时间:2023-11-29 11:07:20
序论:在您撰写学习数控编程教学时,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。
0 引言
数控编程是机械类专业学生必修的职业技能核心课程, 主要培养学生掌握数控加工相关的加工工艺制定、加工程序编写、数控机床操作等专业技术能力,同时培养学生具有良好的学习工作方法能力和较强的职业发展社会能力,使其成为技术技能人才。
随着信息化技术在教育教学中的广泛应用,学习者既希望能得到丰富的学习资源、个性化的学习方式,又希望能得到同组同学的支持、教师的直接指导。混合式学习整合了传统教学和网络教学模式的整体优势,将面对面学习与在线学习相融合,既发挥了教师引导、启发、监控教学过程的主导作用,又充分体现了学生作为学习过程的主动性、积极性与创造性,成为教育信息化发展的新趋势。
1 数控编程混合式学习环境分析
数控编程教学团队经过多年的积累,课程有着丰富的学习资源,学院为促进信息化教学,引进了专门为教学服务的网络教学综合平台,同时具备了规模化的网络教室、多媒体的教学环境等都为发挥教师教的“主导”,增强学生学的“主体”,开展混合教学提供了硬件基础。
2 数控编程混合式学习模式教学设计
2.1 课程教学目标
数控编程课程培养学生掌握数控编程与加工的相关知识和技能,按照企业的操作规范和流程独立完成零件的加工任务,在任务完成过程中树立正确的价值观、坚忍不拔和吃苦耐劳的工作精神,养成良好的职业道德规范。该课程主要面向数控机床操作工、数控加工程序员、数控加工工艺员、数控设备维修工等职业岗位,以数控机床操作工职业资格标准为依据,培养高技能人才。
(1)职业技能目标:能够合理制定的零件加工工艺方案、编写典型零件数控加工程序、正确操作数控机床,具有独立完成零件加工的能力。
(2)知识能力目标:学习数控机床常用指令代码、零件的数控编程方法、具备数控机床结构知识、数控车床加工的知识。
(3)职业素质目标:具有团队协作精神,按工作流程、安全操作的要求开展工作,能分析并解决工作中出现的问题,有良好的职业道德,善于总结,不断探索实践,能自主学习新知识、将新技术应用到工作中。
2.2 学习者特征分析
高职数控编程课程一般开设在二年级,学生已学习“机械制造技术”、“机械制图与CAD”、“数控机床结构”等课程,掌握了一定的专业基础知识,对专业有一定的认识,有一定的职业目标,由于长期的学习习惯问题,自主学习能力较差,但他们容易对新兴事物感兴趣,尤其是现代信息技术。
2.3 混合式学习教学过程设计
对数控编程课程进行混合式教学过程设计,是为满足不同层次学生的个性化学习需求,让学生在学习知识和技能的过程中,相互合作,沟通交流,建立自主学习的习惯,提高终身学习能力。
教师建设数控编程网络课程,对教学内容进行碎片化地调整,更适合于学生对知识、技能的学习,将如视频、动画、PPT等丰富的教学资源上传网站,方便学生在课下进行自主学习,学生在学习过程中遇到的困难、出现的问题,通过在线提问、数控论坛、微信等方式,展开讨论,教师及时进行在线答疑,并在课堂上对出现的疑难进行统一解答,做到传统课堂与网络课程有机结合,增进师生间的沟通交流。
数控编程混合式教学过程包括了课程导入、任务分析、任务实施、考核评价部分,如图1所示。
图1 数控编程混合式教学过程设计
3 数控编程混合式学习教学实施
“垫圈冲压凸模的编程与加工”是数控编程课程的一个具体的教学项目,如图2所示,通过该教学项目,学生能够完成零件的工艺制定、程序编制和加工,学会刀具补偿指令、子程序指令和孔加工编程指令。本文以此项目为例,展开混合式学习教学模式,主要包括课程导入、任务分析、任务实施和考核评价四个阶段。
图2 垫圈冲压凸模实体图
3.1 课程导入
课程导入是教师面对面向学生下达学习任务,通过观看平面铣削、孔加工的视频,展示加工过程,激发学生学习的兴趣,引导学生自主在数控编程网络课程上,进行加工技巧的学习,鼓励学生上传优秀的加工案例,精品资源,同大家分享,并开始思考垫圈冲压凸模的加工方案,为小组汇报做准备。
3.2 任务分析
根据垫圈冲压凸模的零件图,零件图上有高度不同的圆形凸台和方形凸台,其上表面和侧表面需要加工,此外还要进行孔加工。在学生对加工方法有一定的了解之后,小组协同,进行该任务加工方案的制定。根据每个小组的分析结果,小组进行第一次汇报,全班进行交流评价。教师通过听取汇报提出修改意见及下一步的任务要求,并提出在任务实施中将出现的难点:
(1)任务加工中,需要用到多把刀具,如何保证刀具在加工中保证位置的准确;
(2)对于面的铣削,如何实现高效率;
(3)孔的加工经过点孔、钻孔,如何完成程序的编写。
引导学生思考解决问题,教师适时对刀具补偿指令、孔加工指令、子程序编程指令进行讲解。
3.3 任务实施
任务实施包括了加工路线的确定、加工工艺方案的制定、刀具的选用、加工工序的安排、程序编制和模拟仿真等过程。
