“实用数控加工技术”网络课程

文档材料之一

“实用数控加工技术”网络课程

项目总结报告

“实用数控加工技术”网络课程，是教育部“新世纪网络课程建设工程”建设项目（教高司[2000]29号文）之一，2001年由教育部现代远程教育资源建设委员会正式立项（教远委办[2001]21号文）。根据新世纪网络课程建设工程项目合同书所规定的总体目标和技术要求，通过无锡职业技术学院与有关院校及企业的密切合作，2001年9月完成了该项目的初步设计方案，2001年10月通过由教育部现代远程教育资源建设委员会组织的专家论证，2001年11月完成了项目的详细设计方案。目前，经过两年多的辛勤工作，该项目的开发工作均告完成，网络课程已在无锡职业技术学院的校园网上运行使用，基本完成了原定的工作任务。现呈上“实用数控加工技术”网络课程项目总结报告如下。

一．项目概况

无锡职业技术学院是隶属于江苏省教育厅的一所以机电类学科为主的高等职业技术学校，无锡职业技术学院的高等职业教育为适应我国机械工业发展，并产生教育内部持续发展的动力，在教育内容上要适应机械工业发展，找准高职专业培养目标在现代制造系统中的定位，确定教学体系及教学基本内容。在教育方式上，构建“产学研”即产业、教育和科研三者紧密结合的新型教育模式。学校工业中心，正是以高职专业现代化建设为契机，集中体现了这一教育模式。在工业中心里，充分利用现代化教学设备（如网络教学系统、双向多媒体教学系统等），装备现代化实训设备（如加工中心等），开展“产学研”活动。同时，由于教师参与了实训设备的设计、制造、安装和调试，进一步促进了教育观念、教育体系、教育装备、师资队伍和教学管理的现代化。

数控技术是现代制造业的关键技术之一，在我国制造业发展迅速。以江苏为例，据江苏年鉴及省机床设备进出口销售统计，自1997～2001年全省数控加工设备以年均40%的数量在增加，其技术应用性人才为企业所迫切需求。无锡职业技术学院是全国首批开办五年制数控技术应用专业的四所学校之一，2001年学院的重点专业——数控技术应用专业成为教育部高职高专专业教学改革试点专业，在多年教育教学改革实践中，取得了专业建设的丰富经验和丰硕成果。

“数控加工技术”是高职高专数控技术应用专业、机电一体化专业、机械制造及自动化专业的一门主干课程。本课程以数控加工工艺方案制订和编制加工程序为基础，向计算机辅助设计、制造、工艺分析和FMS应用拓展，在授课过程中，逐步建立适应现代生产方式的工作规范，使学习者掌握数控加工技术，并具有良好的职业素质。在满足上述各专业教学要求的同时，还适用于作为从事数控加工技术工作的工程技术人员的参考资料。同时，本课程内容十分适合于开放式的网络教学方式，通过采用文本、图像、二维和三维动画、音频、视频的形式，将数控加工技术的实用知识形象地展示给学习者，通过例题的学习以及练习的训练，从而掌握数控加工设备的应用方法。

二．项目总体目标

实施现代远程教育工程是形成开放式教育网络，构建终身学习体系，充分利用和优化我国教育资源，普及与提高全民素质，降低教育成本并让全民享有充分受教育权利的一项重大工程。本项目将结合教学内容要求，充分运用现代教学技术，达到如下总体目标：

1）采用五种媒体（文本、图形、音频、动画、视频），在浏览器上实现《实用数控加工技术》的教学目标与内容；

2）采用仿真技术，模拟数控加工环境，实现对数控加工程序与操作规范的验证；

3）采用交互形式，实现思考与练习题的实时解答。开设实时讲座、实时答疑、分组讨论、布置作业、作业讲评等，以求协作解决问题、探索式解决问题。

4）在网络虚拟教室中，通过网络为学习者实时和跨地域的提供图文音像并茂的、丰富多彩的人机界面，提供符合人类联想记忆特点的、按超文本链接方式组织的实用数控加工技术知识库与信息库，激发学生者的学习兴趣。

三．项目教学设计

1．课程性质

“数控加工技术”是高职高专数控技术应用专业、机电一体化专业、机械制造及自动化专业的一门主干课程。本课程以数控加工工艺方案制订和编制程序为基础，向计算机辅助设计、制造、工艺分析和FMS应用拓展，在授课过程中，逐步建立适应现代生产方式的工作规范，使学习者掌握数控加工技术，并具有良好的职业素质。本项目在满足上述各专业教学要求的同时，还适用于作为从事数控加工技术工作的工程技术人员的参考资料。

