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Abstract: This paper mainly discusses how to make good use of training time reasonably and effectively to let the students master the basic NC theory and practice knowledge. Combined with our school practice experience, the paper dicusses the role of NC simulation software and method of use NC simulation software in the NC practice.
关键词: 数控实训;工程实训;数控仿真软件;数控教学
Key words: NC practice;engineering practice;NC simulation software;NC teaching
中图分类号:TG659 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)06-0032-02
0 引言
随着科学技术的发展和经济的市场化,高校人才培养的理念也发生了根本性的转变,着重强调素质教育。数控编程是一门对科学思维和实践操作能力要求很高的实训内容,如果仅仅通过单纯的理论教学和实践上机操作,容易使初学者感到抽象、难学,再加上学生知识结构、学习习惯等诸多不利因素[2],无法有效地利用工程实训的有限时间,掌握数控机床的编程和操作技能。在统观传统数控教学的优缺点的基础上,我们发现,引入数控仿真软件可以避免传统教学的缺点,让学生在数控实训有效的时间内,在数控机床数量有限和指导教师人数有限的条件下,通过理论教学、实践操作和仿真软件交互使用的这一教学方法,可以提高教学效果,促进学生学习的兴趣和动力,保证了教学的安全,取得了良好的教学效果。
1 传统数控教学特点
在传统的数控实训中,因为数控机床的数量有限,指导教师的人数也有限,导致一般是10-15人左右围聚在一台数控机床旁边,听老师讲解数控机床具体操作方法,导致大多数学生因无法看到数控机床具体操作面板,而无法认真听讲或者听课效果很差。由于数控机床属于昂贵设备,学校购买数控机床的数量有限,教师人数有限,指导学生单独上数控机床操作的时间受限,并且数控机床的错误操作容易引起安全事故的发生,因此,使用传统的数控教学方法进行的数控实训效果很差,学生无法在有限时间内达到高校数控实训的目的和要求。
2 数控仿真软件在数控实训中的应用
2.1 数控仿真软件 数控仿真是应用计算机技术对数控加工操作过程进行模拟仿真的一门新技术。该技术面向实际生产过程的机床仿真操作,加工过程三维动态的逼真再现,能使每一个学生,对数控加工建立感性认识,可以反复动手进行数控加工操作,有效解决了因数控设备昂贵和有一定危险性,很难做到每位学生“一人一机”的问题,在培养全面熟练掌握数控加工技术的实用型技能人才方面发挥显著作用[3]。数控仿真软件是应用计算机的编程和建模,将加工过程用二维图形或者三维图形的动态形式演示出来的软件,使在传统数控教学中,需要数控实验室或者实习工厂才能完成的大部分教学演示功能在虚拟软件环境中就能实现,使数控教学模式变得更加灵活、方便。
2.2 数控仿真软件在数控实训中的作用 数控仿真软件在数控实训中的使用,改变了传统的教学方式,对数控实训的效果有重要的影响,主要表现在以下几个方面。
