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序论:在您撰写数控编程入门教学时,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。
(一)该课程项目的设置内容根据“数控铣床编程与加工”课程教学大纲的具体要求,将需要掌握的知识和技能目标按照先易后难、循序渐进的设计思路,将整个教学内容分成了5个模块,每个模块中又设置了若干个课题,具体的项目设计内容如图1所示。从图1可以看出,“数控铣床编程与加工”课程的项目设置,主要是按照学生学习数控铣床编程与加工的入门与升华过程进行规划和设置的。模块一的学习目标主要是让学生对数控铣床有个感性的认识,让学生了解并熟悉数控铣床的基本结构和基本操作,熟悉数控铣床的安全操作规程和基本养护知识;模块二的学习目标是在模块一的基础上,通过几个具体加工项目的实施,让学生掌握数控铣床的基本加工技能和简单的走刀编程(不带刀具半径补偿),重点在于走刀路线的设计和节点坐标的计算;模块三是在模块二的基础上,根据零件的标准外形与结构特点,分为外形轮廓、型腔以及孔类零件的加工三大部分,引入了学生学习编程入门时比较难掌握的刀具半径补偿问题;模块四是针对特殊的零件结构形状,在前面三个模块的学习基础上,学习特殊的编程指令(如子程序、镜像、坐标旋转、极坐标等),能熟练应用这些指令进行综合编程与加工;模块五属于综合项目,侧重考查学习的数控综合编程与加工能力,培养学生达到数控铣床中级工的水平。
(二)该课程项目设置的教学情况分析该课程的项目设置完成后,通过对各个项目近几年的教学实施状况和学生调查反馈结果分析,得出以下几点结论:1.项目的设置难度比较合理从近两年的学生学习掌握程度来看,本课程的教学项目难易度设置比较合理。项目的实施流程是按照从入门到初级,从初级到中级进行规划的,学生在学习中能充分体验到由简入难、由低到高的学习过程。每个学习阶段中课题的设计也充分考虑到学生的理论水平和学习能力,每个项目的难易度设置都是按照循序渐进的方式进行分布的,比较科学合理。2.项目的产品设计比较单调,对学生的吸引力不够从学生座谈的反馈情况来看,学生对于每个项目产品的设计认可度不高,特别是每个项目所设计的产品比较单调。学习初步阶段,出于对学习数控加工技术的兴趣考虑,学生的学习积极性十分高,但随着知识的慢慢掌握和积累,学生对于加工产品的美观和欣赏性也越来越高。目前设计的大部分零件图纸都是比较单一的,学生在学习中除了反复编程与加工操作外,对于所加工出来的产品没有太大的成就感,后期的学习动力下降明显。3.项目产品之间缺乏系统性的联系,没有形成统一的整体项目与项目之间,除了对所需掌握的理论知识和操作技能要求有所关联外,每个项目的产品都是独立设计的,缺乏整体的设计与规划,产品相互之间没有形成有机的整体,这与欧洲职业教育发达国家倡导的“以综合产品加工为载体的一体化课程”设计理念差距明显,这就需要对所有的教学项目进行重新设计和统一规划,使每个产品变成一个零件,所有的零件最后能组装成一个产品。
二、整合实践
(一)教学项目整合的初步实践针对本课程教学项目设计的不足,对模块二中的前三个项目,即“长方体六面铣削”“直线沟槽的铣削”和“圆弧沟槽的铣削”,见图2,进行了整合实践。通过对上述项目的知识和能力目标分析可知,项目一主要让学生掌握六面体铣削的工艺流程;项目二主要让学生学会使用G00、G01指令编写直线的走刀程序;项目三主要是让学生学会使用G00、G02、G03指令编写圆弧的走刀程序。根据上述学习目标要求,充分考虑到学生的学习兴趣,将这三个项目整合成了一个实用性比较强的项目——“麻将牌中‘条’与‘饼’的制作”,见图3,该项目涵盖了六面铣削、直线与圆弧沟槽的编程与加工等内容。从项目的教学实施情况来看,学生对于这样的产品加工兴趣非常浓厚,通过对不同学习小组设置不同的麻将牌制作任务,使各小组之间形成了一种良性的竞争,各组同学都十分重视产品的质量和美观性,这对于培养学生的质量意识和团队精神具有十分重要的促进作用,学生的成就感也得到了一定的满足。