2．教学目标

学习者学完本课程后应达到的要求：

（1）能制定典型零件数控加工工艺。

（2）掌握数控车、铣、加工中心等机床的程序编制。

（3）掌握数控车、铣、加工中心等机床的加工调整方法。

（4）了解FMS等先进制造技术相关知识与加工技术特点。

3．教学内容重点、难点

1）重点

数控加工工艺设计

数控加工程序编制

数控加工设备的调整使用

2）难点

坐标系与相关指令

常用刀具的选择

工艺性分析

循环指令应用

宏功能应用

数控加工设备的调整使用

4．教学模式

网络课程教学，主要是以个别化教学的自主学习为主，并根据各教学单元的知识点及能力训练要求，开展模拟练习、习题测验、个别指导、小组协作学习乃至发现学习和问题学习，使学习者实现有效学习。

5．使用的媒体形式（要求：各媒体形式均需提供总容量，与附件二一致）

（1）文字约18.3万(约0.5KB)

（2）图片660幅（约3.64MB）

（3）动画约180个（约4.5MB）

（4）视频总时间约41个,30分钟（约235.1MB）

（5）声音文件13个(约3.37MB)

（6）Html文件202个(约2.48MB)

占用总空间约284MB

6．教学指导

“实用数控加工技术”是一门涉及知识面广、实用性强的专业技术课程。因而，在教学设计中应充分考虑到学习者的知识基础、学习能力和要求达到的学习目的，以求获得高效益的学习。首先，将课程内容进行模块化设计，共用十个模块涵盖课程内容，即机床概述、程序编制基础、工艺设计、车床编程、铣床编程、加工中心编程、电火花编程、成型机床程序编制、CAD/CAM软件应用、FMS中的数控编程。然后，用七条路径来联接这些模块，以供学习者选用。如对初次涉及数控加工的领域，需要全面掌握数控编程加工的知识，并具备实际应用的能力，提供了路径1；如已具备了机床及工艺的基础知识，需要尽快掌握所急需的某一类数控机床的加工技术，可根据机床类型分别选择路径2等。

上述学习路径的选择，将在课程首页中提供给学习者，达到有目的地高效学习。

四．项目特点（创新点）

本项目教学内容充分满足教学目标要求，突出课程内容的科学性、系统性、先进性、综合性、针对性、实践性。课程注意情景创设，使用文字、图形、声音、影视等媒体，以学习者为中心，生动形象地展开数控加工技术的教学内容，具有良好的交互性,并对生产实际现场数控加工的过程通过录象形式进行模拟仿真，以提高学习者学习兴趣与学习自觉性。主要特点体现如下：

（一）课程内容设计特点

“实用数控加工技术”是一门涉及知识面广、实用性强的专业技术课程。因而，在课程的教学设计中应充分考虑到学习者要求达到的学习目的和已有知识基础、学习能力，以求获得高效益的学习。

1．模块化的内容

为实现课程内容体系的柔性化，将全课程的内容进行了模块化设计，共用十个模块来涵盖课程内容，即数控机床简介、数控机床加工程序编制的基础、数控加工的工艺设计、数控车床的程序编制、数控铣床的程序编制、加工中心的程序编程、数控电火花线切割机床的程序编制、数控板材折弯机床的程序编制、CAD/CAM软件应用、FMS系统与数控加工技术：

2．柔性化的路径

本课程有二种学习路径可选择。

一种是按章节目录结构的网络课程学习方法，并通过下拉式菜单可灵活地选择学习内容。这里不多介绍。

另一种是可由学习者自行选择的柔性化的路径。根据高职高专教育的培养目标，以及高职教育的社会服务和培训功能要求，针对学习者不同的学习目标与不同基础，共有七种不同的学习路径来串联模块化的教学内容，实现教学内容个性化、学习路径柔性化，满足各类学习者的学习要求。七条路径如下：

学习目标	学习路径	课程模块
数控机床编程加工	路径1	1、2、3、4、5、6、7、8、9、10
数控车床编程学习	路径2	2、3、4
数控铣床编程学习	路径3	2、3、5
加工中心编程学习	路径4	2、3、6
数控电火花机床编程学习	路径5	2、3、7
数控板材折弯机床编程学习	路径6	2、3、8
FMS系统与数控加工技术	路径7	1、2、3、4、5、6、9、10

