嵌入式教学在中职数控专业课教学中的运用与思考
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[摘 要] 随着数控技术的发展，社会对数控专业人才需求增加，传统人才培养模式存在许多弊端，无法满足数控专业人才的发展需求。为更好地培养数控技术人才，开发适用于数控教育的开放式数控实验平台，平台结构简单，控制方便，适用于中职院校进行数控技术的实验教学。
[关 键 词] 嵌入式教学;数控专业;中职教育
[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2019）20-0114-02
随着先进生产技术的发展，数控机床铸件替代了普通机械形成巨大的生产力，体现了国家在工业水平上的发达程度，迫切需要操作型数控技术人才，传统数控机床存在诸多不适合数控教学的弊端，传统数控系统各个模块间封闭，不宜于用户通过研究数控系统了解数控机床的组成，开放式数控系统是开放的操作环境，允许用户按自己的控制需要对数控系统进行更改。开放式数控系统NC控制器与PC机类似，组成系统的各功能模块相互独立存在，来源于不同部件的影响相互兼容，赋予开放式数控系统各模块间的独立性等特点，决定其重要的使用价值。我国职业院校加大了对数控人才培养的投入力度，但在实际教学中存在多方面问题，不能满足数控市场对专业人才的需求。实验教学能使学生加深对课程的理解，通过实际操作获得实用性技术，通过对实验的验证分析，提高学生的综合分析能力。
一、中职数控专业教学现状
数控技术是制造业的核心技术，能有效提高产品质量。随着经济建设的加快，传统教育模式无法满足社会对数控人才的培养要求，通过运用科学的教学方法，使教学过程更加科学化，提高了学生的实践能力，使数控人才培养更加科学化，保证中职数控专业学生全面发展，提高学生的综合能力。
当前，中职学校数控专业教学中存在许多问题影响了教学质量，无法满足学生的学习发展需求。主要表现在教学模式与方法缺乏创新，教学理论与实践脱离。创新是时代发展的重要途径，在教学中融入创新思维，能够充分推动教育的高效发展，提升教学效果。
目前，中职学校数控专业教学中，教师普遍采用传统的课堂教学模式，教学过程以教师、课本内容为中心，忽视了学生学习发展的需求，单纯地向学生灌输理论知识，学生成为知识的被动接受者。枯燥的理论知识无法吸引中职学生的学习兴趣，导致学生普遍对数控课程缺乏学习主动性。
数控专业具有较强的实践性，理论教学是数控技术的基础，应着重加强学生实际操作能力的培养，促进学生对数控技术的理解掌握。中职数控教学中，教师往往侧重于课堂理论知识的传授，为学生提供实践学习的机会较少，导致学生所学理论知识不会运用到解决实际问题中，使得教学理论与实践相脱离，难以实现专业教育目标。
二、嵌入式教学的概念
中职数控专业教学应用嵌入式教学，能够保持数控专业课程的独立性，使学生专业技能训练为提高学生的学科素养服务，促使学生专业技能的提高。中职数控专业嵌入式教学是以提高学科素质为中心，将数控专业技能要求与专业素质要求相融合，形成中职学生专业技能水平提升的辅导系统。
嵌入式教学强调在学生开始学习基本的专业知识时，同步学习巩固相关数控基础知识。课程整合使分化的教学系统各要素形成有机联系。嵌入式教学包含整合的内涵，嵌入式教学是通过各种要素激发中职学生学习数控的兴趣，充分调动学生的间接兴趣。
数控专业教师与其他教师密切配合，由各科教师提供的资料库形成完整的体系，数控专业教学运用嵌入式教学要遵循整体性与目标性的原则、衔接性与渗透性的原则、适应性与吸引性的原则。
中职数控专业教学必须根据目标培养，确立以提高学生整体素质为核心的课程觀，提出课程教学目标，使课程目标与总体目标相一致。数控教学应重视处理好与其他课程的相互关系，教育方法与教材选编必须突出培养目标的知识技能结构要求。
三、嵌入式教学在数控专业教学中的应用意义
中职数控专业运用嵌入式教学，有利于拓展学生学习的知识面，促进学生学科素养的整体推进与协调发展。激发学生学习的主动性，全面提高中职学生的综合素质。《职业教育法》规定，职业教育的根本目的是使受教育者有一技之长，高素质的技能型人才是当今社会的需求，中职数控专业教师必须改革现实中脱离实际原则的模式，以提高学生的学科素养为教学重点。中职数控专业教学要考虑学生的发展，编写校本教材要挖掘与专业课的联系。
职业院校的专业教学都是以传统式教材为依据，教师为完成教学计划，将教材内容全部灌输到不同培养目标的学生身上，导致学生产生厌学的情绪。职业学校的数控专业教师要从不同角度，有选择性地适应学生的学习需求，提高学生的学习兴趣。极大地调动学生的学习积极性，在教学中要善于选择有关专业知识方面的内容进行教学。
知识经济时代，随着科技的发展，社会岗位不断调整，一线工作人员必须精通多门专业知识基础，了解掌握其他相关专业知识的技术，要求人才有综合能力，在进行教学中要注重对学生综合素质的培养。
四、中职数控专业嵌入式教学
（一）开放式数控实验平台