(二)教学项目整合的进一步思考在对本门课程中的几个项目进行整合实践后,课堂的教学效果得到显著提高,但这仅仅是课程改革和实践的一小部分,后期还需要对整门课程的项目进行整合探究和实践,甚至可以延伸到整个专业课程体系的整合改革。首先,关于这门课程的项目整合,主要思路是设计一套较为复杂的零件图纸,用于贯穿这门课程的全部教学之中,每个零件的加工为一个子项目,在完成所有零件的加工后,可以将其组装成一个产品,即为一个大项目。因此,“数控铣床编程与加工”课程的教学过程,就完全转化为“以完成某个产品加工与装配”的任务驱动教学过程,需要学生在这个任务的完成过程中,不断地学习所需的专业知识和专业技能,形成一种“现学现用”“所学服务于所用”的教学理念。关于这个大项目的设计和规划,需要在教学实践中进行探索与创新,并在实施过程不断完善,最终让这门课程的教学转变成以综合产品加工(如卡车模型、农用拖拉机模型等)为载体的项目教学。最后,参照这门课程的教学项目整合思路,可以将整个数控专业的课程体系也进行项目划分和整合,每门课程就是一个项目,所有的项目合在一起就形成了一个专业课程体系。而这些以项目为载体的课程教学都是基于某个产品的生产过程进行设计的,所有的理论知识和操作技能都是为了这个产品的生产而准备,这也是近年来职业教育改革中提到的“以典型工作任务为载体的一体化课程体系”。
三、结论
关键词:数控技术;教学方法;数控编程与操作
中图分类号:G718文献标识码:B文章编号:1672-1578(2013)07-0274-02
随着科学技术的飞速发展,数控技术在机械制造领域日益普及与提高,各种类型的数控机床在生产中得到越来越广泛的应用。企业之间的竞争已由物质资源的竞争转化为人力资源的竞争,对人才培养的目标也从知识型向能力型的转变,创新意识和工程能力的培养也已经成为实习训练的核心。如何培养高技能人才的问题就摆在了中职院校的面前。
数控专业如何让学生真正学会和掌握加工的工艺知识和编程技巧就成为教师的一大难题。在我们的教学实践中,解决这些问题,需要针对数控加工工艺知识、数控编程以及实践环节,在教学中采用合理的课程体系作基础,靠系统的教学环节作保证,因而提高学生实习质量显得尤为重要,以下是我在数控实习教学中为提高教学质量进行的一些创新措施。
1.合理安排教学步骤,确保实习教学时间
实习课首先要保证学生的操作教学时间。以往采用的是讲练结合模式教学,是传统的大班教学模式,学生实习时间短,能真正学到的东西很少,再加上学生文化基础薄弱,自控能力差,实习设备较少,师资力量不足,实习教学效果可想而知。根据这些情况,我将班级分成几个小组,根据机床的数量及"差优搭配"原则分为4-5个小组。采取了融理论与实践于一体,循环往复,滚动式前进和螺旋式提高教学步骤,在教学过程中,形成了小模块、大模块反复进行运转过程。这种安排在不改变原有教学课时的同时使每位同学的有效实习时间大大增多,保证了同学们在实习期间掌握教学计划内容。
2.合理设计实习内容,把握教学的每一个环节
在教学实施过程中,按照以学生为主体,教师引导为辅的原则。我在实习的第一课先给学生介绍课程与生产的关系,让学生对课程产生兴趣,然后在进行几个环节:
2.1入门指导:先由教师用数控机床加工一件零件进行演示,让学生对数控加工过程有一个感性认知,进行入门指导。激发学生的学习兴趣,在进行完加工演示后进行理论知识讲授。
2.2新课讲授:是使学生掌握新知识和新技能,主要讲授数控机床的组成,手轮,工作原理代码,加工工艺和编程知识,教师要条理清晰,语言简洁,重点突出,让学生知道应掌握什么和怎样掌握。
2.3操作演示:这是实习教学的重要步骤,通过它学生可以具体、生动、直接地感受所学的知识,在教师的指导下,由学生进行自编程序,获得感性知识,加深对所学内容的印象,把理论知识和实际操作联系起来。在进行示范操作时要动作熟练、准确,重点部分应提醒学生指导问题所在,难点部分课边示范边讲解,分解动作与整体动作要很好地结合,充分调动学生的学习兴趣和积极性,引导学生提出问题,调动兴趣后再引导它们通过实习练习去解决问题。
2.4结束指导:是指教师根据学生在操作过程中对基本技能的掌握程度进行总的评估。在这一环节中要注意把学生的感性知识提升到理论性认识,帮助学生把实践经验进一步提高,形成技能。编写训练报告应特别注意引导学生认真总结在实习过程中积累的经验、观察的结果及操作的效果,启发学生找出规律,把握技巧,做出结论。
3.教学方法与手段的改革
教学内容是围绕工作任务展开,教学过程模拟工作过程,化难为易,化繁为简,化深为浅,并将其融合于实践教学中,将理论知识掌握和操作能力培养同时进行,促使学生因操作需要产生学习理论知识的动机,有利于提高学生学习的兴趣和主动性,较好地解决了理论教学和实践教学脱节的问题,减少了理论课与实操课之间的知识重复。教学中可以充分利用现代教学技术手段,通过授课课件、动画、录像等,多视角呈现,形象地展现走刀路线,加工过程等,使得教学直观,易于学生理解和掌握,调动学生学习的兴趣,提高听课的效率和积极性。