学生在进行了图样分析之后,根据现有的加工工艺装备,小组讨论设计加工工艺方案,课堂评比,选出最佳加工方案;要求同学安排具体的加工路线,确定加工所选用的刀具、切削用量,填写完成加工工序表;学生根据已学知识,独立完成程序的编写,运用数控加工仿真软件验证程序,进行零件的仿真加工。
在程序的验证过程中,学生会出现机床不在断点、刀具无法正常切削、切削轮廓不正确等情况,教师及时引导,帮助其解决出现的问题,对问题集中的情况进行统一重点讲解,同组同学相互帮助,进行程序的验证与调试,完成仿真加工。教师对仿真加工中出现的问题和仿真加工的结果进行讲评,加深学习,提高同学对知识技能的掌握。
3.4 考核评价
混合式教学考核评价包括了学习成果、学习能力和学习态度的考核评价。每一个学习任务结束后,教师通过布置网络课堂在线作业,对学生掌握的知识点和技能点进行考核,学生将自己的编程仿真结果上传网络课程网站,通过师生投票,选出最佳作业,对最佳作业进行加分考核,另外通过对学生参与网络学习的活动情况进行考核。“垫圈冲压凸模的编程与加工”考核评价如表1所示。
表1 垫圈冲压凸模的编程与加工考核评价表
4 结语
通过在数控编程教学中运用混合式学习的教学方式,充分发挥了教师在课堂教学和网络教学中的主导作用,激励了学生的学习兴趣,让学生自主地选择更适合自己的学习方式,有利于培养学生终身学习习惯,也对教学改革提供了一种新的发展思路。
【参考文献】
【关键词】数控车床;铣削加工;数控编程;教学经验
1、引言
近年来,随着我国制造业的迅速崛起和科学技术的不断提高,数控机床在各个领域得到了广泛的应用,机床数量呈几何倍数增加,使得整个制造业对数控人才的需求也变得极为旺盛。作为数控操作人员培训的核心教程,数控铣削编程的教学就显得极为重要。但是,目前我国中职、高职学校学生大多数学习能力、理解能力较差,不管是从生理还是从心理方面都很不成熟,很多学生自由散漫,再加上数控铣削编程是理论性与实践性并重的学科,不仅包含了大量现在机床加工知识和数字制造知识,还有大量实践性应用技术,因此其教学难度较大,必须突破传统学科体系教学模式,根据劳动力市场对人才的需求实际出发,以提高学生职业应用能力为基础,才能取得良好的效果。下面,本文从数控铣削编程教学实践出发,就如何进行数控铣削编程教学进行一番浅要的探讨。
2、数控铣削编程教学基本思想
数控铣削编程是理论性与实践性并重的学科,其产生是由于数控机床在现代制造业广泛应用的原因,整个课程包含了大量机械加工知识、现代数字制造知识以及大量实践性技术,因此采用传统教学模式很明显与课程内容不符。而数控铣削课程的设置主要是为了提高学生的职业技术水平,对学生进行职业实践性应用培训,因此整个教学过程都应当紧密围绕学生职业能力的提高而进行。这就要求教师在进行教学时,要以学生就业作为导向,着眼于学生职业生涯,营造出职业岗位实际工作氛围进行教学,让学生能够体验生产第一线的情境以提高学生职业能力。同时,对于数控编程,应当以典型的、常见的生产实际零件加工作为案例,从零件的设计、工艺分析到编程实行一体化教学。此外,还要让学生多观察、多动手、多思考,充分激发学生自主学习、自由思考的积极性,潜移默化的提高学生综合素质,培养学生实践操作应用能力。
3、数控铣削编程教学策略
传统观念认为数控铣削编程教学,其难点在于编程,只要学生将编程学会了,操作就没什么问题,将编好的程序输入机床自动运行即可,但实际上却并非如此,编程与实际加工两者都是这门课程的重点,同时也是难点,在实际教学中,应当将两者结合起来,形成一体化教学模式。
3.1 程序编写教学
程序是数控机床运行的基础,是数控机床完成自动机械加工制作的指令集合。作为整个数控铣削编程教学中最重要的理论知识部分,大量的指令极容易让学生感觉枯燥乏味,生涩难懂。因此,教师在实际教学中,应当尽量同实践应用相结合,对相关指令进行讲解,从而让学生明白每一条指令所代表的意义,在数控机床运行中所起的作用。程序编写教学内容包括编程指令的讲解、简单零件编程、外形轮廓铣削编程、孔系零件编程、键槽铣削编程、型腔铣削编程等。教师在教学中,可以举一些实际例子进行讲解,还可以结合仿真软件或机床实践进行讲解。
比如数控铣床编程中非常重要的刀具补偿,学生对于刀具补偿的理解往往仅停留于表面,处于似懂非懂的状态,在实际应用中极容易出错,尤其在对工件轮廓进行数控铣削加工时,刀具半径的存在使刀具的中心同编程轨迹不重合,此时如果不考虑刀具半径加工出来的零件尺寸在加工外轮廓时必然小一圈,在加工内轮廓时则又大一圈,因此必须用G41或G42进行左补偿或右补偿来确定刀具半径补偿偏置方向。在零件刀具半径补偿轨迹加工完成后,刀具撤回工件回到退刀点,这一过程则应取消刀具半径补偿,其指令则用G40。其中G41和G42是模态指令,G41和G42必须同G40成对使用。
通过这种相似指令对比教学,能有效的帮助学生归纳记忆,区分各指令所代表的意义,避免学生对数控程序产生混乱而出现程序输入错误现象。
3.2 铣床实控操作
