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關(guān)于大學(xué)機(jī)床數(shù)控技術(shù)教學(xué)論文
摘要：“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代中出現(xiàn)的MOOC在線開(kāi)放教育模式給傳統(tǒng)教育帶來(lái)了重大挑戰(zhàn)�！盎ヂ�(lián)網(wǎng)+教育”是基于計(jì)算機(jī)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(duì)推進(jìn)現(xiàn)代教學(xué)改革具有重要現(xiàn)實(shí)意義。將MOOC教學(xué)模式應(yīng)用于《機(jī)床數(shù)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(xí)者的學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性，適應(yīng)教育發(fā)展潮流，為我國(guó)開(kāi)放式在線課程的建設(shè)和發(fā)展提供新視角和新思路。
關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)論文參考文獻(xiàn)
隨著計(jì)算機(jī)硬件、軟件技術(shù)的日益成熟，以及網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施功能的不斷提升，基于計(jì)算機(jī)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(tǒng)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(guī)劃》和《2017年教育信息化工作要點(diǎn)》對(duì)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(chǔ)環(huán)境建設(shè)，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間應(yīng)用廣度與深度，適應(yīng)“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(guī)模開(kāi)放在線課程，又稱為“慕課”，是基于連通主義理論和網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)的開(kāi)放教育學(xué)而發(fā)展起來(lái)的新型在線課程模式，具有教學(xué)內(nèi)容豐富、實(shí)現(xiàn)方式多樣化、學(xué)習(xí)主動(dòng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，學(xué)習(xí)者可以基于自身學(xué)習(xí)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(jī)床數(shù)控技術(shù)》課程教學(xué)為例，對(duì)MOOC教學(xué)模式的應(yīng)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(tǒng)行業(yè)”，但其并非簡(jiǎn)單的疊加。《國(guó)務(wù)院關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)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(tǒng)行業(yè)進(jìn)行深入融合和演變，實(shí)現(xiàn)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(shí)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(xí)效率，并有效推動(dòng)了傳統(tǒng)“課堂教育”方式向現(xiàn)代“智慧教育”的轉(zhuǎn)變�！盎ヂ�(lián)網(wǎng)+教育”是建立在現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)基礎(chǔ)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(xiàn)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(yīng)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(xiàn)教育水平和教學(xué)質(zhì)量的升級(jí)。例如微課、MOOC、SPOC(SmallPrivateOnlineCourse)[4]、云端大學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等線上課程教學(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(xiàn)了教育的創(chuàng)新性和開(kāi)放性，并使傳統(tǒng)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(xiàn)實(shí)、智能移動(dòng)通訊、在線語(yǔ)音、云搜索、大數(shù)據(jù)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(gòu)建不同類型的創(chuàng)新性教育眾創(chuàng)空間和學(xué)習(xí)平臺(tái)�；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(tǒng)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(xiàn)共享。第三，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”可以實(shí)現(xiàn)不同教育主體間的關(guān)系優(yōu)化和結(jié)構(gòu)重組，使學(xué)習(xí)者在充分掌握教育教學(xué)資源信息的條件下，具有獨(dú)立的受教育選擇權(quán)和教學(xué)質(zhì)量監(jiān)督權(quán)，教師、學(xué)生以及教育機(jī)構(gòu)三者之間的作用和角色發(fā)生了改變，學(xué)習(xí)者的主體地位能夠得到更充分的體現(xiàn)。