嵌入式教學(xué)在中職數(shù)控專業(yè)課教學(xué)中的運用與思考

姚桂玲

[摘? ? ? ? ? ?要]? 隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，社會對數(shù)控專業(yè)人才需求增加，傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式存在許多弊端，無法滿足數(shù)控專業(yè)人才的發(fā)展需求。為更好地培養(yǎng)數(shù)控技術(shù)人才，開發(fā)適用于數(shù)控教育的開放式數(shù)控實驗平臺，平臺結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，適用于中職院校進行數(shù)控技術(shù)的實驗教學(xué)。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 嵌入式教學(xué);數(shù)控專業(yè);中職教育

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）20-0114-02

隨著先進生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床鑄件替代了普通機械形成巨大的生產(chǎn)力，體現(xiàn)了國家在工業(yè)水平上的發(fā)達程度，迫切需要操作型數(shù)控技術(shù)人才，傳統(tǒng)數(shù)控機床存在諸多不適合數(shù)控教學(xué)的弊端，傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)各個模塊間封閉，不宜于用戶通過研究數(shù)控系統(tǒng)了解數(shù)控機床的組成，開放式數(shù)控系統(tǒng)是開放的操作環(huán)境，允許用戶按自己的控制需要對數(shù)控系統(tǒng)進行更改。開放式數(shù)控系統(tǒng)NC控制器與PC機類似，組成系統(tǒng)的各功能模塊相互獨立存在，來源于不同部件的影響相互兼容，賦予開放式數(shù)控系統(tǒng)各模塊間的獨立性等特點，決定其重要的使用價值。我國職業(yè)院校加大了對數(shù)控人才培養(yǎng)的投入力度，但在實際教學(xué)中存在多方面問題，不能滿足數(shù)控市場對專業(yè)人才的需求。實驗教學(xué)能使學(xué)生加深對課程的理解，通過實際操作獲得實用性技術(shù)，通過對實驗的驗證分析，提高學(xué)生的綜合分析能力。

一、中職數(shù)控專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀

數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)的核心技術(shù)，能有效提高產(chǎn)品質(zhì)量。隨著經(jīng)濟建設(shè)的加快，傳統(tǒng)教育模式無法滿足社會對數(shù)控人才的培養(yǎng)要求，通過運用科學(xué)的教學(xué)方法，使教學(xué)過程更加科學(xué)化，提高了學(xué)生的實踐能力，使數(shù)控人才培養(yǎng)更加科學(xué)化，保證中職數(shù)控專業(yè)學(xué)生全面發(fā)展，提高學(xué)生的綜合能力。

當前，中職學(xué)校數(shù)控專業(yè)教學(xué)中存在許多問題影響了教學(xué)質(zhì)量，無法滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)發(fā)展需求。主要表現(xiàn)在教學(xué)模式與方法缺乏創(chuàng)新，教學(xué)理論與實踐脫離。創(chuàng)新是時代發(fā)展的重要途徑，在教學(xué)中融入創(chuàng)新思維，能夠充分推動教育的高效發(fā)展，提升教學(xué)效果。

目前，中職學(xué)校數(shù)控專業(yè)教學(xué)中，教師普遍采用傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，教學(xué)過程以教師、課本內(nèi)容為中心，忽視了學(xué)生學(xué)習(xí)發(fā)展的需求，單純地向?qū)W生灌輸理論知識，學(xué)生成為知識的被動接受者?？菰锏睦碚撝R無法吸引中職學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，導(dǎo)致學(xué)生普遍對數(shù)控課程缺乏學(xué)習(xí)主動性。

數(shù)控專業(yè)具有較強的實踐性，理論教學(xué)是數(shù)控技術(shù)的基礎(chǔ)，應(yīng)著重加強學(xué)生實際操作能力的培養(yǎng)，促進學(xué)生對數(shù)控技術(shù)的理解掌握。中職數(shù)控教學(xué)中，教師往往側(cè)重于課堂理論知識的傳授，為學(xué)生提供實踐學(xué)習(xí)的機會較少，導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)理論知識不會運用到解決實際問題中，使得教學(xué)理論與實踐相脫離，難以實現(xiàn)專業(yè)教育目標。

