理虚实一体化教学模式在数控实训课程中的推广探讨

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论文字数:39566 论文编号:sb2022071415523549072 日期:2022-08-13 来源:硕博论文网

本文是一篇教学论文,本文以《数控车削加工技术》课程进行教学实践,选取数控加工专业两个平行班为研究对象,并对教学实施效果进行了调查分析。结果表明,依托虚拟仿真软件作为中间桥梁,开展理虚实一体化教学,培养学生自主学习和查阅文献的能力,激发学生学习兴趣,提升动手实践能力,学习积极性有明显提升。
第1章绪论
1.1研究背景及选题意义
我国正大力发展职业教育,当下制造业正处于飞速发展的阶段。2004年《关于加快发展现代职业教育的决定》提出大力发展职业教育,完成职业教育体系的建设和完善相关问题[1]。2006年,教育部颁发《关于全面提高职业教育教学质量的若干意见》,明确指出了职业教育课程建设和改革要求,将“教、学、做”融为一体,使学生具备扎实的理论知识和动手能力,强化综合能力的培养。2014年发布《现代职业教育体系建设规划(2014-2020年)》提出加紧将信息技术纳入职业院校专业课程中,广泛运用计算机仿真教学、远程实时教学、数字化实训等,加强对教师信息技术运用能力的培训[2]。2019年《国家职业教育改革实施方案》提出了教师、教材、教法的改革任务,解决教学系统中“谁来教、教什么、如何教”的问题。其中教法改革应以行动导向法为主,在真实或仿真的环境中进行教学,实现“做中学、学中做、边做边学、边学边做。”
随着“中国制造2025”的提出,传统制造业要不断地向网络化和智能化转移[3],虚拟技术是现代科技发展的趋势。利用虚拟现实技术创设的虚拟仿真环境,同时与理实相结合进行实训教学正快速走进职业院校课堂。

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1.1.1中职数控专业实训课程存在的不足
实训课程作为中职数控专业课程的重要组成部分,对学生职业能力和职业素养均起到至关重要的作用。笔者作为一名中职院校实训教师,为充分了解当前中职学校实训课程开展的现状,利用课余时间对本校学生和其他院校学生、教师展开问卷调查,并进行统计分析,结果显示还存在几个共性问题。
(1)课前准备不足。课前没有下发明确的任务书,学生对实训内容不了解,学习兴趣不足。实训课程中需要用到相应的理论知识,由于学生的理论基础薄弱,导致实训内容很难与学生产生共鸣。
(2)课堂教学组织不合理,教学方法单一。大多数中职实训教学往往采用分组教学的组织形式,但学生的分组过于简单,采用何种标准进行分组,可以达到最佳的教学效果,尚待研究。此外,实训课程多以演示法为主,学生学习过程缺乏自主探究,只是被动接受,不能确保每个学生都能得到均等的动手操作机会。
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1.2研究意义
1.2.1理论意义
(1)本研究拓展了理虚实一体化教学应用领域。理虚实一体化教学在国内仍处于初探阶段,在中职实训课程中的应用更是甚少。基于数控专业实训课程,通过分析中职学生的学习需求和实训课程的教学内容,完成教学实践研究,论证理虚实一体化教学模式在实训教学实践中的可行性,拓展了应用领域。
(2)本研究将理、虚、实三者有机结合,将教学装备、信息技术融入实训教学过程中,丰富教学手段与教学内容。针对学生学习兴趣、学习投入状态、综合能力培养等进行研究。
(3)提供教学评价模式新思路,理论、虚操、实操全方位评价体系,关注学习过程、学习表现,形成过程性评价,注重学生的全面发展。
1.2.2实践意义
(1)有效解决职业院校实训教学中的问题。如实训课程存在安全隐患、工位不足等问题。运用“理虚实一体化”教学模式,实现“教为中心”向“学为中心”的转变,实施“翻转学”“虚中学”“做中学”螺旋递进的学习方式,提升实训教学质量。
(2)“理虚实一体化”教学模式是在“理实一体化”、“虚实一体化”教学模式上的延伸,促进了教学模式的改革,对职业教育教学模式的改革提供一定的参考价值。
(3)利用数控仿真面板进行程序编制、运行、调试等,同时对虚拟加工系统和小型数控机床进行操作和控制,将虚拟仿真与真实制造进行连接,使学生在学中做、做中学,通过“实中有虚、虚中有实、虚实结合、虚实同步”使教学过程更加直观。学生获得成就感和满足感,不断提高其学习兴趣与自信心。
(4)有助于对学生职业规划的指导,提高综合素质和技术技能水平,给学生未来的发展奠定坚实的基础,促进就业创业。
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第2章中职院校理虚实一体化教学模式的理论研究基础
2.1理虚实一体化教学模式定义
“三教”改革是实现职业教育高质量发展的关键环节,其中教法改革是“三教”改革的核心[32]。本文以中职数控实训课程为例,开展“理虚实一体化”教学模式的应用研究。实现“教为中心”向“学为中心”的转变,通过“翻转学”“虚中学”“做中学”螺旋递进的学习方式,提升人才培养质量。“理虚实一体化”教学模式包括以下几个特点:
(1)“理”是指基于新形态教材和数字化资源呈现的理论知识,以线上线下翻转课堂的学习形式进行先学后教,因学施教的理论教学。
(2)“虚”是指根据专业理论开展以虚拟仿真、沉浸体验为主的虚拟教学。
(3)“实”是指开展与专业理论对应的实体模型、实训操作为主的实践教学。
“理虚实一体化”教学模式是在理实一体的基础上[17],把虚拟仿真技术融入教学全过程。学生借助新形态教材、在线微资源等,通过“翻转学”的方式进行自主学习,由于中职生自身特点,实现完全翻转存在困难,通过虚拟教学与实践教学“耦合、融合”的学习模式,结合数控实训课程的特点设计教学环节,使理论教学、虚拟教学、实践教学三位一体。注重学生特点、课程特点、学习过程和评价,倡导学习者主动参与学习全过程。
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2.2中职数控专业
国家教育部2020年颁发的《中等职业学校专业教学标准(试行)》中的《中等职业学校加工制造类051400教学标准(试行)》[18],明确指出中职数控专业的培养目标是“本专业坚持立德树人,面向企业培养从事数控设备的操作与编程产品质量的检验,数控设备的管理维护营销及售后服务等工作,德智体美全面发展的高素质劳动者和技能型人才[19]”。
参考《中等职业学校专业教学标准数控加工类》一书和相关文献[20],目前中职数控加工类共20多个专业。这些专业具有一些共同的特点。
(1)专业培养目标相似。中职数控专业都是为了培养职业技能过硬的技术人才,都与我国制造产业联系密切。
(2)课程体系相似。中职数控专业的课程主要分为公共基础课、专业基础课、专业核心课,同时注重理实一体。
(3)课程标准相似。中职数控专业是建立在机械理论基础上,有些专业基础课程成为了各个专业共同的理论基础,例如《机械制图》、《机械基础》、《机械加工工艺》等。
本研究选择中职数控专业中最具有代表性的三个专业作为研究对象,分别是数控加工技术、机械制造技术、数控技术应用。