4.充分利用数控模拟软件
数控实习课是一门实践性很强的课程,可学校的数控机床数量有限,因而改善和提高数控实习的实习环境,使学生能学练结合,就成为数控教学的一个难题。
数控仿真加工系统可以实现数控机床零件加工的全过程。因此我就选定了一种能在计算机上进行手工编程和自动编程、并能动态模拟加工轨迹、与数控车床有良好接口的数控模拟软件。数控模拟软件,可以逼真的仿真加工现场:机床型号和系统都可以按要求设置,可以仿真与现场同样的屏幕配置和功能,实时地解释NC代码并生成机床进给指令;提供与真实的CNC机床类似的操作面板;提供视图放大、缩小功能的设置;帮助功能(碰撞、过载);使用对话框可以方便的进行刀具和功能的设置;可以同时显示刀具与偏移路径;NC校验功能;代码向导功能;帮助功能……所有这一切都使数控实习学习更加容易很好地解决了数控机床数量不足的问题。
我就充分利用数控仿真模拟这一特点,结合多媒体广播给学生演示加工过程,然后利用练习模式进行强化训练,把书本中抽象、笼统的理论变为形象、具体、针对实物的感官印象,使学生在动手的过程中不知不觉的提高了对书本相关知识要点的理解力,激发了学生的学习兴趣和积极性,从而较快的提高成绩,增强自信心,变学生被动学习为主动学习。在进行数控机床基本操作训练时,我还利用仿真软件让学生通过教学网络观看教师的操作过程并进行练习,保证每个同学有充足的时间既可以自主学习,避免了初学者直接上机床进行操作可能出现的撞坏车刀、损坏工件与机床、浪费材料等现象,又有效地解决了机床台套数不足的难点。
5.实操练习
前面所做的工作大多都是在计算机上进行的模拟操作,学生很难和实际的加工联系起来。在老师的指导下,在数控机床上进行工件的加工时必不可少的,练习要贴近实际,鼓励学生加工出合格的工件,培养学生的动手能力,丰富了专业理论的知识。让学生到车间进行数控生产技能的实习,可以展示学生的能力,主动争取社会的认可,扩大学生的就业通道。
在数控实习教学中会遇到各种各样的困难,这就需要我们克服困难,充分利用现有资源,创造条件,把数控操作实习开展好。只要学生的技术水平得到提高,实习效率也就必然提高。只有进行课程改革,才能克服以前老套教学中的问题,才能创造更好的学习环境培养出高技能的人才。
参考文献
一、课堂教学和实习教学分开的弊端
一是理论和实习教学不在同一场所,教学课题在时间上很难同步,出现教学内容脱节、学生早学易忘等现象;二是理论和实习教师不由一人担任,学生不能将理论和设备的操作过程紧密有机结合,教学质量及教学效果差;三是理论教学方式单一,造成学生难学、难懂,甚至厌学;四是课程实践性强,理论教学时不能进行示范性操作指导,也不能动手演示。例如,理论教师在黑板上讲授车刀的对刀方法和程序子菜单时,学生就很难接受和理解;五是理论教学和实习教学的数控操作系统不统一。
二、一体化教学的必要性
一体化教学是由同一位教师承担,在教学场地、教学内容、专业理论教学与实践技能训练上融为一体,更好地将理论与实训有机的结合起来,提高教学效果。例如,在讲授编程指令(G00、G03、M03、F50与F200差别等)时,边演示边讲授,学生一目了然,很快就掌握了常用的编程指令。因此,理论实习操作一体化是必要的,是目前提高学生技能的必然趋势。
三、一体化教学的可行性
一体化教学对教师提出了更新更高的要求,教师必须是双师型。在目前的情况下,大多数学校都创造了条件,具有一定的可行性:一是我校对数控设备投入较大,配备了数控车床、加工中心、线切割、数控铣床,在设备的数量和实习工位上基本可以满足教学需要。二是经过引进和培养,拥有了一批数控专职教师,在师资力量上符合要求,可以胜任一体化教学。
四、一体化教学重点环节安排
1.理论与实习时间安排
在一体化教师比较紧张的情况下,可由一位教师任2个班级二门专业课程,但应该安排2个班级同时实习,1个班级进行普通车床实习,另1个班级进行数控车床实习,解决教学时间上的矛盾。
2.《车工工艺学》和普通车床教学安排
(1)要求学生理论联系实际,掌握一定的普通车床操作技能,基本达到中级车工水平,积累了刀具刃磨、切削用量及操作技能等方面的经验,为数控实习奠定基础。
(2)一体化教学重点:车削入门及基本原理,车床操作、刀具的角度与刃磨、工件的校正和测量练习,车削外圆、端面、阶台和钻孔,普通机床一级保养,切断和车沟槽,车削圆锥面,钻、镗、铰圆柱(锥)形,复合作业,车削螺纹。
3.《数控车床编程与操作》与数控实习教学安排
