王英 李翊寧 穆龍濤 張文亭

摘要：隨著“雙高”計(jì)劃的推動(dòng)，高職院校教育的數(shù)字化轉(zhuǎn)型日益成為教育改革的核心議題。文章首先分析精密制造技術(shù)數(shù)字化教材建設(shè)的背景，指出當(dāng)前教材在高職教育中面臨的挑戰(zhàn)和問(wèn)題，探討精密制造技術(shù)課程數(shù)字化教材建設(shè)的必要性，闡述數(shù)字化教材的設(shè)計(jì)思路和實(shí)際開(kāi)發(fā)路徑，為高職院校的精密制造技術(shù)課程數(shù)字化教材建設(shè)提供可行的路徑。

關(guān)鍵詞：“雙高”計(jì)劃；精密制造技術(shù)課程；數(shù)字化教材

2020年，教育部等九部門(mén)印發(fā)的《職業(yè)教育提質(zhì)培優(yōu)行動(dòng)計(jì)劃（2020—2023年）》提出建立健全三年大修訂、每年小修訂的教材動(dòng)態(tài)更新調(diào)整機(jī)制。在當(dāng)前信息技術(shù)快速發(fā)展和應(yīng)用的背景下，數(shù)字化教材的建設(shè)和應(yīng)用已成為教學(xué)的重要趨勢(shì)和方向。而精密制造技術(shù)課程是高職應(yīng)用型課程的代表之一，數(shù)字化教材的建設(shè)和應(yīng)用不僅可以提高教學(xué)質(zhì)量，更可以促進(jìn)教育信息化改革，具有重要的意義。

陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院作為“雙高”計(jì)劃高職院校，順應(yīng)職業(yè)教育改革的發(fā)展，以多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，并通過(guò)與精密制造技術(shù)行業(yè)頭部企業(yè)西安精雕軟件科技有限公司進(jìn)行校企合作，吸收機(jī)械加工行業(yè)專(zhuān)家加入教材編寫(xiě)團(tuán)隊(duì)，能更好地實(shí)現(xiàn)校企融通，促進(jìn)職業(yè)教育人才培養(yǎng)。

一、數(shù)字化教材建設(shè)的必要性

隨著信息技術(shù)的發(fā)展和普及，數(shù)字化教材作為一種新的教育手段已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。目前，已有不少?lài)?guó)內(nèi)外研究者對(duì)高職院校數(shù)字化教材建設(shè)展開(kāi)了深入研究。

在國(guó)內(nèi)，由于定位不清晰和多方面因素，我國(guó)大部分高職院校數(shù)字化教材開(kāi)發(fā)面臨定義不清晰、建設(shè)不全面等困境。張洪艷認(rèn)為數(shù)字化教材是以印刷教材為依據(jù)，整合課件與網(wǎng)頁(yè)的教學(xué)軟件。王玉龍認(rèn)為高職院校教材建設(shè)應(yīng)彰顯特點(diǎn)，優(yōu)化內(nèi)容和呈現(xiàn)形式，提高建設(shè)質(zhì)量。嚴(yán)正宇進(jìn)行了軟件項(xiàng)目實(shí)施教材建設(shè)研究，但數(shù)字化教材建設(shè)研究仍不充分。

在國(guó)外，德國(guó)從20世紀(jì)60年代開(kāi)始推進(jìn)探索數(shù)字化實(shí)踐模式，代表性實(shí)踐案例有未來(lái)教室、無(wú)紙化教室、數(shù)字教學(xué)系統(tǒng)；日本職業(yè)教育領(lǐng)域構(gòu)建產(chǎn)教合作的新形態(tài)數(shù)字化教材，打造擁有先進(jìn)職業(yè)教育水平的“智能學(xué)?！保幻绹?guó)職業(yè)教育數(shù)字化教材具有“聯(lián)系實(shí)際”“信息量大”“形象直觀”“問(wèn)題驅(qū)動(dòng)”等特點(diǎn)。

新形態(tài)數(shù)字化教材的建設(shè)不只是簡(jiǎn)單地把數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)，更是技術(shù)與教學(xué)的深度融合。當(dāng)前，精密制造技術(shù)課程大多仍以傳統(tǒng)紙質(zhì)教材為基礎(chǔ)，普遍存在個(gè)性化不足、開(kāi)放交流度不足、互動(dòng)交流設(shè)計(jì)不足等問(wèn)題。高職院校應(yīng)基于我國(guó)的發(fā)展實(shí)際，吸收國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，提出符合區(qū)域?qū)嵡榈那袑?shí)可行的精密制造技術(shù)課程數(shù)字化教材建設(shè)路徑。

