許巖東

（煙臺大學工程實訓中心，山東 煙臺 264005）

0 引言

近年來，我國的高等教育質量明顯提高，教育信息化技術的發(fā)展為教育教學的改革發(fā)展提供了有力保障。2018年4月13日，教育部印發(fā)《教育信息化2.0行動計劃》，明確強調(diào)要提升學生的信息技術素養(yǎng)，轉變思維類型觀念，使人工智能創(chuàng)新思維與各級教育深度融合，真正促進教育信息化發(fā)展[1]。

“數(shù)控單元實訓”課程是高校工程訓練體系中必不可少的一部分，由于數(shù)控專業(yè)本身具有獨特的實用性和操作性[2]，“數(shù)控單元實訓”課程不僅可以讓學生掌握數(shù)控工藝知識，而且可以熟練操作數(shù)控機床，讓學生獨立完成產(chǎn)品設計、畫圖、編程、加工、測量等一系列工作，從而有效鍛煉了學生的創(chuàng)新能力和動手能力。線上“數(shù)控單元實訓”課程教學充分發(fā)揮了“互聯(lián)網(wǎng)+”的優(yōu)勢，搭建虛擬實訓教學平臺，將線下現(xiàn)場操作數(shù)控機床轉變?yōu)榫€上的學知識、看視頻、做仿真、解答疑，構建了新的實訓教學模式。

1 學生未返校期間“數(shù)控單元實訓”課程面臨的問題

1）沒有實訓場地。學校雖然已經(jīng)開學，但是由于特殊原因不能返回校園，使得原本在校內(nèi)固定實訓室進行的“數(shù)控實訓”課程轉為線上教授與學習，由于數(shù)控單元的特殊性，沒有真實的數(shù)控機床、刀具、夾具、毛坯材料等，學生缺乏真實的感官體驗，導致學生學習的積極性普遍不高[3]。

2）師生間缺乏交流。雖然鼓勵學生有問題請教老師，但有的學生并沒有去主動聯(lián)系指導教師，而是把問題擱置，使得問題積累嚴重。師生之間雖然可以通過QQ或微信進行線上交流，但是和面對面交流還是有區(qū)別的，對信息的理解和交換都會存在偏差。再者,受通訊工具和網(wǎng)絡流暢度的影響，實訓教學效率不高。

3）不能現(xiàn)場示范機床操作步驟。正常的情況下“數(shù)控單元實訓”課程由教師先講解機床規(guī)范操作步驟以及注意事項，然后親自示范，最后由學生自己操作。線上教學受時間和空間的限制，學生完全領悟不到數(shù)控機床的操作要領。

4）學生學習態(tài)度不端正。部分同學認為“數(shù)控單元實訓”課不重要，而且由于學生們是居家學習，很多學生出現(xiàn)懶散、松懈、浮躁的狀態(tài)，自控能力差，容易犯“拖延癥”，不按時提交教師在線上布置的作業(yè)，缺乏有效的監(jiān)督和過程評價機制。

2 “數(shù)控單元實訓”課程線上教學思路探索

針對以上問題，數(shù)控教研組多次通過視頻會議研究討論教學組織方式，并一致通過提出采用“多媒體課件+實訓課程視頻+虛擬仿真軟件”的混合式項目教學方式，結合在線輔助教學工具（QQ群、微信群、騰訊會議），保證“數(shù)控單元實訓”教學的順利進行[4]?！皵?shù)控單元實訓”線上教學示意圖如圖1所示，具體分析如下。

1）實訓課程前，師生要做好充分的準備工作，要求各位指導教師通力合作、密切配合，熟練掌握在線直播軟件和虛擬仿真軟件的操作，扎實做好基本功，按照教學日歷制定數(shù)控單元線上實訓教學的目標、內(nèi)容、評價機制、考核方式等[5]，提前制作教學PPT并錄制數(shù)控機床操作視頻，建立不同課程的QQ群，要求每一位學生加入到各自的QQ群。學生提前復習對應的理論知識并預習實訓內(nèi)容，安裝教學需要的軟件，做好居家學習日常規(guī)律安排，嚴于律己，配合好教師的工作。