(1)一体化教学要求:数控仿真教学软件讲授编程方法与技能,掌握西门子、广州数控等数控车床操作系统,重点是掌握华中世纪星、法那克操作系统、编程指令和操作方法,能独立编程并完成较复杂零件的加工。
(2)一体化教学重点:数控加工原理和基本知识,数控机床结构讲解与见习、各系统对刀原理,编程指令讲解与实训,各系统面板的熟悉,对刀方法及一般轴类、套类、盘类零件的编程加工(实训操作)。
兴趣是最好的老师,是推动学生学习的强大动力。兴趣使人们对客观事物产生一种积极的认知倾向,推动人们去探索新的知识,发展新的能力。托尔斯泰说过:教学艺术的本质不在于传授本领,而在于激励、唤醒和获得积极的体验,从而使兴趣潜移默化地转移到学习上来。因此提高学生的编程能力,首先应从培养学生学习数控专业知识的积极性着手。
(一)入门引导
掌握入门知识是学好数控编程能力的基础。掌握数控机床的定义、数控编程特点、加工中心的定义、加工中心的编程要求、程序的结构与格式及数控机床的坐标系等编程基础知识,是学生学好数控的前提。
(二)示范激发兴趣
数控是一门系统性很强的学科,知识间的内在联系十分紧密,因此要让学生重视知识形成过程,让学生积极参与到过程中,充分发挥他们的学习主体作用,这样一方面能加深他们对知识的理解,使教学过程更符合学生的认知特点,另一方面他们的思维能力能得到训练,主观能动性能得到提高。比如,在讲解数控铣床工件坐标系的建立时,先了解机床坐标系的建立,为什么要建立,再讲解工件坐标系的建立。操作机床示范对刀方法,机床X、Y、Z轴正负方向的选择,让学生观察,再依次让学生进行示范练习的步骤。了解工件坐标系建立时对刀的注意事项,容易出现的问题,最后教师总结。学生经过反复练习,动手能力增强,对数控知识产生兴趣,就能对学好数控编程树立信心,激发学习兴趣。
二、利用考试锻炼学生的编程能力
在实习教学中,一台机床一般安排三四个学生,这种做法有利有弊。在学生刚到数控机床实习场地实习时,这种做法是有利的,因为学生对数控机床的操作和编程不太熟练,在实习过程中难免会出错,学生之间能互相帮助、互相指导,从而提高实习教学的安全系数,也能使实习效率提高,但久而久之,学生就会产生依赖思想,尤其是一些动手能力差的学生,在实习中会利用别人编制好的程序来加工练习件,而这一现象老师很难发现。老师除了要指导学生实习,还要指导学生完成一定的生产任务,虽然实习课题加工完成后,老师都会要求将使用过的程序删除,并且经常去学生练习的机床上去为其删除程序,但总会发现个别学生不经常到机床上去编程,可是练习件却完成了。
我在数控铣床实习教学实践中,在学生对数控铣床的操作和编程基本熟悉后,按正常的教学方式先完成几个课题练习,之后不定期对学生进行考试,将课题图画在黑板上,要求学生全部到教室里进行编程,限制时间,完成后将卷子收上来。这样做一方面能锻炼学生的编程能力,另一方面也能使教师准确掌握学生的实际编程能力。在检查学生编程卷子时,不正确的程序、指令、容易出现的问题等一一用笔勾画出来,在下一堂课上有针对性地指出学生在编程中存在的普遍问题和错误的原因所在,掌握每个学生对所学知识的理解程度,在教学中做到有的放矢。在刚采用这种方式时,个别学生因为自身原因,程序会出现很多问题,教师可根据具体情况,对他们进行辅导,耐心讲解,找到问题的所在。经过多次考试,反复训练,学生的编程能力就会大大提高。
三、利用产品加工锻炼学生的编程能力
生产实践是专业技术发展的起点和终点,各种技术开发本身就是与生产过程紧密结合的,解决实际问题的能力只有在实际工作中才能得到提高。实践对于知识的理解、掌握和熟练运用起着重要的作用,眼过千遍不如手过一遍,亲自动手编过的程序才会更好地理解和运用。因此产品加工是实习教学的重要内容之一,同时也是锻炼学生编程能力的重要方法。在平时的实习教学中,练习的课题类型较为复杂,大多为综合件,尺寸较多,如果其中只有一个尺寸不合格,而其他尺寸都符合要求,则该课题及格不成问题。但产品加工不一样,只要一个尺寸不合格,该零件就是废品。针对这一实际情况,在做练习件时就要向学生逐步灌输产品质量意识,使学生养成良好的操作习惯。这样在加工产品件时学生就会有压力,在操作过程中会更加谨慎。当然,刚开始让学生加工产品时要选择精度要求不高的零件,并适当缩小其公差值,作必要的指导,当学生达到一定水平后,再加工精度要求较高的零件。产品加工会使学生进一步提高编程能力。
总之,要提高学生的编程能力,首先要培养提高学生的学习兴趣,在理论教学中采取切实可行的教学手段,在实习教学中重点结合产品,为提高学生编程能力奠定坚实的基础。
参考文献:
[1]赵正文.数控铣床/加工中心加工工艺与编程.中国劳动社会保障出版社,2006.
