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關鍵詞:可編程序控制器;理實一體
可編程序控制器(PLC)結合計算機的先進技術手段和電氣自動化控制,目前其應用領域越來越大。憑著可編程控制器高可靠性和高穩定性,其在電力系統中的應用越加廣泛,為智能電網的實現提供了有效的應用設備。
可編程控制器課程應用性強,需要學生能夠有充分的實踐時間及經歷。我們結合其課程特點采用理實一體的教學模式,集中授課、集中實踐的教學安排。通過將近兩年的教學活動證明了學生通過3周的學習,能夠根據任務要求獨立完成簡單項目的設計與程序的編寫。并取得了良好的教學效果。
1 課程定位及課程任務
《電氣控制與PLC應用》課程是電類專業的專業核心課程,根據其實用性強的特點,采用理論實踐一體化教學模式。以項目教學為主體的原則進行設計。通過項目教學,使學生掌握可編程序控制器的基本知識。
以就業為導向,以能力為本位、以職業實踐為主線、項目內容來自生活或工業現場應用,教學過程中將學生應知應會的理論知識融入到具體項目中,以項目為載體,增強學生的理論聯系實際的能力,提高學生的動手操作能力,培養學生的創新精神。
2 課程內容改革
2.1 教學內容的選取
根據教學中,本課程學生應該掌握的知識和培養的能力目標,選取典型的工業控制任務及經典控制要求,并加以適當簡化。根據學生的認知規律及講課內容編寫控制項目要求,考慮到循序漸進的教學有助于學生更好的接受,將項目和控制要求進行細分。這樣有要求有步驟給學生講解有助于學生對知識的接受和對任務要求的實施。
2.2 教學情境的設計
根據教學任務編寫教學情境項目,每個項目下細分多個控制要求,控制要求學生完成的任務由簡單到復雜,由單一到綜合,最后完成全部控制要求。控制要求分為三層,基本控制要求、拓展控制要求和較高控制要求。項目具有延伸性和靈活性,便于學生自主創新學習。這為不同程度的學生提供了適應性的教學內容。項目內容以培養學生提升動手能力,掌握課程知識和培養學生職業素養為目的。
3 理實一體教學模式
根據課程內容及課程特點,學校制定教學時間和教學地點。本課程采用理實一體的教學模式,課程教學時間為三周,每周28課程,教學地點為具有教學設備和實訓設備的微機控制實訓室。每個項目的實施過程都按照項目實施的六步法來完成。首先為資訊內容,教師根據項目所用的知識點進行講解,并分析控制要求,而后有學生制定實施方案的計劃,此計劃由每組中的所有成員共同完成。根據設定方案進行任務要求的實施,而后學生自己檢查任務完成情況,并完成任務工單的填寫。最后提交任務工單并由教師來對任務完成情況進行質量評價及提出改進意見。在學生進行項目完成的整個過程中,教師進行全程的輔導工作。由于每個項目都有其教學時間限制及學生的差異性的存在,輔導教師可根據實際情況適當增減項目要求內容。如果整體學生項目完成情況比較緩慢的話,可以采用教師集中講解辦法提高效率。學生完成每個項目后,進行新項目之前,教師對前一個項目中學生出現的問題進行講解并總結其經驗。
在整個教學活動中采用演示教學法、案例教學法、小組討論法、現場教學法等多種教學方法,而提升了學生的學習興趣,提升學生的動手能力,并增強了學生完成任務要求的信心。
4 內容考核及教學效果評估
本課程考核主要有兩部分組成平時成績和過程考核。平時成績主要是在教學過程中學生完成項目情況。教師根據學生完成項目完成情況、完成項目的時間及任務工單三方面進行評分,最后將所有工單成績平均作為每個學生的平時成績。過程考核是以考試的形式評分,考試內容分為兩部分理論考試和技能考試,建立考試題庫,進行抽題的形式進行考核。
課堂結束前給學生發放調查問卷,根據平時學生完成項目情況、考試情況和學生的調查問卷進行教學效果評估并提出教學內容及方法的改進措施。
5 結語
在整個教學過程中,我們堅持以學生為主體,以任務驅動為導向,采用理實一體的教學模式,形成了一整套科學的教學模式,經實踐證明教學效果達到并超過預期效果。
[參考文獻]
[1]王新娜,孫新鳳.關于“可編程控制器”課程教學改革的探討”[J].中國電力教育,2009(133).
關鍵詞:數控技術;實踐教學;教學改革
中圖分類號:G642.3 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)15-0038-02
數控技術與編程課程是機械工程學科的重要專業基礎課,以培養學生熟練掌握數控設備基本編程技能和數控設備的應用能力為目標。本課程具有很強的實踐性,在整個機械專業教學計劃中占有相當重要的地位[1]。根據我校2010版機械工程學科培養方案和指導性教學計劃,為機械專業學生開設了48學時的數控技術與編程課程,其中理論授課44學時,實驗課程4學時,每年學生約有400人。目前,數控技術與編程的課程教學中存在著較多問題,最為突出的是實踐教學環節薄弱,實驗教學設施嚴重缺乏,實驗課時占課程比例很小,實訓環節人學時遠遠不足。我院現有的實驗室條件是,只有兩臺數控加工中心,遠遠不能滿足全體學生的實訓需求。目前該課程授課方式以課堂講授為主,實驗環節以觀看為主,學生實際編程與操作的機會很少[2]。教學內容主要以理論授課為主,教學效果不夠理想,學生很難真正掌握數控技術知識與實際編程能力。目前,數控技術與編程的課程教材也存在著很多問題,如數控系統原理部分知識內容陳舊,不能反映數控技術的發展現狀;數控加工程序編制部分存在較多錯誤,脫離數控加工生產實際等。因此非常有必要對數控技術與編程課程進行教學改革,從教學內容、課程體系、教學方法、考核方法和師資建設各方面進行全面改革,以提高教學質量,培養掌握數控技術的應用型、技能型人才,滿足市場對該類人才的需求。
