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序论:在您撰写数控技术教学模式时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
《数控技术》课程的目标是:使学生对数控技术的基本理论,基本知识和基本编程方法有一定的认识,为以后从事数控机床加工技术工作及开拓新的技术领域打下必要的基础。该课程涉及的知识面广,需要信息量大,且实践性强。同时由于该课程在整个机械类课程体系中一般在最后一学期讲解,相应的学生的学习积极性不高,致使学生毕业后接触到数控加工时感觉很吃力。我校《数控技术》课程的教学采用先纯理论教学,后实训教学的方法。讲解理论时基本上使用静止的图片解释复杂的电气组成和机械组成的时空关系,而学生对机床的电气元件和机械零件理解不深,没有感性认识,所以理解就很困难。例如在讲述机床的电气控制工作原理时,其复杂内部控制以及在工作状态下的控制关系是非常抽象的,单凭教师的口述,根本无法连贯地将元件及系统运动情况展现,而现有的数控电气实训设备也由于师资力量的薄弱而无法发挥应有的作用。学生对结构、工作原理的理解还是存在很大的问题,对于想象能力较差的学生根本无法提高其学习的兴趣,给教师的教学也带来了很大的压力。所以,如何提高《数控技术》课程的教学质量,已成为我校课程教学改革研究的一个重点。
2《数控技术》课程教学模式改革的几项措施
2.1合企业需求和职业学校学生特点,合理安排教学内容
我校作为一所职业学校,学生来源广泛,学习基础参差不齐,对知识的理解和掌握能力有差距,这给教学工作带来了一定的难度。《数控技术》课程目前采用的教材一般先对电气和机械部分讲解,理论知识强调过多,到后面的电器控制回路和机械系统控制分析时,感觉联系不大;同时学生基础较差,对高深理论知识的理解也很有限。我校数控专业学生大多数毕业后进入一些从事机械加工和电子产品生产的公司,而目前的《数控技术》教学数控技术理论部分的知识内容和实践知识部分分开在不同的学期进行教学,学生学完理论知识不能及时的付诸实践,等到另外一学期上实训时,理论的内容基本上都遗忘了,两者严重脱节。因此,结合生产实际,应将理论和实训操作部分放在同一学期内建议分前十周后十周的教学方式,增强学生学习的连贯性。
2.2过程中多媒体课件的广泛使用,提高课堂教学效果
多媒体以其全面生动的声、像、图、文等综合课程信息颠覆传统的干巴巴的文字教学,有利于提升学生学习的注意力。同时,丰富多彩的多媒体课件也能激发学生的学习兴趣,提高学生学习的主动性。因此教学中应制作大量易于学生学习和理解的电器和机械控制系统课程动画素材,运用多样的教学载体,从挂图、教具到实物、动画;从板书到多媒体课件;努力营造真实的教学环境以追求最好的教学效果。
2.3强实训教学,提高学生的创新能力
课程实训教学的目标是通过加强实训环节的教学,使学生掌握基本的实训方法和实训技能,能熟练地运用电器基本回路和机械系统组合满足实际需要的数控加工系统以及编制数控程序和进行加工操作。同时加强实训教学,能加深学生对一些基本理论的理解。在理论讲解过程中穿插实训教学环节,使学生更容易更直观地理解复杂、难懂的结构和原理,同时在理解的基础上可以引导进行改进设计,提高学生的创新能力。我校现有的机械加工设备和电气实训设备为我们的实训教学提供了有力保证。比如介绍机床的结构及工作原理时,由于内部具有复杂的结构,学生仅仅通过看图和教师的讲授往往不易看懂、弄明白,可以在课堂讲授过程中穿行机床结构拆装实训,变抽象为具体,使学生形象的了解各类零件工作的实质。同时数控技术应紧跟时代潮流,与时俱进,充分利用计算机设备及软件进行仿真加工,对复杂零件利用计算机仿真软件进行自动编程,通过相应的数据传送通道将其输入到数控机床内,进行自动加工。
2.4建立试题库,学习评价,考核标准多样化
通常在机械类专业及其它相关学科专业的班级开设《数控技术》课程,工作量由几位老师承担,考试一般是各任课教师各自出题,难免具有片面性,且题目保密性差,因此各班成绩也无可比性,教学效果不明显。考试的目的是通过教师的“教”与学生的“学”的双向互动过程,通过考试学生、教师以及教学管理人员可以及时发现教学中存在的问题,进而改进课程教学,提高教育质量。通常实行教考分离是比较有效的措施。因此建立试题库并使用试题库进行考试是非常必要的。建立试题库既能为课程教学改革服务,使的考试科学化、规范化,减轻教师的工作强度,又有利于监控教学质量,是加强教学管理工作的重要手段之一。在考教分离同时还必须注重平时学习成绩考核,利用理论成绩、课堂表现、课后作业和实训并重的学习评价考核方式。例如对学生平时课堂参与状况、回答问题情况、作业完成情况,特别是实践教学中的能力表现等情况进行全面考核,记入成绩。
3总结
[关键词]数控技术专业;实践教学;创新能力
[中图分类号]G712[文献标志码]A[文章编号]2096-0603(2016)32-0160-01
随着社会生产力和经济水平的不断提高,对应用型人才的专业素质要求也越来越高。当前,为满足现阶段制造业的需求,改善数控技术专业人才的紧缺状况,教师应在教育教学过程中注重培养学生数控加工制造技能的实际操作能力,开展多元化的实践教学活动,提高应用型专业学生的实践能力,以适应当今社会的技术方向的需求。
一、数控技术专业的教学现状
(一)教学内容安排不合理
当前,以创新精神为核心的教育理念在不断推进的过程中,改善了我国原有的完全的应试教育模式,促使教育模式由传统型向现代型的转变。但现阶段我国的教育体制仍然存在“理论重于实践”的现象,这对新兴发展起来的数控技术专业无疑存在着潜移默化的影响。在一定程度上导致数控技术专业教学过程中忽视实践教学环节,缺乏对学生实际操作能力的锻炼。长此以往,学生在本专业的学习上也产生了懈怠,对实践教学环节的重视程度不够,这些都将直接影响对数控技术专业人才的培养。