关键词:数控车削加工 一体化课程 教学改革
1 课程改革的必要性
对于数控加工专业而言,在传统的学科式课程体系中,一般是先上完《数控技术》和《数控加工工艺与编程》等专业理论课,再安排《数控加工实训》等的实训课程,这种课程模式存在的不足之处有理论课和实践课知识结构较单一,课程之间的知识有重复,且理论学习脱离实践活动,需要学生具有很好的抽象思维和擅长先理论后实践的演绎式学习方式。但这种学习模式恰是中技学生最不擅长的,他们对脱离实践活动的理论学习有很大困难,造成学生难学、难懂,甚至厌学,教学质量和教学效果不理想。因此,应对课程进行一体化教学改革,以切实提高人才培养的质量。
2 课程改革的理念
所谓工作过程是“在企业里为完成一件工作任务并获得工作成果而进行的一个完整的工作程序”。理实一体化教学是将专业理论知识、专业技能和对学生的职业素养的培养进行合理整合,融为一体,充分调动和激发学生学习兴趣的一种教学方法,符合当代技工院校学生的学习特点。
基于工作过程的“零件的数控车削加工”理实一体化课程教学改革就是将数控加工工艺、数控程序编制和数控机床操作进行有机融合,以国家职业标准和岗位需要为依据,以综合职业能力培养为目标,以典型、真实的产品为载体,以学生为中心,根据典型工作任务和工作过程设计课程内容,按照工作过程的顺序和学生自主学习的要求进行教学设计并安排教学活动,将“工”和“学”结合在一起,实施理实一体化教学,让学生通过完成一项项工作任务,并以职业人的身份在工作的过程中学习,从而获得专业知识和技能以及职业意识和方法。
3 课程改革的具体实践
3.1 以综合职业能力为主线,确定课程目标
“零件的数控车削加工”课程是广州市高级技工学校模具数控专业的核心课程之一,对学生综合职业能力的培养起着重要的支撑作用,因此课程目标的确定除应体现对学生专业能力的培养外,还应体现对学生职业能力的培养。例如:“能按照车间安全防护规定,正确穿戴劳保用品”,可培养学生的安全意识;“能按车间现场管理规定,正确放置零件,并送检”,可培养学生的规范操作能力;“能对零件进行自检,并判断是否合格”,可培养学生的质量意识;“通过查阅资料,能表述零件的用途和功能”,可培养学生的自主学习能力;等。
3.2 以数控车削加工的典型工作任务为线索,设计课程内容
3.2.1 教学载体的选择和学习情境的确定
一体化课程的教学内容是通过学习情境来反映的。学习情境是用于学习的“情形”和“环境”,它在工作任务及其工作过程的背景下,将理论知识、实践技能与实际应用环境结合在一起的“小型”的主题学习单元。因此,应从典型工作任务出发,寻求主题单元的载体来设计教学内容。
数控加工的典型工作任务是不同类型零件的加工工艺和程序编制以及加工实施。因而在设计教学内容时,应以车削加工的典型零件为载体。经与企业实践专家的研讨和论证,遴选5个典型的真实产品作为教学载体,分别是:导柱(阶梯轴件)、定位套(阶梯套件)、把手(螺纹轴件)、螺套(螺纹套件)、气缸连接头(螺纹轴套件),形成了涵盖“国家职业标准”中级数控车工水平的、难度呈现螺旋式上升的产品加工案例集。
在确定典型工作任务的基础上,确定数控车削加工工作任务中涉及的理论知识和实践知识,剔除学生已具备的知识或重复的内容,最后确定学习内容。
根据载体的遴选结果和确定的学习内容,本课程设计了6个学习情境,分别是:
①认识数控车削加工;
②导柱的数控加工;
③定位套的数控加工;
④把手的数控加工;
⑤螺套的数控加工;
⑥气缸连接头的数控加工。
其中,学习情境①是模拟学生在实习期刚进入企业车间岗位后对数控车床的结构、操作面板等进行学习,在师傅的指导下对数控车削加工形成初步认识;学习情境②至⑥是基于真实产品的项目教学,难度呈递进关系。
3.2.2 以工作过程的顺序来设计学习情境的教学环节
3.2.2.1 以工作过程的顺序来设计学习情境的教学环节,使学生在工作中获取专业知识和技能以及工作经验。
