融入思政元素的数控编程课程微课设计与制作_张南洋.pdf

融入思政元素的数控编程课程微课设计与制作张南洋，侯园（江苏安全技术职业学院 机械工程学院，221000，江苏徐州）摘要：微时代的高速发展，为思政元素融入专业课程带来了新的发展契机。利用碎片化时间通过移动终端设备随时随地进行学习、改革教学方式等，使得微课资源的开发成为必然趋势。文章以数控编程课程为例，阐述了微课制作的三大原则，探讨融入了“课程思政”元素的微课的制作方法，最后通过“精益求精之刀尖圆弧半径补偿”微课设计案例予以呈现。关键词：课程思政；数控编程；微课视频习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调，要运用新媒体新技术使工作活起来，推动思想政治工作传统优势同信息技术高度融合，增强时代感和吸引力1。高等学校课程思政建设指导纲要指出要将课程思政融入课堂教学建设全过程，创新课堂教学模式，推进现代信息技术在课程思政教学中的应用，激发学生学习兴趣，引导学生深入思考2。新媒体是相对于传统媒体而言的，是报刊、广播、电视等传统媒体以后发展起来的新的媒体形态。在互联网高速发展的今天，以个人为中心的新媒体已经从边缘走向主流，如微信、微博、微课等各种“微”产品层出不穷，“微思政”也应运而生。教育工作者可借助新媒体技术，通过文字、声音、图像和动画等形式生动表达“微思政”内容，从而增强“微思政”的辐射力，提高“微思政”内容传播的速度，增强思政教育的感染力和实效性。1微课制作原则“数控编程”作为一门在高校工科院校机械大类专业普遍开设的课程，是极为重要的思想政治教育阵地。微时代的高速发展，为思政元素融入数控编程课程带来了新的发展契机3。该课程的理论性和实践性均较强，代码指令较多且抽象，在解决融合点的过程中，信息技术的运用要依据学生的认知操作基础，从课前预习、课中探究新知、课后拓展提升三个不同的教学阶段来设计数字资源，同时将微思政融入其中，帮助学生突破难点，实现育人目的。1.1以学生为中心原则高等学校课程思政建设指导纲要指出要坚持学生中心、产出导向、持续改进，不断提升学生的课程学习体验、学习效果。因此，在微课制作过程中教师应秉承“以学生为中心”的指导原则4，要真正关注学生的需求差异，激发学生的兴趣，提升学生的学习探究能力，让学生自己逐渐建构知识体系。例如在工艺编制环节中，如果学生的函数、解析几何等数学知识基础薄弱，就很难计算出相关基点坐标，后续的仿真加工及机床加工也就无法运行。因此，在设计成型面零件微课时就需要补充不同基点坐标的计算方法，以便学生随时随地反复观看，进而掌握相关难点。1.2实用性原则微课特点就是时间短、问题聚集、内容精简，为解决某一个问题需要精心准备完整教学设计。因此，开发的微课不能在视觉上花里胡哨、环节不衔接、内容上不紧凑，而应真正带来行为的改变，能激发学生兴趣，使其快速回归到工作情景中，做到学以致用等。例如在新知探究环节中，复合循环指令的格式繁琐且内容难以理解，在设计微课时首先采用数控生产事故导入，以引起学生的重视与引发思考；其次通过Flash动画重现事故产生过程和分析原因，激发学生兴趣的同时，使学生明白各个代码格式的含义；最后通过仿真加工来模拟加工轨迹，巩固加深对教学重难点的理解。1.3整体性原则微课是为学生的自学而设计制作的，是一种新型教学资源，虽然各类微课大赛如火如荼地开展，设计出部分微课作品，但单一的微课对学生帮助不大，尤其课程改革更需要为学生的自学提供一门学科的完整知识资源。因此，微课开发需要先对“数控编程”进行整体设计，将整体的知识体系划分成若干零碎的知识点，然后再将每一个知识点串联成一门学科的完整体系。另外，对时事热点事件还要坚持动态性原则，边建边用，持续更新微课资源等。2微课制作方法以学生为中心对微课程进行设计，首先，需要从学基金项目：2021年度江苏省高校哲学社会科学研究专题项目（2021SJB0574）。作者简介：张南洋（1985），男，江苏徐州人，硕士，讲师，主要研究方向为机械加工工艺和数控加工技术。