二、嵌入式教學(xué)的概念

中職數(shù)控專業(yè)教學(xué)應(yīng)用嵌入式教學(xué)，能夠保持數(shù)控專業(yè)課程的獨立性，使學(xué)生專業(yè)技能訓(xùn)練為提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)服務(wù)，促使學(xué)生專業(yè)技能的提高。中職數(shù)控專業(yè)嵌入式教學(xué)是以提高學(xué)科素質(zhì)為中心，將數(shù)控專業(yè)技能要求與專業(yè)素質(zhì)要求相融合，形成中職學(xué)生專業(yè)技能水平提升的輔導(dǎo)系統(tǒng)。

嵌入式教學(xué)強調(diào)在學(xué)生開始學(xué)習(xí)基本的專業(yè)知識時，同步學(xué)習(xí)鞏固相關(guān)數(shù)控基礎(chǔ)知識。課程整合使分化的教學(xué)系統(tǒng)各要素形成有機聯(lián)系。嵌入式教學(xué)包含整合的內(nèi)涵，嵌入式教學(xué)是通過各種要素激發(fā)中職學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控的興趣，充分調(diào)動學(xué)生的間接興趣。

數(shù)控專業(yè)教師與其他教師密切配合，由各科教師提供的資料庫形成完整的體系，數(shù)控專業(yè)教學(xué)運用嵌入式教學(xué)要遵循整體性與目標性的原則、銜接性與滲透性的原則、適應(yīng)性與吸引性的原則。

中職數(shù)控專業(yè)教學(xué)必須根據(jù)目標培養(yǎng)，確立以提高學(xué)生整體素質(zhì)為核心的課程觀，提出課程教學(xué)目標，使課程目標與總體目標相一致。數(shù)控教學(xué)應(yīng)重視處理好與其他課程的相互關(guān)系，教育方法與教材選編必須突出培養(yǎng)目標的知識技能結(jié)構(gòu)要求。

三、嵌入式教學(xué)在數(shù)控專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用意義

中職數(shù)控專業(yè)運用嵌入式教學(xué)，有利于拓展學(xué)生學(xué)習(xí)的知識面，促進學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的整體推進與協(xié)調(diào)發(fā)展。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，全面提高中職學(xué)生的綜合素質(zhì)?！堵殬I(yè)教育法》規(guī)定，職業(yè)教育的根本目的是使受教育者有一技之長，高素質(zhì)的技能型人才是當今社會的需求，中職數(shù)控專業(yè)教師必須改革現(xiàn)實中脫離實際原則的模式，以提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)為教學(xué)重點。中職數(shù)控專業(yè)教學(xué)要考慮學(xué)生的發(fā)展，編寫校本教材要挖掘與專業(yè)課的聯(lián)系。

職業(yè)院校的專業(yè)教學(xué)都是以傳統(tǒng)式教材為依據(jù)，教師為完成教學(xué)計劃，將教材內(nèi)容全部灌輸?shù)讲煌囵B(yǎng)目標的學(xué)生身上，導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)的情緒。職業(yè)學(xué)校的數(shù)控專業(yè)教師要從不同角度，有選擇性地適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。極大地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，在教學(xué)中要善于選擇有關(guān)專業(yè)知識方面的內(nèi)容進行教學(xué)。

知識經(jīng)濟時代，隨著科技的發(fā)展，社會崗位不斷調(diào)整，一線工作人員必須精通多門專業(yè)知識基礎(chǔ)，了解掌握其他相關(guān)專業(yè)知識的技術(shù)，要求人才有綜合能力，在進行教學(xué)中要注重對學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

四、中職數(shù)控專業(yè)嵌入式教學(xué)

