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首先,在傳統的教學中,主要的教學目標就是為了傳授知識和技能,而在項目教學法中,是培養學生能夠解決問題的能力和學習知識能力。其次,教學形式的不同,傳統的教學方法都是以教師為主體,教師一直在講,而學生為只是負責聽,項目教學法是在教師的指導之下,學生進行主動的學習。第三,交流方式的不同,傳統的教學方法,學生都是處于被動的位置,而項目教學法是通過分組,學生在一起討論,和教師一起互動。第四,參與程度,傳統的教學方法,學生都是按照教師的指揮來學習,而項目教學法學生可以按照自己的興趣來進行選擇。第五,教學中的特色不一樣,傳統的教學方法,教師對課堂內容的補充,教師來發現學生的不足之處,而項目教學法教師結合學生各自的優點,來不斷的開展教學活動。
2項目教學法在數控車床編程中的應用
2.1對項目進行確定
首先需要對項目進行確定,了解項目中的任務。項目中的任務也需要合理的計劃,這是實施項目教學的首要前提,在項目確定的時候有幾個因素需要考慮:第一,在項目進行選擇的時候要按照教學中的內容,結合教學大綱中的要求,將教學大綱中的知識和每一個項目結合在一起,還需要一定的想象空間,這樣不僅能夠提高學生學習知識的能力,還能培養學生的創新能力。其次,根據學生的學習水平、學習層次來制定項目的難易程度,來提高學生的學習興趣,每一個項目都盡量能讓學生接受。最后,設定的項目要有一定的實用價值,例如:在在數控車床編程中可以選用一些小酒杯來作為項目中的教學,分析小酒杯中的零件圖紙,通過圖紙上的尺寸要求,來對尺寸進行控制并進行加工。
2.2制定相應的計劃
要制定計劃的時候,需要提供相應的資料。可以將學生分為幾個小組,并從其中選出一個組長,在老師的指導下,對本組人員進行職務上的分配。老師給學生提供相應的零件加工資料,并且告訴學生需要完成的項目是什么以及這個項目的操作順序,這樣可以減少學生在操作中容易出現差錯。每個小組可以根據酒杯的零件圖紙來進行加工,小組成員通過一起商量和探討來進行編寫,教師可以通過對加工工藝的程序進行相應的指導,對小組中出現程序錯誤的進行改正。這樣一來,不僅能夠提高學生的合作能力、交流能力,還能達到教學中的目的。
2.3對計劃的實施
在確定好項目之后,教師需要對項目在實施過程中遇到的一些問題進行解決,這樣能夠總結經驗,來更好的對學生指導。在教學中,可以給學生展示一些關于數控車床編程中的案例,來提高學生的學習興趣。在實施項目計劃的過程中,教師要不斷地激勵學生勇敢的嘗試,提高學生的自主學習能力,學生之間也可以互相的交流和合作,來對項目中的任務更好的完成。學生在項目完成之后,老師可以通過階段性測試,來檢驗學生對知識的掌握程度,學生也能清楚的知道自己哪方面知識不足,教師也可以看到學生知識存在的漏洞,可以進行再次的講解和指導,來增加學生的理解能力和學習興趣,更好的完成項目中的任務。
2.4進行總結和評價
在學生對項目加工完之后,教師可以讓每一組學生的作品結果進行展示,找出符合加工要求、質量比較高的小組,來進行講評和總結。對在加工中出現問題的小組,找出出現問題的原因,并進行一定程度上的指導,給出相應的解決辦法。例如:學生在對酒杯進行加工的過程中,內孔刀的選擇和切削用量對準確對酒杯的內表面的加工質量是比較重要的。因此,教師可以讓學生對項目加工中需要注意的事項進行總結,以及學生在項目學習過程中的表現進行評價,教師對這些問題進行糾正,并給出相應的建議,方便學生在下一個項目任務中更好的表現。
3結語
[關鍵詞]數控技術 教學方法 教學質量
[中圖分類號]G712 [文獻標識碼]A [文章編號]1009-5349(2013)05-0190-02
隨著科學技術飛速發展和經濟競爭的日趨激烈,數控技術的應用越來越廣泛,所需的數控專業人才越來越多,使得數控技術成為職業學校的一門特色專業。本人2008年畢業后從事職業教育,擔任數控專業教師,任教以來,學生對數控專業課的學習熱情不夠高,現就如何提高《數控車床編程與操作》的教學質量與效果,從以下幾方面談談個人的看法。
一、幫助學生樹立自信心,學好這門專業課程
現在中等職業學校的學生,是在初中畢業時被分流出來的群體,他們是一特殊群體并有著自己的鮮明特點:其中有些學生學習基礎偏差,自卑心理嚴重;有些學生學習意志薄弱,半途而廢;有些學生學習時注意力集中時間很短,使學習效率大打折扣;有些學生的學習習慣很差,不能合理安排自己的學習時間,因而很難在學習上有所收獲。所以,作為專業教師需具有足夠的耐心,關心和幫助學生樹立自信心。我在教學中常常注意活躍課堂氣氛,理論聯系實際,讓學生自己多動手獨立完成任務,并且搞好和同學的關系,讓他們相信自己有足夠的能力來學好這門專業課。我常鼓勵學生要像德育宣誓中誓詞所說的一樣“相信自己,我行,我能行,我一定能行”,以此來激發他們對學習的信心和勇氣。
二、讓學生了解數控專業所要學習課程的重要性
讓學生了解數控專業所要學習課程的重要性是十分必要的。對于《數控車床編程與操作》這門專業課來說,在學習好這門課之前,要先把基礎課程掌握好。其中,與這門課關聯較大的專業基礎課有《機械基礎》《機械制圖》《公差與配合》《普通車床》等?!稒C械基礎》講授機械傳動、常用機構、軸泵零件和液壓傳動基礎知識,使學生掌握機械傳動、常用機構、軸承零件和液壓的基本知識,工作原理和應用特點,懂得分析常用機械工作原理的基本方法,能做簡單的有關計算;《機械制圖》講授機械制圖基礎知識,掌握正投影法的基礎理論,到學習數控車加工零件時,學生自己能讀懂中等復雜程度的機械零件圖和裝配圖;《公差與配合》講授極限與配合,形位公差,表面粗糙度等內容,使學生掌握極限與配合有關知識,了解形位公差、表面粗糙度有關知識,會查閱有關技術表冊;學習《普通車床》是非常重要的,數控車床就是在普通車床的基礎上加入數控系統而成的,學習數控車前更注重普通車床的基礎訓練。要想成為合格的數控工作人員,必須懂得把握刀具角度、切削用量和制造工藝。因此,培養適應現代社會需要的數控人才,就必須從最基本的知識抓起,為學習數控車編程與操作打下良好的基礎。
三、在理論知識的教學過程中,注重學生獨立思考和學習過程
在傳統的教學中,往往很多知識是老師主動地講,學生被動地聽,學生思考的過程較少。而在我的課堂上,則注重學生獨立思考和學習。如在講“階梯軸零件程序編制”時,不再按照以往的授課方式,而是一開始就創設情景,通過多媒體動畫演示的方式來和學生一起分析零件加工工藝,利用刀具的移動來講解每一步程序的含義,使學生真正掌握完整程序的編制過程。然后舉一反三,讓學生進行練習,要求學生運用前面所講內容,通過思考和討論,完成編程。他們在初次編程過程中,難免會出現很多錯誤,針對練習中的表現,老師進行點評,最終完成整個編程過程。由不會到會,由不完整到完整,逐步前進,穩步提高,最后讓學生歸納出編寫程序的步驟,對于不完整的地方我再進行補充,并讓他們以后就按照這樣的步驟來完成程序的編制,這樣的教學我體會到學生的積極思考,體會到這樣的課堂教學的有效。