①数控仿真软件可以模拟真实数控机床加工,使数控实训教学变得生动形象,易于理解学习。数控仿真软件提供了多种数控仿真系统,可以全面仿真加工的整个过程,学生可以多方位了解数控机床结构,通过仿真软件的模拟加工,掌握实际数控机床的操作方法。②数控仿真软件提供了学习数控机床操作的安全平台,避免了数控机床操作时易于发生的安全隐患。在使用数控仿真软件进行加工时,所有的加工都是在虚拟环境中进行,不会因为学生的错误操作引起人身安全问题,也不会损坏机床。③数控仿真软件的使用可以节省教学设备的投资,减少材料的消耗。如果按照传统的方法来进行数控实训,学生在操作的过程中要消耗大量的材料,并且集中实训期间,连续40天,每天都有学生参加数控实训,数控机床的保养和维护无法满足需要,如果一台机器运转不良,将会导致整个数控实训受到严重阻碍。在数控实训中如果引入数控仿真软件,可以避免机器长期运转得不到维护的问题,也可以减少原材料的消耗。仿真软件一般都是绿色软件,不用安装,只要有一台普通的电脑,就可以安装使用。学生可以在机房练习,也可以在自己的电脑上练习,节约了学生学习的时间,提高了学习的效率。④仿真软件可以激发学生学习数控编程和数控机床操作的动力。学生在使用数控仿真软件中,可以通过直观形象的加工过程,增加学习数控机床和编程操作的动力,激发学生的自信心,挖掘学生的内在潜力。
2.3 数控实训中要把数控软件和传统教学相结合
2.3.1 传统数控实训方法 在以往的数控实训中,我们的数控实训开展方法是,教师在课堂上讲解数控编程的基本方法,要求学生学完数控编程之后提交一个手工编程的程序。学生在数控车间学习数控机床的原理和操作方法,这一项要求学生能够用给定的程序完成一个简单零件的加工操作。传统的数控教学方法在执行过程中,学生感觉学习枯燥、单调;在编写数控程序提交给教师中,增大了教师的工作量;在机床操作实训中,学生因为对刀失误或者忘记关舱门等失误,导致安全问题频出,教学的效果不是很理想。我校工程训练中心在数控实训中根据传统教学方法的不足,经过认真分析问题原因,参照兄弟院校成功的经验,多次修改我校数控实训的教学方法,并根据本校学生实训的特点,把传统的数控教学方法和仿真软件进行结合,使得学生在短期的数控实训中,快速掌握数控编程的基本原理和数控机床的基本操作,取得了良好的教学
效果。
2.3.2 仿真软件和传统教学有效结合的教学流程 针对学生实训时都是集中实训,数控实训的时间一般是2天。在这个前提下,学生开始学习数控机床的基础理论知识,内容主要包括学生实训所要用到的数控机床的编程方法。通过数控编程理论知识的学习,要求学生掌握自己将要使用的数控机床的数控编程方法。学生在学习期间有不明白的地方,可以找老师咨询,也可以自己查阅我们编写的《机械制造技术实践》中关于数控编程部分的内容。在学生掌握了基本的编程方法之后,学生开始在数控车间学习机床操作,实训教师会给学生讲解数控机床的面板和操作方法,主要讲解如何对刀,学生在教师的指导下,练习对刀。因为对刀是数控加工中非常重要的一部分内容,所以要求每个学生都在机床上练习如何对刀。
经过前面的学习,学生已经具备编写数控编程软件的能力和数控机床的基本操作能力,很多学生因为看到仿真软件可以快速加工出零件,对数控仿真软件操作产生了兴趣,已经开始想自己设计加工零件了。这时,教师对学生加以引导,让学生观看以往同学设计的零件图样,启发学生自主设计零件图样,激发学生的创造力。学生在模拟仿真加工后,可以提交自己仿真加工完成的作品给老师,教师可以对学生作品评分,并挑选部分设计加工得比较好的零件,组织学生在数控车间里使用数控机床进行实际加工。
2.3.3 教学效果 在把仿真软件和传统的数控教学相结合进行数控实训后,我校的数控实训避免了以往数控实训中出现的问题,数控仿真软件本身的优势极大地调动了学生学习数控编程的积极性,在每次实训中,学生都很积极主动地设计和加工,独立完成数控实训的要求。针对我校集中实训的特点和要求,教学效果明显提高。
3 总结
虽然仿真软件有很多优点,但是也有一些不足之处,比如,学生在选择工艺参数时都很随意;学生多次错误操作导致软件系统出现问题;学生的安全意识降低等等。我校数控实训把数控仿真软件和数控实训结合在一起,还处于尝试阶段,该教学方法改善了传统数控教学的弊病,提高了数控实训的教学效果。在实训中,我们要努力扬长避短,发挥数控仿真软件的优势,有效合理地把数控仿真软件和数控实训结合起来,提高数控实训的教学质量。
参考文献:
[1]王彦章.数控仿真软件在数控教学中的应用[J].科技创新导报,2011(15).