（一）開放式數(shù)控實驗平臺

開放式數(shù)控實驗平臺閉環(huán)運動控制系統(tǒng)主要用于模擬數(shù)控系統(tǒng)的運動控制原理，利用步進電機具有精確步進的特點，可用單片機控制器直接對步進電機進行控制。目前，國內(nèi)開放式數(shù)控系統(tǒng)主要有基于單片機與運動控制卡兩類，單片機的開放式數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，開發(fā)技術(shù)較為成熟，但單片機的技術(shù)屏障難以實現(xiàn)對數(shù)控平臺的高性能控制;運動卡的數(shù)控系統(tǒng)具有運動軌跡控制精確、通用性強的特點，但數(shù)控系統(tǒng)存在封閉性，運動控制卡與操作系統(tǒng)間難以達到無縫連接等不足。同時，ARM芯片控制技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛，但主要應(yīng)用在高端系統(tǒng)控制上。

開放式數(shù)控實驗平臺適用于職業(yè)學(xué)校數(shù)控教學(xué)工作，要求數(shù)控平臺具有開放性好等特點，給予單片機的控制系統(tǒng)符合教學(xué)實驗平臺。系統(tǒng)由STC51單片機控制板，步進電機驅(qū)動器及X-Y工作臺組成，通過絲杠螺母傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為X-Y工作平臺平面運動。通過光柵尺傳感器將工作臺運動信息反饋給控制系統(tǒng)。

（二）開放式教學(xué)場地

數(shù)控專業(yè)嵌入式教學(xué)實施中，必須將教學(xué)技能與學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)作為教學(xué)重點，將課堂教學(xué)轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)教學(xué)車間，加強工學(xué)結(jié)合一體化建設(shè)，提高學(xué)生對數(shù)控技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣。開放式教學(xué)需要的教學(xué)場地融合了教學(xué)過程的無縫結(jié)合，有助于學(xué)生進入企業(yè)更好地完成角色轉(zhuǎn)變，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。

生態(tài)與教學(xué)一體化教學(xué)中，如多媒體教室可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)本專業(yè)相關(guān)軟件操作，讓學(xué)生找到教學(xué)資源補充學(xué)習(xí)過程中所需的知識。生產(chǎn)區(qū)域中，需要有先進數(shù)控加工技術(shù)的引進，包括先進的儀器儀表、管理模式與評價機制等，讓學(xué)生充分體驗與實際生產(chǎn)接近的工作環(huán)境，加強學(xué)生對各項工作細節(jié)的重視程度。教師要將先進加工經(jīng)驗與評價方法帶入生產(chǎn)教學(xué)中，使學(xué)生更好地認識實際操作工作流程，加強對自身的技能要求，提升組織能力與管理水平。

生產(chǎn)區(qū)域教學(xué)，將課堂所學(xué)知識與數(shù)控機床的操作評價相結(jié)合，提高學(xué)生技能水平，將生產(chǎn)車間的管理模式與評價體系引入學(xué)校，使學(xué)生不斷熟悉工作流程，將發(fā)展目標與自身實際情況相結(jié)合。

加工技術(shù)與評價體系創(chuàng)新，使知識技能更加完善，評價更加合理，讓教師教學(xué)在實際生產(chǎn)教學(xué)中找到突破口，建立有效的教學(xué)模式，克服傳統(tǒng)教學(xué)中的困難，提升教學(xué)水平，縮短學(xué)生對企業(yè)的熟悉時間，讓校企合作得以進一步實現(xiàn)，為學(xué)生學(xué)習(xí)與工作能力的培養(yǎng)打下扎實基礎(chǔ)。

