關(guān)于大學(xué)機床數控技術(shù)教學(xué)論文
摘要：“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代中出現的MOOC在線(xiàn)開(kāi)放教育模式給傳統教育帶來(lái)了重大挑戰�！盎ヂ�(lián)網(wǎng)+教育”是基于計算機網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)的新型教育形態(tài)，MOOC教學(xué)模式的發(fā)展對推進(jìn)現代教學(xué)改革具有重要現實(shí)意義。將MOOC教學(xué)模式應用于《機床數控技術(shù)》課程，可以豐富教學(xué)資源，降低受教育成本，激發(fā)學(xué)習者的學(xué)習積極性與主動(dòng)性，適應教育發(fā)展潮流，為我國開(kāi)放式在線(xiàn)課程的建設和發(fā)展提供新視角和新思路。
關(guān)鍵詞：數控技術(shù)論文參考文獻
隨著(zhù)計算機硬件、軟件技術(shù)的日益成熟，以及網(wǎng)絡(luò )基礎設施功能的不斷提升，基于計算機技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)功能的“互聯(lián)網(wǎng)+”促進(jìn)了教育行業(yè)的變革和發(fā)展，有效解決了傳統課堂教學(xué)存在的諸多不足。教育部印發(fā)的《教育信息化十年發(fā)展(2011-2020年)規劃》和《2017年教育信息化工作要點(diǎn)》對高校教師的信息化教育發(fā)展提出了整體的部署和明確的要求，旨在提高教師的信息化教育技能，保證教育教學(xué)質(zhì)量，完善教育信息化基礎環(huán)境建設，加強網(wǎng)絡(luò )學(xué)習空間應用廣度與深度，適應“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代背景下的教育發(fā)展改革要求。[1]MOOC(MassiveOpenOnlineCourse)教育模式，即大規模開(kāi)放在線(xiàn)課程，又稱(chēng)為“慕課”，是基于連通主義理論和網(wǎng)絡(luò )化學(xué)習的開(kāi)放教育學(xué)而發(fā)展起來(lái)的新型在線(xiàn)課程模式，具有教學(xué)內容豐富、實(shí)現方式多樣化、學(xué)習主動(dòng)性強等特點(diǎn)，學(xué)習者可以基于自身學(xué)習需求選擇合適的課程，能夠有效提升教與學(xué)的互動(dòng)性和開(kāi)放性。本文以《機床數控技術(shù)》課程教學(xué)為例，對MOOC教學(xué)模式的應用和發(fā)展進(jìn)行深入研究。
一、“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的教育教學(xué)特征
“互聯(lián)網(wǎng)+”就是指“互聯(lián)網(wǎng)+各個(gè)傳統行業(yè)”，但其并非簡(jiǎn)單的疊加�！秶鴦�(wù)院關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導意見(jiàn)》指出，“互聯(lián)網(wǎng)+”通過(guò)將互聯(lián)網(wǎng)信息通信技術(shù)與傳統行業(yè)進(jìn)行深入融合和演變，實(shí)現社會(huì )資源的優(yōu)化配置和集成，促進(jìn)了社會(huì )生產(chǎn)能力水平和創(chuàng )造力水平的發(fā)展，是在知識社會(huì )創(chuàng )新2.0推動(dòng)下發(fā)展起來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)形態(tài)演進(jìn)和社會(huì )發(fā)展形態(tài)。在教育領(lǐng)域，“互聯(lián)網(wǎng)+”可以面向不同層次和類(lèi)型的人群提供開(kāi)放式的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，豐富了教學(xué)手段和教學(xué)模式，優(yōu)化了教學(xué)行為和學(xué)習效率，并有效推動(dòng)了傳統“課堂教育”方式向現代“智慧教育”的轉變�！盎ヂ�(lián)網(wǎng)+教育”是建立在現代電子計算機與網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)基礎上的一種新型教育形態(tài)，它以受教育者為主體，通過(guò)多種網(wǎng)絡(luò )交互方式實(shí)現學(xué)生、教師與學(xué)校之間的聯(lián)系和通信。