对于数控加工而言,“编制数控加工工艺”、“编制数控程序”以及“零件加工”是工作的流程和主线。在教学中,以六步法“资讯、决策、计划、实施、检查、评估”为参照,采用与生产工艺同样的工作流程,将每一个学习情境分解为“零件的工艺性分析、制定工艺方案、编制程序及仿真加工、现场数控加工、零件的检测与质量分析、工作总结与评价”6个教学环节,进行教学过程设计及实施,让学生在“做中学、学中做,做学合一”中获取专业知识和技能以及工作经验;同时在内容安排上以工作过程为主线,将学科体系中的单一课程结构,将公差、材料、数控编程、数控加工等相关知识融入到整个教学过程中。
3.2.2.2 采用“先做后学”的方式来设计入门学习情境②的教学环节,以降低学习的难度,引导学生入门。
中技学生的实践学习强于理论学习,喜欢动手。由于“编制数控加工工艺”和“编制数控程序”两个工作涉及的理论知识多、实践性强,而“零件加工”的技能性强,因此在入门教学中如果采用正向工作流程来实施教学,学生难以理解,教学效果不理想。但如果采用“先做后学”的理念,反其道而行,逆向安排入门学习情境②“导柱的数控加工”的学习环节,可以降低学习的难度,引导学生入门,具体安排为:①明确工作任务;②仿真加工;③现场加工;④零件的检测与质量分析;⑤零件数控加工工艺与数控程序的学习;⑥工作总结与评价。此安排的目的有两点:一是让学生在入门时,先学习“零件加工”,通过“做”来熟悉数控车床操作加工零件的基本过程和方法(不要求学生会编工艺和程序,零件的工艺文件与数控程序均由教师提供,且数控程序已录入到数控车床中),然后再来“学”数控工艺和数控程序的编制,由于有了操机的实践知识和经验,学生可以更容易学习理解数控工艺和数控程序的知识,;二是在“现场加工”前安排“仿真加工”,是为了加强实战前的演习,提高安全性,减少出现学生在初学时直接在数控机床上操作可能出现的撞坏刀具或机床,甚至因操作失误对学生造成人身危害的现象。
3.2.3 课程学习考核评价设计
课程学习考核评价不是选拔赛,甄选优等生,而是为了每一个学生的提高与发展。本课程改变传统评价方法,注重学生学习的过程评价,引入企业质量评价方式,建立过程性评价与结果性评价并重的评价体系,提升学生的职业素养,措施包括:①结合“国家职业标准”,数控车工(中级)的考核成绩就是课程成绩,不再设课程考核;②在“现场数控加工”的学习活动环节中,引入企业的《自检记录表》让学生对自己的工作成果进行检查,树立在加工过程中的质量控制意识,如表1所示;③在“零件的检测与质量分析”学习活动环节中,引入企业用于质量检验和控制的《QC质控表》,作为检验学生操作结果的评价方式,由学生担任质检员,对他人的工作成果进行组内互检,培养学生的产品质量意识,如表2所示;④在 “工作总结与评价”学习活动环节中,借助《工作过程自评表》,引导学生反思自己的工作过程是否做到了规范操作和安全操作,引导学生关注自己的工作习惯、工作态度和工作纪律,以加强职业素养养成的培养,如表3所示。
3.3 教学实施
在教学过程中,始终贯穿以学生为主体、教师主导的原则来实施理实一体化教学,并随着学习的推进,采取“手把手、放开手、育巧手、手脑并用”的教学方法,即第一、二个情境由教师“手把手”地教,学生对知识进行简单复制;从第三个情境开始,教师的示范逐步减少,而学生的自主学习逐步增多,教师可以“放开手”让学生发挥自己的聪明才智,这样不仅能培养学生的职业技能,还能培养学生的自学能力、创新能力和可持续发展能力。在教学过程中,还采用“分组实施”的方法,给每个学生分配了一套模拟仿真设备,每5位学生一台实际加工设备,实行轮换操作、分工合作;采用角色扮演法,将学生分成5人一组,分别担任生产主管、数控工艺员、数控编程员、数控操作员、质量检验员,进行分工协作(每完成一个零件的加工,小组成员即更换角色),培养学生团队协作精神以及合作和交流能力,提升学生的职业素养。运用多媒体、仿真及实践教学等手段,合理设置问题、引导学生积极思考,教师解惑答疑;通过课堂讨论、PPT总结报告等方式,总结、归纳学习内容及成果。
4 结束语
教学实践表明,该课程教学改革提高了学生的学习积极性,学生的技能水平以及职业意识和职业素养相比以往有了较大的提升。但在教学的实践过程中,也有一些问题需要继续深入思考,例如:课程强调“做中学”,并以“做”为核心,必然要在一定程度上削减理论知识,这可能影响学生的可持续发展。
参考文献:
[1]赵志群.职业教育工学结合一体化课程开发指南[M].北京:清华大学出版社,2009:6.