职业教育与培训1082023年第2期生的素质基础、知识基础及能力基础这三方面进行分析，希望学生知道什么、掌握什么、做到什么，这些可以形成教学目标。其次，依据这些教学目标考虑在教学过程中应该利用什么样的教学策略、教学资源及考核评价等，帮助学生掌握学习内容，达到学习目标。最后，针对学生的学习表现或成果，采用提问、观察、动手演示等方式评估学生对学习目标的达成情况。根据上述方法，得出微课制作框架，主要包含学习成果、教学目标、教学内容、教学策略、考核评价等要素，按照如何确定目标、如何设计教学活动、如何检测目标是否达成三个步骤，结合数控编程课程的特点，完成微课的制作。2.1分析学习成果，确立教学目标微课的分类方式较多，可以按照课堂教学方法来划分，也可以按照课堂教学主要环节来分类。当前微课主要有课前、课中和课后三个应用形式，按照类别又可以分为基础知识讲解、重难点知识讲解、操作示范、拓展延伸等。每个领域应用的微课资源不同，要达到的教学目标也不同。2.1.1课前应用课前预习是很重要的学习习惯，它可以使学生提前了解新知，为新知的学习作好准备，明确学习目标，同时也是培养其自主学习的有效方法之一。另外，课前旧知的回顾可以巩固编程的思路，也为新知的学习作好铺垫。因此，课前微课的目的是让学生自发地巩固旧知、了解新知的基础部分知识，属于基础知识讲解类微课。2.1.2课中应用孔子说：“不愤不启，不悱不发，举一隅不以三隅反，则不复也。”所以良好的教学情境能充分调动学生的学习主动性和积极性，并促进学生主动建构知识体系。另外，教学重难点是教师要着力想出各种有效办法加以突破的部分，采用微课有助于学生集中注意力，促进有效学习，也可以促使学生反复观看直至彻底弄懂教学难点。因此，创设的情景须能有效地引发学生的思考、联系学生的现实生活、激发学生的情感等，设计的微课以恰当巧妙地帮助学生化解教学重难点为目标，属于重难点知识、操作示范类微课。2.1.3课后应用温故而知新。课后设计不同难度的习题，可以巩固、拓展新知，课后微课的设计帮助学生查漏补缺，及时地弥补自己的学习薄弱点，学习不受时间限制，提高了学习的便捷性。2.2融合思政元素，设计微视频数控编程课程以培养学生精益求精的大国工匠精神、激发学生科技报国的家国情怀和使命担当等作为课程思政的切入点，将学生的家国情怀、职业道德、工程伦理等教育融入微视频，达到教书育人效果。2.2.1思政融合的实施方法微思政通过讲好中国故事、先哲故事、反面故事等方法润物细无声地引入或融入数控编程课程微视频。中国故事针对改革开放以来涌现出来的大国重器、大国工匠；先哲故事从科学发展史找到与教学内容相关的内容，培养学生追求真理、探索未来的精神；反面故事从数控生产加工安全事故案例、有违科学伦理案例等，生动地让学生知道不该如何做事。以上结合微课程教学内容，实施情景导入。2.2.2教学内容的设计微课不同于一般的视频，它和常规课程一样，也需要课程设计，按照一般的设计流程，结合数控编程课程特点，微课教学设计包括教学目标分析、教学内容设计、教学策略设计、考核评价设计。2.2.3微课录制及后期处理数控编程课程理论性和实践性均较强，教学重难点主要是复合循环指令的格式及参数含义、零件程序的编制及加工、判断零件走刀轨迹正确性的基础上各类报警问题的解决、在保证零件加工精度和效率的情况下切削参数的优化。针对这些问题需要配套仿真软件、指令动画视频、PPT等教学资源，以教学设计为蓝图，确定各环节的时间及录制方案。微课的录制可以采用专业屏幕录像和编辑软件Camtasia Studio，实现主讲人出境和不出镜要求功能，也可以对专业摄影师录像及自身现场录制的视频进行去噪、配音、添加字幕等后期处理。2.2.4微课的应用在人人都是自媒体的时代，微课视频在渲染生成后除可以直接上传到职教云平台供学生学习，也可以上传其他一些自媒体平台，如微信公众号、百家号、头条号等主流算法平台。依托大数据智能算法精准推送网民喜欢阅读和观看的视听内容5，可以说想听也停不下来，尤其是头条矩阵系列下的抖音、西瓜视频、火山小视频、今日头条，一个平台发布，自动同步到其他平台。