(二)教学模式安排不合理
数控技术专业的实践教学环节是当下社会对于数控专业人才的要求提出的新的挑战。当前,数控技术专业的实践教学环节仍然处于探索和研究阶段。因此,存在着不同方面的不足。首先,实践教学的设置不合理,主要表现在实践课程的课时少,实践课程的内容程式化、僵化,以及教学方法手段相对落后等方面。再者,实践教学的教材建设相对滞后,主要表现为当前的数控专业教材仍处于理论阶段,缺乏有效可行的实践课程内容。现阶段的相关实践课程教材无法满足实践课程要求的可操作性,实用性较差。
二、数控技术专业实践教学模式的改革方法
(一)完善数控技术实践课程体系
针对现阶段数控技术专业的实践课程,教师应该在安排实践教学时,加强和提高实践教学中学生自行操作的比重,应该遵循应用效率逐步提高、累计进行的原则。按照年级层次的差异,进行分层教学;设置不同的教学目标,以通过训练达到不同的实践目的。使得学生在专业技术训练中熟练掌握数控技术专业的各项基本技能。例如,数控车床、数控工艺、电加工等各项专题。
(二)注重和加强实践课程教学环节
实践课程理论要求教师具备实践理念、实践精神、实践能力,这就要求教学的实训与校内校外的实验基地相结合。要保证学生在校内的操作实践课程中将课堂理论知识与实践操作技能相结合。在专业技能的训练过程中,要强调基础的测绘、构图,对数控机床的加工实习也要重视专业知识的融会贯通。课后实践作业可以通过组织小组分工改进专业实习、作业的设计。在教学过程中,教师应注意从实践理念和创新精神出发对学生的实践操作给予评价,促进学生熟练地、高质量地掌握数控技术专业的基本技能。
(三)创新实践教学模式
教师要构建创新体系以及实施保证措施。首先,从机制上要建立健全组织管理机构,不断创新和改革实践教学的管理机制,利用科学合理的管理体系推动数控实践教学的新模式。其次,从环境上要扩大校内实践教学基地的建设,为实践教学提供良好的外部条件,为实践教学的操作训练提供硬件基础设施,保证实践教学的顺利实施。例如,将加工车间虚拟化实验和加工操作过程虚拟化的程序引入课堂教学,为实践教学的实际操作做好铺垫。在实践课程中,大胆创新,模拟实际职业操作环境情景在情境中培养学生有效应对突况,有效解决突出问题的综合能力。从根本上提高学生对参与实践课程的积极性,真正使学生走向社会后学有所用、学有所成。
数控技术专业的培养目标是培养应用型技术人才,主要应用于使用和维护维修各类数控机床,这就要求数控技术专业人才具有基本的数控机床操作技能,从而具备高超的数控加工工艺。从理论上来说,还需要具有数控技术专业的基本综合理论基础。从综合素质来看,更要具有一定的实践精神和创新能力。创新教学模式等积极有效的措施,突出学生专业能力培养,强化学生专业技能的训练,突破传统教学的理论为主的教学方法,以适应社会对数控技术专业人才的需求。
参考文献:
[1]杨洋.高职实践教学的现状及对策[J].北京工业职业技术学院学报,2015,8(2):74-77.
数控技术是现代机械加工制造中的关键和基础技术,是装备国民经济的重要手段。随着计算机技术的飞速发展和工业现代化进程逐步加快,培养和充实既懂理论又会操作的技能型数控人员,已经成为发展现代制造业的首要任务。为此,《数控技术》课程的教学方法研究和改革,具有重大的现实意义,也是高等院校面临的紧迫任务。
2实践性教学模式
在十余年的数控技术教学实践中,作者以从知识到能力的转化为契机,在传授数控理论知识的同时,更加注重学生实践能力的培养,逐步摸索出一套适合学生能力发展的数控技术实践性教学模式。
2.1实践性教学方法的提出
《数控技术》是比较偏重实践性的课程,特别是一些相关的程序、概念,比较抽象,学生不容易理解,听起来比较枯燥,学生兴趣不是很高。在教学中加强课程与专业的联系、课程与实际应用的联系,开展实践性教学改革是全面提高教学质量和教学效果的有效方法和手段。笔者认为,运用现代教学理论,积极探索实践性教学模式,切实提高应用性学科教学质量,是《数控技术》教学改革的一种有效尝试。
2.2实践性教学的指导思想
“教学活动必须建立在学生的认知发展水平和已有的知识经验基础之上。教师应激发学生的学习积极性,向学生提供充分从事学习、活动的机会,帮助他们在自主探索和合作交流的过程中真正理解和掌握基本的知识与技能和方法,获得广泛的活动经验。”这是开展实践性教学模式研究的指导思想。
2.3实践性教学三法
授课过程中,除了讲解、提问和答疑等常用的方法外,笔者结合《数控技术》课程本身的特点,探索并完善了以案例式教学法、探讨式教学法和现场式教学法为代表的实践性教学三法。
2.3.1案例式教学法
案例式教学法主要是通过列举实例,提高学生临场解决实际问题的能力,引导学生对一些特殊情境进行思考的一种教学方法。
案例教学的目标是让学生像一个真正的老师那样去思考问题、分析问题、解决问题,用综合的观点来审视教育现象,案例答案的不确定性增强了学生面对教学实践中的不可预期性问题的应对策略和能力。通过各种各样的案例演示,学生不仅接触到各种社会现象,而且这些针对性的演练对于学生毕业后走上社会,在经济的大舞台上施展才华无疑具有很强的使用价值。
本文介绍在《数控技术》授课过程中,案例教学法的一个典型应用。如图1所示的切削零件,通过示例,介绍数控编程的基本方法。用螺纹切削复合循环G76指令编程,加工螺纹为M60×2,工件尺寸见图,其中括弧内尺寸根据标准得到。
%2451
N1T0101(换一号刀,确定其坐标系)
