《数控编程与操作》分层式技能提升教学模式探索与实践
中图分类号： TP316.6 文献标识号：A 文章编号：
1 引言
数控编程与操作课程是机电一体化专业一门核心课程，在这门课程中由于对学生的编程逻辑和操作能力要求较高，而一般学校操作设备又有限，学生较难理解和接受，教学效果较差。
2 分层式技能提升教学模式
分层教学模式是指教师根据学生现有的知识、能力水平和潜力倾向把学生分成各自水平相近的群体并区别对待，这些群体在教师恰当的分层策略和相互作用中得到最好的发展和提高[1]。
分层式技能提升模式是将学生要掌握的各个技能点分为基本、中级和高级提升三个等级，学生是存在个体差异的，不同的学生的学习能力也是不同的，学生根据自己的学习能力进行相应能力层次的学习，之后再根据努力学习情况和后续的学习的状态对其他能力点进行层次的调整，使得学生在不断学习过程中，接受挑战，实现跨越，通过其中的竞争机制，从而易形成互帮、互助、互赶的教学局面，形成多向互动的课堂教学局面。这种分层式技能提升教学模式可以根据学生的能力因材施教，易于被学生所接受。
3 数控编程与操作课程中的应用
（1）课程整体设计
数控编程与操作是一门注重学生操作技能的课程，传统的教学方法一般是先讲授知识点，之后仿真操作，最后再布置任务进行实训，总结起来就是讲授―仿真―实训。在这个过程中，仿真和实训的训练实例对于一部分人来说难度较大，而对另一部分人来讲又难度低了，这样不利于学生的学习，因此改革就成为必须的。
数控中有很多的编程指令，完成同一个任务也可以采用多种不同的指令，在教学中，采用分层技能提升教学模式，对于一个零件的加工，我们可以根据编程和学生理解的难度分为使用一般指令、中级指令好更高级指令的方法来完成，学生根据自己的情况来完成，逐渐引导学生向高级方向发展，使学生在此过程中提高自己。
世界大学城是一座网络虚拟城市，综合了远程教学、网络办公、及时通讯、全民媒体、个性化数字图书馆等功能的一座既虚拟又真实的大学社区平台，是全民终生学习的校园[2]。依托这个平台，教师提前将数控编程与操作这门课程的相关学习资料上传其中，学生可以提前学习相关的知识和技能，老师把每次课的分层技能提升任务上传到此，通过相关资料和视频的学习，学生可以对知识有所了解，部分同学可以将初级程度的知识自己学会；课上通过老师的讲解，让所有同学至少掌握初级程度，再通过一些讲解，让一部分同学掌握中级和高级知识，在相互的帮助和学习中不断提高，最终达到学习知识的目的。
（2）课程具体实施
本文以轴类零件的编程与操作为例，介绍基于信息技术的分层式技能提升模式的具体应用。
首先，教师将轴类零件的编程与操作的相关教学资料上传到世界大学城空间，学生可以学习相关的教学课件；教师将轴类零件加工的各个指令做成一个个的微课视频，学生也可通过观看视频来对指令进行理解，这样学生就对轴类零件的加工编程有个初步的学习。
课上理论知识的讲解，教师对轴类零件编程时使用的常用指令进行讲解，在这个过程中，将该部分知识分为简单、中等以及复杂轴类零件的加工三个模块，对于简单轴类零件编程过程中使用的G00、G01、G02、G40以及螺纹编程等指令，基本上引导学生自主学习和理解。对于中等复杂零件加工，例如子程序、G70、G71、G72、G73等指令，通过课上讲解，引导大部分学生理解。而对于复杂零件的编程，例如G76等指令，不做统一要求，有能力的学生理解。
图1 三种不同层次轴类零件图
仿真操作的时候，布置三个层次的零件的编程任务，如上图1所示，学生可以根据自己学习的能力完成相应等级的零件的编程。在此过程中，学生遇到不懂的知识，可以查找资料、咨询老师、与同学讨论，通过不断的提升，互助和互赶，从最简单的零件编程开始，逐渐提高，最终达到学到知识的目的。
仿真课后，教师将优秀学生的编程设计上传到世界大学城的空间中，学生在课后可以学习，找到不足和差距，为后续的学习做好铺垫，争取在后面的学习中尽量往高层次发展。
最后，学生将仿真好的程序在数控机床上进行加工操作。在操作过程和与同学的交流过程中，树立信心，争取下次赶超高层次的同学。
4 结束语
本课程教学的创新点体现在整个教学设计过程中通过世界大学城空间种信息化的教学手段，采用了分层式教学模式，有以下三点创新：
本课程的教学理念已经应用到《数控编程与操作》课程教学中，取得了不错的效果。通过相关的数据统计，以轴类零件的编程与加工为例，100%的学生能够进行简单轴类零件的加工；92%的学生能够进行中等复杂轴类零件的加工；80%的学生能够进行复杂轴类零件的加工，学生掌握核心知识和技能的能力有了很大的提高，真正做到了以学生为中心，达到了提高学教学质量的目的。
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