摘要:数控车床集精密机械、计算机、通信、液压、气动、光电等多种技术为一体,是机械制造业的主流设备。学好数控车床编程与加工专业课程,在机械加工中显得尤为重要。随着科学技术的发展,教学方法也应不断更新。笔者提出,可通过教材体系、教学内容、教学方法、教学手段、评价体系等对原有的教学进行改革,达到教学效果的最优化。
关键词 :数控车床编程与加工 优化教学 典型工作任务
课题:本文系河南省职业教育教学改革研究项目“中职数控技术应用专业课程改革创新研究”阶段性研究成果,项目编号:ZJB14227。
在技工学校数控技术应用专业,数控车床编程与加工是与生产实际联系紧密的专业课,而目前中职学生普遍基础文化底子比较薄,之前很少接触过机床加工生产,理论知识难听懂,实训操作时害怕撞刀,从而感觉该课程枯燥无味,缺乏动手操作的勇气。在教学中,教师要通过精心设计、优化教学,营造一个轻松、愉快的一体化实训环境,优化课程内容,提高学生的学习兴趣,从而提高教学质量。笔者作为该课程的教师,在连续十多年的教学工作中不断探索总结,从中感悟出一些教学技巧,现谈几点粗浅认识。
一、专业课程体系的改革
随着机械加工自动化进程的发展,加工企业对数控专业技术技能型人才的需求量越来越大,同时对数控人才的要求也越来越高,尤其是技术技能操作型人才。技工学校数控专业的主要目标就是为企业培养一线技能操作型人才,因此专业课程体系整体设置不仅应适应现阶段中职学生的特点,还应结合企业和市场的实际需求。而我们在专业课程体系的设置上没有充分考虑学生今后就业的需要,专业基础理论课门数和内容过多,存在着知识理论性过强、技能训练部分较少等问题。针对这个问题,在专业基础课程设置时,应优先考虑公差配合与技术测量、钳工、AutoCAD、普通车工这4门专业基础课,还应采用以实训为主的“工学结合、做学教合一”的一体化教材。这4门课程在教学中都要采用“任务驱动、情境教学、项目教学、案例教学”等职业教育的教学方法。将金属材料、机械基础、机械制造工艺等作为选修课,增加数控车床的学时总量,提高其在专业课程中的主体地位。为提高学生的学习兴趣,学校为学生购买了关于数控车床操作的多种最新参考书籍,订阅了一些关于机械加工、职业教育方面的期刊;本校教师尝试编写数控机床编程与加工方面的校本教材,让学生多角度认识数控车床,增强学生在数控车床编程与加工中的创新意识。
二、数控车床编程与加工课程教学内容的改革
技工学校目前使用的《数控车床编程与加工》教材,其教学内容大都是参照大学或高职同等专业的数控车床编程与加工课程,过分地强调理论的系统性、完整性,把知识的讲授放在第一位,和技工学校学生的培养目标和实际情况相背离。技校绝大多数学生的基础文化知识比较薄弱,逻辑思维和运算能力较差,对复杂的理论和计算,很难全面透彻地掌握,但他们对动手操作却具有较高的兴趣。因此数控车床编程与加工教学应改变以传授知识为主的思想,突出一体化实训教学的特点,把操作能力的培养放在第一位。因此,在教学内容上,采用模块式课程结构,每个模块又分为几个典型工作任务,每个任务结构包括:学习目标、任务描述、任务分析、相关知识技术链接、任务实施、任务评价、思考与练习、总结提升等几个阶段。譬如,在讲到轴类零件的加工任务实施时,教师为加深学生对整个加工过程的理解,可以让学生先在计算机上仿真:开机回零编程输入安装工件安装刀具手动试切对刀程序模拟自动加工测量。编程之前要确定加工工艺方案:加工图样分析、先加工哪一端、后加工哪一端、如何装夹工件、刀具选择、加工工艺路线拟定、节点坐标、切削用量、编程指令、程序格式、加工过程分析、尺寸和形位精度测量、先仿真演示,后独自进行练习,遇到难题在老师的引导下分析解决,直到熟练地完成加工的全过程。师生互动、分析总结后,再到数控车床上输入程序、对刀加工。这样既提高了学生的自信心,又不会出现撞刀等安全事故。
三、教学方法的改革