开放式数控实验平台闭环运动控制系统主要用于模拟数控系统的运动控制原理，利用步进电机具有精确步进的特点，可用单片机控制器直接对步进电机进行控制。目前，国内开放式数控系统主要有基于单片机与运动控制卡两类，单片机的开放式数控系统结构简单，开发技术较为成熟，但单片机的技术屏障难以实现对数控平台的高性能控制;运动卡的数控系统具有运动轨迹控制精确、通用性强的特点，但数控系统存在封闭性，运动控制卡与操作系统间难以达到无缝连接等不足。同时，ARM芯片控制技术的应用日益广泛，但主要应用在高端系统控制上。 开放式数控实验平台适用于职业学校数控教学工作，要求数控平台具有开放性好等特点，给予单片机的控制系统符合教学实验平台。系统由STC51单片机控制板，步进电机驱动器及X-Y工作台组成，通过丝杠螺母传动系统转化为X-Y工作平台平面运动。通过光栅尺传感器将工作台运动信息反馈给控制系统。
（二）开放式教学场地
数控专业嵌入式教学实施中，必须将教学技能与学生的职业素养作为教学重点，将课堂教学转移到生产教学车间，加强工学结合一体化建设，提高学生对数控技术的学习兴趣。开放式教学需要的教学场地融合了教学过程的无缝结合，有助于学生进入企业更好地完成角色转变，提高企业的生产效率。
生态与教学一体化教学中，如多媒体教室可以让学生学习本专业相关软件操作，让学生找到教学资源补充学习过程中所需的知识。生产区域中，需要有先进数控加工技术的引进，包括先进的仪器仪表、管理模式与评价机制等，让学生充分体验与实际生产接近的工作环境，加强学生对各项工作细节的重视程度。教师要将先进加工经验与评价方法带入生产教学中，使学生更好地认识实际操作工作流程，加强对自身的技能要求，提升组织能力与管理水平。
生产区域教学，将课堂所学知识与数控机床的操作评价相结合，提高学生技能水平，将生产车间的管理模式与评价体系引入学校，使学生不断熟悉工作流程，将发展目标与自身实际情况相结合。
加工技术与评价体系创新，使知识技能更加完善，评价更加合理，让教师教学在实际生产教学中找到突破口，建立有效的教学模式，克服传统教学中的困难，提升教学水平，缩短学生对企业的熟悉时间，让校企合作得以进一步实现，为学生学习与工作能力的培养打下扎实基础。
（三）创新教材
嵌入式教学需要有具体的教学内容，让学生在生产实践中学会生产加工技术，了解企业对员工管理的评价。选取企业实践专家审核，由教师共同编写的新教材，以中职学校数控技术应用人才教学指导方案为依据，让学生获得机械加工工艺知识，掌握现代加工技术方法。让学生根据图样制定数控铣削加工工艺，并遵守操作数控铣床的安全规章。教材凸显综合职业能力的培养，体现行动导向的教学方法，设计工学结合的课程内容，创新教材编写体例的风格。让学生逐步深入学习相关的加工技术，在实践教学中不断结合实际，形成独特的教学特色，使学生的学习积极性不断提高。
（四）创新教学方法
开放式教学对学生的学习方式提出了新的要求，以往的独立学习方式不适应开放式教学的要求，项目教学法对学生的综合职业能力提出了更高的要求，需要学生进行小组学习。在教师的指导下，让学生形成相应的自然小组，教师根据学生的学习情况等完成异质分组，为合作学习的开展奠定基础，因小组成员知识基础等存在差异，教师应根据小组成员实际情况，安排相应的工作岗位，逐步使学生达到相应工作岗位的技能要求。让学生的工作角色轮换相互学习，加深学生对自身能力的肯定。
将任务驱动教学法与小组技术竞赛引入教学，采用任务驱动式教学法，在学习信息技术中，学生紧紧围绕共同的任务，在问题动机驱动下通过应用学习资源，主动探索学习。任务驱动要求目标性与教学情境的創建，学生会在不断地探索中学习，不断获得成就感，逐步形成感知心智活动的良性循环。
通过小组竞赛，小组在实践中进行定期的自评互评，每个学习任务完成后，教师点评小组工作完成情况，对做得较差的小组协助分析原因。鼓励学生在下一任务中更好地完成。增强学生的学习兴趣，全面提高学生的综合职业能力，帮助学生更好地实现自我发展。
进行嵌入式教学，让学生更好地了解目前所学技术的重要性，让学生对已学的知识进行综合运用，鼓励学生思考探讨。让学生把握社会环境的发展要求，通过网络找寻遇到的瓶颈问题，使计算机技术成为学习知识的工具，让学生产生急迫感，确定自身努力方向。
在中职数控专业教学中推行嵌入式教学，体现了职业素养教育的要求，具有较强的科学性与可操作性。 通过数控专业嵌入式教学，提高教师的专业教学能力，通过运用嵌入式教学，提高学生综合职业素养，让学生找到学习兴趣与职业发展的方向。让学校与企业在人才培养上实现双赢。
参考文献：
[1]杜强.项目教学法在中职数控加工实训教学中的应用[J].职业，2019（2）：97-99.
[2]盛捷.分层教学法在中职数控教学中的应用研究[J].职业，2018（23）：63-65.
[3]唐定兵.基于嵌入式技术的开放式数控实验教学平台研究[D].西安：西安工程大学，2015.
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