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摘 要
随着信息科学技术的不断发展，人工智能在各行各业的应用，为人们的日常生活以及工作带来天翻地覆的改变。同时， 信息化技术在新时代教育教学过程中的应用，也开辟了我国的职业教育发展的新路径。本文对机器人辅助教学背景下《机械 制造基础》课程的教学改革研究进行了简要的分析和阐述，以供参考。
机械是人类生活及生产过程中 的基本工具，也是人类物质文明中的 重要组成部分。机械工业部门身兼重 任，为国民经济以及企业发展等方面 提供了非常先进的技术装备，而安全 可靠的工业技术装备，在国家建设中 的地位不容小觑。机械制造基础课程 的设置是实现这一目标的基础步骤， 作为中职学校的学生，在实习及工作 时都会参与到机械的制造或设计中， 与机械设备打交道，学生需要具备较 高的机械制造理论及基本专业技能。
一、机器人辅助教学的内涵及意义
本文提到的“机器人辅助教学”， 主要表现为运用手机软件 APP 搭建人 与机器互动场景，以视频播放、同步 练习与测试、游戏等形式探究知识的 一种辅助教学手段。围绕机器人辅助教 学的开展，教师资源开发成为重点任务 项目。教师团队前期需要集中精力进行 教学资源的整理与建设，其后将教学资 源有选择的整合到手机软件平台，构 建线上一体式的教学资源库。资源库搭 建完成后，学生通过手机网络等手段实现人机交互等线上人机辅助服务功 能，帮助学生更方便、更高效地学习。
网络时代给我们的生活带来了便 捷，但学生实际锻炼的机会也因此减 少，比如，学生在学习中遇到困惑， 不是求助家长就是在网络中进行简单 的检索、复制，获取知识的过程比较 “匆忙”，这对他们的成长不利。机器 人辅助教学可设计一系列的提问、模 拟操作、评价总结，让学生不断去探 究，在失败中汲取经验，最终获取成 功的喜悦，磨炼坚韧不服输的意志。
培养具有创新能力的人，是时代赋 予教育的职责。《机械制造基础》学科 运用机器人交互作为动手和创新的优 秀载体，大胆尝试，调动学生的求知欲， 引导学生主动思考，整合教学内容，激 发学习的新动力和专注力。同时，在 学生团体合作上，提供团体沟通和实 验的平台，进行方案的比较和整合。
二、中职机械制造机械基础课程 的现状
随着现代信息技术的不断发展， 多媒体教学在我国的教学实践中得到了非常广泛的应用。《机械制造基础》 是中职职业教育中电气自动化以及机 电一体化的课程内容，在提升控制专 业学生的专业素养方面充分发挥了很 大作用。但是从目前的情况来看，机 械制造基础课程仍然在不断的改革完 善。这是因为在当前的课程教学中仍 然存在许多问题。比如在实际教学的 过程中，PPT 课件通用性较低，缺乏 灵活性、开放性，在教材版本模块发 生变化时没有及时更新，导致没有办 法进行使用。而且大部分的多媒体课 件都是针对教学中的某一章节或某一 节课的教学内容来设计的，只能应用 在特定的环境下，或特殊场景下，如 果脱离教学情境，课件就没有办法单 独进行使用。在课件的设计方面，还 存在着任课教师与 PPT 课件作者的教 学思想不兼容的问题，如果任课教师 与课件制作者不一致，那么教学思想 的渗透以及思路的具体表达形式都会 有非常大的问题，导致课件的价值没 有充分发挥，教师的教学没有办法与 课件无缝衔接。