数控车床编程与加工课程传统的教学方法就是课堂讲授法和实习演示法,教师以讲为主,学生以学和练为辅;理论与实训脱离,师生缺少互动。随着职业教育培养目标和教学方法的改革,传统的“填鸭式”教学方法已不能满足新的教学要求,教师应在教学实践中,勇于创新,不断改革教学方法,从而达到培养出适合于职业教育特点的技术技能型人才的目的。对教学方法的改进可以从以下几个方面着手。
1.在教学过程中运用类比教学方法
譬如,把数控装置的组成及工作过程与计算机的组成及工作过程相类比:硬件都有输入∕输出接口、运算器、内部存储器(RAM∕ROM)等组成;软件都有管理软件、控制软件、应用软件(数控系统的应用软件是加工程序)。数控机床的键盘与计算机键盘也很类似。通过类比,让学生觉得那些复杂的概念、原理不再遥不可及,而是在生活中随处可见,从而让学生从心底产生一种想学习的冲动。例如,数控车床加工与普通车床加工相类比,工件几何精度要求、刀具、切削用量、加工路线、测量等有许多共同之处;加工的适应性、特点、速度、节奏、工序集中程度等有许多不同处。类比能够使一些复杂的问题简单化,使数控技术技能教学达到事半功倍的效果。
2.应用探究式教学方法,加深每个任务知识的记忆和技能的熟练程度
在营造企业数控加工原型的问题情境中进行探究,教师首先要帮助学生拟订合理的计划,选择恰当的时机,提出一定的问题和给出必要的资料,由学生自己动手去仿真练习或者在互联网上查阅,来寻求问题的答案。这时,教师起到一个导演的角色,指导、规范学生的探索过程。这个过程可以由单个学生完成,也可以由学生小组(3个人一个小组,每个小组一台数控车床)来完成。要加强培养学生寻求合作的团队精神。经过探究过程,学生要把自己的仿真操作过程或者查阅的资料进行总结梳理,得出自己的结论和解释。不同的学生或者团队可以就同一问题提出不同的解释或看法。不要怕出错,不要怕反复,要让他们能够将自己的结论、想法清楚地表达出来,大家共同探讨。例如,在学到数控车床坐标系时,教师让学生探究前置刀架和后置刀架可能出现的各种坐标系,最终让学生引导到笛卡尔右手坐标系的坐标轴关系上来。标准规定:主轴轴心线为Z轴,刀具远离工件的方向为Z轴的正方向,然后据笛卡尔右手坐标系的坐标轴关系确定X轴;探究机床坐标系和工件坐标系的关系;查询笛卡尔坐标的来历等。让学生有趣地在互联网上查找机床坐标系和工件坐标系的知识,观察坐标系现象,并运用前面所学过的相关知识解释数控机床坐标系必须统一标准的理由。
3.利用情境教学法,取得优秀教学效果
情境教学法的核心就是激发学生的情感。数控车床编程与加工情境教学,是在对数控车床编程与加工内容、企业加工实例进一步提炼和加工后才影响于学生的。诸如技能竞赛上优秀加工案例的作用、生动形象的语言描绘、课内游戏、师生角色互换、工艺分析、程序分析、加工视频等等,都是寓教学内容于具体形象的情境之中,也就自然存在着潜移默化的暗示作用。情境教学法就是要在教学过程中引起学生积极的、健康的情感体验,充分利用右脑的直观体验,提高学生学习的积极性,使数控车床加工操作成为学生主动进行的、快乐的事情。情感对认知活动的增力效能,给我们解决目前技校学生中普遍存在的学习动力不足等问题以新的启示。情境教学法要求创设的情境就是要使学生感到轻松愉快、耳目一新。专业技术课教学的实践使人深深感到:欢快活泼的课堂气氛是取得优秀教学效果的重要条件,学生情感高涨和欢欣鼓舞之时也是知识技能内化和深化之时。这样,学生就会走出理论知识难懂、操作怕出事故的困境。
四、教学手段的改革
教学手段是在教学过程中所运用的方法、软件和硬件资源,是中职师生获取新知识、新技术、新工艺的有效途径。现代化教学手段为数控车床编程与加工课程教学增加了便捷性、趣味性。
1.充分发挥典型加工实例在教学中的作用