四、利用仿真軟件,進一步提高教學質量
《數控車床編程與操作》這門課程具有一定的抽象性,而在常規的理論教學中,通常是老師講解編程指令的格式,解釋其各參數的含義,然后要求學生對這些內容進行思考、理解、掌握。但如果學生對其中的某個知識點不理解,就容易產生畏難情緒,喪失學習興趣,甚至開始抵觸這門課程。面對這種狀況,通過利用仿真軟件來模擬數控加工的整個過程,使學生所編寫的程序可以直接在仿真系統中模擬加工演示,對程序編寫和書寫的錯誤能直接看出,且機床操作面板的使用與零件的加工過程也和實際加工情況十分相似,學生可以從任意角度觀察數控機床的加工過程,毛坯加工為成品的過程也非常直觀、形象,便于學習與掌握。這樣不僅可以豐富教學手段,還可以激發學生的學習興趣,調動學生學習的積極性,培養學生的獨立思考能力和創新意識,使理論與實踐有效銜接,讓教學秩序更有序地進行,同時也有效地提高了教學質量與效果。
五、在實際操作中,選用生動形象的實例來激發學生的學習興趣
在實際操作中,為提高學生的學習興趣,項目課題的設計顯得尤為重要。教師在課前應該認真思考選擇合理、貼近日常生活的,同時在教學過程中能夠完成加工的零件。此外,教師也可以自己設計相對較合理的項目,以此來激發學生的學習興趣。例如:我在實際操作教學中,運用日常生活中的葫蘆為例來講解毛坯粗精車循環的運用及加工過程。(如下圖所示)
那么,我們如何通過數控車床來進行加工呢?通過實物引導學生了解本次課的任務:葫蘆的加工。以問題的方式引出任務,使學生了解不是為了學習毛坯粗精車循環而完成零件的加工,而是完成該零件的加工需要運用的毛坯粗精車循環的相關知識,這樣學生明白了學習的目的,學習興趣也提高了。為了完成葫蘆的加工,學生必須掌握以下知識:零件圖中數值的計算、毛坯粗精車循環中各參數的設置,加工指令G2和G3的運用,刀具量具的合理選擇及應用、機床對刀的操作方法等。需要學生了解的知識:毛坯粗精車循環的指令格式和各參數的含義。在加工前,我會采用引導的方式讓學生掌握毛坯粗精車循環中指令及相關參數的應用,然后審查各組學生的程序編制、檢驗對刀、校驗程序,確保零件能夠加工成功。最后,對學生的作品進行檢測,讓學生知道零件質量的重要性。在評分過程中,通過學生自己的“自測結果”和教師的“檢測結果”這兩項,來檢測零件加工是否合格。這樣,通過生動形象的實例,來激發學生的學習興趣,也可以提高本課程的教學質量和效果。
六、根據教學內容,使用不同的教學方法
在現在的教學中,已經不能局限于教材,而是根據教學大綱來組織教學內容,并針對不同的教學內容使用不同的教學方法讓學生對這門課程感興趣,覺得有趣。在《數控車床編程與操作課程》這一課程的教學中,對于理論知識部分采用多媒體動畫演示、情景模擬、上機仿真來完成教學。對于機床實際操作部分采用項目式教學法來組織教學,設計如下:項目課題、問題分析、任務分析(分析零件圖、確定加工工藝過程、編寫程序及程序的輸入、程序校驗、加工零件、工件檢測與評分)、材料清單(毛坯、刀具、量具)、實施過程(活動開始、活動開展、總結)。采用不同的教學方法,大大提升學生的學習興趣,讓學生積極主動參與進來,從而提高教學質量與效果。
七、通過技能競賽方式,提高學生的競爭意識
一、翻轉課堂在數控車床編程與操作專業課程中的具體應用
下面以數控車床編程與操作課程中工作任務七――“綜合零件三的加工”為例,分析翻轉課堂教學法的實施過程。
1.課前準備環節
課前自主學習知識是課堂內化知識、拓展能力、發展核心素養的基礎。課前自主學習質量是翻轉課堂能夠成功的必要條件,課前準備環節又是翻轉課堂保證學生自主學習質量的必要前提。課前準備環節分教師準備和學生自主學習兩個部分。
一方面是教師準備部分,筆者制定了三個步驟。
首先制訂導學計劃。制訂導學計劃的目的是為了引導學生明確數控車床編程與操作課程中工作任務七“綜合零件三的加工”的教學目標、重難點及相關知識,帶著疑問進入下一步。工作任務七“綜合零件三的加工”的導學計劃如表1所示。
其次是制作微教學視頻。微教學視頻是對學生實施翻轉課堂教學的重要手段。根據微教學視頻的特點和工作任務七 “綜合零件三的加工”的重難點,筆者制作了3個微教學視頻如表2所示。
最后是制定引導文。為了確保學生自主學習的學習效果,對錄制好的微教學視頻應配有相應的引導文,學生邊看微教學視頻,邊完成(解決)任務引導文中的問題。即學生觀看完每個教學視頻后,再完成(解決)引導文中的問題。這些問題得到解決,翻轉課堂才能在數控車床編程與操作這門課程中起到重要的作用。工作任務七“綜合零件三的加工”的引導文如表3所示。
另一方面是學生自主學習部分。
教師準備的資料要提前一個星期做好,并上傳到班級群里,學生登錄班級群下載或在線學習。首先,學生通過導學計劃明確 “綜合零件三的加工”的重難點及相關知識;接著,學生在視頻一引導文的指導下,查閱相關資料,有針對性地觀看微視頻一的教學視頻,再進行下一個教學視頻的觀看,一直看完本任務的三個微視頻的教學。學生在學習教學微視頻的過程中,可以自己掌控節奏,不斷地看、反復地看,這樣學生才能真正實現“按自己學習的步驟學習”。
2.課堂活動環節
“綜合零件三的加工”的課堂活動環節分別為:合作探究、個性化指導、工作任務實施、評價反饋、反思小結。
一是師生合作探究,創設學習環境。數控車床編程與操作課程中工作任務七“綜合零件三的加工”的選取是來自于企業中的工件,故本任務的學習情景引入是以“綜合零件三的加工”的應用為切點,引導學生對該工作任務的分析,從而引出圖紙分析――尺寸精度、形位精度和表面粗糙度,確定本次工作任務的教學重點加工工藝分析――編程原點的確定、制定加工方案及加工路線、工件的定位,裝夾及刀具的選用、車刀的安裝、確定加工參數、制定加工工藝、螺紋中徑的檢測和程序編輯。這樣,學生就會對本次任務有了明確的認識。
二是個性化指導。課前,教師鼓勵學生分享自己的學習難點,匯總出共同的問題;課堂中,教師將學生按小組討論出的問題進行匯總。在實際教學過程中,筆者發現學生遇到的問題與引導文大致相同,主要集中在內孔車刀的安裝與對刀、螺紋加工過程中機床與程調整的注意事項兩方面。課堂上,教師將問題按認知邏輯順序提出,再引導學生按小組形式,進行相互交流研討,從而讓學生互助解決該問題,該做法不僅加深了學生對知識點和技能點的理解和掌握,同時也對下一個教學環節起到了事半功倍的作用。
三是工作任務實施。此環節實施過程應由學生獨立完成。學生4人一小組、每人一臺電腦,利用CAXA2013制造工程師數控車仿真軟件生成G代碼。組長檢測是否正確,正確為開機,裝刀,裝夾工件,聯機,傳送數據,對刀,加工工件,小組檢測工件;不正確為小組討論,直到修正出正確的G代碼。學生通過此環節的動手操作,進一步明確了本工作任務的加工工藝、車刀的裝夾與對刀和最終的螺紋檢測。從實施的效果來看,學生操作規范準確,出錯率低,同時也培養了學生在實際工作中的團結協作與靈活應變的能力。
四是評價反饋。此環節是教師根據學生課前的學習情況、課堂的參與情況及任務實施情況進行反饋和評價,全方位對學生的整體學習情況進行評價。