一、實踐教學改革內容
1.課程體系。改革教學內容,精簡理論課時,增加實訓環節,使理論與實訓課時比例達到1∶1。以Fanuc、Siemense數控編程手冊為參考依據,完善數控技術與編程的教學大綱,糾正、排除現有教材中錯誤,對許多數控教材中關于數控系統的軟硬件結構、位置檢測裝置、伺服系統以及數控機床的機械結構等內容進行精簡。精簡后的理論課時內容主要包括:(1)數控機床的組成、分類、基本原理、插補原理以及數控技術的發展現狀和趨勢。(2)數控加工工藝基礎。一個好的程序員必須是一個好的工藝員。目前機械加工基礎課程很少,甚至完全沒有介紹數控加工工藝知識,因此數控加工工藝基礎知識是理論課的重點內容之一。(3)數控編程基礎。對于任何種類的數控機床或數控系統,存在一些共同的編程基礎知識,如機床坐標系、工件坐標系、基本指令代碼、程序結構等。(4)數控車床及車削加工中心的數控編程。(5)數控車床及車削加工中心的數控編程。(6)數控自動編程。學習德國在工程教育和應用型專業技能培訓方面的理念、方法、教學模式,引進德國凱勒CNC仿真模擬軟件,增加實訓教學環節。德國凱勒CNC仿真模擬軟件是德國凱勒軟件有限公司開發的產品,它將數控機床工作過程、CAD/CAM、車銑削加工、系統控制編程等,利用三維模擬技術,并配以大量的圖表、數據、解釋、習題,進行演示與訓練。實訓教學環節分為二個階段:①利用凱勒SYMplus CNC仿真軟件,學習數控編程基礎知識,熟練掌握各種編程指令,學習數控機床的基本操作,熟練掌握機床的各種功能;②利用兩臺數控加工中心,學生分組完成零件的數控加工,強化數控編程技術和數控機床操作技能。具體內容包括:零件加工程序傳輸,裝卡毛坯,設置刀具,建立工件坐標系,啟動機床,完成零件加工,檢驗零件的尺寸精度等。
2.教學方法。針對以往授課主要采用理論教學方式,與實踐教學完全脫節,教學過程枯燥,學生抓不住學習重點,興趣不濃,厭學現象嚴重,教學效果不理想的問題,改革教學方法。采用啟發教學法、問答教學法、講練結合法,將被動學習轉變為自主學習,變我聽為我練,變我學為我用,激發學生的學習興趣。采用案例教學法、項目教學法等多種方式,提高學生主動思考能力,分析、解決實際問題能力[3]。將多媒體教室授課改為計算機機房授課,大班授課改為小班授課,增加學生實際練習時間,改善教師指導效果。采用多媒體課件與視頻相結合方法,講授數控編程基本知識,通過德國凱勒SYMplus CNC仿真軟件,強化理解、掌握各種編程指令功能、程序結構及編程技巧。增加數控加工中心操作的實訓環節,使學生熟悉數控機床的各種功能,具備數控機床的基本操作能力。
3.考核方法。以往將課程成績分為平時成績、實驗成績、期末考核成績三項,其中,平時成績10%,實驗成績10%,期末考核成績占80%。平時成績包括出勤情況、課堂表現、作業完成情況[4]。實驗成績為在加工中心實際加工零件的完成情況。改革后保持成績考核比例,但是將期末閉卷考核改為上機開卷考核。結合生產實際,建立豐富的涵蓋車削、銑削以及加工中心內容的考核試題庫。要求學生根據生產實際零件圖紙,設計制定加工工藝,選擇合理刀具和切削參數,編制程序,仿真運行。評分標準依據加工工藝制定、刀具和切削參數選擇的合理性,程序的完整性,仿真結果的正確性來進行,同時考查學生操作的熟練程度。上機開卷考核避免了單一的試卷模式,更有利于對學生的能力進行綜合考核。
4.師資建設。教師是教學改革的實行者,只有教師的素質提高了,改革才能取得最好的效果。鑒于教師具有較高的數控技術與編程理論水平,但是缺少實踐經驗,安排現有在職在崗理論課教師和實訓指導教師到企業參觀學習,了解企業數控生產實際,進行數控技能強化培訓。派出了6名教師到德國凱勒公司接受IHK教師培訓,學習德國先進的數控教學理念、方法,全部獲得了德國IHK頒發的數控培訓師證書,提升了教師業務素質,開闊了國際化視野。
二、改革效果
通過一學期的教學實踐,我校數控技術與編程的實踐教學改革取得很好的效果。(1)改善了教學氛圍,激發了學生的學習興趣,提高了出勤率。(2)通過大量的編程訓練,強化了學生對數控編程理論知識的理解和掌握,提高了學生的實際應用能力。(3)培養了多名青年教師,增加了他們的實踐經驗,提高了課程組教師專業素質。(4)建立了德國凱勒公司授權的凱勒CNC實驗室以及為企業培養應用型人才和創新型人才的中德培訓基地。
參考文獻:
[1]明興祖,何國旗,熊顯文.數控系列課程教學改革與建設的探索與實踐[J].當代教育論壇(管理研究),2011,(09):73-75.
[2]魏巖,閻長罡,陳天旗,等.數控機床計算機編程及切削加工實驗教學的改革與實踐[J].教育教學論壇,2012,(20):112-113.