根据国家、省、市技能大赛,获取数控车床编程与加工经典实例,反复研讨分析,让师生共同练习,提高技术技能水平。聘请社会上、优秀企业中的能工巧匠做兼职教师,给学生进行加工实例的操作讲解,提高学生数控加工练习的趣味性和真实性,丰富感性知识,减少学习中的困难,开拓师生的眼界,发展学生的观察和思维能力。为就业后职业能力的提升做好铺垫。
2.提高学生的计算机操作技术,加强对互联网、校园网上的数控技术技能资源的利用
师生共同制作数控车床编程与加工的PPT、视频等课件。通过智能手机、iPad、计算机等网络终端,通过微信、微博、易信、QQ、电子邮件等媒介,师生相互传递,更好地理解和掌握教学内容,丰富学生的知识技能范围。
五、评价体系的改革
根据教学的内容和标准,利用一定的评价方法对教学过程及预期的教学效果给予评判。而现有的评价大都是一学期一次期末考评,这种评价方法太单一,距我们推行的素质教育相去甚远。因此,传统的评价体系必须改革,这就要求我们要建立一个较为科学的评价体系,通过评价让学生认识到自己的收获和不足。评价也不要过于复杂多样,要以鼓励和赏识为主,让每一位学生都能获得自信和动力。
1.一体化实训过程评价
在实训过程中,布置一些项目或任务,对学生完成项目或任务的过程记录评价,并让学生自己总结。
2.典型任务考评
轴类、套类、螺纹类零件编程与加工等每一项任务,对学生加工工件的尺寸、形位精度和表面粗糙度等质量要求进行考评。
3.技能鉴定考评
按照数控车床初级工、中级工分两个时间节点,用国家技能鉴定题库中的理论和实操试题对学生进行全面考核鉴定,对少数优秀的学生再进行高级工的技能鉴定。
论文关键词:数控技术 应用专业 实训 四个阶段
目前,我国制造业对既掌握数控技术又熟练数控编程、加工操作的中等职业毕业生需求越来越大,由于数控技术发展日新月异,教学内容与生产技术水平总是存在着滞后教学经费投入的不足.限制了实验、实训设备及数控应用软件的投入与更新。为了满足社会对数控技术应用型人才的需求,更为满足我校毕业生的需要.我们对现有的教学计划进行了相应的调整:我校数控技术应用专业学制为三年,前两年在校学习理论知识、到校实训中心接受实验、实训,在理论学习期间,特开设了《车工工艺学》、《数控加工技术》、《数控编程与设备》、《公差测量与技术》、《机械制图》等十几门专业课和专业基础课,使学生的知识结构更趋于合理,为实训作了很好的铺垫,夯实了基础。后一年到企业顶岗实习,为更好地向企业输送合格的数控人才,把实训分四个阶段,以巩固和深化理论知识,提高和完善操作技能。
第一阶段:普车实。
这一阶段是学习数控车床不能逾越的过程。学生在普通车床上实习、练习刃磨车刀,熟练操作车床,从加工端面、外圆、内孔、切槽开始,逐渐接触到螺纹各部分的尺寸计算和加工,特形面的加工.在这一过程巾深刻理解刀具几何角度对切削加工精度和表面粗糙度的影响,进一步认识切削三要素Vc、ap、F在加工中的相互关系及其对工件质量的影响,掌握车床的调整方法.掌握切削的有关计算、了解常用_T具、龟具的结构,熟悉掌握其使用方法,合理地选择工件的定位基准,安排加工工艺过程。同时还须让学生知道只有完成这一阶段的实训任务,将来才有可能在数控车床上所编制的加工程序更为合理和实用。
第二阶段:仿真实训。
第一阶段的实训后.对学生进行技能考试。操作达到要求的学生到计算机进行数控仿真软件的练习.同时也能促进未选中的学生努力练习.激发他们的学习兴趣和竞争意识。首先让学生熟悉仿真机床的操作面板和录入面板明确每个按键的功能.建立工件坐标系的方法,如何选择刀具几何角度设置刀偏及刀补,详细地讲解每个过程。
在编程车削倒角时.可用两种方式:(1)把车刀刀位点指定在倒角起点处,再C01车削;(2)把车刀定位在倒角的右边延长线上,然后G01车削而成。同时让学生比较哪种方式更为简单和实用。
