探索机械加工类课程的创新教学模式：网络化与信息化的融合

课堂教学是高校教育的主战场，传统的课堂教学以教师主动传授、学生被动接受为主，导致教师的主导地位突出，而学生的主体地位被忽视。这种方式下的课堂教学模式往往过于死板，学生容易产生厌烦情绪，教学效果不显著。机械加工课程，特别是高职院校的机械加工课程，除了理论讲解与教学外，还需要配合大量相应的实训设备进行实际操作教学。一方面，购置大量实训设备需要昂贵的资金与场地，更多的实**老师需要花费时间进行教学；另一方面，由于学生缺乏初始操作经验，容易对工具、设备等物资造成非常规损坏，有时甚至会引发安全事故。 近年来，随着网络化、信息化的不断发展，网络教学资源和方式的丰富多样，以及学**效率高等优势，将其运用到高校课程教学中，可以有效打破传统教学的束缚，显著提高课程教学水平，大大延长课堂的时间和空间，实现学生在线无缝答疑、考试。针对此情况，本文提出了一种针对机械加工类课程的线上线下混合教学方法。

2. 利用移动终端和蓝摩云课堂提升机械加工理论教学

需要在教学中媒体工具的应用上有所突破，将蓝魔云课堂等移动信息化教学工具运用到教学过程中，将课堂教学从传统教学直接升级为信息化教学。

在机械加工类课程的理论教学方式上，可以采取线上线下相结合的混合式教学方式，打破原有的传统教学模式，充分利用新型教学工具的优势，结合面授教学，实现课堂教学的突破。线上，利用蓝魔云课堂在课前向学生推送教师制作的微课、PPT等教学资源，促进学生课前预**。线下课堂上，开展更多、更有效的课堂参与活动，促进学生从原来的“我必须学”到“我要学”。

课堂中的教学活动是教学中最受关注的部分，也是课堂效果的关键点。每节课前，都要通过蓝魔云课堂进行活动设计，云课堂的各项活动组件需要能够很好地满足活动设计的要求，并且要尽可能的便捷、简单。利用信息技术改善课堂活动的效果显著，例如头脑风暴活动让全班同学都参与思考和回答开放式问题，课内测试可以即时得到学生知识点的数据反馈，点名签到可以节省传统点名的时间，讨论答题可以打破时间和空间的限制，让师生可以随时随地交流学**问题。

3.利用线上线下虚拟仿真、虚拟工厂，促进实践训练和加工教学

机械加工实训一直面临投入高、安全隐患大的问题。近十几年来，我们的数控加工仿真软件受限于仿真技术本身，无法实现多工序交叉加工（例如车削轴类零件后再加工键槽）。现在以某公司开发的虚拟工厂为例，在仿真技术上突破了这一技术壁垒，实现了车床、铣床之间的交叉仿真加工。此虚拟工厂可通过X插件在线操作，只要在网站上设置账号管理，即可有效控制虚拟工厂资源的合理使用，学**者可实现机床等教学资源的在线操作，从而实现数字化教学的线上方案。

这项技术突破使得我们可以模拟各种普通机床，例如各种车床、铣床、镗床、磨床、钻床、锯床、刨床和滚齿机。我们甚至可以模拟各种电加工设备，例如电火花加工设备和线切割机床。更重要的是，我们可以实现各种数控机床、各种普通机床和各种电加工设备之间的交替加工，即在一台机床上加工好的零件可以拿到另一台机床上再加工。由于这些生产设备可以交替加工，所以我们可以利用这些生产设备来加工一个完整的产品，而不是仅仅模拟单一的工序。我们设计的虚拟工厂包括一个虚拟工厂环境，环境中有多个建筑物，每个建筑物中可以放置各种生产设备。在这个虚拟工厂环境中，可以集成各种模拟的数控机床、普通机床和电加工设备，甚至可以集成各种热处理设备和检测设备。因此，我们可以在这样的虚拟工厂环境中组织以完成订单为中心的各种生产活动。

在虚拟工厂中，操作人员可以浏览利用虚拟现实技术开发的三维场景，使用鼠标键盘或移动终端触摸屏进行操作控制。根据企业的生产流程，可以设置生产管理、工艺准备、数控编程、物料准备、刀具准备、零件加工及检测等工作岗位。学员可以按照企业的标准在各个岗位上工作，生产过程中所需的技术文件、工件、刀具等可以在岗位之间进行调动。

虚拟工厂本身只是一个虚拟的三维工厂环境，类似工厂，有各种建筑物，各种模拟生产设备和生产工具。针对某一订单，展开生产工艺流程、物料配置、机床设备配置、工具工具配置等。一个订单的生产加工可以组织成几个小组来完成，每个学**者可以参与不同的小组，扮演不同的角色。每个学**者不仅可以体验各种模拟操作和加工过程的乐趣，还可以体验团队合作和竞赛的乐趣。教师也可以参与各种生产活动，体验各种学**乐趣。

3.1 体验整个生产过程

目前，高职院校机械加工专业的教学更多的是偏向于单一生产工序知识和操作技能的学**。然而，机械加工是一个多环节的生产链，包括加工工艺编制、材料准备、工装刀具准备、物流、机床设备操作加工、质量检验、装配调试、成品入库、安全员等环节。一个只掌握某一工序操作技能的学**者，进入企业必然会感到非常不适应，需要较长时间才能适应多环节的生产链。因此，对于一个想进入机械加工企业就业的学**者来说混合机械，在校期间让他多了解、多体验整个生产流程是非常有益和必要的。