（三）創(chuàng)新教材

嵌入式教學(xué)需要有具體的教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生在生產(chǎn)實踐中學(xué)會生產(chǎn)加工技術(shù)，了解企業(yè)對員工管理的評價。選取企業(yè)實踐專家審核，由教師共同編寫的新教材，以中職學(xué)校數(shù)控技術(shù)應(yīng)用人才教學(xué)指導(dǎo)方案為依據(jù)，讓學(xué)生獲得機械加工工藝知識，掌握現(xiàn)代加工技術(shù)方法。讓學(xué)生根據(jù)圖樣制定數(shù)控銑削加工工藝，并遵守操作數(shù)控銑床的安全規(guī)章。教材凸顯綜合職業(yè)能力的培養(yǎng)，體現(xiàn)行動導(dǎo)向的教學(xué)方法，設(shè)計工學(xué)結(jié)合的課程內(nèi)容，創(chuàng)新教材編寫體例的風(fēng)格。讓學(xué)生逐步深入學(xué)習(xí)相關(guān)的加工技術(shù)，在實踐教學(xué)中不斷結(jié)合實際，形成獨特的教學(xué)特色，使學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不斷提高。

（四）創(chuàng)新教學(xué)方法

開放式教學(xué)對學(xué)生的學(xué)習(xí)方式提出了新的要求，以往的獨立學(xué)習(xí)方式不適應(yīng)開放式教學(xué)的要求，項目教學(xué)法對學(xué)生的綜合職業(yè)能力提出了更高的要求，需要學(xué)生進行小組學(xué)習(xí)。在教師的指導(dǎo)下，讓學(xué)生形成相應(yīng)的自然小組，教師根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況等完成異質(zhì)分組，為合作學(xué)習(xí)的開展奠定基礎(chǔ)，因小組成員知識基礎(chǔ)等存在差異，教師應(yīng)根據(jù)小組成員實際情況，安排相應(yīng)的工作崗位，逐步使學(xué)生達到相應(yīng)工作崗位的技能要求。讓學(xué)生的工作角色輪換相互學(xué)習(xí)，加深學(xué)生對自身能力的肯定。

將任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法與小組技術(shù)競賽引入教學(xué)，采用任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法，在學(xué)習(xí)信息技術(shù)中，學(xué)生緊緊圍繞共同的任務(wù)，在問題動機驅(qū)動下通過應(yīng)用學(xué)習(xí)資源，主動探索學(xué)習(xí)。任務(wù)驅(qū)動要求目標性與教學(xué)情境的創(chuàng)建，學(xué)生會在不斷地探索中學(xué)習(xí)，不斷獲得成就感，逐步形成感知心智活動的良性循環(huán)。

通過小組競賽，小組在實踐中進行定期的自評互評，每個學(xué)習(xí)任務(wù)完成后，教師點評小組工作完成情況，對做得較差的小組協(xié)助分析原因。鼓勵學(xué)生在下一任務(wù)中更好地完成。增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，全面提高學(xué)生的綜合職業(yè)能力，幫助學(xué)生更好地實現(xiàn)自我發(fā)展。

進行嵌入式教學(xué)，讓學(xué)生更好地了解目前所學(xué)技術(shù)的重要性，讓學(xué)生對已學(xué)的知識進行綜合運用，鼓勵學(xué)生思考探討。讓學(xué)生把握社會環(huán)境的發(fā)展要求，通過網(wǎng)絡(luò)找尋遇到的瓶頸問題，使計算機技術(shù)成為學(xué)習(xí)知識的工具，讓學(xué)生產(chǎn)生急迫感，確定自身努力方向。

在中職數(shù)控專業(yè)教學(xué)中推行嵌入式教學(xué)，體現(xiàn)了職業(yè)素養(yǎng)教育的要求，具有較強的科學(xué)性與可操作性。 通過數(shù)控專業(yè)嵌入式教學(xué)，提高教師的專業(yè)教學(xué)能力，通過運用嵌入式教學(xué)，提高學(xué)生綜合職業(yè)素養(yǎng)，讓學(xué)生找到學(xué)習(xí)興趣與職業(yè)發(fā)展的方向。讓學(xué)校與企業(yè)在人才培養(yǎng)上實現(xiàn)雙贏。

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