在普通螺纹加工中.让学生分别使用G92、G76螺纹循环指令来编程加工螺纹.在实训中让学生了解根据导程的大小和螺纹的精度高低选择不同的加工指令更为合适。G92直进式切削和G76斜进式切削。由于切削刀具进刀方式的不同,这两种加工方法有所区别。各自的编程方法也不同,造成加工误差也不同,工件加工后螺纹段的加工精度也有所不同。G92螺纹切削循环采用直进式进刀方式进行螺纹切削,螺纹中径误差较大,但牙形精度较高,一般多用于小螺距高精度螺纹的加工;加工程序较长,在加工中要经常测量。G76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式进行螺纹切削,牙形精度较差,但T艺性比较合理编程效率较高,一般适用于大螺距低精度螺纹的加工。在螺纹精度要求不高的情况下,此加工方法更为简捷方便。所以,学生要掌握各自的加丁特点及适用范同,并根据工件的加工特点与工件要求的精度正确灵活地选用这些切削循环指令,然后编制加工程序,并自动加工。
第三阶段:数控加工。
在数控仿真软件加工出合格工件的同学先到数控车床上进行编程加工。由于仿真软件和数控车床是同一个界面,学生短时间内可熟练操纵机床,但需注意以下几点。
(1)要根据工件的材质,所用刀具的几何角度来选择不同的切削参数。经过普车的实训,这将不是难题。
(2)学生编制的程序要先经过图形模拟加工,程序正确后再进行对刀加工。
(3)在首件加工中合理使用程序暂定MOO指令.在精加工前对工件进行测量.看是否需调整刀具补偿.最后加工出合格的工件。
(4)重点突出典型零件的工艺分析,装卡方法的选择、程序编制,调整加工和检验,如果有缺陷,应找出原因并修正。遵循由易到难、由简单到复杂、由单项到综合这一过程,重视在实践教学中培养学生的实践能力和创新能力。
对学生加工的工件,按小组进行互评。学生都有好胜心理,会对对方的工件一丝不苟地检查,不放过任何一个细节。最后教师根据实际情况给出综合性的评价,或者让学生保存自己满意的作品,激发学生的兴趣。学生的学习效果非常明显。
如此,学生能全面了解数控加工的全过程,深刻理解加工原理、机床工作过程、编程方法及制订工艺的原则.能够对数控机床加工中出现的常见故障予以解决,对将来从来数控工作上手快,操作规范。具备解决问题的能力。
[关键词] 数控技术 技能训练 岗位化 一体化模块式教学
一、数控技术专业人才培养及岗位需求定位
根据教育部数控技术专业人才定位,主要是三个就业方向:数控机床控制技术,数控编程与加工技术和机械CAD/CAM技术,涉及数控编程、数控设备使用(操作)、维护与技术管理、数控设备销售与售后服务等工作。我校数控技术专业培养目标符合教育部定位。
结合广东机电职业技术学院机电工程系数控与模具教研室的调研,广东地区数控技术专业岗位主要是数控设备操作技术员、数控编程员,数控维修服务技术员,数控设备技术支持(设备销售厂商),数控车间管理员。并且数控编程员和操作人员的比例达到84.2%。因此,数控技术专业定位为培养具有较高数控操作技能,懂工艺,能编程,从事生产一线工作的高技能人才为主,以数控维修技术员,数控设备技术支持者,数控车间管理员为辅。
二、一体化教学改革内涵与岗位技能提升分析
为使数控技术专业学生毕业后能尽快上岗,在校内应较好培养专项技能,把专业核心基础课《数控加工基础》的教学按技能(就业)岗位方向进行模块式规划。每个子模块按技能要素与理论要素结合采用一体化教学,整个体系涵盖专业(工种)所需要的技能和知识。
针对《数控加工基础》课程所采用的一体化模块教学,就是在职业技术教育中,理论和实习教学实现一体化,根据培养目标的职业标准要求,以理论为基础,穿插技能训练,确定课程所需要的知识内容,按照技能的特点和分类,建立若干个教学功能模块,将理论教学和技能训练有机地结合在一起,完成教学任务的一种教学模式。使学生对整个知识面了解更深,且有一定技能基础,达到专业通识目的。
根据一体化模块式教学特点,结合我校09级《数控技术》专业培养方案规定的主干课程与专项实训(参照表1),对《数控加工基础》模块式规划改革如表2所示。