3.2体验工厂环境及生产管理流程

有序的工厂环境和严格的管理制度对于先进制造企业来说非常重要，而工厂环境的设置和生产管理系统需要紧密配合。因此，虚拟工厂可以让学生了解和体验先进制造企业的工厂环境和生产管理流程。

3.3 体验各类生产设备的操作和加工

在虚拟工厂环境中，学**者可以交互式地操作各种模拟生产设备，这种可操作性让学**者有更真实的操作和加工感受，更容易理解操作和加工过程，从而大大提高学**者的学**兴趣和积极性。

3.4 实现团队教学模式

从生产一件完整的产品来看，其零件数量和加工工序往往比较多，而且很多零件都是相似的，因此这类项目比较适合团队活动。这样做不仅可以充分发挥学**者的团队合作意识，还能帮助学**者认识到整体设计、标准化加工等生产环节的重要性，同时也大大增加了学**者团队竞赛的乐趣。我们可以在上述虚拟工厂信息管理系统中设计出多种生产活动的组织模式，让学**者开展各种竞赛活动。

3.5 实施项目主导的教学模式

项目主导型教学模式的推广受到很多限制，虚拟工厂是一个教学载体，是一个相对完整的生产环境，在这个平台上可以加工生产一个完整的产品，由于虚拟工厂的集成，多个学科可以进入这样一个虚拟的集成环境，任务主导型教学模式就会如鱼得水，虚拟工厂会让机械加工专业理论课和实践课的界限变得“模糊”。

4. 利用大数据推动教学改革

在云大数据时代，各行各业的实证研究都成为可能，教学领域也不例外。随着云上课这种云教学模式在汉语课堂教学中的应用和普及，每一位教师都可以成为自己课堂教学大数据的生产者，高校和教师自然而然地成为课堂教学大数据的拥有者。谁拥有数据、谁研究数据的时代已经到来，每一位教师都将成为大数据分析教师。大数据是一个专用名词，利用计算机技术实时采集人们的过程行为数据，随着时间推移积累到一定规模而形成的数据就叫大数据。这里的一定规模，是指依靠这些数据，我们可以挖掘出有规律、有价值的理论或观点，进而指导实践。所以，大数据不是大，而是有价值。大数据是过程行为数据的客观集合，是真实的、有效的、不可改变的。比如，通过云上课采集到的师生课堂教学行为数据，就可以构成课堂教学大数据。 教师可运用以下两种分析方法开展相应的教学研究，促进教学改革。

1）相关分析法。简单来说，所谓相关分析法就是在结果发生之后，将与某一过程相关的因素一一列出，然后进行比较分析，以确定结果差异的原因。例如，一位老师为一个班级（教学对象相同）教了两个班，通过两班的背景数据，学生的参与度明显不同。此时，老师可以一一列出与学生参与度相关的因素，如教学方式、教学内容、教学时间等，并对这些相关因素进行比较分析，找出差异的原因和规律。

2）对应分析法。简单来说，所谓对应分析法，就是将某一过程在结果发生之后所对应的因素一一列出，并进行逐一比较分析，通过分析确定结果差异的原因。例如，一位老师对两个不同的班级（教学对象不同）讲授相同的教学内容，通过对两个班级的背景数据观察，可以发现两个班级的学生参与度明显不同。此时，老师可以一一列出与学生参与度相关的因素，如教学方式、教学对象、教学时间等，并对这些对应因素进行比较，找出差异的原因和规律。基于云课堂的云教学大数据研究，使以往课堂教学管理“公开、公平、公正、透明、科学”成为可能，这种管理也可以应用到教师对学生的评价、学校管理者对教师的评价上。用大数据驱动教学改革，在新时代已经成为可能，甚至成为现实。

5 结论

信息时代，线上线下混合教育模式已成为大势所趋，应用于高职院校机械加工课程，需要对传统教学进行一些改革：

1）对于专业理论课，可以结合移动终端，应用“蓝魔云课堂”的教学方式，进行授课和布置任务，实现有效的课堂教学。我相信在教学效果上，会比传统枯燥的讲课式课堂好很多。学生上课玩手机、不听课的现象会减少，学生学**的积极性和主动性会提高。我也相信学生会喜欢这种教学方式，因为他们更多地参与、互动和思考，不再是讲课式的。

2）对于实训课程，我们可以将其与虚拟工厂相结合，让学生通过移动终端就像进入游戏模式一样进入我们虚拟工厂的虚拟车间，进行线上线下相结合的混合式教学。

3）利用信息技术客观采集教学过程中产生的大数据，利用大数据找出差异的原因和规律，从而驱动教学改革，提高教学质量。

总之，只有把课堂教学变成学生主动学**的战场，学生和教师双方都能最大限度地发挥自主性，才能真正提高课堂教学效率，提高教育教学质量，实现培养应用型人才的目标。

参考

[1]肖红秋.“线上线下”教学模式的反思与探索[J].职业技术，2016，15(7):53-54.

[2]王娜.高职院校线上线下“混合式”教学模式研究[J].教育研究，2017(4):18-19。

[3]张文艳.基于三菱PLC课程的线上线下混合教学研究[J].创新,2016(7):50.

[4]袁玲燕.基于互联网的教学模式改革——蓝魔云课堂在《电气工程技术基础》教学中的应用[J].职业教育创新，2015(6).

[5]陈红艳,韩红兵.蓝魔云移动平台在课堂活动中的应用[J].教学管理,2016(11):144.