在数控铣床的实际操作过程中,经常会因为各种问题而造成加工过程的中断。因此,数控铣削编程教学不能仅局限于单纯的数控指令意义、编写的教学,还应当让学生在学会输入程序的同时,对数控铣床操作过程中将会遇到的各种问题有所了解,并掌握相应的处理方法,训练学生独立解决实际操作过程中各种问题的能力,这样才算是真正培养了学生的职业操作技能。
比如刀具方向的准确控制,这对于学生来说是非常重要的,只有学生辩清方向,才可以避免手动加工时出现撞刀现象,尤其是在刀架移动超程需要取消超程操作时,如果方向不正确将会直接造成铣床的损坏。而在编写程序时,既便正确编写了程序但出现了错误的输入,都会造成扎刀与撞刀现象,这种现象在学生中是极常见的。因此,要通过实践培养学生仔细检查、图形模拟、单步运行等习惯,避免在实际应用中出现错误造成不必要的麻烦。比如为保证工件轮廓不会产生过切,编程时就必须注意加工程序的结构,严格根据编程规则进行,如刀具半径补偿规则,在建立好刀具半径补偿之后,不能连续出现两断z轴移动指令,否则将会出现补偿位置不正确现象,使系统无法正确判断补偿矢量方向。
4、结束语
数控铣削编程课程是理论性与实践性相结合的一门课程,具有很强的操作性、实践性和应用性,是学生职业能力培养的重要组成部分,其实践操作性的特点使传统教学模式根本无法满足课程教学的要求,必须根据课程实际和学生实际,采用理论教学与实践操作相结合的教学方法,才能真正提高学生的数控铣削编程水平,使学生形成职业实践应用能力,达到课程设置的目的。
参考文献
[1]张燕.杜威新职业教育观简论[J].职业技术教育,2005(10)
关键词: 数控车床编程教学 切入点 手工编程
数控车削加工是数控加工中应用最广泛、最基本的加工方法之一。它主要通过程序控制自动完成内外圆柱面、圆锥面、弧面、螺纹等工序的切削加工。数控车床编程是数控车削加工的基础和重要步骤,程序的优劣决定了零件加工质量的高低。根据零件的复杂程度,数控车床编程分为手工编程和自动编程,手工编程是自动编程的基础,自动编程中许多核心经验都来自手工编程,掌握手工编程技术对掌握CAM软件的使用方法、正确使用数控设备、理解自动编程设计原理具有重要意义。本文以手工编程为例,探讨数控车床编程教学的切入点。
一、从狠抓普通车床技能训练切入,为数控车床编程教学打好基础。
对初学者来说,普通车床的操作更直接,感受更直观。第一学年,我们按1:1的比例安排普通车床加工工艺与普通车床操作技能训练课程,使学生全面、系统地了解、学习普通车床的结构、规格、性能;掌握刀具的分类、几何角度、刃磨方法;牢记切削用量的含义及选择原则;熟练掌握内外圆柱面、圆锥面、弧面、螺纹的加工方法及刀具的运动轨迹;根据零件图,会制定零件的加工工艺……另外,在普通车床加工中,若出现不正常现象,则可以采取措施,避免出现不良后果。通过系统学习,学生熟悉了车削加工的全过程,为数控车床编程教学打下了坚实的基础。
二、以“必需、够用”为原则切入,整合教学内容,提高教学效率。
没有门槛的中等职业教育,生源特点是:总体入学成绩下降,大多数学生初中阶段的文化基础差,接受能力、分析能力、思维能力偏低,惰性、厌学心理严重,一旦学习上遇到困难,就会因自卑而放弃。针对这些特点,我们在教学内容的组织、教学环节的设置上狠下工夫,本着“必须、够用”的原则,删繁就简,以就业为导向,从实际出发,因材施教,将每个知识点的教学重点放在“是什么”,“怎么用”上,引学生入门,助学生进步。
1.利用视觉冲击,激发学生的好奇心。
绝大多数学生没有接触过数控车床,不知道什么叫“数控”,对数控编程、数控加工有神秘感。在学习初,我们组织学生观看数控加工录像,安排学生去车间参观,将他们在普通车床上加工过的零件置于数控车床,重新编程加工,通过这种视觉冲击,激发他们的好奇心与求知欲。
2.从学生熟悉的内容切入。
在课堂上,展示学生在普通车床上加工的零件,要求学生对照图纸,回忆该零件的加工过程,制定该零件的加工工艺,告诉学生,将该零件的加工路线,包括每一个工步,如进刀、切削、退刀、回刀,用相应的指令代码及规定的指令格式写出来,这个过程就是编程。以这种方式引出数控编程的概念及数控编程的步骤,学生易于理解,乐于接受。
3.以“点”带“面”。
不同的数控系统,指令代码的含义、指令格式、编程方法不同,教学中,以应用较广泛的一种系统如FANUC系统为主,向学生讲清编程指令的含义、应用范围,当学生掌握该系统的编程方法,能应用该系统指令自如编写零件的加工程序后,再逐步向其他系统扩展,并作横向对比,这样,学生可掌握每个系统的编程特点,不易混淆。
4.重点讲解基础指令。
数控指令是程序构成的基本单元,也是数控车床操作的主要对象。数控车床加工的零件,不管形状多么复杂,刀具的运动轨迹可归纳为两类:一类是直线运动(G01),一类是弧线运动(G02/G03)。只要学生掌握了这三个指令的格式、参数代码的含义、应用特点、编程方法、编程注意事项,其他指令如G32、G90、G92、G71、G73、G76等学习起来就较为容易。因此,我们将数控编程教学重点放在这三个指令的教学上,循序渐进,引导学生理解指令的作用是什么,指令怎么用,达到学懂、会用的目的。