[2]李木杰.技工院校一体化课程体系构建与实施[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2012:129.
[3]马明娟.基于工作过程的理实一体化教学探索[J].职业教育研究,2014(2).
关键词: 做中学 数控机床操作实训 教学实践
“做中学”是一些教育者根据自身实践经验,共同倡导的一项“基于动手探究的科学教育”的项目,旨在提高学生的实际动手能力,培养科学的思维方式和生活方式。“做中学”在高职数控机床操作实训中,通过理论联系实践,以在工作中学习为切入点,倡导一种全新的学习方式,是高职数控实训教学研究与改革的极其重要的发展方向和趋势。
一、“做中学”教学的必要性
1.“做中学”的特点
“做中学”是一种让学生在实际操作过程中学习知识、掌握基本技能的教学手段,以实际动手的方式学习课程。这种教学方法以学生操作为主,讲究师生互动,让学生在实际动手过程中积累知识和经验。与传统教学方法有所不同,“做中学”强调以学生做为主,改变了以往教学中强调以老师教为主的概念,促使学生主动思考,大大强化了课堂教学效果。
2.数控机床操作实训的特点
数控是目前高职院校最热门的专业之一,在机械制造业中应用特别广泛,是数控、机制、模具专业学生都要学习的实训内容。数控机床操作实训是一门专业的实训教学课程,主要讲述如何利用数控机床加工高精度的机械零件,如何编程,如何正确选择刀具,如何合理使用切削用量,具有较强的操作性,是比较适合“做中学”的教学方式。
3.传统教学方法的缺点
目前大多数实训课程教学中,教师仍以理论讲解为主,虽然也有一些实验,但机床少,学生操作的时间不多,一些内容老师讲起来枯燥乏味,调动不了学生的学习积极性。可在“做中学”中尽量调动学生的学习积极性,在做的过程中掌握数控中各个指令的使用方法,达到最佳教学效果。
二、“做中学”在教学中的具体操作
在高职数控实训“做中学”的课堂上,教师精心创设问题情境,让学生面对真实的操作环境,根据教学内容的设计,在数控机床上操作。在操作过程中,学生提出问题,并思考讨论。
数控机床操作实训是一门专业课程,本课程彻底改变了以前教学中的“以讲为主”的教学模式,整个教学模式都围绕“做中学”安排。下面就教学的课程性质和任务、教学内容与学习评价三个方面作介绍。
1.课程的性质和任务
(1)课程性质
本课程是数控专业的一门重要专项能力训练的实践教学课程。
(2)课程任务
学生通过《数控机床操作实训》课程的学习,了解数控机床操作的基本要领和基本知识。熟悉安全操作规程及程序编制方法。正确操作数控机床加工简单的零件及使用量具调整尺寸误差。掌握循环指令的编程加工及尺寸的修调方法。掌握圆柱、端面切削循环的编程加工。掌握螺纹(圆柱)的编程加工。编制程序中的数学处理,非圆曲面的加工。掌握宏程序的编程加工。
2.课程的教学内容
(1)入门指导
①数控机床的简介。
②数控机床操作面板的介绍及操作。
③数控机床的坐标系及工件坐标系。
课堂练习及测试要求:熟悉数控机床基本操作,熟练掌握机床按钮操作,会建立工件坐标系。
巡回指导:重点是机床各按钮的操作,注意超程报警。
(2)台阶外圆的加工
①台阶外圆的编程及加工。
②刀尖圆弧半径的补偿。
③加工工件表面质量的提高。
课堂练习及测试要求:加工台阶外圆,会编程加工台阶外圆并提高工件的表面质量。
(3)圆弧外圆的加工
①圆弧指令的格式及编程。
②尺寸误差的消除。
③圆弧外圆的编程及加工。
课堂练习及测试要求:加工圆弧外圆,会用修改刀补值的方法消除尺寸误差。
巡回指导:注意加工工件的尺寸要符合图纸的要求。
(4)圆柱切削循环(G80)
①G80的编程格式。
②工件图的分析。
③工件的编程及加工。
课堂练习及测试要求:掌握大余量工件车削中单一循环G80的运用。
巡回指导:重点注意编程的格式。
(5)端面切削循环(G81)
①G81的编程格式。
②工件图的分析。
③工件的编程及加工。
课堂练习及测试要求:掌握大余量工件车削中单一循环G81的运用。
巡回指导:重点注意编程的格式。
(6)圆弧阶梯轴的加工
①复合循环指令G71、G73的指令格式。
②圆弧阶梯轴的编程及加工。