[3]“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代下的教育并不僅僅是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育教學(xué)中的簡(jiǎn)單應用，而是教育與互聯(lián)網(wǎng)的深度融合與變革，其主要的特征如下：第一，在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代背景下，教育領(lǐng)域中存在著(zhù)諸多不同教育層面的跨界交互，并在跨界交互過(guò)程中得到了新的教育形態(tài)。該模式將教學(xué)、課程、考試、管理、考核、就業(yè)等教育元素通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)有效整合連接為一體，實(shí)現教育水平和教學(xué)質(zhì)量的升級。例如微課、MOOC、SPOC(SmallPrivateOnlineCourse)[4]、云端大學(xué)、翻轉課堂等線(xiàn)上課程教學(xué)方式就是“互聯(lián)網(wǎng)+課程”的典型代表。[5]第二，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”體現了教育的創(chuàng )新性和開(kāi)放性，并使傳統教育模式產(chǎn)生了重要的變革和進(jìn)步�；ヂ�(lián)網(wǎng)可以將網(wǎng)絡(luò )視頻、虛擬現實(shí)、智能移動(dòng)通訊、在線(xiàn)語(yǔ)音、云搜索、大數據分析等新技術(shù)融合到教育教學(xué)過(guò)程中，形成不同的創(chuàng )新教育新模式，通過(guò)集成豐富的網(wǎng)絡(luò )資源，構建不同類(lèi)型的創(chuàng )新性教育眾創(chuàng )空間和學(xué)習平臺�；ヂ�(lián)網(wǎng)技術(shù)的開(kāi)放性決定了“互聯(lián)網(wǎng)+教育”模式可以解決傳統課堂教育的局限性問(wèn)題，使教育資源可以走出學(xué)校，實(shí)現共享。第三，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”可以實(shí)現不同教育主體間的關(guān)系優(yōu)化和結構重組，使學(xué)習者在充分掌握教育教學(xué)資源信息的條件下，具有獨立的受教育選擇權和教學(xué)質(zhì)量監督權，教師、學(xué)生以及教育機構三者之間的作用和角色發(fā)生了改變，學(xué)習者的主體地位能夠得到更充分的體現�！盎ヂ�(lián)網(wǎng)+教育”模式通過(guò)為學(xué)習者提供多元化的教學(xué)手段和共享平臺，可以擺脫課堂教學(xué)的位置和時(shí)間局限性，為實(shí)現隨時(shí)隨地與終身學(xué)習提供了可能。
二、MOOC教學(xué)模式的發(fā)展和意義
基于MOOC的開(kāi)放式在線(xiàn)課程教學(xué)模式是“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下實(shí)現教育共享化和國際化的重要途徑。MOOC的概念是由加拿大愛(ài)德華王子島大學(xué)和國家人文教育技術(shù)應用研究院于2008年提出的。[6]斯坦福大學(xué)于2011年將《人工智能導論》課程免費共享于網(wǎng)絡(luò )，多達16萬(wàn)名學(xué)習者對此課程進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò )學(xué)習，這標志著(zhù)MOOC取得了重大突破并進(jìn)入了高速發(fā)展階段。[7]北京大學(xué)和清華大學(xué)于2013年5月加入了在線(xiàn)教育平臺edX，這標志著(zhù)MOOC教學(xué)模式正式被引進(jìn)中國。2013年7月，上海交通大學(xué)與在線(xiàn)教育平臺Coursera建立了合作關(guān)系，并宣布與北京大學(xué)、清華大學(xué)等諸多國內高校共同建立中國的MOOC在線(xiàn)教育平臺。[8]2014年5月，由教育部創(chuàng )建的中國大學(xué)MOOC在線(xiàn)教育平臺正式投入使用，為學(xué)習者提供了免費優(yōu)質(zhì)的知名高校MOOC教育資源。