五是反思小結。數控車床編程與操作課程經過一個學期的翻轉課堂教學法實踐,反思該教學法,有以下幾點成效。
第一,增加了學生和教師之間的互動性,具體表現在教師和學生之間以及學生與學生之間。在翻轉課堂中,教師的角色已經從知識的呈現者轉變為學生學習的指導促進者,這讓教師有時間與學生交談,回答學生的問題,參與學習小組,對每位學生的學習進行個性化指導。在學生完成作業后,教師可以注意到部分學生會被相同的問題所困擾,于是就組織這部分學生成立輔導小組,為他們舉行小型講座。小型講座的精妙之處在于當學生遇到難題準備請教時,教師能及時地給予指導。
第二,讓教師從講臺上的“圣人”轉變為學生的“教練”。當教師是學習的指導者而非傳遞者時,他們就有機會觀察到學生之間的互動,讓學生發展起他們自己的協作學習小組,讓學生們彼此幫助,相互學習和借鑒,而不是將教師作?櫓?識的唯一傳播者。
第三,課堂的內容得到永久存檔,可用于復習或補課。學生自學教材后,可以根據自己的需要決定是否觀看微課,也可以根據自己的需要決定觀看幾遍。同時,還可以通過兩人合作、多人合作等多種合作方式,解決自學教材、觀看視頻后沒有解決的問題。而對于學習進度較快的學生,則可以通過幫助其他學生解惑答疑,更好地深化自己所學的知識。
【關鍵詞】 信息化 數控加工 教學實施
1 概述
《零件的數控加工》是數控技術專業的核心課程之一,具有很強的實踐性、職業性和實用性。課程前期學生已學習機械制圖與CAD、機械加工工藝編制、鉗工實訓、普通車床銑床實訓,后期還將學習復雜零件數控編程、機械加工質量控制及數控實訓課程。課程的核心工作崗位:數控編程員、數控機床操作工、數控加工工藝設計實施人員。
課程教學主要內容:(1)學會正確設計零件的數控加工工藝;(2)學會數控機床加工的編程指令與零件加工程序編制;(3)學會各種數控機床的操作方法與程序輸入加工出合格零件。
課程教學內容的選取依托崗位職業要求,注重崗位化能力培養,選取實際典型加工案例,依據學生學習規律進行了教學化改造。按照有簡到難,由單一到綜合的順序設計典型工作項目,以工作任務承載教學內容。課程設置4個典型工作項目培養學生數控加工能力。
2 項目驅動信息化教學組織
教學組織以工作項目4-綜合軸類零件加工的子任務-帶內孔軸類零件(圖1)的加工為例。[1][2][3][4][5]
2.1 本次教學目標分為知識目標、技能目標和職業素質目標
知識目標包括:(1)掌握簡單固定循環指令的格式;(2)熟練運用G70、G71、G72編寫零件的加工程序;(3)掌握數控車床的對刀方法。
技能目標包括:(1)了解數控機床的工作流程;(2)會階梯軸零件的數控工藝分析、程序編制、刀具的選用。(3)會數控車床的操作。
通用能力和職業素質目標包括:(1)培養學生信息處理能力;(2)培養學生的科學思維能力;(3)培養學生安全意識、質量意識、環保意識;(4)培養學生良好的職業道德等關鍵能力。
2.2 教學方法
教學以核心職業能力培養為主線。以學生為主體,實施基于工作過程的“教、學、做”一體化和“任務驅動,項目導向”的教學模式。加工任務的實施按照數控加工工作流程,運用六步法組織教學。數控加工的工作流程通常為:分析加工零件圖紙;制定數控加工工藝方案;編制數控加工程序;輸入程序操作加工;合格零件的加工完成。與數控加工過程相對應,設計教學流程為資訊、計劃、決策、實施、檢查,最后進行學習評價。
本次課程教學的重點是:(1)G70、G71、G72固定循環指令的格式;(2)運用G71等固定循環指令的程序編寫;(3)數控模擬系統的操作方法;(4)數控車床的對刀方法。
教學難點是:(1)G70、G71、G72固定循環指令的程序編寫;(2)數控車床的對刀方法;(3)走刀路徑規劃。
重點難點的解決方法:(1)充分利用采用網絡教室、虛擬仿真軟件、視頻、動畫等信息技術教學;(2)加強教學中的輔導和答疑;(3)按照崗位要求,學生團隊合作。組內討論、組間互學,取長補短。(4)精心設計教學環節,評價總結工作過程和成果,提高綜合能力;(5)充分利用網絡教學資源,鞏固難點和重點;(6)利用數控實訓進行實作與論證,加深理解。
2.3 教學過程
教學以學生為主體,教師輔助,采用六步法組織實施。
(1)資訊階段:借助網絡教學軟件(圖2),運用網絡化的傳輸方式下發零件圖紙、加工任務書(圖3)等資料。學生根據下發的圖紙等資料,查閱分析相關信息,教師引導學生收集分析相關加工資料,達到該階段的教學目標。
(2)計劃階段:利用多媒體CAD/CAM信息化實訓室,結合零件加工實際,組織學生分組討論資訊信息,下發工藝卡(圖4)、工序卡(圖5)、車削加工項目報告書(圖6)、刀具卡等電子文檔及樣本,合理組織信息化課堂(圖7),引導學生制定加工工藝及加工操作方案。
(3)決策階段;學生通過網絡提交小組的工序卡、工步卡、刀具卡等機械加工工藝資料(圖8)以及編制的數控加工程序(圖9),提高學生的加工分析水平和文字信息處理能力。
(4)實施階段:
運用信息化虛擬加工平臺-宇龍數控加工仿真系統(圖10)進行零件加工。該仿真系統可進行程序的編輯和虛擬加工;幫助學生進行實際操作加工前的準備,了解實際操作加工規范,學會數控車床對刀操作,同時可了解不同數控設備及編程要求。
仿真演示數控加工仿真符合工程實際,仿真從毛坯的選擇裝夾、刀具量具的選擇、程序的編寫與輸入、數控機床的正確操作。如在加工中發生加工故障,會有故障信息提示。學生通過檢查加工程序和操作,分析故障。學生通過故障的處理,加深理編程知識和操作技能。
教學依托網絡教學實訓室,虛擬仿真軟件的基礎上,充分利用多媒體技術解決難點重點知識,幫助學生學習。主要有編程手冊、圖形圖片資料、G71、G72動畫,數控車床對刀視頻等。
(5)檢測階段:以加工零件為依據,運用軟件測量工具進行質量檢查,填寫質量分析報告(圖11)、機床操作故障單(圖12),幫助學生樹立質量意識,提高數控車床設備操作水平。
(6)學習評價階段:依據整個學習過程及加工零件,進行成果評價、自我評價、小組互評和教師評價,填寫學習評價表(圖13),總結學習過程,進行成果展示。為便于知識的學習、鞏固,課后學生可充分利用學校的教學資源平臺進行自主學習。教學平臺依據專業分類,核心課程提高了習題集、視頻庫、企業案例集、技術資源網站(圖14)等資源。
2.4 教學效果
經過幾輪的教學實踐,通過一體化教學,學生主體作用凸顯,操作技能明顯增強,職業素養明顯提高。后續的數控實訓奠定了堅實的基礎,幾次參加北京市的數控大賽都取得了好成績。
3 結語
課程教學環節中采用教、學、做一體化的教學模式,以學生自主學習為主、教師輔助學生完成加工任務。教學中充分利用信息化教學資源:一體化的信息教學實訓室;虛擬仿真加工設備教學軟件;課后自主學習的網絡教學平臺和技術網站;各種文字手冊、圖片、動畫、視頻資料。信息化技術在課程中的綜合應用,極大的激發了學生的學習興趣,取得了優異的教學效果。
參考文獻:
[1]劉雄偉.數控機床操作與編程培訓教程.北京:機械工業出版社,2001.