三、从数控加工仿真软件切入,实现“教、学、做”一体化教学。
数控编程有很强的操作性,要求有大量的实际操作辅助教学,增强学生的感性认识。学校购置的设备数量有限,每个学生上机操作的机会不多。因此,我们利用仿真软件实现每个学生上机操作的愿望。
仿真软件是在计算机上模拟仿真数控车床操作、工件加工、工件测量等动态数控加工全过程,使学生掌握数控车床的基本操作方法,感受机床的运行特性,为实际操作奠定坚实的基础。
1.“教、做”一体化。
仿真软件提供了与实际数控机床完全相同的操作面板、按键功能、屏幕显示。授课时,通过投影仪将仿真数控机床投影到大屏幕上,教师利用仿真软件边讲理论边演示,如回零、工作方式的选择、程序的编辑与修改、对刀、补偿设定、输入输出操作,使学生有身临其境的感觉,这样,把枯燥的理论知识落实在机床操作中,老师讲一段操作一下机床,学生看得逼真,理解得透彻,学习兴趣渐浓。
2.“学、做”一体化。
仿真软件实现了数控机床手工编程的过程模拟和加工过程的图形模拟。首先,学生可将自己编写的程序输入仿真车床,检验程序是否正确,刀具的运动轨迹是否合理,及时发现问题,不断调试加工程序,补偿超差尺寸,直观感受数控加工的过程与结果。其次,改变纸质作业的传统模式,要求课堂练习、课后作业均用仿真软件完成,最大限度地满足学生的动手欲望。
摘要:
针对学生学习基础较差和学习兴趣不足的问题,采用新的教学模式,并在相应班级的教学中进行实施。结果表明:该教学模式不但促进了学生学习的积极性,而且提高了课程教学质量,可为从事该课程教学的教师提供相应的参考。
关键词:
铣削编程;教学模式;教学质量
0引言
近年来高职院校的学生素质总体有所下降,大多数学生基础相对较差,不会读书,不会提问题、讨论,对学习没有兴趣,学习动力不足,从而对总体教学质量产生了严重的影响[1]。因此,如何提高学生的学习积极性,使其产生浓厚的学习兴趣,掌握一门实用的技术与技能,以满足企业、行业和社会的需求,是高职院校教师探讨的主题与工作重点。下面以提高“数控铣削编程操作与加工”课程教学质量为例,探讨培养既要满足行业、企业岗位需求,又具有一定的专业理论知识和专业操作技能的高技能应用型、实用型人才的措施。研究提高理论和实践一体化课程的教学质量,为高职院校类似课程的教学提供教学参考。
1“数控铣削编程操作与加工”课程要求及学生现状分析
1.1“数控铣削编程操作与加工”课程要求
“数控铣削编程操作与加工”课程是数控技术专业的一门核心课程。需要在学生学习“机械零件设计”、“机械制图与识图”、“机械零件加工实训”等课程的基础上,掌握一定的数控加工工艺分析、数控程序编制、数控机床操作加工、数控机床维护及保养的基本技能,并且为学生参加数控中级工及数控工艺员职业技能认证做准备,同时也为学生的综合实训和顶岗实习打下良好的基础。因此,该课程具有理论基础要求宽泛和实践性强的特点,大多数学生因基础薄弱而降低学习兴趣和积极性。
1.2学生现状分析
目前,高职院校学生来源层次不同,一部分来自自主招生,一部分来自高考。前者,部分学生基本功底比较薄弱,学习的目标不明确,学习积极性不足[2],存在着依赖性,不愿意自己探究知识,没有养成良好的学习习惯。其中大部分学生不会阅读,理解能力也相对欠缺,不能深入提出学科问题和技术讨论,但是部分同学却乐意动手实践。后者,部分学生基本功底扎实,有着明确的学习目标,虽然学习方法欠佳但是具有一定的解决问题的能力,需要教师的耐心督促与指导。
2提高“数控铣削编程操作与加工”课程教学质量的措施
为了保证课程教学质量[3],任课教师首先对自己所授课班级的学生状况进行认真的了解和分析。包括对学生的理论基础和动手实践能力的调研,可以填表的方式进行,也可以选择课堂回答预先设计好的问题。其次是在调查的基础上,任课教师认真分析每位同学的特点,掌握同学的思想动态。最后是根据每位同学的情况,制定该生本学期的学习目标和教学方法。
2.1实施小组式教学,提高学生的团队合作能力
“小组式教学”是以学生为主体,在团队或小组中为了完成共同的任务,有明确的责任与分工的互学习,能够增强同学们的团队合作的能力和凝聚力。“小组活动”是由授课教师控制教学过程,掌控整个教学进程并分配学生学习任务[4]。摒除传统的教学模式,重视学生在学习过程中对问题的自主探究,讲究合作的方式解决问题,激发了学生的学习兴趣与学习的主动性,走增强创新和实践之路,遵循自然属性和规律。小组的划分可以依据同学自愿结合和教学指定相结合的方式,选出一位组长。结合实施的任务,小组人数一般以4至6人为最佳组合,让每位同学都能承担一些任务,展现各自的才能。
2.2实施项目式教学,增强学生动手能力