一、教學內容的改革
根據中職教育的特點,課程教學內容要圍繞知識、能力、素質這三方面來進行。同時,必須具備基礎性、實用性、時效性和新穎性。數控車床編程與操作理論教學內容包括基本的編程、零件的工藝分析、機床的基本操作、caxa數控車軟件的基本操作和應用。由于數控車技術發展很快,而實訓時間只有2周-4周,為了讓學生在最短的時間內學到最多的知識,數控車這門課程應緊跟數控技術的發展,將目前有關數控技術應用方面的新知識、新技術及時傳授給學生。所以,應對課程內容與教材進行更新和調整。教材以講明基本概念、基本原理為主,可刪去一些繁鎖的計算過程和過時的教學內容。
二、教材內容與教學目標
在數控車課程教材的建設中,應以課程的基本要求為基礎。筆者學校選擇了中、高職職業技術學院數控類一體化教材。根據教學目標分類學理論知識,筆者認為可將認知領域的教學目標分為知識、理解、應用、分析、綜合等5個類別。本課程知識級的主要教學目標是:數控編程中的基本規則以及數控編程中常用代碼的意義、用途。“理解”是能力發展的基本層次,是對知識材料的轉換、解釋、推斷。本課程理解數控指令編程的格式、應用;解釋坐標系規則、定義,并識別各典型機床坐標系;理解數學處理的基本方法;理解典型數控機床加工程序編制的基礎(機床主要功能、加工工藝范圍、工藝裝備、編程特點等)。“應用”是將知識和技能運用到實際中解決實際問題。本課程應用主要教學目標:掌握典型數控機床的常規編程方法,進行一般形狀零件加工程序的分析及編制。
三、教學手段和實踐教學的改革
隨著計算機技術的普及,通訊技術和傳媒手段迅猛發展,教學方法、教學手段應隨著科學的發展而改變。一張嘴、一本書、一塊黑板、一支粉筆的傳統教學方法已不適合現代教學的要求,取而代之的將是幻燈、錄像、多媒體教學,其豐富的信息儲備量、快速的運行速度、強烈的感染力成為教師首選的教學手段。利用多媒體課件進行《數控車》課程的教學,可以使教學生動、形象,提高學生的學習興趣。
數控車是一門實踐性很強的課程,為了達到數控技術和其他機械類專業對本課程的要求,必須建立本課程獨立的實踐教學體系,即數控車床的編程及數控機床仿真操作實訓──綜合實踐數控機床操作訓練。
1.課程實驗
主要開設數控機床結構實驗,使學生了解數控機床的機械結構,同時開設數控編程的實訓。每個學生一臺電腦,完成數控車編程及仿真訓練。對學生進行數控車床仿真操作訓練,使學生掌握數控車床的程序輸入、刀具參數設置、機床調整、機床維護知識,使學生能夠操作數控車床并加工出合格零件,培養學生操作機床的基本技能。
2.綜合實踐訓練
學生根據教師提供的零件進行選擇與操作,分析零件結構、制訂工藝過程、工藝路線,選擇刀具、夾具等,編制加工程序,自己動手加工出零件,培養學生綜合運用所學理論知識解決實際問題的能力。
四、考試方法的改革
考試是教師和學生每學期都必須經歷的事情,然而,考試教育并不受學生歡迎,考試成績并不代表學生學到的知識,學生為了考試而學習,效果不是很好。所以,怎樣考核學生,是十分重要的。好的考試方法,可以調動學生的學習積極性,培養學生自主學習的能力,改善學生學習的風氣,提高教學效率。為了尋找一種科學、合理、有效的考試方法,筆者認為有必要對目前的考試方法進行改革。考試應該采取多種形式進行,才能反映學生各方面的能力水平。
【關鍵詞】數控;數控仿真;課程改革;工作環境
本院數控專業的核心課程在其內容的選取和課程目標的設定上,主要依據企業的要求和職業技能鑒定中心對數控車床中級工和加工中心中級工的職業標準。由企業負責人、長期從事一線工作的專家和專業教師根據當前就業形勢,依據多年的工作經驗,制定本專業的課程體系、課程目標及課程內容。《數控技術基礎》作為數控專業課程體系的主干課程之一,設定在學生完成普通加工理論及實踐教學環境后,對其后學習高級編程理論和數控機床操作實踐環節有著承前啟后的作用。本文提出在《數控技術基礎》課程理論學習的條件下創造適當的工作環境情景,推動學生主動探尋專業知識點,解決實際加工中遇到的問題,有明顯成效。
1 課程定位
《數控技術基礎》是根據數控機床操作工、數控加工工藝員、數控編程員崗位需要設定的數控專業基礎課。利用FANUC系統,引導學生學習初級編程,為后續《數控工藝與編程》等課程起支撐作用。通過32學時的學習,將數控加工概念引入學生思維,使學生完整了解一個工件從零件圖的繪制、工藝分析、走刀路線繪制、程序編制、系統仿真加工整個過程。
在課程學習中,教師將利用工廠中常用的簡單零部件的加工案例,模擬工藝員、編程員和操作員的工作環境,引導學生模仿工藝員編寫工藝過程,學習編程員的走刀路線繪制和程序編制,模擬操作員通過仿真面板調試程序。使學生的課堂學習貼近真實工作環境,通過零件仿真加工,能親身體會數控加工相較于普通加工的優勢,以及在加工工藝上的不同,熟悉數控刀具的走刀路線,為后續高級編程的學習打下基礎。
2 基于工作環境的教學方法和手段
通過前面課程的學習,學生已經對普通機床加工工藝和方法有了深刻認識。《數控技術基礎》則著重于對學生數控基礎知識的培養,引導學生從普通加工向數控加工轉變,其信息量新,內容相對枯燥。因此,在講授中摒棄了學習基礎知識常采用的先理論教學后實踐操作的傳統模式,通過營造真實工作環境,將學生帶入“車間”,進入工藝員、編程員和操作員的角色,經由教師提出加工中的突發問題,引導學生自主尋找解決方案,充分調動學生的學習積極性,讓學生在學習過程中完成相應任務并獲得成就感。
在教學過程中,充分利用學院各類資源,采用多媒體與仿真軟件相結合的教學方式,加強情景教學,增加工作環境的真實感。課程流程如圖示。在課堂前,通過網絡方式向學生發放零件圖,布置相應的教材學習任務,開展課前在線討論,營造工作環境下的競爭感。在課堂上,利用學院多媒體設施充分展示零件圖,并對學生的分組討論進行評分。在討論過程中,導入工藝員、編程員和操作員的職業概念,使學生站在職業立場上,對教師提供的典型零件提出看法。基于工作環境下的工藝員、編程員和操作員的角色扮演將大大增加學生學習的趣味性,而集思廣益的討論,將有助于學生開拓思路,夯實工藝加工的基礎知識。每次典型零件的數控加工情景教學的后期都將安排學生上機進行數控仿真模擬。數控仿真模擬不僅可以緩解學生對機床加工的恐懼感,還可以解決機床緊張、學生學習資源有限等問題。仿真模擬采用的仿真系統不僅可以在機房使用,還可以安裝在學生自己的電腦上,讓學生感受真實工作環境的同時,可以隨時隨地,驗證自己程序的可行性,且不受零件加工成本局限。其加工的零件極大的加強了工作環境的真實感和學生加工的成就感,有助于對學生數控基礎知識的鞏固。
3 課程考核方法的改進
本課程考核將采取多種方式進行,基于工作環境模式的課程考核將加大學生在課堂表現的成績比重。采取筆試、仿真加工操作和綜合評分三種方案相結合的方式。其中,筆試主要考核學生的數控加工基礎知識,要求學生在期末參加全年級統考;仿真操作是針對每次的典型零件加工驗收,在基于工作環境下,學生作為操作員仿真加工完零件,教師作為檢驗員則檢查學生的零件尺寸并嚴格按職業要求打分;綜合評分則是對學生課堂前后參與小組討論和作業完成情況的綜合考評。基于工作環境下的各環節的綜合考評,將車間的工作規則,引入學生的評分中,將檢驗合格率,貫穿課堂始終,這增加了學生學習的緊迫感,有助于學生綜合素質的提高。
4結束語
基于工作環境的課程改革其根本目的并不是改革教學內容本身,而是針對枯燥的基礎內容,如何使其煥發生機,吸引學生化被動為主動學習創造動力。通過采用真實零件圖、工廠實際工作流程的模擬和仿真軟件的使用等手段,讓學生提前感受就業氛圍,把老師當調度,把同學當同事,通過創造正能量的工作環境,營造出濃郁的學習氛圍,為后續高級編程知識的學習打下堅實基礎。
參考文獻:
[1] 姜大源. 工作過程導向的高職課程開發探索與實踐 [M]. 北京:高等教育出版社,2009.