结合表2的模块规划,专业发展岗位仍然包括:数控机床操作工类、数控编程师类、数控设备维护维修类、数控设备售后技术服务,表2做了具体的细化。鉴于相关企业大多使用三坐标测量机,表2增加了一个逆向工程方面的了解,预留学生今后发展空间。
《数控加工基础》一体化模块式教学的实施,虽不能大力提升学生技能,但是整个流程理清了数控技术专业的知识面,为后面的专项理论学习与技能训练(参考表1)打下坚实基础,同时为学生今后学习、就业指明了方向。此后,学生可以根据对各模块和岗位的不同喜好,采取侧重学习。
三、配套教学设施建设规划
为保证教学改革的顺利推进,对原有设备、实验室重新布局,并新购其它设备。已经规划新一体化教学场所的布局,如图1所示。包括10个特征事物:(1)多媒体教室;(2)数控车床加工实训场地;(3)学生作业、听课场地;(4)电火花线切割实训场地;(5)工、量、刃具(磨刀机)学习柜;(6)三坐标测量机;(7)数控车床拆装、机床电气实训场地;(8)数控仿真、软件自动编程实训场地(机房);(9)数控铣床、加工中心操作场地;(10)学生获奖作品展学习柜。把教学、实训设备集成为一体化实训场所。麻雀虽小五脏俱全,保证教室、实验室与实训场地等教学条件一体化配置。
四、教改及岗位专项训练效果预测
目前,社会存在很多技能培训学校,其中机械类培训以数控技术与模具设计方面占绝大部分市场。把数控技术专业的专业基础课(如《数控加工基础》)、专业课、实训环节实现一体化模块式教学实施时,就确保学生同时读了这两所学校:学校学历文凭教育、校外技能强化培训教育。建立技能培训环境,缩短学生就业距离,进一步实现数控技术专业培养目标。
另外,表2所示某些模块相对独立,可以进行积木式的多重组合,灵活多变。可以根据不同的工种和不同的教学层次需要编排,对本行业中出现的新技术、新设备、新工艺、可以随时建立新的模块添加进去。这种模块化结构便于调节,即可多可少、可长可短,可剪辑、可嵌入,以适应不同对象的需求。因此,上述一体化模块式既适合全日制教学,也适合各种短期岗位培训,组织社会、企业员工报名参加专项理论与技能培训。
实施中应注意,讲授、听课与实验、操作等教学形式一体化实施;知识、技能与素质等职业要求一体化训练。
五、总结
为了确保学生专业技能得到岗位化训练,在《数控加工基础》一体化模块式教学规划及一体化理实教学中心建设后,至少还存在以下几个任务:
第一,实施一体化模块式教学必须建设一支过硬的“双师型”教师队伍。
第二,建设一套满足理论与实践指导融合的教材,《数控加工基础》是本专业的重要一环。
第三,单独建立《数控加工基础》一体化模块式教学评价内容,本课程教学属于专业基础通识教育。
第四,针对专业人才培养、岗位化技能训练,建立客观、公正、合理地评价体系。一体化模块式教学效果评估是至关重要的环节,专项技能实训(参考表1)后,通过就业调查比较,才能综合客观评价实施教学改革的效果。其中,学生的操作技能水平、运用知识的能力和创新能力的发展情况等是衡量的主要标准。
参考文献:
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关键词:中职学校;数控加工;课堂;教学改革
中图分类号:G712 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)17-0198-02
数控加工技术课程是数控类专业的一门重要基础性课程,其主要培养目标是为加工制造类企业培养技能扎实的数控加工操作人员。在教学中如何活跃课堂气氛,如何使理论知识与实践技能有机结合,如何使实训与生产相互结合是中职学校数控加工课堂教学改革的重点。
一、培育中职生学习数控加工课程的兴趣
