张 晖

（苏州健雄职业技术学院 智能制造学院，江苏 太仓215411）

1 引言

数控铣削实训课程是高职数控技术专业的一门必修课程，该课程教学内容主要包括培养学生熟练掌握数控铣削编程的指令格式和使用方法，能够规划机械零件数控加工工艺、选择和优化切削参数，独立完成典型机械零件的数控加工编程与质量检测等内容。对于学完该课程有意参加职业技能等级鉴定需求的学生，还应满足职业技能等级鉴定的要求，因此需要对学生在理论和技能两方面进行较为全面的指导和练习，在实训过程中，耗材和刀具的消耗往往也是大量的。

在讲授数控铣削编程时，必须让学生了解数控铣床加工的全过程，包括从程序的编写、输入、相关参数的设置、机床操作方法等，在教学过程中主要存在的难点有以下几个方面：①课堂上如果一味地借助多媒体来讲解各种指令的功能，会使部分学生陷入枯燥、乏味，进而难以理解的地步；②学生难以理解一些较为复杂加工指令的功能和用法；在讲解程序时，程序段与加工图形难以互动；③受教学资金投入短缺的限制，大部分学校的数控铣床的台数往往远小于班级学生的人数，基本上是多人合用一台数控铣床，学生的实践操作不够充分；④由于数控铣床的设备贵，且班级学生人数众多，为了防止学生在实训时发生撞机和人身安全事故，教师需要在安全操作规范和正确编写程序两方面讲授和示范多遍才能让学生明白和掌握基本的操作方法和注意事项，效率低下；⑤受操作数控铣床训练时间不足的影响，学习成绩难以提高[1]。

随着现代教育信息技术的不断发展，基于“互联网+”的网络教学等新型教学模式的涌现，为数控铣削实训课程的教学改革提供了手段和方法。

2 混合教学模式及实施过程

传统的数控铣削实训课堂教学是以“四步法”为主，即老师先在课堂上发布任务，进行编程理论讲授和实际操作演示，然后学生进行操作实践，再进行评价。整个教学过程是以教师的教为主要线索展开，虽然在实践过程中是以学生操作为主，是一种体验式学习过程，但课堂的主体核心其实是老师，学生对知识、技能的学习和对各种职业素养的体会领悟主要靠老师的言传身教，如果离开了老师，学生无从获取完成任务所需的学习资源，整个教学将无法进行下去。另外，由于设备数量有限，出于安全考虑，学生需要分批进行数控铣床的实操练习，出于教学效果考虑，老师应对每一批参加数控铣床实操练习的学生进行讲解，课堂效率和教学效果成为一对矛盾。

针对传统实训课堂教学模式的不足，在保留传统教学模式线下实训优势的基础上，引入互联网在线学习，即线上线下混合式教学模式，从而实现线上线下教学均以学生为主体，教师转变为教练型伴学。在混合式教学模式中，对于课程的知识点和技能点应先进行类型和重点难点层级的细分和整体建构。虽然混合式教学基本上是把传统授课中的理论知识内容搬到网络空间，教师由在教室讲课变为通过录制真人讲课视频或在线直播讲课，只是换了讲课的空间，但对于把哪些知识点搬到网络空间讲授是需要老师对本门课程的整体教学要求和内容进行梳理，因为线上的理论教学是为线下的技能教学做预备辅助和巩固补充的，否则课程的每一个项目和课程整体便缺乏逻辑性和层次性[2]。

针对学生多、数控铣床设备少的问题，用数控仿真软件来模拟实际数控铣床加工环境及其运行状态，借助虚拟加工的仿真效果，让学生在计算机上练习程序的输入、查找、编辑、修改等操作，熟悉相关参数的输入方法、相关按键的作用、仿真数控加工操作等，并让仿真加工系统执行所编写的数控程序，既验证程序的正确性，又可以让学生直观看到自主学习的任务完成效果，可以大大提高学生在线下上课实际操作数控铣床时事故发生概率，增强学生的学习信心和主动性。