[2] 李娜. 曾霞. 基于項目化教學的“數控編程與加工”課程改革 [J]. 機械職業教育,2014,(1):55-59.
[3] 盧萬強. 饒小創. 數控加工技術基礎 [M]. 北京:機械工業出版社,2009.
作者簡介:
喻廷紅(1983~),女,重慶,講師,學士學位,西南交通大學車輛工程在職碩士研究生,主要從事機械教育教學和加工等方向的研究。
一、明確中職學校數控專業的培養目標,高度重視職業技能鑒定,嚴把質量關。
(一)中職學校數控專業的學生來源大部分是初中畢業生,入學前文化基礎知識普遍較差,能力參差不齊,他們在數控機床的應用過程中,主要面臨著操作、編程及維修(主要是維護)三大問題。因此,我們必須明確,中職學校數控專業培養目標應是熟練掌握數控機床的操作、編程及維護技術的生產一線的技術工人。
(二)職業技能鑒定是對操作者所具備的理論知識與技能水平的一個全面鑒別認證的過程,近年來,數控專業的職業資格證書已成為求職者的敲門磚和用人單位用工的首選。不可否認,我國的職業資格證書制度還不成熟,有待完善,雖然技能鑒定的通過率很高,但在知識與能力結構方面仍然不能真正地滿足企業等用人單位的要求。因此,中職學校在追求職業資格證書達標率的同時,必須嚴把教學與實踐質量關,真正做到名副其實。
二、注重基礎知識、基本技能以及傳統的金工實習,突出數控教學中的重點和難點內容。
我們知道,普通機床經過改造,加上數控系統和必要的電路、液壓、氣路等,便可成為數控機床,但其本質仍然屬于機械加工范疇。因此,作為數控專業的操作人員,不僅要掌握數控編程、數控機床操作技能及其維護保養,還需掌握普通機床的基礎知識和基本操作技能。目前,在數控專業的實習教學中存在著這樣一種誤區,認為隨著機床數字化程度的不斷提高,傳統的車、銑、鍛、磨、刨的金工實習的教學要求可以隨之降低。例如刀具(車刀、銑刀等)的刃磨在普通金工教學中是非常重要且必須掌握的基本技能,如果數控專業的學生缺乏這種能力,絕對會發育不良。可以想象一下,如果數控機床的操作人員連刀具都不會刃磨、切削用量不會選擇、制造工藝、安裝和定位都不懂,他將如何操作數控機床加工出合格的產品?我認為,數控機床的實習最好安排在普通機床實習之后,實習由于學生在普通機床上實習過,有一定的普通機床的基礎,這樣,教師在講授數控機床的編程和加工特點時,可以和普通機床進行比較,分析它們的異同點,這會使得學生更容易理解,同時也可提高他們的學習積極性。目前,在國內的企業生產中以日本的法納克(FANUc)和德國的西門子(sIE慨Ns)兩種數控系統居多,學校的教學也有華中數控和廣州數控等系統。不同廠家生產的數控機床在結構上有所不同,在教學中應強調這一點,并提出其共性部分的特征,以提高學生的適應性。在數控系統的基本操作中,要突出對刀、取刀補及程序錄入的操作。因為對刀及取刀補的準確度直接影響到零件的加工精度,而加工程序又是數控機床得以運行的關鍵。在數控編程的教學中強調加工程序的工藝優化和保證加工精度的方法,選擇最佳的切削參數。
對刀是數控加工中的主要操作和重要技能。數控機床在加工前,要進行對刀。對刀的準確性決定了零件的加工精度,同時,對刀效率還直接影響數控加工效率。通過指導學生數控實訓發現,學生普遍有這種觀點:數控機床的操作并不難,難就難在對刀。讓學生掌握簡便、實用、有效的對刀方法,是數控教學中的重中之重。
三、利用網絡和仿真等軟件組織教學,以期提高學生的學習積極性和主動性。
為滿足社會對數控專業技術人才的需求,近幾年來絕大多數職業學校(包括技工學校和高職高專)都先后開設了數控專業,而且規模較大。許多學校在開設數控專業時,都不同程度地存在師資和教學設備捉襟見肘的現象,學生真正動手操作的機會少,在很大程度上制約或影響了所培養的數控人才的技能水平,學生的知識結構和能力結構與用人單位的要求存在相當一段距離。為此,我們采用網絡教學和仿真軟件。開始,老師先使用授課功能,講解軟件的使用,學生此時可從仿真軟件上學習如何操作機床。與真正操作機床相比,很多同學圍在一臺機床前,許多同學不能清楚地看到每一步操作,這樣學生對實習的興趣降低,實際操作失誤和操作危險性增大。在計算機上講解,能使每位學生清楚地看到各項操作,而且學生對仿真軟件比較感興趣,可以大大地提高學生對實習的積極性。當進入軟件的自由練習狀態,學生可自由練習機床操作,如機床回零、安裝毛坯料、選擇刀具、安裝刀具、對刀、輸入程序、自動加工、測量工件尺寸等。如果學生操作失誤,也不會出現機床損壞或人身傷害,這在很大程度上降低了學生操作的危險性。
事實上,據上海市勞動和社會保障局日前的一季度“冷門”崗位信息顯示,上海用人單位需要數控機床工近4000人,但全市總共只有約1000人前去應聘。上海市“冷門”崗位信息顯示,數控機床等高技能人才都求大干供。一些用人單位甚至開出6000元月薪,但卻招不到足夠的數控機床專業人員……一系列事實證明。目前我們職業高中的老師急需培養出一批有數控技術生產能力的中等人才,經過訓練,能夠在工廠第一線操作或在技術部門從事數控機床編程、使用與維修及維護、工藝、質量檢測等。為此,我校開設了數控專業,以滿足與適應市場對人才的需求,但由于數控技術是一門綜合技術,所以開設數控專業必須緊跟著時代的步伐,但往往開設一門專業并不難,難的是應該如何成功辦好所開設的專業,本文從以下幾方面進行了探討。
1 合理的課程結構