N2G00X100Z100(到程序起点或换刀点位置)
N3M03S400(主轴以400r/min正转)
N4G00X90Z4(到简单循环起点位置)
N5G80X61.125Z-30I-0.94F80(加工锥螺纹外表面)
N6G00X100Z100M05(到程序起点或换刀点位置)
N7T0202(换二号刀,确定其坐标系)
N8M03S300(主轴以300r/min正转)
N9G00X90Z4(到螺纹循环起点位置)
N10G76C2R-3E2A60X58.15Z-24I-0.94K1.299U0.1V0.1Q0.4F2
N11G00X100Z100(返回程序起点位置或换刀点位置)
N12M05(主轴停)
N13M30(主程序结束并复位)2.3.2探讨式教学法
探讨式教学法的实质,首先就在于它不仅是“教”或“学”的过程,而且是一种全体参与的过程。要充分发挥学生的主体性,让他们参与到你的整个教学中去,激发他们的学习兴趣,才能提高教学质量。其次,教学的本质是一种师生交往、交流、互动、对话的活动。在这样的活动中,老师作为一种知识资源出现在学生面前,应成为学生学习的合作者、促进者,而不是教材的代言人。所以教师应该学会在适当的时候设计适当的问题,从而有效地提高学生的学习兴趣,激发学生的学习动机,提高教学效果。
《数控技术》这门课知识点多,相辅相成,完成一个项目需要较严密的逻辑思维能力。在编程学习阶段,可以把学生分为几个学习小组,共同完成。实践的结果表明,在互相讨论又各有其责的学习氛围中,对知识的提高与巩固有很大的帮助,同时也培养了他们的团队合作精神。
例如,在讲授绝对坐标编程和增量坐标编程两种编程方法之前,通过学生讨论,预测出其不同的用法,在这个预测和探讨的过程中,学生已经对两种编程方法的不同有了初步认识。此时讲授起来,学生易于接受,学习的积极性也高。
方法一:用绝对坐标编程
N001G92X0Y18LF
N002G90G02X18Y0R18
F100S300M03LF
N003G03X68Y0R25LF
N004G02X88Y20R-20M02LF
方法二:用增量坐标编程
N001G91G02X18Y-18R18
F100S300M03LF
N002G03X50Y0R25LF
N003G02X20Y20R-20M02LF
2.3.3现场式教学法
因数控技术本身的特点,要求我们必须做到理论与实践相结合,加大现场式教学力度,突出技术的应用性,并要强调教学内容的可操作性。
对于机床操作教学,应尽可能地让学生多摸、多动机床,尤其是手动(JOG、ING)工作方式,对于缺乏实际经验的学生来说,其效果是显而易见的,而且便于控制手动的安全性。
数控编程是数控机床学习的重点,在了解数控手工编程指令的基础上,可由教师指导学生装夹工作,指明欲加工的内容和将要使用的刀具,用单步运行的方式逐段运行程序,边运靠边讲解,可收到事半功倍的效果。
3应解决的几个问题
3.1学生学习观念的转变
首先,学生应转变被动的学习观念,树立自主学习的理念,增强主体意识和自我建构意识,主动参与教学、积极思考、大胆探究。其次,要加强合作意识和能力的培养,学生之间应建立良好的学习合作关系,沟通交流,共同探究。
3.2教师综合素质的提高
教师本人要具备科学研究和创新的基本能力,而且教师必须站在知识的前沿,用自身的创新成果不断丰富和补充教学内容。教师还应提高教学的专业化程度,组织好研究性课程。
3.3网络教学资源的建设
实践性教学的形式与内容是开放的,因此优质的网络教学资源是实施研究性教学的重要保障。网络教学资源的建设应保证内容丰富、开放和动态,以提供研究性教学需要的资料和信息。教学网站中应当构建一个开放、互动的教学平台,并创建各种虚拟的研究环境,为学生参与和自主开展课题研究创造条件。
3.4数控仿真实践教学
由于数控设备投资较大,并且操作过程具有较大的危险性,通过引入数控仿真教学,使学生在机房能够模拟数控机床加工工件,并且基本上与实践加工现场相似,这既能节约数控实践教学的成本,又满足了大量学生实践能力培养的需求。具体教学过程:运用CAXA、SolidEdge、MASTERCAM等三维软件进行零件建模,并自动生成刀具轨迹和NC代码(或者根据图纸手工编程)后在南京宇航、VNUC仿真软件上进行仿真加工,以验证程序是否正确,同时又能熟悉机床操作面板各个按键的作用;此仿真实践教学过程既体现先进制造技术内涵,又充分培养学生设计、分析和动手操作的能力。
4结束语
作者主要从事数控技术等课程的教学,并主持相关科研活动。多年来,通过实践总结,摸索出实践性教学模式在数控技术教学中的应用。实践性的教学模式,教师应根据课堂教学的学习内容,创设教学情境,提供必要的学习材料,让课堂充满研讨、探究、思考的气氛。在实践活动中,让学生享受把所学的知识运用到生活实际中去的体验感受和乐趣。培养学生灵活运用、解决实际问题、大胆创新等综合能力。2004年,作者获新疆大学《数控技术》讲课比赛一等奖,《数控技术》课被评为新疆大学精品课程,并于2006年申报自治区精品课程,这是实践性教学模式在数控教学领域成功的一个例子。
【摘要】数控技术是机械学科一门实践性很强的技术课程。本文初步探讨了实践性教学模式在《数控技术》课程中的应用。旨在引导学生运用加工工艺、程序的编制等理论知识,实际操作和运用数控机床,构建数控技术课程的教学、生产、操作实践相结合的新的教学模式。该模式已在施教过程中得以应用,并取得了显著的教学效果。
【关键词】数控技术程序编制实践性教学模式
参考文献:
[1]赵庆聪,张键,陈元凤.数据库原理与应用.实践性教学方法研究[J].科技信息,2007,(35):224.