二、數(shù)字化教材建設(shè)的思路

（一）合理設(shè)計(jì)教材內(nèi)容

針對(duì)精密制造技術(shù)課程，高職院校建設(shè)數(shù)字化教材時(shí)應(yīng)注意四個(gè)方面的內(nèi)容。第一，行業(yè)前沿和最新技術(shù)。數(shù)字化教材應(yīng)不斷更新，以反映精密制造領(lǐng)域的最新進(jìn)展，包括新興技術(shù)、最新設(shè)備、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。第二，實(shí)際應(yīng)用案例。為了更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的實(shí)際操作能力，數(shù)字化教材應(yīng)包括多個(gè)實(shí)際應(yīng)用案例，如模擬真實(shí)工作場(chǎng)景，學(xué)生通過(guò)數(shù)字化工具解決實(shí)際問(wèn)題，能更好地理解課程的概念和原理。第三，互動(dòng)學(xué)習(xí)資源。數(shù)字化教材應(yīng)提供多樣化的教育資源，如文字、視頻、動(dòng)畫(huà)、模擬案例等?；?dòng)性元素可以提高學(xué)生的參與度，增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)動(dòng)力。第四，評(píng)估工具。數(shù)字化教材應(yīng)包括自測(cè)題、練習(xí)題和評(píng)估工具，以幫助學(xué)生檢測(cè)理解水平并跟蹤學(xué)習(xí)進(jìn)度，這些工具可以作為評(píng)估學(xué)習(xí)效果的重要組成部分。

（二）保留必要的紙質(zhì)教材

盡管數(shù)字化教材是主要的學(xué)習(xí)資源，但高職院校應(yīng)保留一定的紙質(zhì)教材，因?yàn)榧堎|(zhì)教材具有獨(dú)特價(jià)值，在數(shù)字化時(shí)代仍然不可或缺。紙質(zhì)教材的主要作用有四個(gè)方面。第一，提供學(xué)科框架。紙質(zhì)教材可以為學(xué)生提供一種整體認(rèn)識(shí)課程內(nèi)容的方式。教材的概要、目錄、關(guān)鍵概念和實(shí)例可以構(gòu)建學(xué)科框架，幫助學(xué)生了解整個(gè)課程的結(jié)構(gòu)和重要主題。第二，輔助知識(shí)點(diǎn)的理解。紙質(zhì)教材可以作為學(xué)生的學(xué)習(xí)輔助工具，學(xué)生可以在紙質(zhì)材料上做標(biāo)記、勾重點(diǎn)、寫(xiě)批注，以更好地理解和吸收內(nèi)容。這種做紙質(zhì)筆記的學(xué)習(xí)方式可以保留學(xué)習(xí)過(guò)程中的重要知識(shí)點(diǎn)，更好地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。第三，電子設(shè)備不便時(shí)備用。在電子設(shè)備不便或無(wú)法使用的情況下，紙質(zhì)教材可以作為備用選擇。第四，培養(yǎng)閱讀習(xí)慣。閱讀紙質(zhì)教材有助于培養(yǎng)學(xué)生的閱讀習(xí)慣，提高學(xué)生的閱讀理解能力?？梢?jiàn)，紙質(zhì)教材對(duì)更深入的學(xué)術(shù)研究和長(zhǎng)期知識(shí)獲取非常重要。

（三）配置多種數(shù)字化教學(xué)資源

多樣化的數(shù)字化教學(xué)資源可以更生動(dòng)地呈現(xiàn)復(fù)雜的制造過(guò)程、機(jī)械裝置和數(shù)控編程。建設(shè)數(shù)字化教材時(shí)，高職院校應(yīng)注意配置三種數(shù)字化教學(xué)資源。第一，圖像。高清圖像可以用于展示復(fù)雜的機(jī)械裝置、精密測(cè)量設(shè)備、CAD設(shè)計(jì)模型等，以細(xì)節(jié)豐富的方式呈現(xiàn)關(guān)鍵概念和實(shí)際工作場(chǎng)景，幫助學(xué)生視覺(jué)化和理解抽象的技術(shù)內(nèi)容。第二，視頻。視頻可以演示機(jī)械制造、數(shù)控編程、精密測(cè)量等技術(shù)的真實(shí)操作過(guò)程，讓學(xué)生親眼見(jiàn)到專(zhuān)業(yè)人員的操作過(guò)程，學(xué)習(xí)最佳實(shí)踐和操作技巧。此外，視頻還可以展示工程項(xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用和成功案例。第三，模擬器。數(shù)控機(jī)床模擬器和加工模擬器等工具為學(xué)生提供了安全的實(shí)踐環(huán)境，可以在虛擬環(huán)境中模擬真實(shí)的加工過(guò)程，測(cè)試和練習(xí)機(jī)械加工技能和數(shù)控編程，糾正錯(cuò)誤并改進(jìn)技能，且無(wú)需擔(dān)心材料浪費(fèi)或安全風(fēng)險(xiǎn)。