課程體系建設的合理性是實現專業培養目標的前提條件。因此要制定合理、科學的課程結構,必須明確本專業的培養目標與人才培養規格,同時還應注重綜合素質能力,的培養和體現理論與實踐并重的原則,力求形成優化的課程體系,而技工學校招生對象主要是初中畢業生,要他們全面掌握數控機床簡單的操作,只需經過一些專業基礎和工藝課程的學習后,便可以學習數控機床操作和編程等方面的課程,但由于技工學校生源質量參差不齊,應對學生進行篩選以便因材施教,基礎較差的學生只學習一般簡單零件的手工編程,而基礎較好的學生則可學習較復雜零件手工編程、CAD/CAM和自動編程等方面的知識。這樣,基礎較差的學生不會因為學習難度大而失去學習興趣,基礎好的學生也能充分發揮才能,學習更多先進的技能,不僅成為數控機床的操作者,而且可成為一名數控加工的程序編制人員。
2 數控專業的多元化
目前,職業學校開設數控專業主要以編程操作為主,而隨著數控技術的飛速發展,已不能滿足社會的需求,數控專業應逐漸走向多元化:
(1)重型數控設備的操作者:要求掌握數控機床結構的基本知識和大件加工與數控加工的工藝知識,具備數控機床的操作、日常維護和手工編程的能力,了解數控加工的自動編程。
(2)中小型加工中心操作者:要求掌握數控機床結構的基本知識和機械加工與數控加工的工藝知識,具備數控機床的操作、日常維護和手工編程的能力以及一定的自動編程能力。
(3)“操編修一體化”復合型數控技術人才:既精通數控加工工藝、編程,又能熟練操作數控機床,同時對數控機床的維護維修有一定基礎的復合型的數控人才。
3 完善的實訓基地
實訓基地是學生技能訓練的重要場所,應重點投入。學生實踐能力的培養不能僅僅依靠畢業實習來實現。一般來說,學生在校期間,每學期都應開設一個月左右的實習時間讓他們實習,因為數控機床,不可能等學生畢業后,一下子就讓學生去工廠動手操作。因此,學生真正的實踐能力的培養主要還得靠學校內部的實訓場所。加強校內實習場所的建設是營造良好實踐環境的首要條件,同時也是培養學生實踐技能的重要保證,使學生可以在比較從容的環境中主動操作,學習掌握有關設備的操作并進行反復的練習,但由于每臺數控設備非常昂貴,學校購置設備數量有限,每個學生的獨立動手實際操作機會很少,實訓效果并不好,這種安排,不能適應普及性的教學實驗,只能給學生作“演示實驗”。而數控技術是實踐性很強的綜合技術,沒有通過實踐體驗很難獲得良好的教學效果。目前我校已有數控車床四臺,數控銑床一臺,加工中心一臺,已能基本滿足在校數控專業學生的技能訓練,使學生一踏上工作崗位就能在機床上加工操作。
4、高素質的“雙師型”教師
要培育高技能人才,必須要有技能高超的教師。近年來,隨著形勢的變化,對老師的要求也越來越高,要求職高學校的專業課教師不能是純學者型、教學型的,而是通教學、通生產科技的綜合性人才,既要有豐富的理論知識,又要有熟練的操作能力。“雙師型”專業教師的缺乏,嚴重制約著現代數控技術人才培養水平的提高。所以,在領導的高度重視和大力支持下,我校機械專業教師積極參加各種專業進修,迄今為止,本專業70%的教師已參加了數控高級工的培訓,大大提高了教師的專業水平和操作能力,有力地保證了我校數控專業的教學質量,同時,還聘請了在企業生產一線工作的既有實踐經驗又懂理論知識的技術人員充實教師隊伍,幫助教師解決教學過程中遇到的種種實際問題。
5 高水平的技能競賽
目前,很多職業學校將教學的重點放在簡單的操作上,而且接觸到的編程也只是很幾何形狀很簡單的零件的編程,對零件的公差、表面粗糙度幾乎不作要求,只需將零件的基本形狀做出來即可,甚至由于硬件設備不夠,五六個或十幾個同學圍在一臺機床上測驗,加工一個零件,可以想象,這樣培訓出來的學生的技能,怎能滿足企業對人才的需求?教學嚴重脫離了生產實際,而技能競賽不僅要求學生將所學的專業知識有機的結合起來,而且對加工工藝、數控車床的熟練操作及各種工具、量具的使用都提出了相當高的要求,同時還可以在競爭中找出自己的優勢和不足之處,切磋經驗,取長補短,從而得到更進一步的提高。
關鍵詞:技工院校 數控技術專業 “一體化”教學
技工院校是培養中、高級實用型人才的職業院校。我校數控專業正處在快速發展階段,利用德國貸款人民幣5000萬元購置的數控設備將于今年6月份到位。結合我院的實際情況,為適應社會和企業用人的需求,“一體化”教學模式成為我院教學改革的重點。在教學的實踐過程中,我們把專業理論和操作技能系統地結合在一起,注重教學內容的實用性。通過一體化教學方法的實施,強化了學生的技能訓練,提高了學生的動手能力,收到了事半功倍的效果。
1、數控專業理論課的教學
數控專業的一些課程的相關性較強,進行一體化教學可以相互補充,促進學生理解、消化和吸收,達到更好的教學效果。例如:機械制圖、AutoCAD、公差三門課就可進行一體化教學,機械制圖可使學生掌握機械圖的繪制方法、規范,而AutoCAD是應用計算機輔助準確、高效的作圖,與公差課的配合學習,可有助于理解抽象的公差概念,并正確標注,正確識讀圖紙技術要求。
還有手工編程和自動編程是學習數控編程的重點,只有兩者兼具,才能構成一個完整的數控教學體系。手工編程是數控編程最基本的內容,是學好數控編程的基礎。學習編程指令時應對FANUC、SIEMENS兩大系統的異同點進行分類學習。在學習各種指令的基礎上,綜合運用,完成各類回轉體類零件(軸類、軸套類、盤類、各種回轉體成形面、切斷、螺紋等)的加工。對復雜零件的程序編制,手工編程是解決不了的,這里就需要學習自動編程。自動編程常利用各類編程軟件如:MASTER CAM以及UNIGRAPHCS(即UG)。即利用自動編程軟件本身的自動繪圖CAD(計算機輔助設計)功能,繪制出幾何圖形,再利用軟件的CAM(計算機輔助制造)功能,制作出數控加工程序,通過其圖形演示功能對零件的加工路徑進行驗證。