“互聯(lián)網(wǎng)+教育”模式通過(guò)為學(xué)習(xí)者提供多元化的教學(xué)手段和共享平臺(tái)，可以擺脫課堂教學(xué)的位置和時(shí)間局限性，為實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地與終身學(xué)習(xí)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)放式在線課程教學(xué)模式是“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下實(shí)現(xiàn)教育共享化和國(guó)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(guó)家人文教育技術(shù)應(yīng)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(dǎo)論》課程免費(fèi)共享于網(wǎng)絡(luò)，多達(dá)16萬(wàn)名學(xué)習(xí)者對(duì)此課程進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，這標(biāo)志著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月加入了在線教育平臺(tái)edX，這標(biāo)志著MOOC教學(xué)模式正式被引進(jìn)中國(guó)。2013年7月，上海交通大學(xué)與在線教育平臺(tái)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(guó)內(nèi)高校共同建立中國(guó)的MOOC在線教育平臺(tái)。[8]2014年5月，由教育部創(chuàng)建的中國(guó)大學(xué)MOOC在線教育平臺(tái)正式投入使用，為學(xué)習(xí)者提供了免費(fèi)優(yōu)質(zhì)的知名高校MOOC教育資源。教育部于2015年出臺(tái)了《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校在線開(kāi)放課程建設(shè)應(yīng)用與管理的意見(jiàn)》，推動(dòng)了開(kāi)放在線課程的進(jìn)一步認(rèn)定和推廣。隨著MOOC發(fā)展浪潮在全球范圍內(nèi)的迅速推進(jìn)，中國(guó)的傳統(tǒng)高等教育模式面臨著重大的挑戰(zhàn)，同時(shí)也迎來(lái)了改革和發(fā)展的良好機(jī)遇。MOOC教學(xué)模式的突出特點(diǎn)是大規(guī)模性、微課程性以及分層教學(xué)，學(xué)習(xí)者可以基于自己的時(shí)間安排完成學(xué)習(xí)任務(wù)，不受傳統(tǒng)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(jié)的，其與傳統(tǒng)教學(xué)模式并非相互矛盾的，而應(yīng)該是相互促進(jìn)的。就目前的發(fā)展階段而言，以傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)節(jié)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(xiàn)代大學(xué)教育中的意義主要體現(xiàn)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(yǎng)國(guó)際化人才。學(xué)習(xí)者可以根據(jù)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(guó)界的課程教學(xué)，有效減少了外界干擾帶來(lái)的負(fù)面影響，提高學(xué)習(xí)效率，拓寬學(xué)習(xí)視野。
2.MOOC學(xué)習(xí)成本低，無(wú)須繳納教學(xué)費(fèi)用MOOC基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行在線教學(xué)，其注重的是教育資源的共享以及受教育者的學(xué)習(xí)過(guò)程，課程結(jié)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(xí)費(fèi)用，因此極大降低了學(xué)習(xí)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(xiàn)“有教無(wú)類”。
3.MOOC促進(jìn)教師隊(duì)伍提升專業(yè)水平素養(yǎng)由于MOOC具有共享性和開(kāi)放性，來(lái)自全球不同地區(qū)的學(xué)習(xí)者都可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)接受在線課程的教學(xué)。教師的教學(xué)影響力得到了充分?jǐn)U大，不再局限于單一的課堂和班級(jí)。因此，要求教師隊(duì)伍進(jìn)一步提高自身的教學(xué)素養(yǎng)和能力，并掌握新的在線課程教學(xué)技巧。
4.MOOC推動(dòng)和深化了在線教育創(chuàng)新模式相對(duì)于傳統(tǒng)的在線教育而言，MOOC強(qiáng)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教育策略，克服傳統(tǒng)在線教育存在單向傳輸性和課程多線性，缺乏教學(xué)交互性等缺點(diǎn)，對(duì)推進(jìn)教學(xué)改革與提高教學(xué)質(zhì)量具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
三、MOOC環(huán)境下《機(jī)床數(shù)控技術(shù)》課程建設(shè)