2）實訓課程中，教師把教學PPT和數(shù)控機床操作視頻上傳到QQ群，供學生下載學習，按照課程表時間在QQ群里進行直播授課，重點講解數(shù)控手工編程和機床操作步驟以及注意事項，講解虛擬仿真軟件（宇龍數(shù)控加工仿真軟件）的應用，讓學生掌握虛擬仿真軟件中機床開機、回參考點、定義毛坯、選擇夾具和刀具、對刀、執(zhí)行程序等一系列的操作要領。發(fā)布課堂練習作業(yè)，了解學生掌握情況，提高學生在線學習的參與度和積極性[6]，加深學生們對數(shù)控實訓的印象和理解。

3）實訓課程后，做好學生反映問題的記錄工作，利用騰訊會議軟件開展線上答疑，針對學生學習過程中的疑惑和機床操作問題做出深入細致講解，明顯提升了實訓教學效果。根據(jù)在線學習表現(xiàn)狀況和課上課后作業(yè)完成情況，記錄保存好每一位學生的成績。

圖1 “數(shù)控單元實訓”線上教學示意圖

3 實踐成效

以利用宇龍數(shù)控加工仿真軟件練習數(shù)控加工中心加工簡單外形輪廓零件為例，讓學生進一步鞏固數(shù)控編程和機床操作步驟。教師提前在QQ群發(fā)布練習圖紙，圖紙如圖2所示。宇龍數(shù)控加工仿真軟件具體操作步驟如下。

圖2 數(shù)控練習圖

1)開機，打開電源，松開急停按鈕，回參考點，使XYZ的機械坐標變?yōu)榱悖?/p>

2)定義毛坯尺寸為80 mm×80 mm×80 mm，材料為低碳鋼，如圖3所示；

圖3 定義毛坯

3)選擇夾具為平口鉗，通過移動毛坯使其在夾具中處于最佳位置，完成后安裝零件，如圖4所示；

圖4 選擇夾具

4)選擇銑刀，1號刀具為Ф50mm的平底刀，2號刀具為Ф10mm的平底刀，如圖5所示；

圖5 選擇刀具

5）對刀，可以用靠棒或尋邊器或試切的方法來確定編程坐標系的零點，并輸入到G54中的X和Y，利用標準尺寸的量塊進行塞尺檢查，來確定兩把刀具的長度補償值，并輸入到H1和H2；

6）在編輯模式下通過DNC傳送把已經(jīng)編好的數(shù)控程序導入仿真軟件，檢查程序是否有問題；

7）切換到自動模式，執(zhí)行加工程序，加工完成后如圖6所示，并測量零件尺寸是否合格。

圖6 仿真加工完成圖

通過本次練習圖的線上模擬仿真教學情況，學生們的作業(yè)完成率高，準確率也達到了優(yōu)秀的水平，顯著提高了學生對數(shù)控機床的了解和認識，對數(shù)控機床的操作步驟以及注意事項有了更深印象，達到了預期效果。

4 結語

通過對學生未返校期間線上實訓教學方式與方法的探索，使“云端實訓”逐漸為大家所知，創(chuàng)新了實訓教學模式，保證了實訓教學的正常計劃和教學質量。一方面使學生們居家學習真正有所得，為返校后的實訓任務打下了堅實的基礎；另一方面使教師們從現(xiàn)場示范操作轉變?yōu)榫€上操作，使職業(yè)技能水平得以提高，并適應了新教學環(huán)境的轉換。整個教學探索過程也促進了教育行業(yè)的信息化[7]，為其他課程的實訓教學提供了參考思路，克服了實訓教學難以展開的困難，充分發(fā)揮了虛擬教學平臺的優(yōu)勢。