2、數控專業理論與實訓的教學
理論與實訓的一體化教學要有相適應學習環境,如我院數控實訓場地,實訓內容非常豐富,一個實習車間可進行好幾個工種的教學。在實習車間內有教室,將教室與實習車間合二為一,形成仿真的工作場所,使教學過程變為生產過程,學習任務變為工作任務,使學生通過學習親身體驗工作。首先老師在車間的教室內講解完理論知識后緊接著就可以進行實際操作訓練,如:普通車工、數控車工、數控銑工等,然后根據實際操作中普遍存在的問題再進行理論講解。結合我院實際和我市各企業的實際情況,數控教學要求學生掌握FANUC、西門子、廣州數控等數控機床操作系統,重點是掌握華廣州數控、FANUC操作系統、編程指令和操作方法,能獨立編程并完成較復雜零件的加工。數控加工原理和基本知識,數控機床結構講解與見習、各系統對刀原理,編程指令講解與實訓,各系統面板的熟悉,對刀方法及一般軸類、套類、盤類零件的編程加工(實訓操作)。這一整個教學過程都是由教師主講并指導實操,因此這樣的理論與實訓的“一體化”教學為師生提供了邊教、邊學、邊做、理論與實踐互補的有效保障,從而保證了“一體化”教學的順利實施。
3、數控專業英語的教學
我國外資規模不斷擴大,吸引了大批的外國企業和投資者。英語在外資企業中的產品圖紙、技術標準、工藝文件、檢驗文件和操作說明書中被使用,外資企業急需熟悉本專業知識且掌握專業英語的復合型人才。所以技工院校開設專業英語課程非常有必要。技工院校的學生仍是以掌握必備的專業知識和操作技能為主,所以在課堂教學中盡量精選專業英語教學內容,做到“夠用”就好。可重點講述機床運動、軸系統和坐標、工程圖、機床控制、編程規劃流程等方面的內容。
4、數控機床維護與保養的教學
絕大多數技工院校的數控專業教學可能側重的是數控機床的編程與加工,而對機床維護與保養的教學不夠重視,這極有可能造成數控機床的維護保養和實訓操作兩者間的不和諧,不統一。作為技工院校,向社會輸送一批批專業技能過硬的技術工人是整個人才培養方案中的一項重要指標。但與其同時,不能搞片面教學,在注重技術過關過硬的基礎上,更為關鍵的是制定切實可行的機床維護保養制度,從而培養學生的崗位責任感,培養學生的安全操作規范意識,培養學生嚴謹的勞動紀律和態度。
一體化教學既豐富了課堂教學,又提高了教學效果和教學的綜合能力;既符合學生實際特點,又突出操作技能實訓,并且講授內容針對性強,學生邊學習理論邊實習操作;既有利于學生對教學內容的理解和記憶,又有利于教師及時發現問題,并能及時靈活地加以解決。作為職業院校的教師,我們更加要重視教學方法,而不是教學內容,重視的是教學過程,而不是教學結果,重視的不是學什么,而是怎樣學,使他們能適應社會的要求。在知識經濟和信息時代,對高技能人才提出了新的更高要求,技工院校應突出學生綜合素質和操作技能的培養,把學生培養成一專多能的復合型高技能人才。■
參考文獻:
[1]龐恩泉,數控加工技術一體化教程,2009
[2]姜善濤、趙明 ,數控加工技術:理實一體化教材,2012
[3]嚴愛珍、李宏勝,機床數控原理與系統,2011
[4]吳光明,數控編程與操作,2013
[5]方沂,數控機床編程與操作,2007
摘要:數控技術是一門新興的技術學科,數控技術課程是數控類專業必修的專業基礎課程。通過本課程學生能掌握數控原理、插補原理、伺服系統、檢測原理等基本知識,掌握典型的數控系統的應用與操作,以及數控機床的編程知識;熟悉相關的仿真軟件和CAM軟件的應用。本文根據數控技術應用課程的特點,指出當前數控技術課程教學中存在的問題,提出了提高和解決數控技術應用課程教學質量的方法和途徑。
關鍵詞:數控技術應用;職業教育;課程特點;問題;解決方法
【中圖分類號】G423.04
目前,隨著數控技術教育的普及,職業院校數控技術課程教學面臨著種種問題。這種情況嚴重制約著職業院校中數控專業的發展,有必要予以高度重視,進行深入研究。
現根據數控技術課程的特點,從數控技術課程存在的問題提出相應的的解決方法和途徑。
一、數控技術應用課程的特點
1、數控技術涉及面廣。數控技術涉及到加工工藝方面的知識、機床及機床夾具方面的知識、刀具及刀具材料的知識、金屬切削原理、工件材料、機電技術方面的知識、數字控制和計算機技術、CAD/CAM一體化技術、FMS、CIMS軟件技術、信息流管理與控制等等。
2、軟件技術更新快。目前,數控技術正在發生根本性技術更新,從專用型封閉式開環控制模式,向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在現代集成化基礎上,數控系統已經實現了小型化、薄型化,而且綜合了計算機、模糊控制、神經網絡等多學科技術,數控系統實現了高速、高精、高效控制,加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數,實現了在線診斷和智能化故障處理;