[2]蔣建強.數控加工技術與實訓.北京:電子工業出版社,2004.
[3]趙燕偉.現代數控技術.杭州:浙江科學技術出版社,2004.
關鍵詞:數控 實訓課 教學方法 探析
實訓教學是中等職業學校教育的重要環節,關系到學生專業知識技能的掌握程度。實訓教師的恰當指導,是學生學習少走彎路,更快更好地掌握技能的關鍵。本文結合實訓教學實踐,就數控實訓課教學方法進行探討。
一、讓學生對數控實訓任務感興趣的方法
每當學生第一次接受新的學科學習時,總是存在著極強的好奇心理。因此,講好課關系到學生今后的學習興趣、工作態度、職業素質、理想志向的培養與樹立。我們經常運用這幾種手段加強對學生的教育。如可以通過播放相關的視頻,來介紹數控機床中出現的背景、發展歷程、生產特點以及未來的發展趨勢。讓學生知道數控加工技術是現代機械制造的新手段,它具有加工精度高、質量穩定、加工適應性強、生產率高、勞動強度小等特點。特別是它能完成許多在普通機床上無法完成的工作。讓學生知道現在所學習的、未來所從事的是一項有技術含量的專業,不但社會地位高、勞動強度低、工作環境舒適,而且工資待遇不菲。讓他們對未來充滿信心,從而激發他們的學習自覺性和主動性[1]。
要強調文明生產和安全操作規程,讓學生認識到安全文明生產是未來幸福生活的根本前提和保障面對高速運轉的機床,稍不小心就會發生人傷機損的安全事故,所以操作者必須掌握好數控機床的性能,精心操作。一方面要管好、用好和維護好數控車床,另一方面還必須養成文明生產的良好習慣和嚴謹負責的工作作風,不斷培養較好的職業素質。
利用數控仿真系統,使學生在虛擬環境中了解數控加工技術,數控加工仿真系統采用了與數控機床操作系統相同的面板和按鍵功能,不存在任何的安全問題,學生可以大膽地、獨立地進行學習和練習。不僅如此,現代的數控加工仿真軟件還能實現加工模擬演示功能和程序自診斷功能,不僅具有對學生編制的數控程序進行自動檢測、具體指出錯誤原因的功能,還具有在真實設備上無法實現的三維測量功能。這樣學生既能比較完整地學到知識,還能鍛煉學生的膽量,培養他們的自信心[2]。
二、妥善安排實訓步驟,減少學習“彎路”
現代的數控車床,無論是種類還是結構、操作系統、性能都發生了變化,因而,在實訓中,首先就要讓學生對數控車床結構進行熟悉,對車床的各方面的信息進行詳細的認識,如主要技術參數、操作系統、控制面板、G代碼、坐標系等。其次,通過具體的機器零件,讓學生在觸摸中了解所要加工的對象,在實訓教師的指導下進行加工,進一步熟悉車床的性能,熟悉操作規程,減少操作時的恐懼心理,樹立自信心。最后讓學生通過零件的圖紙進行學習,通過觀察圖紙,對內容和要求有了一定的了解后,確定零件的加工方案,確定零件的定位、夾具和刀具選擇、切削用量的確定以及對刀點、換刀點的位置和刀具補償等一系列問題。然后手工編寫加工程序單,檢驗并修改加工程序,編制數控加工工藝技術文件,在實訓教師在場的情況下。根據自己所編工藝路線,最好是獨立的完成零件的加工。
總而言之,以“技能操作為核心”的數控編程仿真教學,有利于全面提高學生素質和綜合職業能力,激發獨立思考和創新意識;但傳統實習手段,基礎教學和基本功的訓練、學習仍是職業技術學校培養學生的實操能力的基礎;兩者不可偏廢,不能因為有新的手段方法而拋棄傳統,也不能因為有好的傳統不引進新的手段,兩者如能完美結合,培養出的學生定是不可限量的[3]。
三、重視學生個體差異,注意因材施教
在教學過程中,要根據學生的一些心理和生理方面的發展,進行相關的考慮,同時,還要考慮到每一個學生的個性是不同的,不能一視同仁去對待。對于一些對知識的掌握能力較差的學生進行分類教學,如課下加強對他們的動手能力和技能的練習,逐步讓這部分同學跟上全班的教學進度,從而能順利的完成教學任務。如在學習關于刀尖圓弧半徑補償的使用方法的時候,對于那些在理解方面上能力不行的學生,他們無法領會刀補的含義的時候,要采取相應的措施,比如在繪制加工過程模擬圖紙,讓學生明白在數控加工過程中,我們是按零件輪廓進行編程的。因為刀具總有一定的半徑,刀具中心運動的軌跡并不等于所需加工零件的實際輪廓,而是偏移輪廓一個刀具半徑值,再加上加工余量和刀具磨損。所以,在進行外輪廓加工時,應使刀具中心偏移零件的外輪廓表面一個刀具半徑值,加工內輪廓時,應使刀具中心偏移零件內輪廓表面一個半徑值。這樣的解釋使學生明白了刀補的含義和重要性。在此過程中,師生共同針對相關的問題進行探討。總結經驗,解決實踐中遇到的問題,總結提高[4]。
總之,學生能全面了解數控加工的全過程,深刻理解加工原理、機床工作過程、編程方法及制訂工藝的原則,但難免會遇到一些問題,實訓后老師和學生要共同探討實訓經驗解決實踐教學中遇到的問題?,F場講解,能方便學生總結復習和提高。在數控實訓教學中,實訓教師要重點關注學生的興趣和安全操作方面的習慣的培養,每一次數控實訓內容,都要進行精心的安排和設計,更好的完成實訓要求,掌握數控技術。
在中職學校,學生素質相對差,在數控教學和實訓條件有限的情況下,通過以上幾個階段,把教學實訓與生產加工相結合。循序漸進。使學生掌握了至少一種數控系統數控車床的熟練操作能力;根據圖紙制定數控加工車削工藝、編寫加工程序的能力;根據零件加工需要正確選用刀具的能力;運用數控車床加工真實產品的能力,為以后的就業打下良好的基礎。
參考文獻:
[1]劉雄偉.數控機床操作與編程培訓教程[M].北京:機械工業出版社,2001.