对于初次涉及数控加工领域，需要全面掌握数控机床编程加工的知识，并具备实际应用能力的学习者，可选择路径1；如急需掌握某一类数控机床的加工技术，可按上面提供的路径表来选择学习，例如要进行数控铣床编程学习时，可选择路径3，它包括模块2、3、5。

上述学习路径的选择，将在课程根页中提供给学习者，达到有目的地高效学习。

3．课程内容的结构

网络课程内容的结构应符合网页表达的方式，不应一味沿用书面教材“章－节－目”的结构。根据网页表达方式的特点，我们设计的课程内容结构为：

（二）网页结构设计特点

网页表达方式应为模块化的教学内容提供理想的发挥空间。

1．网页系统结构

网页系统结构应与课程内容结构相适应，以充分表达课程内容，达到教学目标。课程内容结构与网页系统结构的对应关系为：

2．网页内容结构

（1）主页

主页作为课程的第一页面，表明课程名称：实用数控加工技术。同时，指出本课程的主要内容，及课程的总体教学目标。

（2）根页

根页是在主页之后的唯一一个A级页面，页面上用七个图标表示七种不同的学习路径来串联的模块化教学内容，学习者可根据提示，通过点击相应图标来选定学习路径。

（3）模块主页面

模块主页面是每一模块教学单元的第一个页面，即共有十个B级模块主页面。提示学习者本模块的主要内容、学习方法，并标明本模块所包括的教学单元。

（4）教学单元

教学单元页面是在模块主页面下一级的C级页面，提示本教学单元的学习内容。

（5）知识点、能力点页面

知识点、能力点页面一般为D级页面。若内容较多时，为避免一个页面过长，又按内容组合成E级页面。

（三）学习方法指导

由于高职高专教育的培养特点，尤其是高职教育的社会服务和培训功能，对高职高专教材提出了适应性要求，希望能针对学习者不同的学习目标与不同基础，提供具体的学习建议。本课程提供了七种不同的学习路径来串联模块化的教学内容，实现教学内容个性化、学习路径柔性化，满足各类学习者的学习要求。学习方法路径选择如下：

学习对象	学习目标	路径选择
具有机械加工基础知识，初次涉及数控加工领域	全面掌握数控机床编程加工的知识，并具备实际应用能力	路径1
具有机械加工基础知识，需对数控车床的加工技术专项培训提高	掌握数控车床的加工技术	路径2
具有机械加工基础知识，需对数控铣床的加工技术专项培训提高	掌握数控铣床的加工技术	路径3
具有机械加工基础知识，需对加工中心的加工技术专项培训提高	掌握加工中心的加工技术	路径4
具有机械加工基础知识，需对数控电火花线切割机床的加工技术专项培训提高	掌握数控电火花线切割机床的加工技术	路径5
具有机械加工基础知识，需对数控板材折弯机床的加工技术专项培训提高	掌握数控板材折弯机床的加工技术	路径6
具有机械加工基础知识，需掌握一定的数控加工技术，并具有FMS中数控加工技术的基本知识	提高在数控加工技术和柔性制造系统方面的应用能力	路径7

本课件采用手工记录方式，在教学单元页面上均有浮动的学习进程记录链接。当学习者退出时点击“进程记录”可将当次最后的进程记录入数据库。学习者在下次学习时可点击”进程查询”获得学习进程，以便于安排学习计划，也可让教师了解学习者的学习情况，掌握学习进度。

(四)合理组建开发小组

网络课程是通过网络表现的某一学科的教学内容及实施的教学活动的总和，它包括两个组成部分：按一定的教学目标、教学策略组织起来的教学内容和网络教学支撑环境。网络课程建设是一项技术面涉及广、技术水平要求高、开发工作量大的系统工程，组建一支知识和制作技能合理配制的开发组，是一项关键工作。本项目开发组人员主要由三部分构成：数控技术应用专业教师、计算机技术应用专业教师、美术设计专业教师。这些教师所涉及的专业均是我院重点建设专业，具有良好的专业技术基础。数控技术应用专业教师结合多年教学改革和工程实践的经验，建立明确的教学目标和教学策略，组织合理的教学内容；计算机技术应用专业教师用ASP技术实现动态模块学习方式，较好地实现了教学策略，并结合新叶教学系统构建起网络教学支撑环境；美术设计专业教师深刻理解课程内容，结合专业技术，设计出符合教学要求、符合商品化要求，美观大方的网页画面及图形素材。三部分教师的协作、沟通，保证了课程开发的顺利完成。