摘要:
通过分析学院数控技术实训课程存在的主要问题,提出了开放式教学模式应用的教学手段。经过整学年开放式实训教学模式的试运行,证明了开放式数控技术实训教学模式的可行性,并提出实训教学模式几点思考。
关键词:
数控技术;实训;教学模式
0引言
数控技术是现代制造业生产的基础,能方便实现自动化、柔性化、集成化,同时也是提高制造业中产品质量和劳动效率的重要技术之一。数控技术实训是现代职业技术院校实训教学课程安排的重要环节,为保证数控技术实训的教学质量和实训效果,确保毕业人才的培养质量,学院现代制造业实训中心(以下简称“中心”)将数控技术实训课程改革作为教学的重中之重,那么就要努力寻找一条更适合中心当前发展形势的教学模式,必须要深化教学改革,打破传统的教学模式,在具体教学过程中,遵循理论指导实训,手脑并用,科研成果与实训内容相结合的启发式教学。
1学院数控技术实训课程存在的主要问题
1.1普通实训课安排周期短
学生普通金工实训课一般都安排在基础专业课之后,数控实训课一般都要安排在专业课和金工实训课之后进行。这样学生先在基础理论上有所认识,有所掌握,进行金工实训时就有很强的针对性,避免实训过程中的盲目性。目前中心安排的普通实训课周数远不及数控技术实训课程安排的多,没能突显普通实训课锻炼基本功的用途。
1.2数控技术实训课实训内容不丰富
数控技术是工科类专业必修课,也是一门实训性很强的技术基础课,通过实验、实训的方式增加感性认识,提高学生的动手能力和创新能力,达到预期的教学效果。
1.3实训难培养学生的创新精神
数控技术涉及到机械、电子、计算机、信息控制等多学科交叉型科学技术,是一门综合性的专业技术。随着计算机技术的高速发展,数控技术的更新速度也很快,而数控技术的掌握又需很强的实训性,这就给实训内容带来很大的困难,先进的、前沿的,深入的教学内容没有办法实现,大大制约了数控技术实训课程的发展。
2数控实训采取开放式教学手段
2.1多媒体与网络技术
目前中心也在积极探讨制作重点突出文字精练的多媒体课件,课件的制作要小巧、方便、简捷,例如数控机床的自动换刀、自动装夹、对刀操作等内容,应用flas代替繁琐的文字叙述,也可以设计制作交互式课件,方便学生在实训中实现人机交互,形象生动模拟机床的加工状态,学生深深体会到机床在加工过程中受自主控制的感觉。
2.2软件仿真技术
数控加工的仿真技术现在已经很成熟,在学生的实验课中都已多次涉及,在踏入实训中心进行真机床数控技术实训训练之前,还是很有必要进行仿真技术的应用学习。
2.3实际操作训练
学院一直以来都是很重视工科实际操作训练的环节,数控技术实训最终还要靠实际机床操作来完成。对于数控专业的学生我们有实际的教学计划安排实训,对于跨专业选修和社会化培训学员,我们在实际操作训练中采取事先应用我们的网络资源构建实习的虚拟机床做好加工前的所有准备。
3开放式数控实训教学模式的实施过程和结果
开放式数控技术实训课程的试运行选择了机械工程学院数控专业学生,让学生选择数控实训的内容正好与岗位需要相关,在实训的过程中锻炼学生能力来满足工作岗位的基本要求,这样既完成了教学任务,又很好的结合实际需要,不但能有目的的学习,而且还具有很强的针对性。实训时间安排比较人性化,学生提前来预约好实训时间,实训内容以及选择实习指导老师等相关事宜,利用校园互联网中心网页上相关内容,学生先做好实习前的准备功课,最后按预约时间内在指定数控机床上完成自己的加工任务。
4发展数控技术实训教学的几点思考
4.1强化管理,统筹学院教务处、各系部和中心各职能部门发挥各自的作用
数控实习实施的具体计划由各系各专业教研室负责,这样可能就需要一个有效的沟通协调的过程,必须梳理好各院系各专业教研室与中心的关系,整合资源,强化管理,把教学计划的制定者和执行者有机结合起来,积极发挥各职能部门的建设作用,让数控专业理论更扎实,促使实训质量不断提高。
4.2“因企制宜",加大引企共建实训中心的力度
学院引进技术服务型企业进驻,共建学院校内实训基地,充分利用企业的资金、设备、资质、技术指导力量以及相对稳定的产品,利用真实的零件加工和加工环境来提高学生技能,培养学生严谨认真的工作态度和崇尚技术的理念。
4.3大力推行产品式数控实习教学新举措
实训中心就是以提高技能,提高工程实训能力为宗旨的教学单位,所属教学设备都是实际生产型。提高这些设备的利用率,最大限度发挥这些设备的价值,就是要做到培养出更多高技能人才,创造出最多的劳动产品。让两者结合在一起就是让消耗型的数控实习变成生产型的产品加工,这样能解决数控实习成本高纯消耗的问题,又从一线零件加工中学到很多工程实训方面的知识,可能还能创造出一定的经济价值。
4.4投身科研,在项目中提高学生的实训能力
现在工程中心利用独特的资源优势大力提高科研能力,推行科研强化师资战略。让学生参与进各个科研课题中,从研究的角度引导学生独立思考,进行专业知识的融合,也可以动手参与加工,理解专业知识在科研中的重要性,从实训出发检验了老师和学生的知识与技能,交流互补,相互学习,这就是科研项目培养学生实训能力最大的益处。
参考文献:
[1]刘京秋.金工实习的管理模式研究[J].科学教育,2008,14(6):1-3.