2.1 在线资源建设

在进行在线资源开发前，先对数控铣削课程的课程项目内容进行梳理和整体构建，构建原则是线上学习内容偏重于理解和识记，线下学习内容偏重于体验、领悟和创新；线上的内容偏重于项目的基本知识点，重点难点知识的讲解和初步应用，线下的内容偏重于项目里技能重点和难点的综合应用和拓展；线上知识与线下知识应围绕共同的单元项目的教学计划展开，线上知识是学生线下教学项目的预习内容、预习成效的自我测试、包括工匠精神的学习，线下教学是在线上预习基础上对技能要求的深入掌握和领悟，两者是有机联系在一起的。

基于北京世纪超星信息技术发展有限责任公司的泛雅平台和学习通APP，开发数控铣削实训课程的数字化资源，主要包括课程基本资源和课程拓展资源。课程基本资源主要包括：课程标准、多媒体课件、推荐图书、专业文献、推荐网站、知识点微课视频、技能点微课视频和课程项目等；课程拓展资源主要包括：数控仿真加工案例库、专题库（工艺知识、刀具知识、测量知识、夹具知识、编程知识等）、理论题库、实操题库、职业技能大赛题库、学生优秀作品与成果等内容，如图1所示。

图1 线上教学资源平台

以数控铣削实训课程任务1台阶面的数控铣削编程与加工为例，该任务的教学目标是让学生能设计平面加工的走刀路线、会编制平面铣削的数控铣削程序、能完成零件平面的数控铣削加工、能够执行5S规范并落实TPM。根据任务目标，工作过程的知识、技能、工作方法、安全环保等方面的内容分解如图2所示。

图2 构建线上线下教学内容

将工作内容实施前所需的知识储备和工具的使用方法，开发成在线数字化资源，以多媒体、微课、专题等形式上传至泛雅平台，如图3所示，学生即可在课前通过手机端的学习通或电脑进行学习。对于编程指令的预习和应用，可以通过数控轨迹仿真软件进行模拟；若在学习过程中有疑问，可以在泛雅平台课程的论坛或讨论模块里进行提问，由老师或同学跟帖答疑。学生学习完后可以在线进行自我测试，上传数控指令的仿真运行截图，从而为接下来的线下实训做好准备，大大节约了线下教学的重复时间，也提高了教学效果。

图3 线上项目资源

对于大部分高职院校而言，实训设备总是小于班级人数，实训课上把班级学生进行分组教学常常是无奈的选择和做法，基于数控仿真软件的线下教学可以有效改善这一状况。

对于线下教学过程中要用到的数控编程指令，老师可以在数控仿真软件上将其用法进行展示和视频录制，并上传到泛雅平台，从而帮助学生在课前学习时加深理解和体会。

2.2 混合教学模式实施

混合教学模式并不是对传统课堂教学方法的颠覆和否定，而是借助于在线课程资源的优势对传统教学课堂的发展和创新，将在线平台的资源融合到传统教学中去，随需随用[3]。另外，在线平台的一些教学辅助工具，如点名、随机选人、词云、讨论、投票等功能，在混合教学过程中充分利用，可以有效提高课堂的师生互动，激发学生学习兴趣，也便于老师实时了解学生对授课内容的掌握情况，及时动态调整教学策略，提高教学效果。

数控铣削实训课程采用基于工作页的线上线下混合教学，每个任务的工作页及相关的数字化资源在开课前都全部开发设计完成，并全部上传到泛雅平台，工作页中主要包含任务描述、任务提示、工作过程、总结与提高四大模块，如图4所示。

图4 任务工作页

工作页在课前是指导学生进行预习的引导文，每个任务涉及的知识点在工作模块的信息版块里有具体的引导问题，学生根据引导问题和“在线资源”的提示到在线平台课程去学习相关视频和课件等材料，对自己的预习结果和疑问可通过泛雅平台的论坛和讨论等模块进行反映，老师在课前了解学生的预习情况。

有了课前的学习基础，学生带着问题来上课，老师可以采用答疑的方式进行讲解，对于未预习的学生，老师可在传统授课的基础上，将在线平台的数字化资源有机地融入到课堂教学中，帮助学生学习和掌握。基于学生之间的学习基础和学习能力差异，班级内的学习进度必然存在先后，老师可让学习进度靠前的学习小组先进行数控编程与仿真，正确无误后即可进行零件加工；学习进度靠后的小组先完成工作页，再进行实训的时候由前述小组对其进行同伴教学。老师在线上线下混合教学模式中的角色是教练和陪练式的引导教学。