3、課程實踐性強。數控技術是實踐性很強的一門學科,數控技術教學中每一個環節,如數控機床伺服系統分析,機械結構分析、加工工藝分析、數控機床故障診斷與維修以及數控編程與操作等,都必須用相應的實訓教學來加深加強理論教學的效果,通過實操來驗證理論教學。離開實踐,既不能培養學生的數控編程能力、數控機床的操作能力,也不能培養數控系統的維護能力
二、當前數控技術課程教學存在的問題
1、適合的書籍太少。目前,適合職業院校使用的數控技術課程的書籍還是太少,教學上所使用的書籍從內容上還比較膚淺,大都比較重視理論,真正適合實訓教學的還比較少,在實訓教學操作中碰到的難題和集中問題在教材中基本沒有體現。而且深入反映科技前沿技術的教材缺乏,適應高層次人才培養的高質量教材更少。數控技術的特點是更新快,很多教材知識體系還停留在十年前。另外沒有與本校實訓設備的數控系統配套的教材。市場上相關的教材對每一種數控系統都是泛泛而談,沒有針對性。
2、專業師資技術不過硬。很多職業院校從事數控教學的教師都是高校畢業直接從事數控教學,或者從其他機械基礎專業轉數控方向。在理論教學上,沒有太大的問題。但是這些老師普遍存在一個問題,他們自己本身對于機械加工都極其欠缺生產實踐經驗,在數控技術教學中根本不能很好的把理論和實踐結合起來。導致教學過程按照概念照本宣科,枯燥無味,學生學不到真正有用的東西。
3、忽視傳統實習項目。很多職業院校不怎么重視傳統實訓項目,由于師資和場地的原因,傳統實訓簡單走過場。傳統的實習項目車工、鉗工、銑工、磨工等工種對學生動手能力的培養作用很大,在實訓過程中不容忽視。只有通過這些傳統項目的實訓,學生才能夠真正掌握加工參數的重要性,從而掌握刀具的磨削和使用,才能體會材料與刀具、刀具與加工參數之間的關系,進行數控編程時選擇加工參數才會更合理。數控專業學生不通過普通機床實習直接去操作數控機床是不合理的。
4、教學內容不太規范。很多職業院校安排課程,數控編程前期安排的課程對于數控機床的機械結構、伺服控制系統、刀具及數控加工工藝方面的知識相對安排較少。數控技術作為一門專業基礎課,許多實質性技術和最新技術講授得不夠深入,往往停留在書本概念上,新功能、新技術的講授也跟不上技術發展的理論,理論聯系實踐探討的深度不夠,課程教學內容不夠深入和前沿,導致學生只知道是什么,不知道為什么。
5、實訓教學環節條件較差。一部分職業院校學生的實訓教學遠遠達不到要求,實訓內容還存在著很大的缺陷,實訓時間安排不夠,實訓課題脫離生產實際,沒有系統性,學生對數控機床的認識還有相當的距離,對于數控機床的了解也僅停留在熟練使用操作面板上,對于操作過程當中出現的具體問題還不能應對。
三、提高和解決數控技術應用課程教學質量的方法和途徑
1、加強數控專業校本教材的開發。針對現在市場上合適的教材少的問題,結合本校實訓設備的數控系統,加大校本教材的開發,將學生實訓操作中碰到的難題在教材中一一解決,并且邀請生產企業技術崗位的人員參與編寫,結合企業產品加工中出現的問題,以企業產品實例為課題,多編寫實例。這種方法,在實踐中,已經取得了比較好的效果
2、加強數控師資培養。數控技術課程的師資和那些專業基礎課教師相比,所需要接受的專業訓練和從教資歷有很大的不同。他們既需要有扎實的理論,更需要有相當的生產實踐經驗。在師資培訓方面,不僅要邀請不同領域的數控技術專家來學校定期講座培訓,了解最先進的前沿技術的發展和應用。更要有計劃的選派一部分任課教師深入到生產實訓基地參與數控技能培訓,也可以深入工廠進行專業技能培訓,彌補我們的教學、實驗、實訓中存在的缺陷。
3、重視傳統實訓項目。數控專業的學生在操作數控車床之前必須進行普通車床的實習,掌握切削用量對加工的影響,掌握常規零件加工工藝。在操作數控銑床、加工中心之前必須進行普通銑床的實習。因為傳統普通機床的實訓,直接決定著數控水平的高低,所以機加工基礎的強化,是數控實習的重點。職業院校根據本校數控技術專業學生人數建設數控實訓、實驗基地的同時,也要配套建設傳統實訓基地。
4、改善教學實訓環節。因為數控技術課程不但具有理論知識面寬,而且具有很強的實踐性和應用性,所以需從系統出發,安排學生更多的實驗、實訓時間,才能達到滿意的效果。教學安排中要注意實踐教學所占比例,并使理論教學與實踐教學交叉進行。為使學生對已有知識做到融會貫通,在設計實訓課題時要注重循序漸進,能夠發揮學生的主觀能動性。
5、采用合適的教學方法和教學手段。數控技術課程部分章節的內容很抽象,剛開始學習數控技術的學生僅憑文字很難理解數控系統中各組成部分的含義和功能,也無法理解數控裝置到底是個什么設備,很難理解檢測信號反饋的意義在哪等等一系列的問題。如果僅僅只采用課堂講述的方法是無法達到很好的效果的。
采用多媒體輔助教學,制作多媒體課件,比如在編程坐標系的教學中,展示機床坐標系與主軸卡盤關系,加入工件后,描繪出編程坐標系所在位置,用不同顏色亮點顯示機器零點、換刀點,讓主軸卡盤動畫閃爍,在視覺上產生一種轉動感覺,對于理解直徑編程起到重要作用。
采取比較法教學,比如,在介紹數控車床時,采用比較法。采取比較法,使整個教學內容清晰有序,使學生在比較、歸納、總結的過程中,加深對數控機床的認識。
采用分組討論法。在實訓后期,可以結合學校產品或者企業產品,將學生分成幾個團隊,每個團隊針對產品拿出自己的設計方案、工藝方案、加工方案。給定時間讓他們自己完成整個零件,老師再比較優劣,引導分析原因。還學生主動思維的空間,避免了教師是主角,大部分學生是聽眾的教學模式。