[2]方喜峰,张胜文.数控技术应用实训方案探讨[J].实验室研究与探,2005,24(6).
[3]魏保立.数控技术课应用课程教学改革与实训[J].郑州铁路职业技术学院学报,2006,15(4).
[4]刘春生.职教课程改革目标取向研究[M].北京:高等教育出版社,2007.
【关键词】数控技术 程序编制 实践性教学模式
1引言
数控技术是现代机械加工制造中的关键和基础技术,是装备国民经济的重要手段。随着计算机技术的飞速发展和工业现代化进程逐步加快,培养和充实既懂理论又会操作的技能型数控人员,已经成为发展现代制造业的首要任务。为此,《数控技术》课程的教学方法研究和改革,具有重大的现实意义,也是高等院校面临的紧迫任务。
2实践性教学模式
在十余年的数控技术教学实践中,作者以从知识到能力的转化为契机,在传授数控理论知识的同时,更加注重学生实践能力的培养,逐步摸索出一套适合学生能力发展的数控技术实践性教学模式。
2.1实践性教学方法的提出
《数控技术》是比较偏重实践性的课程,特别是一些相关的程序、概念,比较抽象,学生不容易理解,听起来比较枯燥,学生兴趣不是很高。在教学中加强课程与专业的联系、课程与实际应用的联系,开展实践性教学改革是全面提高教学质量和教学效果的有效方法和手段。笔者认为,运用现代教学理论,积极探索实践性教学模式,切实提高应用性学科教学质量,是《数控技术》教学改革的一种有效尝试。
2.2实践性教学的指导思想
“教学活动必须建立在学生的认知发展水平和已有的知识经验基础之上。教师应激发学生的学习积极性,向学生提供充分从事学习、活动的机会,帮助他们在自主探索和合作交流的过程中真正理解和掌握基本的知识与技能和方法,获得广泛的活动经验。”这是开展实践性教学模式研究的指导思想。
2.3实践性教学三法
授课过程中,除了讲解、提问和答疑等常用的方法外,笔者结合《数控技术》课程本身的特点,探索并完善了以案例式教学法、探讨式教学法和现场式教学法为代表的实践性教学三法。
2.3.1案例式教学法
案例式教学法主要是通过列举实例,提高学生临场解决实际问题的能力,引导学生对一些特殊情境进行思考的一种教学方法。
案例教学的目标是让学生像一个真正的老师那样去思考问题、分析问题、解决问题,用综合的观点来审视教育现象,案例答案的不确定性增强了学生面对教学实践中的不可预期性问题的应对策略和能力。通过各种各样的案例演示,学生不仅接触到各种社会现象,而且这些针对性的演练对于学生毕业后走上社会,在经济的大舞台上施展才华无疑具有很强的使用价值。
本文介绍在《数控技术》授课过程中,案例教学法的一个典型应用。如图1所示的切削零件,通过示例,介绍数控编程的基本方法。用螺纹切削复合循环G76指令编程,加工螺纹为M60×2,工件尺寸见图,其中括弧内尺寸根据标准得到。
%2451
N1 T0101(换一号刀,确定其坐标系)
N2 G00 X100 Z100(到程序起点或换刀点位置)
N3 M03 S400(主轴以400r/min正转)
N4 G00 X90 Z4(到简单循环起点位置)
N5 G80 X61.125 Z-30 I-0.94 F80(加工锥螺纹外表面)
N6 G00 X100 Z100 M05(到程序起点或换刀点位置)
N7 T0202(换二号刀,确定其坐标系)
N8 M03 S300(主轴以300r/min正转)
N9 G00 X90 Z4(到螺纹循环起点位置)
N10 G76C2R-3E2A60X58.15Z-24I-0.94K1.299U0.1V0.1Q0.4F2
N11 G00 X100 Z100(返回程序起点位置或换刀点位置)
N12 M05(主轴停)
N13 M30(主程序结束并复位)
2.3.2探讨式教学法
探讨式教学法的实质,首先就在于它不仅是“教”或“学”的过程,而且是一种全体参与的过程。要充分发挥学生的主体性,让他们参与到你的整个教学中去,激发他们的学习兴趣,才能提高教学质量。其次,教学的本质是一种师生交往、交流、互动、对话的活动。在这样的活动中,老师作为一种知识资源出现在学生面前,应成为学生学习的合作者、促进者,而不是教材的代言人。所以教师应该学会在适当的时候设计适当的问题,从而有效地提高学生的学习兴趣,激发学生的学习动机,提高教学效果。
《数控技术》这门课知识点多,相辅相成,完成一个项目需要较严密的逻辑思维能力。在编程学习阶段,可以把学生分为几个学习小组,共同完成。实践的结果表明,在互相讨论又各有其责的学习氛围中,对知识的提高与巩固有很大的帮助,同时也培养了他们的团队合作精神。
例如,在讲授绝对坐标编程和增量坐标编程两种编程方法之前,通过学生讨论,预测出其不同的用法,在这个预测和探讨的过程中,学生已经对两种编程方法的不同有了初步认识。此时讲授起来,学生易于接受,学习的积极性也高。
方法一:用绝对坐标编程
N001 G92 X0 Y18 LF
N002 G90 G02 X18 Y0 R18
F100 S300 M03 LF
N003 G03 X68 Y0 R25 LF
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方法二:用增量坐标编程
N001G91 G02 X18 Y-18 R18
F100 S300 M03 LF
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N003 G02 X20 Y20 R-20 M02 LF
