的，期末的最终考试成绩只是对所有学生所学理论内容掌握程度的考核，这只是对学生评价的一部分。除此之外，平时的自学、讨论、实践模拟、拓展学习等也是评价学生学习成绩的依据，这部分考核，不是采用考试的方法，而是结合教学平台上的讨论、提交的实践、自学作业与日常表现等，对学生进行的综合评价。对学习能力不同的学生，其考核内容也有所区别，针对学习能力较强的学生，考核内容就比较多；而学习能力较弱的学生，有一些内容可能就不进行考核。但有一点是贯穿始终的，就是考核的主旨是调动学生的参与积极性，引导学生的学习主动性，培养学生的自学能力和创新能力。

结语

以“数控加工技术”课程为例，以“互联网+教育”为依托，根据不同层次的学生进行不同的教学设计，在教学过程中，开展多种教学方式，并制定多层次的评价标准来考核学生。通过这一方式，建立了基于学生个性需求的信息化教学模式，从而适应学生个性化教育需求，学生的自主学习能力、创新能力和实践能力得到了一定程度的提高，进一步促进了应用型人才培养能力的提升。