教学论文参考
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3章实训教学模式现状调查分析..............................13
3.1调查问卷......................................13
3.1.1调查目的....................................13
3.1.2调查内容.................................13
第4章《数控车削加工技术》理虚实一体化教学模式总体设计........................23
4.1教学模式框架设计....................................23
4.2理虚实一体化教学基本原则与内容..................................24
第5章《数控车削加工技术》理虚实一体化教学装备................................36
5.1理虚实一体化所需装备.............................................................36
5.2机床系统与数控加工仿真软件的结合.....................................36
第6章《数控车削加工技术》理虚实一体化教学实践
6.1前期分析
6.1.1课程内容分析
《数控车削加工技术》是数控专业实训课中最具代表性的课程之一,是一门实践性很强的课程,培养学生全面掌握中高级车工所需要的技术理论知识与操作技能,本课程使学生获得中高级车工所需要的技术理论知识,并与实训相结合,形成相应的岗位能力。同时使用与之相配套的《数控车床编程与操作》教材展开本次研究。
6.1.2培养目标分析
旨在培养学生掌握机械制造工艺、加工零件的程序编写以及刀具的相关选用知识。培养学生编写数控机床程序的能力,并学会输入调试和修改程序,同时具备操作数控机床的能力,最后完成零件的加工以及精度检验。加工特征主要包括各种回转表面,如内外圆柱面、圆锥面、成形回转表面;端面;阶台;槽;螺纹;内孔等。使学生具备车工工艺理论及专业实践技能,培养学生爱岗敬业和吃苦耐劳的精神。
6.1.3学习者分析
为更好的验证理虚实一体化教学模式在实际教学中的可行性和有效性,故选取数控2021班为实验班,同时选取数控2022班作为实验的参照班,两个班级学生的基础都比较薄弱,专业理论知识成绩较差,学习兴趣不高。
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第7章研究总结与展望
7.1研究总结
本文以探讨“理虚实一体化”教学模式在中职实训课程中的应用作为主线,通过了解中职实训课程教学现状,针对存在的不足,构建了“一体”、“二合”、“三学”的教学框架,将虚拟仿真软件作为中间桥梁,使理论教学与实训教学更好的衔接在一起,通过“翻转学”“虚中学”“做中学”螺旋递进的学习方式,实现“教为中心”向“学为中心”的转变。
“理虚实一体化”教学模式,在“理实一体化”基础上,将信息技术深度融入教学全过程,该教学模式并非按理论教学、虚拟教学、实训教学三个阶段线性叠加的一体化教学,而是通过理虚耦合、虚实融合、理实结合的学习模式使理虚实教学三位一体,将教师、学生、教学内容、教学设备4个要素彼此联系、相互作用形成一个有机整体,促进教学模式的变革,构建新型“学为中心”的课堂教学结构,推动学生自主、合作、探究学习的高效课堂模式的构建,提高课堂教学质量。
以《数控车削加工技术》课程进行教学实践,选取数控加工专业两个平行班为研究对象,并对教学实施效果进行了调查分析。结果表明,依托虚拟仿真软件作为中间桥梁,开展理虚实一体化教学,培养学生自主学习和查阅文献的能力,激发学生学习兴趣,提升动手实践能力,学习积极性有明显提升。
不足之处:教学模式的变革是复杂而庞大的工程,由于经验不足,难以避免研究不够深入。研究过程中,实践教学时间较短,仅以两个数控班为研究对象,样本过少,范围有限,对研究结果的有效性和普遍性可能会存在局限性。
参考文献(略)


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