2.3.3现场式教学法
因数控技术本身的特点,要求我们必须做到理论与实践相结合,加大现场式教学力度,突出技术的应用性,并要强调教学内容的可操作性。
对于机床操作教学,应尽可能地让学生多摸、多动机床,尤其是手动(JOG、ING)工作方式,对于缺乏实际经验的学生来说,其效果是显而易见的,而且便于控制手动的安全性。
数控编程是数控机床学习的重点,在了解数控手工编程指令的基础上,可由教师指导学生装夹工作,指明欲加工的内容和将要使用的刀具,用单步运行的方式逐段运行程序,边运靠边讲解,可收到事半功倍的效果。
3应解决的几个问题
3.1学生学习观念的转变
首先,学生应转变被动的学习观念,树立自主学习的理念,增强主体意识和自我建构意识,主动参与教学、积极思考、大胆探究。其次,要加强合作意识和能力的培养,学生之间应建立良好的学习合作关系,沟通交流,共同探究。
3.2教师综合素质的提高
教师本人要具备科学研究和创新的基本能力,而且教师必须站在知识的前沿,用自身的创新成果不断丰富和补充教学内容。教师还应提高教学的专业化程度,组织好研究性课程。
3.3网络教学资源的建设
实践性教学的形式与内容是开放的,因此优质的网络教学资源是实施研究性教学的重要保障。网络教学资源的建设应保证内容丰富、开放和动态,以提供研究性教学需要的资料和信息。教学网站中应当构建一个开放、互动的教学平台,并创建各种虚拟的研究环境,为学生参与和自主开展课题研究创造条件。
3.4数控仿真实践教学
由于数控设备投资较大,并且操作过程具有较大的危险性,通过引入数控仿真教学,使学生在机房能够模拟数控机床加工工件,并且基本上与实践加工现场相似,这既能节约数控实践教学的成本,又满足了大量学生实践能力培养的需求。具体教学过程:运用CAXA、Solid Edge、MASTERCAM等三维软件进行零件建模,并自动生成刀具轨迹和NC代码(或者根据图纸手工编程)后在南京宇航、VNUC仿真软件上进行仿真加工,以验证程序是否正确,同时又能熟悉机床操作面板各个按键的作用;此仿真实践教学过程既体现先进制造技术内涵,又充分培养学生设计、分析和动手操作的能力。
4结束语
作者主要从事数控技术等课程的教学,并主持相关科研活动。多年来,通过实践总结,摸索出实践性教学模式在数控技术教学中的应用。实践性的教学模式,教师应根据课堂教学的学习内容,创设教学情境,提供必要的学习材料,让课堂充满研讨、探究、思考的气氛。在实践活动中,让学生享受把所学的知识运用到生活实际中去的体验感受和乐趣。培养学生灵活运用、解决实际问题、大胆创新等综合能力。2004年,作者获新疆大学《数控技术》讲课比赛一等奖,《数控技术》课被评为新疆大学精品课程,并于2006年申报自治区精品课程,这是实践性教学模式在数控教学领域成功的一个例子。
参考文献
[1]赵庆聪,张键,陈元凤.数据库原理与应用.实践性教学方法研究[J].科技信息,2007,(35):224.
一、中职教学“以能力为本”的教学目标必然体现在教学模式上
教学的功能是学生通过学习获得实际的适应社会生活的多种能力,教学的重点在学生而不是老师,并在此基础上提出“做中学”的模式。随着社会的发展和人才职业素质要求的提高,靠单一的“讲解一接受”或“示范一模仿”模式远不能提高学生的综合水平,故对传统的教学模式要进行改革。由于中职院校强调的是动手能力,针对科目特点可采用以下手段:
(1)环境教学。充分利用具有仿真的职业环境的教学情景,激发学生的学习兴趣和潜在的智能。老师在学生的学习过程中评估学生的表现,纠正学生的错误操作,让学生在学习过程中总结、领悟所学内容,同时,学生在这种学习环境下进行学习,会对加深学生的理解力起到一定作用。这种教学方式我们可用在金工实习方面,其他传统的理论课学习,如PLC及机床电气控制课程、数控加工工艺与编程课程、数控机床故障检测与维修课程等方面都可采用这种方式。例如将数控仿真加工的内容安排在“数控加工工艺与编程”课程之后,使学生在理论上有一定的知识之后,先通过仿真加工达到一定的熟练程度,并完成一般零件的加工(从分析工艺过程、选择刀具、切削用量到选择数控机床、装夹工件、对刀、生成程序),时间为2周。集中时间安排的好处在于学生在不间断的练习过程中,强化记忆,达到熟练操作的目的,同时也为学生真正地上机床操作打下一个良好的基础。
(2)体验教学。让学生在真实的职业环境中进行顶岗实习,通过具体的顶岗操作来直接获得职业的感性知识,培养学生的基本职业素质和职业能力,为就业及角色转变做好准备。这种方式我们可用在毕业实习方面,让毕业生下厂实际锻炼,让企业和毕业生零接触,为毕业生就业提供条件。
(3)合作学习模式。在学生已掌握一定知识与技能的基础上,由老师提出一个小组学习目标,让学生在学习过程中综合运用所学知识和技能,同时培养学生之间合作、协调、沟通的能力。从而使学生积累相关经验,提高技术应用能力,加强人际交往能力。这种方式用在课程设计方面,如老师给一个题目由学生从各方面收集资料,然后将各种资料汇总,从而培养学生之间的合作交流。
同时,在教学方面,可采用现在教学手段,如使用电子教案等。如制图、公差等,可激发学生的学习兴趣,起到好的教学效果。在政治课中由于采用整合思路,使大量的课时被削减,可采用讲座的形式,结合现在社会存在的问题,和学生讨论学习或针对某个案例进行分析,使学生在学的过程中掌握必要的知识。在实习方面,充分利用职业技术学校的特点进行现场教学激发学生的学习兴趣和潜在能力,并在学习过程中获得真实的职业体验使他们能愉快的学习,在个体职业技能和个性得到发展的同时又强调了集体主义教育思想培养了个人责任感和克服困难的信心。进行教学模式的改革不仅有助提高教学的效果,从老师来讲也是提高自身知识与能力的一种手段。可见它的必要性,同时它也是高校发展的必然结果。