五．项目开发、运行条件及技术方法

1．运行环境

（1）用户工作站：CPU PII/300内存64M、显存16M、操作系统Windows 9x、浏览器IE4.0以上版本。

（2）Web服务器：CPU P4/2G、内存256M、硬盘60G、操作系统Windows 2000(安装IIS)。

（3）网络传输速度10M以上。

2．数据库

要建立网络题库和作业发布、批阅系统，就要应用网络数据库。可采用客户端——服务器方式访问网络数据库，服务器端安装大型数据库软件SQL 2000。客户端通过动态网页技术（ASP或PHP技术）访问网络数据库中的题库，生成作业或试卷页面，同时可记录每一个学习者的学习进程和学习成绩。本系统采用教育部统一提供的新叶网络课程教学平台作为教学管理、网络题库和作业发布、批阅等网络教学系统。

3．开发工具

（1）网页设计工具：Dreamweaver、Flash、Fireworks。

（2）素材加工处理工具：Photoshop、3D Studio Max、Coreldraw、Premiere。

（3）教学管理软件开发工具：ASP(或PHP)、VBScript（JAVAScript）。

六．项目技术路线及功能

1．技术路线

（1）大纲确定根据教育部高等教育司关于“教育部高职高专规划教材”的计划，由高等教育司高职高专课程开发委员会组织审定教学计划。

（2）内容确定根据教学大纲确定需要在网上实现的教学内容。

（3）总体设计根据课件总体流程图，确定各部分的内容用什么样的方法表示，需要实现那些功能以及怎样实现。该部分完成后已征求有关专家的意见，按反馈意见进行修改并进一步完善。

（4）脚本编写详细描述各部分内容，拟定一套完整的文字资料。对各模块的内容、功能、怎样安排网页版面、需要那些素材、以及什么样的素材（采用图片、动画还是视频等）都要有详细的说明。

（5）素材准备本阶段主要完成脚本中素材的制作，包括文档资料录入、图形绘制、图片处理、动画制作、视频的拍摄以及数据库的建立等。

（6）课件开发把准备好的素材按照编写脚本的要求在Dreamweaver中组织成网页，采用ASP、JAVAScript等技术实现网页中的动态交互。该过程可按不同的内容分块实现，各模块做好后进行测试。

（7）总体合成将做好的各功能模块连接起来进行总体测试，根据测试后的情况进行最后的修改完善。

2．功能描述

主要以教育部的新叶远程教学平台为网络平台，开发的“实用数控加工技术”网络课程，作为一个模块无缝集成于其中。

整个完整课件包括以下几个主要模块：

●课程学习模块

课程学习模块是“实用数控加工技术”网络课件的核心部分,这部分我们主要提供了两种学习方式:

(一) 按不同的学习路径来串联模块

技术实现：

不同的路径的选择根据不同的课程模块,在进行ASP语句查询时赋以不同的变量值,从而实现按不同的学习路径进行学习。

(二) 按”数控加工技术”树型目录结构进行学习

技术实现:

使用Javascript 语句实现数型目录结构。

●作业模块

此模块主要实现两种功能：学生:进行课程学习后的练习。

教师: 作业题库的管理，在线布置作业，批改作业。

主要技术实现:

主要是通过表单页面把题目收集到数据库中，需要时再从数据库中提取出来。

●考试模块

此模块主要实现两种功能:

学生:进行在线考试

教师: 考试题库的管理（添加、删除），在线组卷。

主要技术实现:

WEB页面访问数据库。

●答疑模块

此模块主要实现两种功能:

学生: 网上提出疑问，在线实时交互

教师:在线答疑,回复帖子,回复EMAIL

技术实现:

使用论坛、BBS、聊天室等。

●用户模块

此课件主要分四种用户:学生,教师,教务管理员,管理员。

七．成果提交内容和形式

最终成果按要求提供如下：

1．文档材料

（1）项目总结报告。提供形式：文字材料、电子文档（光盘）。

（2）网络课程的安装使用说明。提供形式：文字材料及电子文档（光盘）。

（3）技术报告。提供形式：文字材料及电子文档（光盘）。

（4）项目负责人及相关技术人员的联系方式。提供形式：文字材料（光盘）。

2．网络课件光盘（包括课件运行需要的各种插件程序。自行开发的插件请提供源程序代码及详细说明）。提供形式：电子文档（光盘）。

“实用数控加工技术”网络课程项目研制组

2003/6/30