[2]蔣建強.數控加工技術與實訓[M].北京:電子工業出版社,2004.
實習日志:
第一天
實習工種:鉗工
實習目的:了解鉗工工作的幾個工序、初步把握鉗工工具的使用和對金屬進行簡單加工
實習內容:加工一直徑為21.9mm、厚度10mm的正六邊形螺母
加工材料:一直徑為25mm的圓棒
加工工具:臺虎鉗、手鋸、銼刀、劃針、鉆床、絲錐、鉸杠
具體操作:
1、銼削。用銼刀在圓棒一端銼出一光滑平面,并以此平面為螺母一表面。
2、鋸削。鋸下厚度為11~12mm的圓棒。
3、銼削。銼削圓棒另一端,并調整圓棒厚度為10mm。
4、劃線。在圓棒一端面劃出一直徑為21.9mm的正六邊形。
5、銼削。沿著所劃的線銼出正六邊形。
6、銼圓角。在六邊形的六個角銼出大小合適的圓角。
7、鉆孔。定好圓心,將所加工工件裝在鉆床上鉆孔。
8、擴孔。用擴孔鉆對鉆出的孔作擴大加工。
9、攻螺紋。在所鉆的孔中攻出螺紋。
實習心得:個人認為是所有工種中最累的一種,對手藝的要求很高,勞動強度也比較大,是一種很傳統的工種。
第二天
實習工種:車工
實習目的:了解車工工作程序、初步熟悉車床的基本操作
實習內容:加工一有臺階圓柱體,臺階長度和圓柱直徑分別為:15cm,9cm;10cm,7cm 加工材料:一圓柱形螺釘(直徑大于9cm)
加工設備:c6132臥式車床
具體操作:
1、打開電源,調節變速箱、主軸箱、進給箱參數
2、用三爪自定心卡盤安裝工件并校正。
3、選擇合適的車刀。
4、對刀。
5、粗車和精車。為了保證加工的尺寸精度,采用試切法車削。
6、車臺階。注重把握好臺階長度尺寸。
實習心得:工件的安裝和對刀的準確性比較重要且較難把握,因為操作的不熟練而引起的失誤率較大。
第三天
實習工種:銑工
實習目的:初步把握立式銑床的基本操作
實習內容:加工一橫截面為16mm*17mm的長方條
加工材料和設備:一圓棒(直徑>17mm)、立式銑床
具體操作:
1、工件的安裝。用平口鉗將圓棒夾緊。
2、調整銑床工作參數。調整銑刀旋轉速度和方向,檢查出油管出油大小,調整進給量。
3、對刀。取一小紙片沾少許油貼在工件上,調整工作臺使銑刀對準工件,開動電動機銑刀旋轉摩擦到紙片使其旋轉說明已接觸工件,對刀完成。
4、銑平面。銑刀開始銑削工件,每次進給量為1mm,四次后翻面銑另一面,另外兩面雷同。
5、四面都銑好以后,銼掉毛刺,工件完成。
實習心得:開始安裝工件比較麻煩,生怕裝不穩會出意外,后來的步驟比較簡單,都是機器去完成。
第四天
實習工種:加工中心
實習目的:把握mill9軟件的基本操作
實習內容:依照教程要求繪制工件和加工過程
實習形式:上機操作
具體操作:
1、參閱教程前兩章,基本了解mill9的基本操作
2、按照教程要求完成一步步操作。
3、繪制工件完后開始模擬加工過程,從中檢查操作正確性。
實習心得:最主要熟悉教程,以后的操作和用一般的制圖軟件差不多。
第五天
實習工種:數車
實習目的:了解數控車床的結構和工作過程
實習內容:熟悉數控車床的操作(只有半天時間)
實習設備:數控車床
具體操作:
1、了解手動進給方式的操作
2、了解手輪進給方式的操作
3、了解錄入方式操作
4、了解定點對刀的操作
6、了解自動運行的方法
實習心得:基本了解了數控車床的結構和工作過程,由于沒有實習作業所以沒有真實的體會。
第六天
實習工種:數銑
實習目的:把握powermill軟件的基本操作
實習內容:選擇一工件圖形,對其銑削加工過程進行分析演示
實習形式:上機操作
具體操作:
1、選擇加工工件。
2、建立加工毛胚。
3、設置進給量和加工參數。
4、選擇刀具。
5、粗銑具體操作設置。
6、細銑具體操作設置
7、存儲文件。
8、數銑加工過程演示。
實習心得:操作步驟比較難記,但是把握了原理和規律性之后就變得輕易了。第七天
實習工種:電火花
實習目的:了解電火花加工工藝的基本過程
實習內容:在一導電金屬上加工一星形圖案
實習設備和加工材料:電火花成形加工機床、金屬鑰匙
具體操作:
1、工藝參數的確定。
2、啟動總電源,起動機算計電源開關。
3、安裝工件,利用機床的撞刀保護功能進行對刀。
4、調整工作液面使其高出加工面50mm
5、選擇電規準。
6、加工。通過計算機選擇所要加工的程序段,啟動機床進行自動加工
7、加工完成,停止作業,卸下工具電極與工件,切斷電源,停機擦凈機床
實習心得:步驟比車工銑工要來的簡單,但是操作不規范有觸電的危險
第八天
實習工種:化學加工
實習目的:了解化學加工一般工藝流程
實習內容:鋁及其合金的陽極氧化
1、工藝流程:機械拋光-除油脂-清洗-化學拋光-清洗-陽極氧化-清洗-中和-清洗-(染色-清洗-)封孔處理-檢驗
2、硫酸陽極氧化工藝優點:工藝簡單,操作方便,溶液穩定,電耗較少,成本低廉,氧化時間短,生產效率高
實習心得:工藝流程較長,步驟很多,陽極氧化的時間和中和時間較難把握,但是自己做了作品,很有意義。
第九天
實習工種:電焊氣焊
實習目的:了解電焊氣焊工作過程
實習內容:用電焊焊接兩鐵棒,用氣焊焊接兩鋼片 具體操作:
1、熟悉練習引弧方法,在鋼片上練習焊接
2、焊接鐵棒,先兩頭后中間
3、練習氣焊點火,調節中等火焰方法,在鋼片上練習焊接操作
4、焊接鋼片
實習心得:太危險了,以后都不玩火玩電了
最后一天
實習工種:鑄造
實習目的:了解砂型鑄造工藝
實習內容:整模兩箱造型制造模樣和芯盒
具體操作:
1、造下砂型。將模樣安放在底板上的砂箱內,安放兩個定位銷座,加沙用砂沖搗緊,用刮砂板刮平。
2、造上砂型、翻轉下砂型,按要求方好上砂箱、橫澆口、直澆口棒和定位銷,撒分型砂后加型砂造上砂型。
3、扎通氣孔。
4、開箱起模與合型。
機械加工實習是培養學生實踐能力的有效途徑。又是我們中專生,非常重要的也特別有意義的實習課。機床實習又是我們的一次實際掌握知識的機會,離開了課堂嚴謹的環境,我們會感受到車間的氣氛。同時也更加感受到了當一名工人的心情,使我們更加清醒地認識到肩負的責任。