采用项目化教学时,项目要贴近生产实践,最好选择来源于企业或行业的案例,将项目的理论知识和实训技能两大模块揉合在一起,使教学做一体化。该做法主要鼓励学生人人参与到学习过程中,在完成项目的过程中以创造实践活动为主而不是注重最终的结果[5]。由于学生在实践项目的过程中,能够理解和掌握课程要求的知识和技能,感受并体验创新的乐趣与艰辛,培养学生分析和解决实际问题的思想理念和方式方法。项目教学过程中,学生不断寻找解决问题的方法并享受学习过程的乐趣,在学习过程中锻炼了各种能力。因此,学生经过项目学习后,不但能够获得良好的理论知识和实践操作技能,还大大增强学生动手能力,获得良好的教学效果。
2.3实施探究式教学,提高学习兴趣
探究式教学又被称为“发现法、研究法”[6]。该教学模式的过程中加强了学生的主体地位和自主能力,也注重学生的个性发挥和主动性的培养,进一步激发学生的学习潜能和兴趣。譬如在课堂教学中允许同学们发表不同意见,针对新知识的热点问题进行讨论,鼓励学生积极探讨追究根源,学会举一反三,旁征博引。让学生在“交流成果”过程中提出的问题和大家普遍存在的模糊问题或认识进行讨论,可以大胆质疑解答各种问题。采取同桌互助,小组研讨,集体辩论等灵活多样的讨论形式,为学生搭建学习平台。教师则主要以传授知识和解决问题相结合,使单一性思考和求异性思维相结合,充分调动学生讨论的积极性并及时发现每位学生的优点,尤其是善于发现和捕捉后进生的“闪光点”并及时给予鼓励。使讨论的学生思维不断碰撞并闪现思维火花,激发表现欲与求知欲,促进创造思维的发展。在技能实训环节中,鼓励学生充分发挥主观能动性,自己设计加工产品,如加工手机支架、钥匙扣、象棋等作品,提高了学生的学习兴趣和积极性。
2.4实施互动式教学,激发学生创新与思考能力
互动式教学是双向反馈的过程,要求互动双方介入并沉浸于其中,并以积极主动的状态参与活动过程。学生在教学活动中角色会发生转变,从“要我学”的接受式学习模式到改变为“我要学”的主动式学习模式。因此,不但激发了学生的创新观念和创新欲望而且还提升了学生的创新兴趣,继而培养了学生对事物的新认识、新思想和创新能力。整个学习过程中呈现出老师和学生之间融洽地沟通与温馨的对话画面,由于主要侧重于“教师教了什么”和“学生学会了什么”,整个教学过程变得协调统一,可以看成是一个对话、理解、创新能力形成的过程。
2.5实施技能训练与技能考核紧密地结合的学习评价方式
在”数控铣削编程操作与加工”这门课程的教学活动中,以培养学生的能力为中心,着重将技能训练与考核相结合,使技能训练针对性更强,使考核有据可依,也有利于以考促练的目的。重点采用过程性考核,关注教学活动中学生智能发展的过程性,如解决实际问题的能力,学习新知识的能力,对知识的灵活运用能力等,肯定学习成果同时找出不足,促使学生能对自己的学习过程进行积极地、认真地反思和总结[7]。采用了多元化的考核方式,如开放式考核,实行多种评价方式结合的方式,自评、互评、教师评价等,以便全面客观的评价学生的学习成绩,使教学与评价真正溶为一体,做到教与学的协同发展。
3实施效果
2015年3月至6月,笔者对数控技术专业班级1331和1332班开展实施提高“数控铣削编程操作与加工”课程教学质量的实践与对比分析。在班级1331中实行传统的教学模式,班级1332中穿插上述几种模式进行教学。
3.1积极参与课堂教学方面
在课堂中为了让学生的思维活跃起来,实行小组式教学模式。教师指导,每组选派一名学生为同学们讲解知识点,教师通过提问的方式掌握组员的学习状况。此种方式让每个学生都有参与到学习中来,使大脑、双手、眼睛和嘴巴都得到了运用,使他们体验到学习的乐趣[8]。同时为了防止遗忘知识点,多采用让同学们主动讲解学习过的知识,这样不仅起到了回忆学习内容,还有助于加深理解知识点。
3.2实践技能学习方面
学习完理论知识之后,要完成相应的实践模块训练,把实践作为检验理论的工具。教师根据课程的教学大纲,严格按照实践考核方法及评分标准检验学生的动手能力。学生在完成教师安排的实践操作实训外,还可以根据自己的情况到实训车间进行实践训练,直到达到项目的实践要求。实践技能训练结束后学生要完成实训报告。教师与指导教师要根据项目技能操作评分办法和和实训报告评分办法给出学生的实践技能成绩。
3.3成绩分布方面
由图1成绩分布图来看,开展提高教学质量研究的班级,其平均成绩比较高。实施不同的教学方式,大大激发了学生的学习兴趣,加快了学生提高成绩的速度,取得显著效果,如图1,图2所示。其中图1为实施班级———数控1332班的学生成绩,图2为普通班级—数控1331班的学生成绩。
4结语
通过对目前高职院校学生现状的分析,充分了解与掌握学生当前的学习状态,从而有针对性的研究出一套鼓励学生提高学习积极性的方案,不但提高了课堂教学和实训教学的质量,也提高了学生的学习的积极性和主动性。并在实施小组式教学、项目式教学、探究式教学及互动式教学的过程中感受到学生学习的热情和激情,使得学生成绩考核方面显著提高,取得了良好的教学效果,从而验证了该教学方法的有效性和实用性。
参考文献:
[1]乔鑫江.对数控教学的几点思考[J].职业,2015,8(8):97-97.