二、必须探索“以能力为本”的考核方法
考核是教学的一个重要环节,采取什么样的考核方法是由教学目标来决定的。“以能力为本”的考核方式完全不同于以往的“试卷”的考核方法。这种考核方法是否可以作以下考虑:把理论考核与技能考核结合起来,以技能考核为主;把学校考核与企业考核结合起来;把个人实训考核与集体实训作业考核结合起来;把实训的阶段考核与集中考核结合起来,以阶段考核为主;把实训过程表现考核与实训作业考核结合起来;把考核评分与考核评语结合起来,以考核评语为主;把达标考核与选拔考核结合起来。
关键词:“互联网+”;MOOC;教学改革;机床数控技术
随着计算机硬件、软件技术的日益成熟,以及网络基础设施功能的不断提升,基于计算机技术和互联网功能的“互联网+”促进了教育行业的变革和发展,有效解决了传统课堂教学存在的诸多不足。教育部印发的《教育信息化十年发展(2011-2020年)规划》和《2017年教育信息化工作要点》对高校教师的信息化教育发展提出了整体的部署和明确的要求,旨在提高教师的信息化教育技能,保证教育教学质量,完善教育信息化基础环境建设,加强网络学习空间应用广度与深度,适应“互联网+”时代背景下的教育发展改革要求。[1]MOOC(MassiveOpenOnlineCourse)教育模式,即大规模开放在线课程,又称为“慕课”,是基于连通主义理论和网络化学习的开放教育学而发展起来的新型在线课程模式,具有教学内容丰富、实现方式多样化、学习主动性强等特点,学习者可以基于自身学习需求选择合适的课程,能够有效提升教与学的互动性和开放性。本文以《机床数控技术》课程教学为例,对MOOC教学模式的应用和发展进行深入研究。[2]
一、“互联网+”时代的教育教学特征
“互联网+”就是指“互联网+各个传统行业”,但其并非简单的叠加。《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》指出,“互联网+”通过将互联网信息通信技术与传统行业进行深入融合和演变,实现社会资源的优化配置和集成,促进了社会生产能力水平和创造力水平的发展,是在知识社会创新2.0推动下发展起来的互联网形态演进和社会发展形态。在教育领域,“互联网+”可以面向不同层次和类型的人群提供开放式的优质教学资源,丰富了教学手段和教学模式,优化了教学行为和学习效率,并有效推动了传统“课堂教育”方式向现代“智慧教育”的转变。“互联网+教育”是建立在现代电子计算机与网络通讯技术基础上的一种新型教育形态,它以受教育者为主体,通过多种网络交互方式实现学生、教师与学校之间的联系和通信。[3]“互联网+”时代下的教育并不仅仅是互联网技术在教育教学中的简单应用,而是教育与互联网的深度融合与变革,其主要的特征如下:第一,在“互联网+”时代背景下,教育领域中存在着诸多不同教育层面的跨界交互,并在跨界交互过程中得到了新的教育形态。该模式将教学、课程、考试、管理、考核、就业等教育元素通过互联网有效整合连接为一体,实现教育水平和教学质量的升级。例如微课、MOOC、SPOC(SmallPrivateOnlineCourse)[4]、云端大学、翻转课堂等线上课程教学方式就是“互联网+课程”的典型代表。[5]第二,“互联网+教育”体现了教育的创新性和开放性,并使传统教育模式产生了重要的变革和进步。互联网可以将网络视频、虚拟现实、智能移动通讯、在线语音、云搜索、大数据分析等新技术融合到教育教学过程中,形成不同的创新教育新模式,通过集成丰富的网络资源,构建不同类型的创新性教育众创空间和学习平台。互联网技术的开放性决定了“互联网+教育”模式可以解决传统课堂教育的局限性问题,使教育资源可以走出学校,实现共享。第三,“互联网+教育”可以实现不同教育主体间的关系优化和结构重组,使学习者在充分掌握教育教学资源信息的条件下,具有独立的受教育选择权和教学质量监督权,教师、学生以及教育机构三者之间的作用和角色发生了改变,学习者的主体地位能够得到更充分的体现。“互联网+教育”模式通过为学习者提供多元化的教学手段和共享平台,可以摆脱课堂教学的位置和时间局限性,为实现随时随地与终身学习提供了可能。
二、MOOC教学模式的发展和意义
基于MOOC的开放式在线课程教学模式是“互联网+”背景下实现教育共享化和国际化的重要途径。MOOC的概念是由加拿大爱德华王子岛大学和国家人文教育技术应用研究院于2008年提出的。[6]斯坦福大学于2011年将《人工智能导论》课程免费共享于网络,多达16万名学习者对此课程进行了网络学习,这标志着MOOC取得了重大突破并进入了高速发展阶段。[7]北京大学和清华大学于2013年5月加入了在线教育平台edX,这标志着MOOC教学模式正式被引进中国。2013年7月,上海交通大学与在线教育平台Coursera建立了合作关系,并宣布与北京大学、清华大学等诸多国内高校共同建立中国的MOOC在线教育平台。[8]2014年5月,由教育部创建的中国大学MOOC在线教育平台正式投入使用,为学习者提供了免费优质的知名高校MOOC教育资源。教育部于2015年出台了《关于加强高等学校在线开放课程建设应用与管理的意见》,推动了开放在线课程的进一步认定和推广。