教学资源整合也要求我们教师要能够判断数字教育资源的适用性。互 联网上的资源非常丰富，我们要找到 最适合的资源，既不能太深奥，也不能 太浅显，同时也不能过于游戏化，所以 教师要学会甄别和判断并选择合适的教 学资源。同时，我们还要保证找到的 数字教育资源的科学性和有效性。自 媒体时代，上到国家权威机构，下到普 通个人，都可以发布信息，所以教师在 检索信息的时候，务必要判断这些资 源的科学性，选择权威的发布机构， 筛选相对来说更具科学性的资源。查 找资源的时候，还要注意判断所选择 的资源与要教授课程的契合度，以及 它的时效性和教育意义。
三、机器人辅助教学背景下《机械 制造基础》课程教学改革的有效措施
(一)打造高效率课堂
提高课件质量以及灵活性。在机 械基础题库系统平台上制作多媒体课 件，减少学生收集素材的时间，充分 实现课件的价值提升教学效率。在实 际教学的过程中，机械基础题库系统 平台可以根据教学过程中的实际情况 进行及时的调整，并且根据学生的具 体学习情况灵活的选用课件，在课件 中为其设置相应的链接，并且实时的 做出改变，在最大程度上提高了学生 的适应能力。教师团队整理教学资源 库要将教学过程中的案例、例题、习 题、试卷、图片、表格、动画、电子 课件、视频等资源进行精心的组织、 设计和制作，强调资源的信息内容和 技术环境。比如，焊接是涉及电弧物 理、传质传热、力学、冶金与材料学 等多物理场耦合的复杂过程，影响因 素繁多。随着机器人辅助教学的快速 发展，焊接数值模拟技术和软件，对 常见焊接方法及焊接过程中涉及的热、 力、微组织相变、电弧及溶池流体等多方面变化过程进行模拟实现。机器 人辅助教学可以实现理论讲解和实例 操作的良好结合，不仅让初学者的安 全得以保障，也可供焊接工程技术人 员学习和参考。
(二)开展专题案例研究
《机械制造基础》是一门实践性 很强的学科，传统的以教师和教材为 中心的纸上谈兵式教学，满足不了提 升和开发学生潜能的需求。运用专题 案例教学的模式更有利于培养学生的 主体性、主动性、自主性，让学生尽 自己最大的努力去寻找解决问题的多 个途径，逐步克服学生的惰性，养成 创造性的思维习惯。运用手机软件 APP 智能互动系统，通过机器人模拟案例 专题的场景，有针对性地对个人进行 辅助学习训练，提升学生技能水平。
老师根据学生和课堂实际情况， 把案例分为课堂导入案例、课堂讨论 案例、深入研讨和巩固加深案例、课 后讨论案例四种。制作软件时，可以 广泛设计案例导入的背景，使其有趣 且能够达到师生共鸣，引发学生的思 考和探索热情。在创建课堂讨论案例 的时候，充分结合课程基本内容来展 开，通过学生小组讨论，发扬学生个 性，各抒己见，运用人机模式案例的 互动，实现基本知识的掌握。人机互 动优势可以表现在深入研讨和巩固加 深案例的剖析中，这是在课程基本内 容基础上的加深，多重互动和深入交 流。在设计辅助教学的过程中，可以 适当穿插思政教育的内容，实现知识 目标、能力目标和情感目标培养的有 机结合。构建机器人聊天场景，对课 后讨论案例进行提问和拓展，帮助学 生了解更专业的知识和新技能。
以轴类零件加工教学为例。设计 车间具备的 CA6140 普通车床模拟情 景，导入轴类零件进行模拟加工。系统可以预先设计好轴类零件的相关参 数，比如材料、毛坯、技术要求、结 构特点、以及零件的功用，导出轴类 零件的工艺规程。平台系统还可以运 用录像资料，让学生结合课前预习， 反复观看演示视频。在掌握轴类零件 的基础加工后，进一步提出“为什么 车工怕车细长轴?”的问题来进行延 伸，引导学生分小组讨论，共同制定 “细长轴”外圆表面的车削工艺特点， 进而引出要采取的相应措施。通过软 件模拟反正操作，再结合其他加工实 习，引导学生掌握轴类零件外圆表面 加工方法的知识目标，提升自我的经 验值。模拟过程还可以在潜移默化中 培养学生认真负责的工作态度和严谨 细致的工作作风，实现情感价值目标。
(三)提升教学生动性