采用仿真實訓輔助教學,在數控實訓中,適當的教學輔助手段是必需的,在編程教學中適當利用仿真軟件,可以滿足學生們檢驗編程的程序的正確性,也可以部分的代替數控機床進行實踐操作學習,增加工位。為了彌補仿真軟件的不足,可以讓學生們通過仿真軟件和實際機床輪流實訓,這樣能充分理解切削用量概念,掌握獲得工件加工質量的方法。
6、培養學生興趣。在進入數控技術課程學習時,組織學生觀看有關柔性加工系統、柔性加工單元、柔性自動化裝配線和數控機床概述等錄像帶,到工廠參觀數控車、數控銑、數控線切割、加工中心等設備和現場生產,使他們對數控加工有一定的認識。通過直觀的了解,學生的學習熱情容易被激發起來,才會充滿興趣地投入數控專業學習。如果還是采取老師滿堂講,學生被動聽、黑板上板書開機床的教學方法和手段,很難引起學生對數控技術課程的興趣。
7、合理節省實訓材料。部分職業院校為了降低實訓成本,有意識的減少教學環節、減少實訓時間等。其實可以通過合理節省實訓材料達到降低實訓成本的目的。數控實訓實習實訓材料全部采用鋼料加工不太現實。為了降低成本,提高安全系數,在實訓初期可先不用鋼,而用其它材料進行加工。初期可以采用石蠟,塑料棒等材料制成的產品,減少實訓初期學生對機床操作不熟練造成的失誤,但是,在用其它材料代替鋼件加工過程中,切削用量是無法體會的,因此,在實習最后采用鋁及鋼進行加工。更換材料的時間安排應視不同學生的情況靈活決定。
關鍵詞:高職教育,數控專業,教學方案
對職業院校數控課堂教學如何進行,本人進行了探索。在數控編程技術課程中實施行動導向教學,需要教師轉變觀念,從專業人才培養目標出發,確定學生對數控編程的能力培養目標,從而構建行動導向的知識模塊。在總結過去教學方法的基礎上,希望能不斷創新,不斷改進教學方法和手段,在教育過程中充分發揮學生的主體作用,通過多種方法有針對性地開展教學活動,充分調動學生的學習主動性、創造性,努力提高課堂教學效率。總結多年的教學實踐,我有如下幾點粗淺的體會
一、 活躍課堂氣氛、變通講述方法學好數控技術需要堅實的理論基礎和豐富的實踐經驗,學生獲得理論基礎的主要途徑是課堂教學。而數控技術本身是一門較為枯燥的學科,沒有生動的事例可以講解數控專業,也沒有經典的故事可供引用,傳統的灌輸的方法極易使學生失去學習興趣。如果教師有扎實的功底,同時教學過程中引入新的理念和方法,營造輕松活躍的課堂氛圍,就可以使學生在課堂上始終保持高昂的情緒。例如:生動形象的比喻問題:刀具的補償概念是數控編程技術中一個非常重要的概念,而學生對于刀具補償概念的理解往往停留在表面上,好像知道了,但是應用時就往往出問題。歸根結底還是對刀具補償概念的理解深度上不夠。 解決方法:例如在講述刀具的半徑補償時可以利用生活中的例子做比喻讓學生不但記住指令而且能夠理解中國知網論文數據庫。通過比喻不但使學生在思想上理解了刀具半徑補償的概念,而且由于更深入的理解也使得實際應用上更能靈活多變的使用刀具半徑補償功能提高加工效率。 小結:日常生活中有很多事例都可以被引入到數控教學中,教鞭、粉筆盒、鋼筆、書本、講臺等都可以作為道具,同時數控系統、數控編程中的很多理論都可以采用計算機動畫的方式進行演示。二、 實現實踐教學與理論教學的融合實踐教學與理論教學的整合并不是簡單的教學合并數控專業,而是從知識體系上的融合,具體根據各個知識模塊教學的需要,設計實踐與理論融合的方式,以及融合的比例。例如有些課上實訓后開始講授理論,如講授數控加工刀具時,直接在實訓室進行,學生通過理論講解并現場使用,馬上就理解了原來難以理解的理論知識。實習教學是數控專業的一個重要環節,由于數控加工牽涉到機床、夾具、刀具、工藝路線、切削參數及編程方面的知識,由于數控設備少,我們可先在普通設備上培訓有關知識,避免一開始就就讓大批學生涌向數量不多的數控機床,等到相關知識準備好了,需要進行程序運行時才上數控機床,這就大大減少了數控機床的工作量,從而緩解了設備不足的壓力。因此,我建議實習應按普通機床加工(如普車、普銑)仿真模擬訓練數控機床操作三步進行,其中,普車普銑旨在讓學生掌握主要的機械加工工藝與裝夾方法。訓練其對不同材料,不同零件,采用何種工藝路線,及在不同的工藝路線、不同的主軸轉速、進給速度及切削深度條件對工件的形位精度產生的影響。培養學生對切削加工參數和工藝路線制定的感性認識。仿真模擬訓練主要是培養學生對編程指令和機床面板的熟練程度,為在數控機床上的操作打下堅實的基礎。避免因指令不熟而損壞數控設備。三、充分利用多媒體教學結合現有的教具進行多元化教學
在講述數控編程時,我們都會給學生準備一些圖紙讓學生進行練習,而如果只用工件的圖紙的話就不會有很好的效果。因為圖紙畢竟不能完全的把零件的所有特點表達的非常的清楚,學生也很難理解所編寫的程序的加工結果到底是個什么東西。如果我們在提供給學生圖紙的同時也提供一個已加工的工件的話數控專業,效果就比較好了。對于初學編程的學生,需要將零件的圖紙和零件結合起來,讓學生了解到程序運行的結果就是這個工件了,即省了很多時間對零件的特點進行講述,又把被動的講述變成讓學生主動的思考。使學生學會能夠根據工件的實際特點確定加工方式,能根據工件的最后幾何形狀主動思考編程過程中存在的問題,并提出問題進行解決。雖然在這個過程中我們只提供了一個完整的工件,但看似簡單的一個過程卻將學生從被動接受的角色轉換成主動思考的角度了。這一轉換不但提高了學生學習的效率,而且使學生在學習中逐漸掌握了正確的 學習方法,而這一點才是最重要的。