课堂练习及测试要求:熟练掌握复合循环指令G71、G73的运用。
巡回指导:注意G71、G73指令格式中各参数的选用。
(7)螺纹(圆柱)的加工
①三角螺纹各部分尺寸的计算。
②三角螺纹的编程。
③三角螺纹的加工。
④三角螺纹的检验。
课堂练习及测试要求:熟练掌握三角螺纹的编程及加工。
巡回指导:注意螺纹中径尺寸的计算要正确。
(8)椭圆宏程序(中心在轴线)
①宏程序的基本使用方法。
②椭圆加工计算。
③中心在轴线宏程序的编制。
课堂练习及测试要求:熟练掌握宏程序的编制,会加工椭圆零件。
3.学习评价
《数控机床操作实训》课程成绩评价表
三、“做中学”的教学效果
[关键词]传统教学;实践操作;数控专业教学;数控加工;仿真;操作编程
[中图分类号]G712[文献标志码]A[文章编号]2096-0603(2015)29-0116-01
随着我国制造业的快速发展,数控技术的应用对其发展起着重要的推动力量。数控技术的应用可以促进制造业实现自动化以及集成化的管理,有助于提高产品质量和劳动生产率。同时,在世界经济发展竞争中,数控技术也成为衡量国家是否具有竞争能力的重要指标之一。为提高经济发展的竞争力,全世界任何国家都致力于大力推动数控技术研究的先进制造技术,进而实现综合国力的提高,增加自己在世界舞台上的话语权。
一、从激发兴趣入手,设计好起始课
一般情况下,在数控编程与操作教学过程中,教师要想尽各种办法激发学生操作技能的积极性和主动性。比如教师可以对刚入学的新生,对学科进行详细的介绍,突出科学知识的实用价值,让学生意识到数控编程是未来发展的社会需求,也是未来工作就业的主要方向,使得学生对专业的学习充满了热情和欲望。另外,教师可以充分利用往届毕业学生的就业经历,挖掘专业知识的实用价值,激发学生的学习动机,使更多的学生对数控编程产生浓厚的兴趣。同时,教师也要适当降低门槛,重视对实践操作能力的培养。比如,教师可以从简单的生活用品入手,先做示范性的操作,引起学生的好奇心。利用计算机强大的显示功能和结构,使界面显示丰富多彩的内容,深深地吸引了学生的注意力,激发了学生的学习兴趣和学习动力。教师也要引导学生注意观察,了解实践操作过程等,学生掌握如何操作之后,再进行实践化引导,让学生顺利地进行模仿操作。
二、重视理论与实际的相互结合
在数控编程教学过程中,教师需要结合两部分内容进行引导教学,首先是对基础知识原理进行讲解,然后是结合原理教学内容进行实践操作,进一步加强对原理的领悟,巩固教学知识内容。这样做的缺点就是在无形之中增加了数控编程教学的课时,使得教学内容更加复杂化,而且断断续续。软件教学的出现,轻松地解决了这一难题。一方面,软件教学使教学内容有序地连接起来;另一方面,学生可以得到充足的预习时间,使得初学者很轻松地入门。另外,在采用模拟软件进行仿真操作练习时,有助于提高整个教学过程的时效性,使得教学过程变得更加简单,学生更易理解。如果在实际操作过程中,由于个别人员的工作失误,出现编程错误或者操作失误等问题,由于在系统中添加了与机床过四级操作相互对应的案件以及控制面板,可以避免为此发生的人员危机或者是人身安全事故。教师要引导学生在这些错误中不断积累经验教训,提升能力。教师要引导学生进行自我反省和思考,当一个实验仿真操作完成后,就应该对自己的完成效果进行合理的评估,分析自己存在的不足以及还需不断改进的地方。通过学生不断的自我反省,组织学生讨论问题,相互间交流各自的观点和意见,让学生善于发现别人的优点,改善自己的缺点,不断完善自我。对于那些共同遇到的问题,可以通过学生集思广益,共同商讨解决问题的方案,然后小组仔细研讨制定出一个可行性方案。这时教师要加以引导,在教师的辅助下,学生将零件制作出来,得到教师的认可。通过学生的共同努力,这样做出来的零件一般都存在一定的价值,学生可以保留程序设计,方便以后实际操作。综上所述,数控仿真教学过程中,对学生数控仿真技能的培养已然成为未来数控专业发展的主要方向。为顺应时展的人才需求,学校必须推广课堂教学应用仿真教学软件,实现对学生数控仿真技能的培养和提升,进而提高数控专业的教学质量。
参考文献:
[1]朱照梁,黄云龙,杨陈华,等.数控铣削过程仿真技术的研究[J].机械工程师,2013(9):78-79.