在机械制造基础课程的教材中， 有很多概念以及原理是比较抽象且非 常难以理解的，仅靠教师的形容以及 学生的自我想象，是不容易理解并掌 握的。但是利用多媒体中的教学动画 就能很好的解决这一难点。利用动画 视频形式的来演示实训中机床以及夹 具的装配和运动，再配上物件的实际 图片，学生对物件的构造就会一目了 然，也便于理解其中的原理。这不仅 降低了教学的难度，还会使学生更容 易接受，教师的教学质量也会得到非 常大的提高。机械零件材料与成形工 艺的选择，可行性途径较多，机器人 辅助教学便于实现工艺方案的优劣衡 量。在选择机床的类型、结构、切削 运动与切削要素和工艺上，便于进行 分析，避免出现不必要的错误和缺陷， 实现最大的经济效益。
机器人辅助教学运用数字化技 术、VR 技术，将机械制造基础课程 的理论内容与实践操作结合起来，开 发虚拟实践平台，把金属切削机床基础、金属切削基础与刀具、机床夹具 基础、车削加工技术、铣削加工技术、 磨削加工技术、齿轮加工技术以及现 代加工技术等知识点通过数字 VR 技 术、数字化仿真技术直观地模拟出来。 学生可以通过电脑把加工设备、加工 工艺规划、动态加工过程等进行模拟 加工，按步骤开展各阶段的加工实践， 省时省力省钱地完成实践学习。而且 可以把机械零件从选材、制造、检验 的全过程，淋漓尽致地表现出来，学 生可以加深对各知识点的理解以便融 会贯通。比如，实现机械产品毛坯的 铸造。在实训车间开展铸造教学，危 险性极大，学校很难开展铸造实训。 机器人辅助教学系统，可以运用铸造 过程的虚拟仿真，实现铸造工艺设计、 铸造车间场景、铸型制作、液体金属 浇注、金属填充凝固和冷却。
辅助教学弥补了本课程中实践环 节的不足，在有网络、有软件的电脑 上就可以完成整个实习过程。机器人 辅助教学不受时间、空间的限制，更 好地解决了实践条件下成本高、温度 高、危险程度高等问题。充分调动学 生的主观能动性和积极性，使学生主 动学习、爱上学习。
(四)更新教师教育观念
作为中职机械制造基础专业的任 课教师，应当不断完善自己的教学模 式，不能只凭着自己的经验组织教学， 教育经验丰富并不等同于教育理念先 进。对此，中职教师应当不断地加强 学习，用先进的教育观念来充实自己， 以适应现代的教育发展。中职教师还 应充分掌握与学生沟通的技巧，提高 自身亲和力，关心学生，多与学生进 行交流、互动。通过观察学生的日常 行为以及态度表现，找到学生身上的 “发光点”，最大限度地挖掘学生自身的 优势，利用积极因素来克服消极因素。
现代机械制造技术不断更新，把 机器人辅助教学运用到应用制造系统， 可以最大限度解决实际中遇到的复杂 问题，包括机械产品的质量、成本、 设计开发、协调工作，实现机械产品 的绿色化。教学过程中，我们也要在 适当的时间和空间内有效地完成大纲 规定的教学任务，合理取舍教学内容， 方便快捷地分配好操作内容，达成人 才培养的预期教学目的。
《机械制造基础》课程以教授零 件加工工艺为主线，强化各种加工方 法，充分考虑了教学基本要求，力求 做到弱化理论分析，集综合性、实用 性、先进性、广泛性、系统性、持久 性等于一体来组织教学。举例来说， 讲解合金的晶体结构，还有结晶、合 金元素等在钢中的作用，金属材料的 牌号等理论知识，学生可能会有“雾 里看花”的感觉。老师在传授中抓好 几个基本特征，结合几种典型的金属 材料牌号进行重点分析，让学生根据 所学基本知识，在大量的金属材料牌 号实例中，学会结合材料特征进行挑 选、剖析牌号含义，讨论金属材料的 性能特点;再比如，金属材料的加工 工艺的制定讲解，教师在实际授课时， 着重讲解书本上材料的热处理、铸造、 锻造、车削、铣削、刨削、磨削、钻 削等常规的制造加工方法，找准其中 的重点和难点，普及让学生比较难以 理解的知识点，通过机器人辅助教学 平台，通过模拟演示实践、现场观摩 和教学资源的多媒体呈现等形式给予 学生辅助教学。