教育部于2015年出臺了《關(guān)于加強高等學(xué)校在線(xiàn)開(kāi)放課程建設應用與管理的意見(jiàn)》，推動(dòng)了開(kāi)放在線(xiàn)課程的進(jìn)一步認定和推廣。隨著(zhù)MOOC發(fā)展浪潮在全球范圍內的迅速推進(jìn)，中國的傳統高等教育模式面臨著(zhù)重大的挑戰，同時(shí)也迎來(lái)了改革和發(fā)展的良好機遇。MOOC教學(xué)模式的突出特點(diǎn)是大規模性、微課程性以及分層教學(xué)，學(xué)習者可以基于自己的時(shí)間安排完成學(xué)習任務(wù)，不受傳統教學(xué)模式的時(shí)間和空間限制。但是，MOOC是無(wú)法取代正常教學(xué)環(huán)節的，其與傳統教學(xué)模式并非相互矛盾的，而應該是相互促進(jìn)的。就目前的發(fā)展階段而言，以傳統教學(xué)環(huán)節為主，MOOC教學(xué)為輔的教學(xué)模式具有更高的教學(xué)質(zhì)量和效率。MOOC在現代大學(xué)教育中的意義主要體現在以下幾點(diǎn)：
1.MOOC教學(xué)質(zhì)量高，教學(xué)資源多樣諸多世界一流大學(xué)都通過(guò)MOOC共享優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，課程的講授者往往是學(xué)校的教學(xué)名師，課程制作精良，教學(xué)質(zhì)量得到了充分的保證，并有利于培養國際化人才。學(xué)習者可以根據自己的興趣，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)終端接受跨文化、跨國界的課程教學(xué)，有效減少了外界干擾帶來(lái)的負面影響，提高學(xué)習效率，拓寬學(xué)習視野。
2.MOOC學(xué)習成本低，無(wú)須繳納教學(xué)費用MOOC基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行在線(xiàn)教學(xué)，其注重的是教育資源的共享以及受教育者的學(xué)習過(guò)程，課程結束后并不提供任何學(xué)分和學(xué)位，也不需要交納任何的學(xué)習費用，因此極大降低了學(xué)習者的受教育成本，有利于推進(jìn)全民素質(zhì)教育的進(jìn)一步實(shí)施，真正實(shí)現“有教無(wú)類(lèi)”。
3.MOOC促進(jìn)教師隊伍提升專(zhuān)業(yè)水平素養由于MOOC具有共享性和開(kāi)放性，來(lái)自全球不同地區的學(xué)習者都可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)接受在線(xiàn)課程的教學(xué)。教師的教學(xué)影響力得到了充分擴大，不再局限于單一的課堂和班級。因此，要求教師隊伍進(jìn)一步提高自身的教學(xué)素養和能力，并掌握新的在線(xiàn)課程教學(xué)技巧。
4.MOOC推動(dòng)和深化了在線(xiàn)教育創(chuàng )新模式相對于傳統的在線(xiàn)教育而言，MOOC強化了教學(xué)資源的開(kāi)放共享與師生之間的互動(dòng)模式，有利于創(chuàng )造性地開(kāi)展更深入高效的在線(xiàn)教育策略，克服傳統在線(xiàn)教育存在單向傳輸性和課程多線(xiàn)性，缺乏教學(xué)交互性等缺點(diǎn)，對推進(jìn)教學(xué)改革與提高教學(xué)質(zhì)量具有重要現實(shí)意義。
三、MOOC環(huán)境下《機床數控技術(shù)》課程建設
隨著(zhù)數控機床在機械制造行業(yè)中的普及應用，數控技術(shù)越來(lái)越突顯出其重要性�！稒C床數控技術(shù)》課程是機械工程專(zhuān)業(yè)的必修課，教材選用陳蔚芳教授與王宏濤教授主編的《機床數控技術(shù)及應用(第三版)》，具有課程內容豐富，涵蓋知識面廣，理論性和實(shí)踐性強等特點(diǎn)。[9]該課程主要包括數控技術(shù)概論、數控加工程序編制方法、計算機數控裝置、數控機床的運動(dòng)控制原理、數控機床的檢測裝置、數控機床的伺服驅動(dòng)系統、數控機床的機械結構與裝置、分布式數控技術(shù)(DNC)、柔性制造系統(FMS)等幾個(gè)模塊，如圖1所示。其中，課程的核心內容主要包括數控程序編程方法、數控插補原理以及數控機床伺服驅動(dòng)系統。