實習期間,通過操作數控十二軸銑,加工中心,數控車床。我了解了產品的加工的工藝品,數控十二軸銑,加工中心,數控車床的操作我都能按照作業指導書的要求加工工件;最辛苦的是操作數控十二軸銑和加工中心,數控十二軸銑的危險性最高,先要掌握開數控十二軸銑床的基本要領,然后按照作業指導書要求操作。期間要對工件的放置進行檢查,確保工件完全放到位,一天下來雖然感到渾身酸痛,但是看到自己在工廠中做出的成品,感到很有成就感。這次機械加工實習期實習給我的體會是:
①通過這次實習我了解了現代機械制造工業的生產方式和工藝過程。熟悉工件的編程方法和主要機械加工方法及其所用主要設備的工作原理和典型結構、工夾量具的使用以及安全操作技術。了解機械制造工藝知識和新工藝、新技術、新設備在機械制造中的應用。
②在產品的主要機械加工方法上,具有初步的獨立操作技能。
③在了解、熟悉和掌握一定的機械加工基礎知識和操作技能過程中,培養、提高和加強了我的機床操作能力,使我的技術更上一層樓。
④培養和鍛煉了我的勞動觀點、質量和經濟觀念,強化遵守車間紀律、遵守安全操作規則,提高了我的整體綜合素質。
機械加工實習對我的工程素質和工程能力的培養起著綜合訓練的作用,使我不但要掌握各工種的應知應會要求,還要建立起較完整的系統概念,既要要求我學習各工種的基本工藝知識、了解設備原理和工作過程,又要加強實踐動手能力的訓練,并具有運用所學工藝知識,初步分析解決簡單工藝問題的能力。
⑤在整個實習過程中,公司對我們的紀律要求非常嚴格,制訂了學生實習安全規則,同時加強對實習日記、清理機床場地、遵守各工種的安全操作規程等要求,對我們學生的綜合工程素質培養起到了較好的促進作用。
⑥在實際操作中工程擔當,技術員將我加工不良的產品的錯誤分析給我看并幫我改正,使我們對自己的產品質量有明確認識,對于提高我的質量意識觀念有一定作用。
在實習期間我有很深的感觸,很感謝學校和公司能給我提供這個實習的機會,讓我體驗到學工科的不易,獲得了課堂里邊得不到也想不到的知識,現在所學的知識和感受會使我終生難忘。雖然工作中臟點累點,這些都無所謂,重要的是我有了收獲、也有了成果。
關鍵詞:機床特點;工藝路線;加工步驟
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2013)20-0148-04
隨著我國產業機械化的提高,數控技術正不斷朝著高速化、高精度復合化、智能化及信息網絡化發展,逐漸提高所加工零件的精度,提高生產效率、節約加工成本。數控加工技術是先進制造的基礎與核心,它的普及將使現代制造技術產生巨大變革,數控化更是一個國家制造現代化的重要標志之一。
一、機床的特點
1.CK6132高速精密數控車床性能特點。CK6132數控機床主要用于內外徑、端面、錐面、弧面和螺紋等高效精密加工,刀具安裝為四工位電動刀架,也可采用排刀座形式。機床系統采用廣數GSK980TA數控系統,也可按客戶要求配置進口系統。主軸采用變頻調速,也可采用機械變速。機床導軌經超音頻淬火,床鞍貼塑提高了機床的精度和使用壽命。主軸軸承采用日本NSK高精度軸承。該機床可采用彈簧夾頭、三爪卡盤,也可依客戶需要配液壓、氣動夾緊裝置。不僅可滿足科研單位、中小型企業批量零件加工,更是高等工科院校、中專、技校的機制、機電一體化、自控及其他相關專業數控技術的教學實習和綜合實驗的理想設備。
2.主要參數,如表1。
二、典型零件加工的工藝路線
1.分析零件圖。零件圖工藝分析:該零件是一個由圓弧面、外圓錐面、外圓柱面、螺紋構成的外形較復雜的軸類零件。
由上圖可知,該工件材料為45鋼,選擇毛坯為Φ85mm×260mm;Φ85mm外圓柱面直徑處不加工,其他各處加工精度要求一樣。
該零件的尺寸:
螺紋牙型深度:t=0.65 p=0.65×1.5mm=0.975mm
D大=D公稱-0.1 P=48mm-0.1×1.5mm=47.85mm
D小=D公稱-1.3 P=48mm-1.3×1.5mm=46.05mm
2.制定加工工藝路線。
(1)確定裝夾與定位。零件的裝夾及夾具的選擇。工件為軸類零件,采用該機床本身的標準卡盤,零件伸出三爪卡盤235mm左右,找正并用頂尖配合夾緊工作。
(2)確定加工順序及進給路線。加工方案及加工路線的確定:以零件右端面中心作為坐標原點建立工件坐標系。根據零件尺寸精度及技術要求,應將粗、精加工分開來考慮。確定的加工工藝路線為:車削右端面粗車Φ80.5mm、Φ62.5mm、外圓錐面、Φ48.5mm粗車圓弧面精車倒角、螺紋實際外圓Φ47.85mm、外圓錐面、Φ62mm外圓柱面、Φ80mm外圓柱面、圓弧面切槽3×Φ45mm車削M48mm×1.5mm的螺紋。螺紋加工分為4刀,第1刀:Φ=47 mm;第2刀:Φ=46.40 mm;第3刀:Φ=46.10mm;第4刀:Φ=46.05 mm。
3.選擇刀具。刀具選擇:刀具材料為W18Cr4V,將所選定的刀具參數填入數控加工刀具卡片中,如表2。
4.選擇切削用量。根據指定的加工工藝、被加工表面質量要求、刀具材料和工件材料,參考機床說明書、車削用量手冊或有關資料選取切削速度與每轉進給量。最后根據實踐經驗進行修正再綜合前面分析的各項內容,分析結果如表3。
5.編制加工程序。確定軸心線與端面中心的交點為編程遠點,零件的加工程序如下:
SKC01.MPF
N10 G90 G95 G00 X80 Z100 ――刀架回換刀點
N20 T01 M03 S500 ――調用1號粗車刀,主軸正轉n=500 r/min
N30 G00 X88 Z0
……略
N50 G01 X-2
N60 G90 ――絕對編程
N70 M17 ――子程序結束
三、加工步驟
1.加工前的準備工作。
(1)先開機床。接通CNC和機床電源,系統啟動后進入“加工”操作區JOG運行方式。
(2)檢查機床。開啟后發現機床會出現報警信號,這時需按下K1,使機床加上驅動力,才能正常操作機床。
(3)回參考點。回參考點只能在JOG的方式下運行。用機床控制面板上“回參考點鍵”啟動回參考點。在“回參考點”窗口中顯示該坐標軸是否必須回參考點:如出現“”,則說明未回參考點,如出現“”,則說明已回參考點,按下坐標方向鍵(正方向鍵),把每坐標都回參考點,通過選擇另一方式如MDA、AUTO或JOG來結束回參考點。
2.加工零件步驟。