另外，由于《机械制造基础》这 门学科涉及的材料加工方法多，实践 要求高，而总学时是有限的，师生现 场实践操作的机会更不多，中职学生 的理解层次、创新层次也不是很高， 机器人辅助教学就显得相对重要。所以，教师更需要制作符合中职学生特 点的实践教学视频素材库。除了金工 实习外，材料的切削过程都需要通过 视频、多媒体进行展示，在很大程度 上节约人力、物力和时间。在《机械 制造基础》课程改革方面，教师也应 努力探索教学方法和切实有效的教学 手段，切实提高学生专业技术和综合 素养，产生良好效应，这是每一位教 师义不容辞的责任。
四、机器人辅助教学背景下《机械 制造基础》课程教学改革的效果评价
机器人辅助教学运用了信息资 源，尤其运用全球资源来支持学生的 “学”，培养了学生的信息化处理的能 力和创新思维能力。以“看分数”的 方式来评价中职学生的时代已经过去 了。当下，我们要坚持以学生为主体， 运用信息化大数据对学生的学习内容、 学习关注度、技能项目等进行跟踪并 进行数据分析，结合机器人辅助教学 中学生的情感、态度、职业心理、未 来发展等多个维度，进行综合性评价。
学生评价需要明确学习目标和实 际成果之间的关系，判定达成的可行 性。在课程教学中，教师要及时调整 计划，不断重构设计和活动安排，机 器人辅助教学的方式相对新颖，学生 的自觉性、个性等，人控掌握程度降 低，未知性上升。学生评价也要克服 主观的刻板印象，随时进行教学反馈， 远程调控好学生状态。既要考查到学 生的基础知识，又要进行技能拔高; 既要考查学生信息化学习的结果，又 要关注整个信息化学习过程;既要考 查学生的技能水平达到的程度，又要 知悉机器人辅助教学下学生的心理状 态以及人文素养的培养。
教师评价要摒弃传统“讲”的片 面评价方式，将重点放在评价与学生的信息沟通上，放在教师如何鼓励学 生在机器人辅助教学背景下参与《机 械制造基础》课程的主动性学习、师 生达成课程的共识学习上。教学本身 就是师生的对话与沟通，合作与共赢， 达成教学相长的过程。教师如何做到 让学生参与教学、参与讨论、参与团 队合作，大胆尝试去发挥机器人教学 的功能，让学生发挥学习主体的作用， 调动学生兴趣，是教师评价的重点。
课程资源评价，侧重于《机械制 造基础》课程“聊天机器人”辅助教 学软件的开发，能根据学生的提问、 查询，获取最佳答案。资源库要含文 字、视频、游戏、模拟训练、测试于 一体，实现触摸交互，语音互动的人 机对话。在资源的广度上，既要有制 造科技的基础，又要有制造科技的前 瞻性;内容既适于中职学生的学习基 础，也不会使学生感到“食之无味”，同时，满足学生自主学习需求，使其 在工作岗位上可以进行创新，为学生 未来职业的发展提供支撑。
五、结语
总的来说，机械制造基础课程需 要在传统的教学方式基础上进行创新， 在实际授课应用多媒体教学的过程中， 我们发现了一些问题。对此，学校可 以为学生建立机械基础题库系统，并 以此为平台为学生开发多种多媒体课 件，将课件简单化的同时，提高课件 的质量以及灵活度，进而达成高效率 的课堂。在实践环节上，基于大数据 及可视化模型，优化时间分配，减少 用能碳排，为节能降耗提升了较大的 空间，也更具经济优势。
参考文献：
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