巴寶蓮 胡宗政 邸韜

(蘭州職業(yè)技術(shù)學院，甘肅 蘭州 730070)

0 引言

在國家倡導大力發(fā)展職業(yè)教育的方針下，隨著現(xiàn)代化新型教學模式的興起，順著課改之風，職業(yè)院校鼓勵并敦促一線教師對課程的教學理念、教學模式等積極探索和實踐。

數(shù)控技術(shù)作為骨干專業(yè)，數(shù)控編程是核心課程，培養(yǎng)學生在掌握實用、夠用的理論知識基礎(chǔ)上，具備一定的操作機床、參與生產(chǎn)的崗位技能，同時具有良好的職業(yè)素養(yǎng)。而《數(shù)控編程與操作》課程的教學效果很大程度上直接影響專業(yè)目標，且該課程整合并融入了多門關(guān)聯(lián)課程的知識內(nèi)容，后期需學生進入實際生產(chǎn)環(huán)境按要求完成加工任務(wù)，綜合性、理論及實踐性均很強。因此，保證良好的教學效果，努力掙開傳統(tǒng)教學理念束縛，探索出更為適宜的教學模式勢在必行。

1 理實一體化虛擬、實訓教學相結(jié)合

眾所知周，職業(yè)院校是培養(yǎng)專業(yè)型復(fù)合人才的溫床，是為社會輸送專業(yè)技能人才的基地。數(shù)控實訓是數(shù)控技術(shù)專業(yè)的重要環(huán)節(jié)，搭建了很好的實訓教學平臺，要求學生在實際加工環(huán)境中動手操作數(shù)控機床、體驗真實加工樂趣，通過反復(fù)演練使其具備一定的專業(yè)技術(shù)和崗位技能。實訓環(huán)節(jié)是真實的切削過程，時時存有安全隱患，而且加工環(huán)境易受多方面因素的影響往往比較復(fù)雜，細小的失誤可能引發(fā)安全事故。任何教學活動安全為先否則等于空談，實訓過程要保證安全，包括有學生的人身安全、機床的正常操作及刀具量具的安全使用等。因此，讓學生進入實訓前一定做好萬全準備，除過熟練機床操作、熟知加工流程，定要保證程序編寫無誤。近年來各大職業(yè)院校極力想辦法改善實訓環(huán)境，加大對數(shù)控設(shè)備方面的資金投入，實訓條件有明顯改觀，盡管如此，由于數(shù)控設(shè)備價格昂貴，還是無法徹底突破機床數(shù)目不夠、數(shù)控系統(tǒng)單一的困境。

硬件不足軟件補。充分利用數(shù)控仿真加工技術(shù)和CAD/CAM技術(shù)，為學生實訓搭建一個虛擬教學平臺，用于完善實訓前準備。學生借助軟件技術(shù)通過零件建模、自動編程、仿真加工，可進一步編輯修改加工程序，強化了動手能力，還能培養(yǎng)創(chuàng)新意識，滿足學生差異化、多層次發(fā)展的特點，實現(xiàn)了課程教學理論與實踐間良好轉(zhuǎn)化。通過實訓環(huán)節(jié)，即夯實了理論又提升了專業(yè)技能。

2 翻轉(zhuǎn)課堂模式對基于理實一體化數(shù)控課程教學效果的促進

當前企、行業(yè)對數(shù)控專業(yè)人才需求有更高的標準，實現(xiàn)學校與企業(yè)間快速、無縫轉(zhuǎn)接，職業(yè)院校數(shù)控教學的模式、課堂結(jié)構(gòu)、專業(yè)崗位培養(yǎng)目標等都要適應(yīng)企業(yè)發(fā)展需求。隨著信息技術(shù)應(yīng)用于教育、服務(wù)于課程，與學科課程有機結(jié)合、高效整合，有力打開了傳統(tǒng)教學模式缺口。新型教學模式百花齊放，傳統(tǒng)教學“Lecture—Discussion—Homework”經(jīng)典三部曲搖搖欲墜。

理實一體化的教學引入翻轉(zhuǎn)課堂，教師發(fā)布課程資源引導學生課前自學完成知識傳遞、課內(nèi)集中討論自學遇到的各種困惑難題力求知識吸收和創(chuàng)新應(yīng)用、課后反思總結(jié)經(jīng)驗教訓，從而構(gòu)建出適合本專業(yè)發(fā)展、具有專業(yè)特色的教學模式。

翻轉(zhuǎn)課堂是較于傳統(tǒng)課堂的逆向教育，以學生為中心培養(yǎng)學生自學，將大量課堂教授時間解放出來讓學生充分思考，在思考的基礎(chǔ)上發(fā)揮批判性、創(chuàng)造性思維。這一過程借助信息技術(shù)手段吸引學生感官參與認知活動，化抽象為具體、復(fù)雜變簡單，課堂內(nèi)容驟然變得豐富生動起來。對教師來講，將課堂講授內(nèi)容制作成微課有了一定挑戰(zhàn)。對學生來講，完全以他們?yōu)橹行?，課前個性化自學、課內(nèi)解惑、深化知識吸收。翻轉(zhuǎn)課堂為學生搭建了豐富的資源平臺和理想的學習環(huán)境，符合學生不同層次、個體差異的多元化發(fā)展，從而深化了傳統(tǒng)課堂結(jié)構(gòu)的改革。