（四）互動(dòng)內(nèi)容的運(yùn)用

互動(dòng)內(nèi)容對(duì)提升學(xué)生參與度和進(jìn)階學(xué)習(xí)非常重要。建設(shè)數(shù)字化教材時(shí)，高職院校應(yīng)注意運(yùn)用三種互動(dòng)內(nèi)容。第一，自測(cè)題。高職院校將自測(cè)題嵌入數(shù)字化教材中，允許學(xué)生隨時(shí)檢測(cè)他們對(duì)課程內(nèi)容的理解。這些問(wèn)題可以覆蓋每個(gè)單元的關(guān)鍵概念，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)思考和反思。第二，虛擬案例。高職院校通過(guò)搭建虛擬平臺(tái)，能為學(xué)生提供了一個(gè)安全、互動(dòng)的動(dòng)手環(huán)境。學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行操作，測(cè)試假設(shè)，觀察結(jié)果，參加討論，并調(diào)整參數(shù)，以獲得不同的結(jié)果。第三，在線討論平臺(tái)。高職院校建設(shè)在線討論平臺(tái)，能方便學(xué)生之間的交流和合作。在在線討論平臺(tái)上，學(xué)生可以分享想法，提出問(wèn)題，討論難題，并共同解決問(wèn)題。在線討論鼓勵(lì)合作學(xué)習(xí)和不同觀點(diǎn)的交流，開(kāi)闊學(xué)生的視野。

三、數(shù)字化教材的開(kāi)發(fā)路徑

（一）教材定位

精密制造技術(shù)課程數(shù)字化教材的定位是基于“雙高”計(jì)劃的要求，旨在提供高質(zhì)量、現(xiàn)代化且面向產(chǎn)業(yè)需求的教育資源。在建設(shè)數(shù)字化教材時(shí)，高職院校應(yīng)緊密對(duì)接精密制造領(lǐng)域的前沿知識(shí)、技術(shù)和實(shí)踐，注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作技能和職業(yè)素養(yǎng)。同時(shí)，高職院校應(yīng)以職業(yè)道德和社會(huì)責(zé)任為核心，融入思政元素，引導(dǎo)學(xué)生成為有擔(dān)當(dāng)?shù)木苤圃旒夹g(shù)從業(yè)者。

SurfMill 9.5軟件是北京精雕集團(tuán)自主研發(fā)的一款基于虛擬加工技術(shù)的通用CAD/CAM軟件，該軟件功能全面，生成的加工路徑可以轉(zhuǎn)換成各種加工文件，適用于不同的機(jī)床加工平臺(tái)。數(shù)字化教材緊密對(duì)接數(shù)字化精密制造，以SurfMill 9.5軟件為載體，全面講授產(chǎn)品構(gòu)型、工藝路線制定、加工、在線測(cè)量等過(guò)程中的數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用，可以將實(shí)際生產(chǎn)加工流程鏡像到編程流程中，串聯(lián)起軟件編程、生產(chǎn)設(shè)備和實(shí)際加工過(guò)程，實(shí)現(xiàn)編程智能化和規(guī)范化、物料使用透明化與防呆管控，使得生產(chǎn)過(guò)程安全可控，并提供可靠、高效的加工解決方案。

（二）教材結(jié)構(gòu)