[2]张忍东.关于数控仿真系统在中职数控教学中的应用[J].才智,2015,7(7):81.
[3]刘向锋.任务驱动法在数控教学中的应用[J].经营管理者,2015(22):405.
[4]黄小华.一体化教学理念在数控编程教学中的实现与应用[J].河北农机,2015(11):46-47.
[5]孙绍华,高飞,王欢.浅谈提升数控教学质量的措施[J].商,2014,1(1):347-347.
[6]苗君明.基于项目教学的课程改革与实践———以高职数控机床编程与操作课程为例[J].辽宁高职学报,2011,13(6):54-55,102.
[7]彭湘蓉.浅析《数控机床编程与操作》课程教学改革[J].职业,2011,05(8):52-53.
1 学情及用人单位需求分析
1)高职院校的学生学习基础相对差,对于专业课的学习更感到抽象,教师在授课时有些费力,因此,利用先进的教学方法、教学手段来提高学生的学习兴趣显得尤为重要。开课前,应结合学科特点,介绍数控编程知识的实用价值,有意识地让学生了解数控编程与今后工作的密切关系,了解所学专业和数控编程及操作的联系。从学生的好奇中挖掘能激发学习动机、学习热情和学习兴趣的问题和实际工作典型实例,充分展现数控编程及操作的价值,使更多的学生对数控编程产生浓厚的兴趣。
2)我国加入世贸组织后,中国正在逐步变成“世界制造中心”,制造业已成为我国经济的主要增长点,这也促使数控技术的广泛应用,数控人才的严重短缺引起了社会普遍关注。
在人才使用方面,企业需要专业知识扎实、实际经验和动手能力强的学生,工作实习期后,能够从事研发、创新、技术管理等工作。高职教育在教学机制、办学理念、课程设置、就业指导、实践教学模式、教材建设等方面应该与企业沟通、合作,按企业的需求培养人才。
2 专业课及重难点分析
《数控车削加工工艺与编程》是一门不需要任何学科基础的专业课程,相关专业课程也一样。
如图1所示轴类零件数控车加工的大体过程。首先要读懂图纸(形状、尺寸),制定加工工艺流程,编制程序(手工或自动)。通过上述加工过程分析,需要用到的专业课有《机械制图与计算机绘图》、《公差配合与测量》、《机械制造技术》、《数控车削加工工艺与编程》、《CAXA数控车》、《数控加工仿真系统》。只要同学们认真学习,都易掌握。
对于没有加工经验的初学者而言,学习的重难点主要有:程序编制的合理性、对刀的理解、切削三要素的合理确定、加工精度、坐标点的求出、加工工艺的确定、宏程序的编制等。
通过上述专业课程的学习,这些重难点都能解决。如图1所示,1)手工编程必须先求出坐标点,R10、R8、15o斜线之间相切的坐标点的求出是个难点,需用到三角函数、相似三角形、勾股定理等几何知识,部分同学已忘了,可以用计算机绘图软件,把图形绘制出来,进行标注便可解决。2)加工椭圆弧、抛物线(正弦和余弦曲线)的轴类零件,如图2、图3所示,需用到宏程序,大部分同学掌握不了,可以用CAXA数控车进行自动生动程序来解决(比手工编制的程序加工起来效率低)。其它重难点需要同学们多练习、多实践便可解决。
3 理论与实践相结合分析
实践是检验真理的唯一标准。在授课过程中,我发现部分理论问题用实践更容易讲清楚、弄明白。如:
1)圆弧的顺、逆判断。理论课讲,对圆弧顺逆方向的判断按右手坐标系确定:沿圆弧所在平面(XOZ平面)的垂直坐标轴的负方向(-Y)看去,顺时针方向为G02,逆时针方向为G03;实践得出,凹弧用G02,凸弧用G03。
2)左、右补偿。理论课讲,顺着刀具运动方向看,零件在刀具的左边称左补偿用G41,零件在刀具的右边称右补偿用G42;实践得出,外圆右补偿(G42),内孔左补偿(G41)。
4)对刀。数控机床是如何按照编程者的程序加工零件,理论课讲,机床坐标系与工件坐标系的关系,很难理解;实践课中,借助仿真软件进行对刀讲解,很清楚。
另外,课本中编的一些程序及指令的讲解部分存在不合理,通过实践举例讲解更清楚、合理。(如:用循环指令加工时,循环点的选定、过多的空行程、程序段中多余的重复、切削用量的确定等)
4 仿真软件在教学中所起作用分析
数控车编程只在“纸上谈兵”,太抽象、难理解,如果不借助仿真软件进行程序的讲解、演示,就无法验证所编的程序是否合理与对错,教学效果不理想。
1)改变传统的教学模式,提高学生的学习兴趣
2)方便了教师授课
3)学生易掌握理论知识,教学效果好
4)便于学生操作,为实际操作打下基础
5 项目实训法分析
目前数控车加工所用系统占市场份额最大的有FANUC(法那科)、SIEMENS(西门子)系统和华中系统。不同系统的指令格式、功用都有差??。
1)根据实训实习条件,有针对性地进行理论知识授课
在教学过程中,应根据学生将来实习所用设备、系统,选择对应的课本,并对课本内容做好增删处理,授课内容的难易程度要根据学情,多联系生产实例,进行理论与实践相结合的讲解、练习。
2)根据实训实习条件,编写实训实习教材
现代的数控车床种类繁多,结构、操作系统以及主要性能都不一样,特别是不同的车床、不同的系统,控制面板的操作、G代码和辅助功能的M代码的含义也不完全相同,甚至完全不同。应根据理论知识所讲内容,有针对性的编写实训教材,通过实训练习,掌握所学理论知识。