这样社会人员会针对每一个微课里面所涉及的知识点展开讨论，会根据其个人加工经验提出一些建议，使课堂教学内容更有针对性。通过实践研究，对于学生端，采用微信公众号比较方便快捷；对社会人士的知识共享，采用百度和今日头条比较理想，这样融入社会主义核心价值观的微课资源，通过现代信息技术呈现给社会学习者，实现高校思想政治教育向社会人士传播的同时反哺专业知识教学。2.3设计测评手段，评估学生对学习目标的达成度教学核心是学生的学习活动，以学生为中心，时时刻刻关注学生学习活动过程及状态，教学过程要体现学生自主学习、合作探究、学中做、做中学等。因此，从课前的预习、课中的探索实施、课后的拓展提升三个层职业教育与培训109面，针对学生的学习表现，评估学生对学习目标的达成情况。2.3.1课前预习检测课前学生在丰富的自录微课资源的协助下通过职教云平台参与在线讨论、在线测试等，完成课前预习。教师了解学生预习情况，根据学生的资料阅览和答题正确率等数据，有针对性地调整教学策略。2.3.2课中探索新知测评课中通过职业情景的创设，明确工作任务，由质疑旧知到引入新知，以问题导向的方式进行新知探究，引导学生主动思考探索，完成理论知识储备，其间可采用提问、观察、对话、默写等方式进行测评。活学活用，尝试编制零件加工工艺，通过斯沃仿真软件校验程序编制正确与否，厚积薄发，最终完成零件的真实加工。整个课中教学过程横向四个环节环环相扣，纵向四个步骤层层递进。其间针对学生出现的个性问题及时将匹配的微课视频，如重难点知识视频、机床操作示范视频、补充性知识视频等，通过微信或QQ发送到学生手机端，依次采用工艺编程、仿真加工报告和零件加工实物三个方面衡量学生的学习表现，评估学生对学习目标的达成情况。2.3.3课后拓展习题的测评为了培养学生的持续学习能力，结合学生的个体差异，设计了不同层次和梯度的拓展性练习题供学生选择学习，配套或匹配的微课视频让学生能够分步实施，逐一突破，培养学生坚韧不拔的意志，不断地获得成就感。测评的方式主要采用零件程序的编制与仿真报告，通过在线交流答疑、职教云平台提交作业及网上课堂效果评价等来评价教学目标达成度。3“精益求精之刀尖圆弧半径补偿”微课设计案例3.1确立教学目标“刀尖圆弧半径补偿”是数控编程与加工中的一个知识难点，设计教学过程，使学生通过本次微课的学习掌握刀尖圆弧半径补偿有关操作步骤，以保证圆弧零件的加工精度。3.2教学内容的设计微课设计思路为学生发现问题分析问题解决问题，进行教学内容设计。3.2.1发现问题（47秒）先后播放“大国工匠”裴永斌手指触摸测量和圆弧加工视频。通过观看视频，调动学生学习兴趣的同时，使其明白刀尖圆弧半径的作用。通过设置问题，让学生思考什么会影响圆弧和锥体零件的轮廓精度。3.2.2分析问题（5分）为完成教学目标，必须掌握假想刀尖方位号和刀补G代码选取方法这两点，此环节以教师为主导，学生为主体，讲练结合，采用视频、图片等教学资料并借助数控仿真软件的动画演示来突破教学重难点。（1）刀尖圆弧半径补偿的原理。带着这个问题，教师运用数控仿真软件分别演示带有刀尖圆弧半径和不带有刀尖圆弧半径的两把刀，加工同一零件时出现的不同情况。通过软件仿真加工动画可以让学生直观形象地观察圆弧零件过切现象，进而掌握刀尖圆弧半径补偿的原理，最终达成设定的知识教学目标。（2）刀尖圆弧半径补偿步骤。完成刀尖圆弧半径补偿步骤，掌握假想刀尖方位号及刀补G代码选取方法，需要教师结合实例给予指导。这个重难点比较抽象，可借助图片、软件或数控车床实物进行讲解演示。（3）假想刀尖方位号的选择。为了突破重点，通过图片和仿真软件等手段给学生讲解演示假想刀尖方位号的选择方法，同时借助虚拟数控机床直观性特点介绍其他几把刀具的假想刀尖方位号的选择方法，让学生形象地理解该教学重点，从而进一步加深对这个知识点的理解与掌握。（4）刀补G代码的选择。刀补代码G41、G42如何区分使用，判别的难点就是要按照第三