精密制造技術(shù)課程數(shù)字化教材的結(jié)構(gòu)應(yīng)精心設(shè)計(jì)，以便學(xué)生系統(tǒng)性、漸進(jìn)性地學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容。數(shù)字化教材應(yīng)采用五個(gè)結(jié)構(gòu)。第一，導(dǎo)言和目錄，簡(jiǎn)要介紹課程內(nèi)容，提供學(xué)習(xí)路線圖。第二，基礎(chǔ)知識(shí)，包括精密制造的定義、原理、關(guān)鍵技術(shù)和行業(yè)趨勢(shì)，提供課程所需的背景知識(shí)。第三，技術(shù)核心，涵蓋精密加工工藝、數(shù)控機(jī)床操作、CAD/CAM技術(shù)、精密測(cè)量等核心領(lǐng)域，且每個(gè)領(lǐng)域應(yīng)有詳細(xì)的解釋和實(shí)際案例。第四，實(shí)踐應(yīng)用，提供實(shí)際案例、實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目，包括產(chǎn)品構(gòu)型、工藝路線制定、加工、在線測(cè)量等不同階段的數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用案例，每個(gè)案例應(yīng)包括實(shí)際問(wèn)題、解決方案和操作步驟，幫助學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際情境中。第五，思政元素，強(qiáng)調(diào)職業(yè)道德、職業(yè)素養(yǎng)和社會(huì)責(zé)任，鼓勵(lì)學(xué)生反思職業(yè)道德問(wèn)題。

（三）編寫(xiě)隊(duì)伍

為了確保數(shù)字化教材的質(zhì)量和有效性，教材編寫(xiě)團(tuán)隊(duì)組建了由多學(xué)科編者組成的編寫(xiě)團(tuán)隊(duì)。教材編寫(xiě)團(tuán)隊(duì)包括校企人員，有利于知識(shí)、技能互補(bǔ)，內(nèi)容上以職業(yè)能力為本位，實(shí)現(xiàn)基本原理和生產(chǎn)案例相融合，具有實(shí)戰(zhàn)性和先進(jìn)性。各案例均來(lái)源于合作企業(yè)的實(shí)際加工方案，突出新技術(shù)、新工藝、新規(guī)范的成功應(yīng)用，涉及面廣。

（四）紙質(zhì)教材編寫(xiě)

紙質(zhì)教材的編寫(xiě)語(yǔ)言應(yīng)通俗易懂，配上圖表和實(shí)例，便于學(xué)生理解；內(nèi)容的排版應(yīng)有條理，便于學(xué)生查找和復(fù)習(xí)。特別重要的是，紙質(zhì)教材應(yīng)與數(shù)字化版本一致，以便學(xué)生在不同學(xué)習(xí)環(huán)境中都能使用。

（五）數(shù)字化教學(xué)資源制作

數(shù)字化教學(xué)資源是教材的重要補(bǔ)充。數(shù)字化資源的制作應(yīng)與教材內(nèi)容保持一致，以提供多樣化的學(xué)習(xí)方式。資源主要包括三個(gè)方面。第一，豐富的五軸編程策略和刀軸控制方式，方便使用者根據(jù)加工零件特點(diǎn)進(jìn)行選擇，快速生成安全、可靠的五軸加工路徑，滿足復(fù)雜形態(tài)零件加工、精密模具復(fù)合加工、產(chǎn)品外觀件高光加工、難切削材料銑磨加工等多軸加工需求。第二，虛擬制造，將實(shí)際加工過(guò)程映射到編程流程中，串聯(lián)起軟件編程、生產(chǎn)設(shè)備和實(shí)際加工過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了編程智能化和規(guī)范化、物料使用透明化與生產(chǎn)過(guò)程可控化，可以提供可靠高效的加工解決方案。第三，在機(jī)測(cè)量，支持探測(cè)過(guò)程仿真、碰撞檢查及干涉檢查，可以生成安全高效的測(cè)量解決方案，助力實(shí)現(xiàn)工步檢測(cè)與量化管控。

四、結(jié)語(yǔ)

數(shù)字化教材的建設(shè)對(duì)高職院校的精密制造技術(shù)課程來(lái)說(shuō)，既是必然的趨勢(shì)，又是提高教育質(zhì)量、培養(yǎng)高素質(zhì)職業(yè)人才的有效途徑。在“雙高”計(jì)劃的背景下，高職院校應(yīng)積極探索數(shù)字化教材建設(shè)的路徑和方法，以便更好地適應(yīng)時(shí)代需求。

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基金項(xiàng)目：陜西省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2023年度課題“‘雙高計(jì)劃背景下《精密制造技術(shù)》課程數(shù)字化教材建設(shè)路徑的研究”，項(xiàng)目編號(hào)：SGH23Y2963；教育部職業(yè)院校信息化教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)2022年度職業(yè)院校數(shù)字化轉(zhuǎn)型行動(dòng)研究課題“《精密制造技術(shù)》新形態(tài)數(shù)字化教材開(kāi)發(fā)”，項(xiàng)目編號(hào)：KT22479。

（作者單位：王英，李翊寧，穆龍濤 陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院/復(fù)合型移動(dòng)機(jī)器人陜西省高校工程研究中心；張文亭 陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院）