3)采用项目实训法,提高动手能力和实践经验
项目教学本质上就是任务驱动教学,是指将传统的学科体系中的知识内容转化为若干个教学项目,围绕着项目组织和展开教学,使学生直接参与项目全过程的一种教学方法。下面我仅以图4所示车削一组合件为案例做简单加工工艺分析。
组合件有三个零件装配而成,既有外圆加工又有内孔加工,首先要确定每个零件的加工工序。
1)应根据形状、尺寸确定加工顺序。如:件1,应先加工左端。
2)应根据组合情况,确定零件的加工顺序。如:图4,应先加工件3,再加工件2(把件2的右端加工好,然后与件3装配,再进行件2左端的加工)。
【关键词】数控编程操作;教学方法
一、认清教学对象,分析教学现状
我们的中职教育 面对的是中学基础非常薄弱的初中生或者初中都没有毕业的学生,绝大部分是中考中被淘汰掉或没有经历中考的那部分学生,这部分学生的特点是文化课基础较差,没有好的学习技巧也没有丝毫的学习兴趣,再加上初中阶段疏于管理,纪律也比较散漫,所以无论是课堂教学秩序的管理还是教学内容的教授,老师都感到既费力又不见什么成效,尤其是对《数控铣床编程与操作》这门课程,它涉及到多门学科(制图、钳工、金属材料、公差、机械传动、PLC控制、计算机基础等)内容,教师上课往往是各自为政,只顾自己教学任务的完成,不注重各学科的配合,最后导致教学过程难以达到满意的效果。针对以上存在的现实,我们在教学过程中采取了针对性措施加以应对,收到了较好的效果。
二、加强课堂管理
通过对上述学生现状的分析,我们知道对中职学生的课堂管理和开导是非常必要的,做好课堂管理是开展教学的有力保证,课堂上个别学生违纪很正常,如玩游戏、看电子书、阅读杂志、睡觉、大声喧哗等,面对这些现象,当然不能不管,应采取相应的措施加以制止,比如对正在大声喧哗的同学进行提问便可终止其违纪行为;对少数课堂违纪不听劝阻的学生也不要发生正面冲突,要通过家长、班主任及校其他领导的配合加以教育,不过,最关键还是教师自己讲课要有吸引力,使学生愿意听你的课,想听你的课,这会反过来有助于课堂秩序的维持。
三、注重各相关科目老师的沟通与配合
《数控铣床编程与操作》 这门课的特点之一是它涉及机械、电子、及计算机等相关专业的内容比较多,如果缺少相关专业的内容的支撑,学好该门课程是不可能的,这就要求学校在编排教学计划时一定要组织相关专业教师进行调研,制定好各相关课程的开课顺序和进度,不能出现上某专业课时缺少相配套专业知识,否则学生就会出现“丈二的和尚摸不着头脑”现象,影响教学效果。一个显而易见的例子是,如果某个学生没有上过《机械制图》这门课,那么在学习手工编程时,零件图当然就读不懂,那么后续的工艺分析及程序编制当然都无从谈起,长期下去会影响学生听课的效果和积极性。当然,相关专业教师在教学过程中也要互相沟通,密切配合,对教学中出现的问题进行必要的讨论和沟通,这样才能共同促进教学任务的顺利完成,提高教学水平,完成相应课程的教学任务。
四、教学手段要有效
1.优化理论教学方法和手段,去除传统理论教学中老师满堂灌输,学生被动接受教学模式,激发学生学习热情。比如,在数控铣床教学中,把数控铣床与普通铣床加以比较加以讲解,找出它们的共同点和不同点,通过比较,使学生产生联想和好奇;再比如,编程时面对零件图,先制作配套模型,先让学生自己讨论加工顺序,再作总结,这可以加强理论课的教学效果。
2.增加实训教学在整个教学中的课时比例。数控铣床课程是一门实践性很强的课程,教学中每一个环节,如数控铣床结构、数控加工工艺分析、数控编程与操作及数控铣床故障诊断与维修等,都必须用相应的实训教学来加深强理论教学的效果,通过实训将理论与实践结合起来。离开实践,理论编程再娴熟也不能培养合格的数控人才,培养出来的学生毕业后走上工作岗位也不能适应市场的需要,更不能在数控加工方面独当一面。针对不同的教学内容,应该选择相应有效的教学手段,比如,在上“数控铣床知识基础”和“使用HNC-21/22M系统”时,带领学生进入数控车间,面对数控铣床讲解设备的组成、各按钮作用、各种可能故障的排除方法等基本操作比在教室的纸上谈兵式的讲解的效果要好得多。
3.把多媒体教学作为重要的辅助教学手段之一。采取多媒体教学可以使那些用传统的教学手段无法讲清,或难以讲清教学内容化繁为简,使抽象变得直观,使课堂教学获得最大的效率。同时还可以节省单纯实训对实训材料的浪费。例如对数控机床结构部分的讲解,可借助多媒体课件来演示,既直观生动又容易接受,学生的学习兴趣和学习效率都有了较大的提高。在对数控铣床操作应用部分进行讲解时,引入数控加工仿真软件,利用全真的画面,打破了黑板上死板的教学局面,使课堂教学变得更加生动、具体而形象。另外,采用仿真软件教学,不会出现损坏机床的情形,学生不会缩手缩脚而不敢操作,从而扩展了学生参与性,通过仿真训练来体验一种准真实场景的感觉后,学生操作真正的机床的胆子有了,学习兴趣也更浓了。因此,采取这种方法能大大地提高学生的实际际操作技能和学习效率。
