数控加工工艺学课程的交互式创新教学设计
一、引言
数控加工工艺学课程是数控技术专业学生必修的一门专业核心课。是一门理论与实践紧密结合的课程。其基础性内容以传统机械制造工艺为基础，密切结合数控加工的特点，是连接产品设计与制造的桥梁。通过本课程的学习，学生应该掌握金属切削原理、切削刀具以及数控加工工艺理论基础知识，能针对真实的产品零件图设计合理的数控加工工艺方案。笔者以多年的教学经验，粗浅地探讨一下本课程的交互式创新教学。
二、课程设计目标
1、知识目标
掌握课程基本理论知识要点，并能与实际相结合，运用到实践。掌握数控加工的切削基础知识；数控加工工艺概念、基本理论；数控车削和铣削加工工艺知识。能将理论知识综合运用，合理设计零件的加工工艺路线。
2、能力目标
（1）专业能力：表现在学生机械行业领域的的专精和学识的博通。
（2）社会能力：与人相处的能力，包括交流能力、合作能力等，全面考虑了现代社会中人与人在工作及社会交往中密切的合作关系。
（3）方法能力：包括学习能力、分析能力、创新能力等，突出了学习的本质。
三、课程教学组织设计
课程教学的设计要以学生为本，符合学生的实际要求，在学生掌握基本知识的基础上，培养他们的综合能力，同时又注重学生的可持续性发展。因此，我们在教学设计中，分成基础内容、巩固提高、扩展应用三个方面，在教学组织中，我们采用互动教学法，分组合作法等，提高学生的学习积极性，培养学生的思维能力。
1、基础内容的教学设计
基础内容是该课程要求学生必须掌握的知识，包括概念知识、原理知识等。大部分学生可以通过对教材的自学熟悉理解该内容，因此教学设计主要采用预习――测试――讲解的方式。教师在课前布置预习任务，要求学生自学相关知识点。教师在每次上课开始的几分钟，给出相关测试题测试学生自学完成情况。这样可以在课程一开始就了解学生的学习情况，从而确定课程的教学内容，及时调整教学。如果学生整体掌握良好，则只需要稍加讲解指出重点，如果学生对某个知识点理解不透彻，则详细讲解并引导学生思考理解。学生也可以知道自己在自学中存在的问题，针对自己的疑惑，及时在课堂中请教师指导讲解。
2、巩固提高的教学设计
巩固提高内容是在学生基础内容学习的基础上，能举一反三，在实际中简单运用。这个知识点设计的目的主要是帮助学生灵活运用知识，同时能了解学生对基础知识的掌握情况。教学中可以采用PI互动教学法，这样可以及时了解每个学生对知识点的理解程度。学生对基础知识理解后，教师在课堂中给出相应的测试题（一般为选择题），让学生每个人作答，并将学生整体的答题结果通过屏幕显示出来，如果得到多个不同的答案，则组织学生就近讨论，学生互相阐释自己的观点，彼此说服对方，在获得更多信息的基础上反思自己和他人的观点，通过互相引导得出新的结论。教师在学生互相讨论时可以置身其中，及时了解学生个体对知识的掌握程度。如果学生新的结论正确率高，则说明学生掌握良好，可以进入下一环节的教学，如果掌握较差，教师则补充内容详细精讲后，再次让学生作答。直到学生基本掌握，再进入下一部分的学习。这种互动学习方式很大程度上提高了学生的学习积极性和合作学习能力，同时也锻炼了学生的批判思维，更培养了他们的交流能力和合作能力。
3、扩展应用的教学设计
扩展应用内容是学生在巩固提高的基础上，能够让学生综合运用知识解决实际问题。要求教师在吃透教材的基础上选择教学内容，要充分考虑学生所学知识与社会实际的联系，教学内容要贴近社会现实，要符合各学科的内在发展趋势，符合真实产品零件生产的要求。根据学生的实际情况精心设计出学习项目，让学生在学习的过程中了解到学习的内容与自己未来职业有着密切的关系，体会到学习任务的价值，从而促进学生的学习动力，增强所学知识的综合运用能力，增强分析能力和创新思维能力。从而达到今后职业中所需要的综合素质。教学中可以采用团队项目、仿真训练 、讨论辩论等。如教师备课中精心选取几个基于真实产品的典型案例，上课时将学生分成几组，将这些案例分别交给每个小组进行讨论分析， 小组成员互相交流合作，学生在讨论中允许查阅资料。讨论结束后， 请同学们以小组为单位， 将自己的学习项目成果汇报给教师和全班同学。汇报后同学们可以互相提出疑问和见解。最后教师对同学们的发言进行点评和总结， 将项目内容进行梳理。这种结合了案例教学和团队合作教学的方法， 让学生在参与和思考的过程中获得解决问题的方法能力。
四、教学方法实例
以数控加工工艺学中的“工件的定位”为例来简要说明。
1、基础内容
学生先预习理解六点定位原理概念，常见的定位元件和定位方式。教师测试学生的预习情况后，再通过实例讲授定位元件限制的自由度。
2、巩固提高
理解了基本的概念后，教师在课堂中给出相关的测试题，如轴类零件加工时，采用两个顶尖孔可约束（ ）个自由度。
① 3 ② 4 ③ 5 ④ 5
学生单独思考，一分钟后给出自己的答案。第一次答案正确率如果小于80%，教师则要求学生与相邻的学生就近讨论，积极分析自己的答案与他人答案的不同之处，互相说服，教师穿插各个讨论小组中，鼓励学生多讨论，引导学生深入思考。 几分钟后，学生再次回答刚才的测试题目，如果正确率高于80%，教师做简短的正确解释。然后进入下一个知识点的测试环节。
3、扩展应用
经过巩固提高的学习，学生基本掌握了相关知识点。接下来锻炼学生对知识点的综合运用能力。教师分组发放相关的案例，要求以小组为单位讨论，并进行汇报。如给某个小组的案例分析为：下图所示为一长轴工件在双顶尖和三爪卡盘上定位。试分析此定位方案：写出各定位元件所限制的自由度；属于何种性质的定位？如有不合理之处，提出改进意见。
小组拿到题目后，互相交流讨论每个定位元件所限制的自由度，找出不合理的地方，提出改进意见。然后派学生代表在全班针对自己的题目做出相应的分析和解释。其他学生可以对他们的分析结果提出疑问和见解。最后由教师对学生的分析做点评总结。
五、结束语
教学设计是一个多样化的过程，数控加工工艺学虽然枯燥难教，但可以利用现代信息技术，采用多种教学方法，提高学生的学习兴趣，将课程知识通俗化。教学内容分三部分的设计去逐步提升难度，能更加合理地理解知识的发展和应用，学生也能在循序渐进的基础上，锻炼自己的思维，同时通过教学中的互动交流思考，更加培养了学生获得知识、运用知识的能力。
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