(1)參數的設定。在CNC進行工作前,必須對一些參數進行設定,對機床和刀具進行調整:①輸入刀具參數及刀具補償參數;②輸入、修改零點偏置;③輸入設定數值。刀具參數包括刀具幾何參數、磨損量參數、刀具量參數和刀具型號參數等。有些參數如R參數則一般不需要修改。
(2)裝夾工件。按照前面指定的裝夾方式裝夾工件。
(3)對刀。把每一把刀具都調到自己設定的編程零點,把編程零點所在機床坐標值輸入機床中。
(4)輸入程序。把自己編的程序輸入機床定一個名字,對程序進行檢查,確保程序本身沒有錯誤,以及也沒有輸入錯誤。
(5)模擬仿真。按下MDA鍵,按擴展鍵,在按編程仿真進入仿真系統,對程序進行仿真,檢查仿真出的工件圖形與要加工工件有多大出入,并不斷對程序進行修改,直到仿真的工件完全正確為止。
(6)實際加工。退出仿真系統,先按復位鍵,剛開始時可進行單步加工,按下步加工鍵。這時要一手按啟動鍵,一手按停止鍵,如發現異常情況應立即停止。直到確定程序無誤后方可按自動加工鍵,加工完成后,最后取下工件。
(7)加工完成。
(8)關閉機床,打掃衛生。
3.加工過程中的注意事項。①工作時應戴好安全防護用品,不允許戴手套操作機床,也不允許扎領帶;②不要在機床周圍放置障礙物,工作空間應保持足夠大;③不要用手觸及電機、變壓器、控制板等有高壓電源的場合;④不允許使用壓縮空氣清洗機床電氣柜及NC單元;⑤使用水槍時注意沖洗液體不可濺到電器元件表面;⑥數控車床通電后,檢查各開關、按鈕和按鍵是否正常、靈活、機床有無異常現象;⑦程序輸入后,應仔細核對代碼、地址、數值、正負號及語法是否正確;⑧必須在確認工件夾緊后才能啟動車床,嚴禁工件轉動時測量、觸摸工件;⑨在操作過程中出現工件跳動、打抖、聲音異常、夾具松動等異常情況時必須停車處理。
在制造業要求“成本最低化,利益最大化”的大前提下,對機械零件的加工精度要求也隨之嚴格;合理設計零件加工工藝,在現有的加工條件下能使加工精度最大化;可縮短加工時間,提高生產效率,降低原材料的報廢,同時有效降低了工人的勞動強度。
參考文獻:
[1]李益民.數控加工中心[M].北京:化學工業出版社,1998.
[2]王志平.數控機床及應用[M].北京:高等教育出版社,2002.
關鍵詞:精品課程;數控機床與數控編程技術;教學模式
作者簡介:劉芬(1981-),女,山東臨沂人,山東英才學院機械學院,講師。(山東濟南250104)
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)14-0075-02
精品課程是指具有鮮明特色和一流教學水平的優秀示范性課程。精品課程的建設要遵循“以服務為宗旨,以就業為導向”的教育理念,將最新的教學技術、方法與手段引入課程教學,在教學內容、教學模式、教學方法與手段、教材建設、實踐教學基地建設以及教師隊伍建設等各個方面均能體現現代教育思想的科學性和先進性。
精品課程的建設是高等學校教學質量與教學改革工程的重要組成部分。通過精品課程的建設,聚集優質的教育資源,提高課程的教學水平,使學生得到最好的教育,充分發揮學生的主觀能動性和創新意識,培養學生迅速適應社會經濟發展要求的基本素質和職業技能。同時,在專業課程體系建設中起到良好的示范與推動作用。
一、“數控機床與數控編程技術”精品課程建設概述
“數控機床與數控編程技術”是山東英才學院(以下簡稱“我院”)高職數控技術、機械制造及自動化、機電一體化等專業的一門專業核心課程。課程定位于高等職業教育,是培養學生職業能力和職業素養的關鍵課程之一。課程內容基于機械制圖、機械設計基礎、機械制造技術、工程材料與成型技術基礎、電工學、液壓技術、機械CAD等多門先修課程知識,同時,也為數控機床伺服系統、數控機床故障分析與維修等后續課程打下良好的理論和實踐基礎,具有較強的實踐性和綜合性。
隨著數控技術在現代制造業中應用的普及,社會對于數控人才需求的數量和質量都在不斷地提高,特別是對高素質、高技能型數控技術人才的需求已是迫在眉睫。因此,在課程建設的初期首先確定課程的培養目標,即培養具備良好的職業素質、較強的數控機床操作能力、數控加工工藝分析能力和數控編程能力,能在生產一線從事數控編程、操作、維修、生產組織和管理等方面工作的復合型數控人才。在此基礎上,積極開展了“數控機床與數控編程技術”精品課程的建設,著重在教學內容、教學模式、教學方法與手段、教材建設、實踐教學基地建設以及教師隊伍建設等方面進行了認真地探索與實踐,并取得了一定的成果。
二、課程建設的具體內容
1.教學內容
教學內容的選取和整合應從職業崗位能力分析入手,以就業為導向,以能力培養為主線,以“必須、夠用”為標準,充分體現職業崗位需求和先進性原則。通過市場調研和企業考察,從數控機床操作實際應用出發,并結合本校的教學現狀,對課程的教學內容進行了合理的的設計和調整,如圖1所示。
首先,根據數控車、銑、加工中心操作工崗位實際工作任務所需要的知識、能力和素質要求,將課程內容劃分為數控車床操作、數控車床程序編制、數控銑床和加工中心操作、數控銑床和加工中心程序編制等教學模塊。在此基礎上,以“任務驅動、項目導向”的原則組織實施教學,即以工作過程為導向,以企業的典型零件為載體,遵循由淺入深、由易到難、層層深入的原則對每個教學模塊進行具體項目的設計,保證每個項目都來源于企業的真實生產過程。如圖1所示,在數控車床程序編制模塊中包含有外圓柱面零件的編程與加工、外圓錐面、圓弧面及溝槽零件的編程與加工、外螺紋面零件的編程與加工、套類零件的編程與加工、典型回轉體零件的加工、非圓曲線零件的加工等六個項目。針對每個項目,首先提出擬實現的目標和具體任務,然后圍繞如何順利地實施該項目展開教學,包括所需理論知識的歸納、講解和實踐技能的示范、指導。最終使學生能夠獨立、正確地完成該項目,并可以將所學的知識和技能靈活運用于同類型的其他產品的加工。
通過循序漸進的理論學習和實際操作訓練,學生不僅能夠掌握數控編程的基本知識,而且能夠掌握企業典型零件數控編程及加工的方法,并達到高級數控車工、數控銑工或加工中心操作工的要求,為學生畢業后迅速進入工作狀態打下良好的基礎。
2.教學模式和教學方法
(1)教學模式。本課程的實踐性較強,為了將理論知識和數控加工生產實際操作結合起來,提高學生的學習興趣,保證教學效果,筆者采用理論講授、仿真模擬和加工實訓并行、并重的基于工作過程的教學模式,從而使學生建立起從“抽象的編程加工―半抽象的仿真加工―實際的操作加工”的思維轉變。