如圖2所示為《機床數控技術(shù)》的MOOC課程建設思路，具體描述如下：制作、搜集并整合相關(guān)課程資源，包括課件、視頻、音頻、圖片、動(dòng)畫(huà)以及相關(guān)的拓展知識網(wǎng)站鏈接等，以不同章節的知識單元為主體，進(jìn)行知識點(diǎn)的碎片化處理，并根據課程體系進(jìn)行系統地整合化處理，然后將課程資源發(fā)布于MOOC在線(xiàn)平臺中，使學(xué)生能通過(guò)網(wǎng)絡(luò )移動(dòng)終端進(jìn)行自主選擇和學(xué)習課程資料。以“數控機床的運動(dòng)控制原理”章節的難點(diǎn)“數字積分法(DDA法)圓弧插補”為例。在傳統課堂教學(xué)中，教師對插補的原理以及課本插補例題的講解往往占用大部分的課堂時(shí)間，導致學(xué)生獨立思考和練習的時(shí)間被壓縮，無(wú)法深入了解數字插補本質(zhì)原理。為了解決這一問(wèn)題，可以利用MOOC在線(xiàn)平臺，共享相關(guān)課程資料。對于難點(diǎn)部分，學(xué)生可以結合課件、視頻、動(dòng)畫(huà)進(jìn)行反復的學(xué)習，并結合MOOC在線(xiàn)插補仿真軟件，進(jìn)行任意圓弧的插補過(guò)程的推導和驗算，真正了解DDA插補運算的本質(zhì)。
學(xué)生完成在線(xiàn)課程學(xué)習以后，可以通過(guò)MOOC在線(xiàn)考核模塊對自己的學(xué)習效果進(jìn)行實(shí)時(shí)的獨立測試，及時(shí)發(fā)現自己學(xué)習的不足和問(wèn)題。試題由題庫自動(dòng)隨機生成(包括數控概念選擇填空題、主觀(guān)數控編程、插補過(guò)程分析、數控機床核心部件設計等)，并設有考試時(shí)間限制，保證考試內容與結果的合理性與代表性�？荚嚱Y束后，MOOC在線(xiàn)評估模塊會(huì )根據考試的結果輸出學(xué)習效果報告，教師根據效果報告評估學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握程度，以及在線(xiàn)課程的優(yōu)缺點(diǎn)，并對教學(xué)內容進(jìn)行具有針對性的調整和補充。MOOC在線(xiàn)教學(xué)平臺可以通過(guò)交流討論模塊，實(shí)現教師和學(xué)生之間的實(shí)時(shí)與非實(shí)時(shí)互動(dòng)交流。教師可以通過(guò)在線(xiàn)答疑、群體討論、頭腦風(fēng)暴等方式了解學(xué)生的學(xué)習進(jìn)度和問(wèn)題，并調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習積極性與主動(dòng)性，學(xué)生可以通過(guò)與教師的交流，解決自己在學(xué)習和測試過(guò)程中所遇到的難點(diǎn)和問(wèn)題，更全面、準確地掌握課程內容相關(guān)知識點(diǎn)，并將自己的學(xué)習心得和經(jīng)驗總結推送到交流討論模塊中，提供給教師與其他學(xué)習者進(jìn)行參考。MOOC在線(xiàn)教學(xué)平臺的順利推廣需要政府、學(xué)校在政策和資金上的有力支持，推出合理的MOOC建設激勵機制，并配備制作課程資源與維護平臺運行所需的硬件設備和專(zhuān)業(yè)軟件。此外，為了提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力(如數控機床編程與操作實(shí)踐)，應建立實(shí)訓中心基地和實(shí)踐平臺，保證理論學(xué)習與實(shí)踐相結合。
四、結論
在信息大爆炸的時(shí)代背景下，基于計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的教學(xué)改革勢在必行。本文討論了“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代背景下的MOOC教學(xué)模式對教育發(fā)展的影響與意義，并以《機床數控技術(shù)》課程為例，討論了MOOC開(kāi)放在線(xiàn)課程的建設思路和基本方法。MOOC適應了當代高等教育大眾化的發(fā)展需求，有利于實(shí)現優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共享，提高學(xué)習者的學(xué)習興趣和效率，促進(jìn)傳統教育的創(chuàng )造性變革和發(fā)展。
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