随着MOOC发展浪潮在全球范围内的迅速推进,中国的传统高等教育模式面临着重大的挑战,同时也迎来了改革和发展的良好机遇。MOOC教学模式的突出特点是大规模性、微课程性以及分层教学,学习者可以基于自己的时间安排完成学习任务,不受传统教学模式的时间和空间限制。但是,MOOC是无法取代正常教学环节的,其与传统教学模式并非相互矛盾的,而应该是相互促进的。就目前的发展阶段而言,以传统教学环节为主,MOOC教学为辅的教学模式具有更高的教学质量和效率。MOOC在现代大学教育中的意义主要体现在以下几点:1.MOOC教学质量高,教学资源多样诸多世界一流大学都通过MOOC共享优质的教学资源,课程的讲授者往往是学校的教学名师,课程制作精良,教学质量得到了充分的保证,并有利于培养国际化人才。学习者可以根据自己的兴趣,通过互联网移动终端接受跨文化、跨国界的课程教学,有效减少了外界干扰带来的负面影响,提高学习效率,拓宽学习视野。2.MOOC学习成本低,无须缴纳教学费用MOOC基于互联网技术进行在线教学,其注重的是教育资源的共享以及受教育者的学习过程,课程结束后并不提供任何学分和学位,也不需要交纳任何的学习费用,因此极大降低了学习者的受教育成本,有利于推进全民素质教育的进一步实施,真正实现“有教无类”。3.MOOC促进教师队伍提升专业水平素养由于MOOC具有共享性和开放性,来自全球不同地区的学习者都可以通过互联网接受在线课程的教学。教师的教学影响力得到了充分扩大,不再局限于单一的课堂和班级。因此,要求教师队伍进一步提高自身的教学素养和能力,并掌握新的在线课程教学技巧。4.MOOC推动和深化了在线教育创新模式相对于传统的在线教育而言,MOOC强化了教学资源的开放共享与师生之间的互动模式,有利于创造性地开展更深入高效的在线教育策略,克服传统在线教育存在单向传输性和课程多线性,缺乏教学交互性等缺点,对推进教学改革与提高教学质量具有重要现实意义。
三、MOOC环境下《机床数控技术》课程建设
随着数控机床在机械制造行业中的普及应用,数控技术越来越突显出其重要性。《机床数控技术》课程是机械工程专业的必修课,教材选用陈蔚芳教授与王宏涛教授主编的《机床数控技术及应用(第三版)》,具有课程内容丰富,涵盖知识面广,理论性和实践性强等特点。[9]该课程主要包括数控技术概论、数控加工程序编制方法、计算机数控装置、数控机床的运动控制原理、数控机床的检测装置、数控机床的伺服驱动系统、数控机床的机械结构与装置、分布式数控技术(DNC)、柔性制造系统(FMS)等几个模块,如图1所示。其中,课程的核心内容主要包括数控程序编程方法、数控插补原理以及数控机床伺服驱动系统。如图2所示为《机床数控技术》的MOOC课程建设思路,具体描述如下:制作、搜集并整合相关课程资源,包括课件、视频、音频、图片、动画以及相关的拓展知识网站链接等,以不同章节的知识单元为主体,进行知识点的碎片化处理,并根据课程体系进行系统地整合化处理,然后将课程资源于MOOC在线平台中,使学生能通过网络移动终端进行自主选择和学习课程资料。以“数控机床的运动控制原理”章节的难点“数字积分法(DDA法)圆弧插补”为例。在传统课堂教学中,教师对插补的原理以及课本插补例题的讲解往往占用大部分的课堂时间,导致学生独立思考和练习的时间被压缩,无法深入了解数字插补本质原理。为了解决这一问题,可以利用MOOC在线平台,共享相关课程资料。对于难点部分,学生可以结合课件、视频、动画进行反复的学习,并结合MOOC在线插补仿真软件,进行任意圆弧的插补过程的推导和验算,真正了解DDA插补运算的本质。学生完成在线课程学习以后,可以通过MOOC在线考核模块对自己的学习效果进行实时的独立测试,及时发现自己学习的不足和问题。试题由题库自动随机生成(包括数控概念选择填空题、主观数控编程、插补过程分析、数控机床核心部件设计等),并设有考试时间限制,保证考试内容与结果的合理性与代表性。考试结束后,MOOC在线评估模块会根据考试的结果输出学习效果报告,教师根据效果报告评估学生对知识点的掌握程度,以及在线课程的优缺点,并对教学内容进行具有针对性的调整和补充。MOOC在线教学平台可以通过交流讨论模块,实现教师和学生之间的实时与非实时互动交流。教师可以通过在线答疑、群体讨论、头脑风暴等方式了解学生的学习进度和问题,并调动学生的学习积极性与主动性,学生可以通过与教师的交流,解决自己在学习和测试过程中所遇到的难点和问题,更全面、准确地掌握课程内容相关知识点,并将自己的学习心得和经验总结推送到交流讨论模块中,提供给教师与其他学习者进行参考。MOOC在线教学平台的顺利推广需要政府、学校在政策和资金上的有力支持,推出合理的MOOC建设激励机制,并配备制作课程资源与维护平台运行所需的硬件设备和专业软件。此外,为了提高学生的动手实践能力(如数控机床编程与操作实践),应建立实训中心基地和实践平台,保证理论学习与实践相结合。
四、结论
在信息大爆炸的时代背景下,基于计算机网络技术的教学改革势在必行。本文讨论了“互联网+”时代背景下的MOOC教学模式对教育发展的影响与意义,并以《机床数控技术》课程为例,讨论了MOOC开放在线课程的建设思路和基本方法。MOOC适应了当代高等教育大众化的发展需求,有利于实现优质教学资源的共享,提高学习者的学习兴趣和效率,促进传统教育的创造性变革和发展。
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