其中,理論課采用多媒體教學,充分發揮圖片、視頻的輔助作用,實現課堂教學的多元化;仿真教學利用仿真軟件,模擬實際的生產加工過程,強化理論知識,熟悉機床操作,提高實訓效率,降低實訓危險;實訓教學中由指導教師示范操作,邊講邊練,通過典型零件的加工,強化所學的理論知識,并針對學生在實訓過程中出現的問題,教師面對面引導解決,增強了學生的自信心、解決問題的能力和成就感,激發了學生學習的積極性。
(2)教學方法。在教學活動開展的過程中,重點強調以學生為主體,教師為主導的原則。針對課程中所設計的每個項目,采用了教學過程五步法,具體實施步驟如圖2所示。在這其中,根據教學內容的需要,融合了多種形式的教學方法,如任務驅動法、講授法、現場示范教學法、案例教學法、討論式教學法、類比法、分組教學、“一幫一”教學等。在提高教學效果的同時,更有利于學生獨立思考能力、實際動手能力和團隊協作能力的培養。
另外,筆者也不斷地充實和完善多媒體課件、電子教案、習題庫、實訓指導書以及拓展學習資料等教學資源,并建立了精品課程網頁,將優質課程資源在校園網上實現共享,使課程的課內學習與課外學習充分整合,學生隨時隨地都能進行學習和測試,將課堂延伸到學生生活的每個角落,有利于學生自主學習習慣的養成。
3.教材建設
教材的編寫是課程建設的重要組成部分,在確定了課程教學內容和教學模式之后,選用或編寫合適的教材就成為有效提高教學質量、實現更高層次課程建設目標的重要保障之一。
目前,我國有關數控機床編程與操作方面的統編教材有很多,但其中都或多或少存在一些問題,具體表現在以下兩個方面。第一,多數教材都是按照章節順序編寫,沒有把編程、工藝和加工操作有機融合,也沒有體現企業真實產品的生產過程,從而無法滿足項目化教學方法的需求;第二,不同學校對于數控人才培養目標的定位有所不同,具體的教學條件、實訓設施也均不相同,教學內容重點的選取也會存在一定的差別。而現有的多數教材都是概括性地講解數控編程的相關概念和方法,針對性相對較弱。
因此,課程組成員在完成了實訓教材《機械工程實訓教程》、校本《數控實訓指導書》的編寫和出版后,又積極開展了《數控機床編程與操作》教材的編寫工作。在該教材的編寫過程中,重點注意了以下幾方面的問題。
(1)教材的內容和形式必須與已經確定的課程教學內容保持一致,即采用基于工作過程的項目教學方式進行編寫,每個項目均由學習目標、任務導入、相關知識、項目實施、能力拓展五個部分組成。
(2)綜合考慮本地區企業對數控人才的需求狀況、學生的知識基礎和接受能力、中高級數控機床操作工職業技能鑒定要求以及本?,F有的實訓設備等各方面因素,按照“理論與實踐有效融合”“易學夠用”的原則進行編寫。
(3)作為高職高?!叭蝿镇寗印㈨椖繉颉毙徒滩?,教材內容應圍繞職業活動,突出崗位操作技能,重在培養學生的職業崗位能力。
4.實踐教學基地建設
精品課程的建設需要有一流的實踐教學基地作為保障。為了實現課程的培養目標,給學生營造一個良好的實訓環境,我院投入了大量資金于2007年開始建設數控加工實訓基地,經過幾年的不斷擴建和更新,已建設成為一個具備真實生產環境、能滿足教學需要、并兼有生產和職業資格技能鑒定功能的先進的實踐教學基地。目前,該基地已擁有數控加工中心、數控車床、數控銑床、數控線切割機床、數控電火花等主要教學設備,并配置了FANUC、廣州數控等多種數控系統。同時,還建設了多個數控加工仿真實驗室和CAD/CAM實驗室,每個實驗室內均配置60臺電腦,并安裝了AutoCAD、UG、CAXA、上海宇龍數控仿真系統等多種專業軟件。
另外,為了充分利用企業資源,實現優勢互補,學院積極開發了一些設備先進、管理先進、技術先進、環境良好的企業作為校外實習、實訓基地,并簽訂了長期、穩定的校企合作協議,如皇明太陽能集團、青島海信集團等。這些實習、實訓基地可以充分滿足我院學生的專業認知參觀、頂崗實習以及畢業就業等需求。
5.教師隊伍建設
擁有一支優秀的教師隊伍,才能將課程建設的成果的真正地應用到實際教學,充分提高課程的競爭力。為此我院開展了多項措施來加強教師隊伍,特別是“雙師型”教師隊伍的建設。
(1)充分發揮老教師的“傳、幫、帶”作用,通過開展公開課、示范課以及課程教學研討會等活動,交流教學方法和教學經驗,提高青年教師的講課水平。
(2)從企業聘請具有豐富實踐經驗的專業人才到學校擔任兼職教師或校外實習指導教師,并建立科學的評價機制和聘用制度。
(3)鼓勵和支持青年教師通過繼續攻讀更高學歷、外派到其他學校進行交流學習或參與各種校內外的師資培訓班等形式來優化自己的知識結構,提高自身素質。
(4)利用假期,有計劃地安排教師到企業進行鍛煉,積累實踐經驗,提高職業技能和基于工作過程的教學能力。或者組織教師技能培訓班,提高教師的實踐動手能力,并鼓勵教師通過本專業的職業資格鑒定,獲取相應的證書。
(5)鼓勵青年教師積極參與教材的編寫、論文的撰寫以及教研、科研項目的研究,進一步提高自身學術水平和教研、科研能力。
目前,“數控機床與數控編程技術”課程的主講教師均達到研究生以上學歷,并具備了“雙師素質”,全程參與了該課程的理論、仿真和實訓的教學工作,具有豐富的教學和實踐經驗。同時,還參與并完成了多項校級教改項目的研究和多個實驗實訓室的建設。實訓指導教師也均具備中級以上專業技術職務。通過建設,已逐步形成了一支以專業教師為主,專兼結合的高水平的“雙師型”教師隊伍,以滿足課程建設的需要。
三、結語
“數控機床與數控編程技術”精品課程的建設,使得該課程的軟、硬件教學條件都有了較大的改善。經過了幾個學期的教學實踐,取得了良好的教學效果,學生的專業能力和職業素養也得到了一定的提高。同時,作為我校數控技術專業的一門專業核心課程,該課程的探索和研究也帶動了專業內其他課程的改革和建設工作,在我院數控技術專業課程體系整體建設中起到了一定的示范和推動作用。
參考文獻:
[1]顧京.數控編程課程建設的研究與實踐[J].中國職業技術教育,
2005,(25).
[2]屠春娟.《數控機床與編程》精品課程建設的探索與研究[J].中國新技術新產品,2008,(18).