线上线下混合教学应避免满堂灌的教学方式，线上的资源如果不能在课前和课后被充分利用，只是用于课堂教学展示的话，其线上教学的优势便无法发挥。混合式教学不仅存在于课堂中为老师灵活上课服务，还存在于课前课后为学生灵活自学服务。

2.3 线上线下混合教学考核

数控实训考核采用形成性考核，主要包括课堂考核和项目任务考核两方面。课堂考核主要包括出勤考核、5S规范与TPM考核；项目任务考核主要包括线上学习过程考核、实操任务完成情况、课堂表现（抢答、讨论、展示等）、课后/线上作业、拓展任务等[4]。各考核方面的权重老师可根据课程标准、学情和教学策略进行设定。

线上学习考核由平台根据老师设置好的各个模块评分标准和权重自动评分[5]，线下学习考核由老师根据课程标准和零件加工精度按评分表进行评分，课堂上的基于在线平台的教学环境，比如抢答、随机选人提问等，也由在线平台自动计分。

对于能够在课后主动学习中国梦、大国工匠、名人传记，或去调研、参观故居或展馆，能够在论坛或讨论区分享过程和体会的同学，由老师在平台上给予加分。

3 教学成效

20级数控技术普通班36人完全采用了混合教学模式，19级数控技术普通班34人采用的是传统教学模式，学生基础和前续课程内容基本一致，任课教师相同，将19级数控技术普通班的学生作为对照组[6]，评分标准为优秀（90-100分），良好（80-90分），中等（70-80分），及格（60-70分），不及格（＜60分）。采用混合教学模式的数控技术专业高职学生总评成绩相对于传统课堂教学模式而言，在班级平均分、优秀率、良好率指标上有明显提高，见表1。

混合教学模式让学生在课前课后有了自主学习的选择权和主动权，也让一些原本不善于表现的学生在课堂上有了表达和讨论的机会，在促进其全面发展方面有积极作用。通过课堂无记名问卷调查，20级数控技术专业普通班学生对混合教学模式几乎都持支持和满意态度。学生对混合教学模式中各学习资源在其本人学习过程中的影响作用情况如图5所示，横坐标为教学资源类型、纵坐标为认可该教学资源在课程学习过程中有价值的学生人数。

图5 教学资源重要性

在混合教学模式中，线上教学资源对学生帮助最大的是技能点微课视频，其次是数控仿真软件、知识点微课视频和工作页，专题库紧随其后，有近半数学生认为多媒体课件和推荐网站对其学习有较大帮助，其余在线资源学生较少主动学习或认为对其课程学习帮助不大。

混合教学模式提高了学生的实训动手能力，泛在的在线教学资源为学生的学习提供了便利，无论是在课余的自学，还是在课堂实训时的学习，都大大提高了学生的实操能力。技能点微课视频在线下课堂上能够随学随用，反复学习，起到了答疑解惑的作用，让部分学生可以达到老师零讲解零陪伴即可掌握的程度。

由于打破了学习空间和学习时间的限制，在线教学给学生发挥自身的学习主动性提供了更好的机会和平台，对于课前预习和课后复习的同学来说，有了更宽广的学习范围、和老师更多的交流机会，以及更多的学习成果展示机会。

4 结语

数控实训课程是一门实践性较强的课程，而且对理论知识的掌握有一定要求，唯有熟练掌握数控编程指令和加工工艺方法才能灵活运用。线上线下混合教学模式正好适应了该课程的需求，将适当的理论知识与技能点视频进行线上教学，在此基础上开展线下课堂实训教学，拓宽了教学时间和空间，既调动了学生的学习积极性，又减少了老师重复讲解数控铣床操作的次数，提高了效率。学生在课堂学习过程中也不再局限于问老师、等老师，而是自主上网学习，甚至在课堂上遇到问题直接在线提问，老师也在线答疑，此答疑方式也解决了教学任务中的难点和重点共性问题，减少了重复提问。

线上线下混合教学在学生思想品质教育方面也有重要价值，其取材广泛，形式多样，学生可以像发微信朋友圈一样在课程的讨论和论坛里留下学习大国工匠和现场走访名人古迹的足迹，实现了教学和育人的目的。