4.引入德国双元制特色的高质量的职业教育模式。实践中,我校和驻我市德国西门子公司合作办学,引入德国双元制特色的高质量的职业教育模式。把学生送到德国工厂的对应车间进行临场训练,通过该环节,学生更进一步了解到他们需要什么,回校后他们的求知欲更加
强烈,反过来也促进了我们的教学计划的顺利完成。同时,学生获得世界认可的行业协会颁发的资格证书,使他们一出校门就具有了较大的市场竞争力。
数控技术 岗位职业能力 实践教学体系 模块
教高【2006】16号文件《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》中指出:大力推行工学结合,突出实践能力培养,改革人才培养模式。要积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式,把工学结合作为高等职业教育人才培养模式改革的重要切入点,带动专业调整与建设,引导课程设置、教学内容和教学方法改革。
一、课程设计的必要性
《数控编程与操作》是数控技术专业最重要的核心专业课程,受到各院校的高度重视。
针对该课程的特点,我们提出通过该课程的学习,使学生掌握数车、数铣、加工中心、电火花机床的操作,掌握FANUC、SIMENS、HNC、GSK等4种系统的编程,使教学的目的性更强,学生学习的针对性更强。课程设计的理念基于工作过程的课程体系,课题组正是沿着这一思路着手进行课程的设计。紧紧围绕课程对人才培养的目标要求,打破传统的课程设置模式,突出高职教育教学特点,探索将课程内容项目化、模块化,将课堂教学现场化,强化职业技术能力,把工学结合的思想贯穿在整个课程教学过程中,把理论教学和实践技能培养有机地结合起来。
二、课程设计的思路
数控技术专业的《数控编程与操作》课程实行“1+2”模式,即将课程设计为1个职业能力学习模块,再加上2个职业能力拓展模块。职业能力学习模块主要学习数控编程及操作的理论知识,2个职业能力拓展模块分别为数控机床操作实训和使用数控机床加工零件实习。前一个能力拓展模块侧重于装备各类数控系统各种机床的操作,后一个能力拓展模块侧重于各种复杂零件的数控加工。通过理论课与实践课并列进行的教学模式,使数控加工操作实践始终贯穿整个教学过程,形成融知识传授、职业能力培养、素质教育于一体,以实际典型零件加工过程为导向,现场教学、课堂教学、项目教学等多种模式并举的教学方式。
1.对理论教学体系进行整体优化,构建以职业能力培养、提高素质为主线的课程内容体系
在理论内容方面强调以应用为目的,以必需、够用为度,课程内容突出针对性、应用性和实用性,增加与现场实际密切相关的内容;可根据专业发展方向的需要,适时调整课程内容,以保证课程内容始终与数控技术的发展水平、市场对人才能力要求相适应。
2.构建相对独立又与理论教学有机融合的、基于工作过程的实践教学体系
加大针对理论内容的项目训练、强化实训等实践教学环节的比例,使实践教学时数与理论教学时数的比例达到1︰1以上。建立起完整配套的实验和实训教学环节,进行“真枪实弹”训练,把实习教学由单纯消耗转变为实习与生产的有机结合,做到生产和实习两不误。这种作法也为工厂节省了人力,降低了消耗,创造了效益,真正实现了实习教学和生产的有机结合。
3.强化职业能力培养,将职业技能鉴定融入常规的教学训练过程
将与课程相关的数控类职业技能鉴定工种融入平时的教学训练过程中,实现专业教学和职业鉴定的“直通车”。如数控铣工、数控车工的职业鉴定融入到课程教学和数控编程加工实习实训中,既节省专业的教学资源、降低学生的鉴定成本,也提高了学生学习专业课程的兴趣和主动性。
在整个教学过程中,从理论教学、项目实训教学到强化实训,要求做到“六结合”,即理论与实践相结合、传统教学方式与现代教学手段相结合、讲解与指导相结合、课堂教学与现场教学相结合、校内教学与校外实践相结合、教师与企业工程技术人员相结合,以达到培养学生具有独立分析和解决问题及创新的能力,实现理论教学与实践教学相融合的一体化教学体系。
三、教学内容的具体表现形式
(1)构建了典型零件库和零件加工工艺性文件库,并通过网络让学生随时调用典型零件的加工程序,拓宽学生的编程思路,提高学生解决实际问题的能力。
(2)教学内容充分利用现代网络技术,搭建一个网络平台,将课程的诸多信息放置在网上,便于学生的学习,也有利于教师与学生的交流。
四、学习情境设计
根据每一学习情境职业能力要求,进行每一学习情境的教学设计,下面通过实例介绍学习情境教学设计过程。
实例:在数控车床上完成凹圆练习件的车削加工
1.工作任务描述设计
加工零件任务名称:凹圆件练习件的车削加工。
2.零件类型描述
该零件属于较简单的阶梯轴类零件,是使用数控车床加工的基本外轮廓形状。是数控车削加工中难度较低的基本零件之一。
3.学习情境教学(行动)过程总体设计
根据每一学习情境教学内容,来开发以行动过程为导向的学习情境学习过程,即下任务、定方案、誊卡片、加工、检测五个行动过程。
参考文献:
[1]陶维利.《数控编程与加工》课程基于教学一体化教学改革的实践.武汉船舶职业技术学院学报,2009,(3).