3 基于理實一體化《數(shù)控編程與操作》課程翻轉(zhuǎn)課堂教學模式解讀

新型教學模式倒置了傳統(tǒng)課堂流程，以“平面輪廓零件的數(shù)控加工”項目（銑床模塊項目一）為例任務(wù)驅(qū)動教學，選用南京斯沃、MasterCAM軟件和華中數(shù)控銑床。項目零件相關(guān)展示圖如圖1，基于理實一體化《數(shù)控機床編程與操作》課程翻轉(zhuǎn)課堂模式結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3.1 課前導學

教師先期配備資源庫與學生共享，任務(wù)要求、任務(wù)相關(guān)知識點（有具體知識模塊劃分和重難點說明）、任務(wù)評價考核、任務(wù)拓展等以PPT、word形式展示，項目一零件的建模步驟、切削刀路設(shè)置過程、后置處理方法及斯沃仿真機床操作、工件加工等各環(huán)節(jié)建議逐一制作成通用視頻文件，同時搜集企業(yè)生產(chǎn)前沿新知識新技術(shù)供學生自學外引導學生創(chuàng)新意識。通過課程資源的學習，學生在虛擬教學環(huán)境里，運用斯沃仿真技術(shù)和MasterCAM軟件對項目一零件進行建模、刀路設(shè)置和仿真切削加工，模擬機床實際操作，完成第一次知識儲備。以上這些工作在課前完成，學生的學習主動性要有保證，而且如何有效提高學生的學習主動性和積極性，是每一位教師自始至終緊握的目標。

圖1 項目零件相關(guān)展示圖

3.2 課內(nèi)探習

著重對學生自學環(huán)節(jié)產(chǎn)生的疑難問題展開討論，并由教師講授平面輪廓特征零件銑削加工的重難點知識。介紹項目一零件手工、自動編程特點，闡述刀具半徑、長度補償概念和輪廓銑削中引入的意義，詳細說明G41、G42、G40和G43、G44、G49數(shù)控代碼的編程應(yīng)用，以及項目一零件在X、Y方向銑削及Z向分層銑削的特點，對應(yīng)子程序編寫、調(diào)用和M98、M99數(shù)控代碼的編程應(yīng)用。同時解析華中數(shù)控銑床操作要領(lǐng)及專業(yè)、崗位核心技能，完成學生的二次知識儲備。對項目一零件數(shù)控加工進行工藝分析，借助虛擬教學平臺反復(fù)優(yōu)化參數(shù)設(shè)置、刀具路徑生成，驗證、編輯和修改程序，經(jīng)過分組討論、組間比較、教師裁定進一步優(yōu)化加工方案，為實訓環(huán)節(jié)做好充分準備。期間通過師生、生生探討，調(diào)動了學生積極參與意識，同時促進了組員間相互協(xié)作與交流，使得問題越辯越明、思路愈加清晰，利于學生拓展視野、提高判斷力和對知識體系的架構(gòu)。進入實訓環(huán)節(jié)，可以有效規(guī)避好些不必要的失誤進而提高生產(chǎn)效率。學生小組按要求完成項目一零件的編程、機床加工，通過零件檢測、成果對比等進行任務(wù)評價、考核，做一次深刻的課內(nèi)小結(jié)。

圖2 《數(shù)控機床編程與操作》課程翻轉(zhuǎn)課堂模式結(jié)構(gòu)

利用虛擬、實訓教學條件，引入先進的翻轉(zhuǎn)課堂理念，曾經(jīng)課堂上大量時間用于教師講授、演示的現(xiàn)象變少了，更多的是學生質(zhì)疑、師生探討共求進步的雙邊教學活動如火如荼的生動畫面，變革了師生角色，充分體現(xiàn)出以學生為中心。這一新型教學模式切實很大程度上提高了課堂效率。

3.3 課后反思

這一環(huán)節(jié)主要對本次項目任務(wù)的實施及完成做一反思和總結(jié)，總結(jié)教學內(nèi)容、教學方法等，反思教師、學生出現(xiàn)的問題和有效的解決途徑。

4 結(jié)論

基于理實一體化翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，對高職院校《數(shù)控編程與操作》課程非常適合。虛擬教學平臺仿真了逼真的加工環(huán)境，無破壞、低成本，可控、可重復(fù)性高，學生在課前自學、課內(nèi)教師的指導下能夠反復(fù)演練；實訓教學平臺則為學生提供了一個鞏固操作技能、展現(xiàn)自我和實踐自我的舞臺；翻轉(zhuǎn)課堂有效提高了學生運用信息技術(shù)手段分析、解決生產(chǎn)中實際問題的能力，培養(yǎng)了創(chuàng)新探索意識、樹立了團隊協(xié)作、互助友愛、責任感、榮譽感等良好的職業(yè)素養(yǎng)。