隨著數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造行業(yè)中的普及應(yīng)用，數(shù)控技術(shù)越來(lái)越突顯出其重要性�！稒C(jī)床數(shù)控技術(shù)》課程是機(jī)械工程專業(yè)的必修課，教材選用陳蔚芳教授與王宏濤教授主編的《機(jī)床數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用(第三版)》，具有課程內(nèi)容豐富，涵蓋知識(shí)面廣，理論性和實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)。[9]該課程主要包括數(shù)控技術(shù)概論、數(shù)控加工程序編制方法、計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置、數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)控制原理、數(shù)控機(jī)床的檢測(cè)裝置、數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)與裝置、分布式數(shù)控技術(shù)(DNC)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)等幾個(gè)模塊，如圖1所示。其中，課程的核心內(nèi)容主要包括數(shù)控程序編程方法、數(shù)控插補(bǔ)原理以及數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。如圖2所示為《機(jī)床數(shù)控技術(shù)》的MOOC課程建設(shè)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)畫以及相關(guān)的拓展知識(shí)網(wǎng)站鏈接等，以不同章節(jié)的知識(shí)單元為主體，進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的碎片化處理，并根據(jù)課程體系進(jìn)行系統(tǒng)地整合化處理，然后將課程資源發(fā)布于MOOC在線平臺(tái)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(xí)課程資料。以“數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)控制原理”章節(jié)的難點(diǎn)“數(shù)字積分法(DDA法)圓弧插補(bǔ)”為例。在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，教師對(duì)插補(bǔ)的原理以及課本插補(bǔ)例題的講解往往占用大部分的課堂時(shí)間，導(dǎo)致學(xué)生獨(dú)立思考和練習(xí)的時(shí)間被壓縮，無(wú)法深入了解數(shù)字插補(bǔ)本質(zhì)原理。為了解決這一問(wèn)題，可以利用MOOC在線平臺(tái)，共享相關(guān)課程資料。對(duì)于難點(diǎn)部分，學(xué)生可以結(jié)合課件、視頻、動(dòng)畫進(jìn)行反復(fù)的學(xué)習(xí)，并結(jié)合MOOC在線插補(bǔ)仿真軟件，進(jìn)行任意圓弧的插補(bǔ)過(guò)程的推導(dǎo)和驗(yàn)算，真正了解DDA插補(bǔ)運(yùn)算的本質(zhì)。
學(xué)生完成在線課程學(xué)習(xí)以后，可以通過(guò)MOOC在線考核模塊對(duì)自己的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行實(shí)時(shí)的獨(dú)立測(cè)試，及時(shí)發(fā)現(xiàn)自己學(xué)習(xí)的不足和問(wèn)題。試題由題庫(kù)自動(dòng)隨機(jī)生成(包括數(shù)控概念選擇填空題、主觀數(shù)控編程、插補(bǔ)過(guò)程分析、數(shù)控機(jī)床核心部件設(shè)計(jì)等)，并設(shè)有考試時(shí)間限制，保證考試內(nèi)容與結(jié)果的合理性與代表性�？荚嚱Y(jié)束后，MOOC在線評(píng)估模塊會(huì)根據(jù)考試的結(jié)果輸出學(xué)習(xí)效果報(bào)告，教師根據(jù)效果報(bào)告評(píng)估學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，以及在線課程的優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行具有針對(duì)性的調(diào)整和補(bǔ)充。MOOC在線教學(xué)平臺(tái)可以通過(guò)交流討論模塊，實(shí)現(xiàn)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)在線答疑、群體討論、頭腦風(fēng)暴等方式了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和問(wèn)題，并調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)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(xí)和測(cè)試過(guò)程中所遇到的難點(diǎn)和問(wèn)題，更全面、準(zhǔn)確地掌握課程內(nèi)容相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，并將自己的學(xué)習(xí)心得和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)推送到交流討論模塊中，提供給教師與其他學(xué)習(xí)者進(jìn)行參考。MOOC在線教學(xué)平臺(tái)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(shè)激勵(lì)機(jī)制，并配備制作課程資源與維護(hù)平臺(tái)運(yùn)行所需的硬件設(shè)備和專業(yè)軟件。此外，為了提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力(如數(shù)控機(jī)床編程與操作實(shí)踐)，應(yīng)建立實(shí)訓(xùn)中心基地和實(shí)踐平臺(tái)，保證理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐相結(jié)合。
四、結(jié)論
在信息大爆炸的時(shí)代背景下，基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的教學(xué)改革勢(shì)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(duì)教育發(fā)展的影響與意義，并以《機(jī)床數(shù)控技術(shù)》課程為例，討論了MOOC開(kāi)放在線課程的建設(shè)思路和基本方法。MOOC適應(yīng)了當(dāng)代高等教育大眾化的發(fā)展需求，有利于實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共享，提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和效率，促進(jìn)傳統(tǒng)教育的創(chuàng)造性變革和發(fā)展。
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