中职生学习兴趣之高低是影响其学习积极性的重要因素之一。怎样提升学习者的学习兴趣,对于学好数控加工技术课来说显得十分重要。鉴于目前普高持续扩招,导致中职学校学生的总体素质不断下降,不仅学生的基础知识十分薄弱,而且大多具有自信心不强、学习积极性不高等现象,为提升中职学生的学习兴趣,教师应当全面运用课堂教学主渠道来培养学生的学习积极性。因为数控加工技术课具备相当强的理论性,导致学生学后觉得枯燥乏味,无法对这一课程学习产生足够强烈的兴趣。因此,培养中职生们的学习积极性也就成为了顺利完成这一课程教学任务的重要保障。笔者觉得可以在课堂教学中全面运用各种不同的形式来培养学生们的兴趣。比如,可以运用中职生的好奇心与求知欲较强的特点,在讲授数控机床加工工艺时设计出中职生们所熟悉的机床加工工艺、加工切削量和加工刀具选择等,再运用从简单到复杂的原则以吸引学生的注意力。让学生带着疑问去上课,并在课堂上解决相关的问题,从而让其体会到解决问题之喜悦与成就感,从而更好地调动起中职生们的学习主观能动性,提升其自信心与学习兴趣。
二、建立模块化的数控加工课堂教学体系
在数控加工技术课程的教学内容上,应当依据各位学生的知识能力结构上的差异,将教学的内容划分为不同的模块,每个模块都有明确的目标和要求,还包括一个特定技能的详细工作步骤,它强调学以致用,具有较强的灵活性。具体包括普通车床操作模块、数控机床编程模块、数控机床操作模块、数控机床维修模块等。其中数控机床编程模块、数控机床操作模块是重点,主要包括数控机床的结构、操作界面及程序编制等,能根据所给零件图熟练地进行程序编制,调试,零件装夹,刀具选择与装夹,直至加工出合格的零件。在具体实施过程中要依据实际、实用与实践的原则来组织好教学工作。理论教学以必须和够用为标准,尽可能地少一些公式的推导,尽可能地多一些实践运用,做到删繁就简以保障重点,强调针对性与应用性。在数控加工课堂教学过程中,充分运用精讲多练和讲练结合等形式,让学生们分不同的模块开展讨论式学习。在每一模块的学习结束之后,一定要达到具体的学习成效,从而体现出中职生的实践能力、创新能力与创业精神。现举实例加以说明。比如,笔者将模拟实训模块的教学内容划分为外径粗车、端面粗车、成型加工、孔加工以及螺纹加工等小模块。将学生进行分组,要求各组熟悉图纸、编制加工工艺、编程,在计算机中模拟切削,并在每小组完成之后实施大讨论,并由组长来介绍本组主张的切削方法,再由全体学生投票决定成绩最好的小组,最后笔者再进行总结点评。
三、改进数控加工实践教学环节
一是加工演示环节。中职学生在进入到数控实训车间中由于首次接触到数控机床,对于有关知识的认识一般都相当模糊。在中职学生实习的初期,一般是由实训指导教师先行使用数控机床来加工某一件产品,从而让学生们对于数控加工的过程能够产生感性的认识,以便于激发出中职生们的学习主动性。
二是课堂理论讲授环节。在实施完数控加工演示之后,再实施课堂理论知识的讲授,主要是讲解数控机床的构成与特点、工作原理、工艺与编程知识等。由于中职学生已在学习之前从事过普通机床的加工工作,因而已具备了基本的加工原理与知识,故在讲解数控机床组成与特点之时,可运用和普通机床进行对比的方法,让学生们能很快地进入到角色之中。在讲解具体的工作原理之时,应当针对实训所用到的数控机床系统,积极鼓励学生们在课余时间查阅相关的资料,并且更多地学到相关的数控加工知识。
三是自行设计编程环节。在对理论知识进行讲解之后,还应当在实训指导教师的精心指导之下,由学生自行设计数控编程。数控编程主要可运用手工编程与自动编程等两种不同的方式。前者主要限制于二维平面之内,绝大部分针对的是较为简单的轮廓图形,因为计算较为简单、程序较少,而且具有经济性和及时性,所以在生产教学当中的运用相当广泛。要充分考虑到中职学生实习的时间较短的特点,对于一些较为复杂的零件,往往运用自动编程的方式,自动编程十分简单和迅速,而且可靠性相当高,能够激发出学生们十分浓厚的学习积极性。
四是现场实践操作环节。在数控加工程序编制完之后,中职学校数控加工实训教师应当进一步地针对数控机床操作面板加以讲解,留给中职学生足够多的时间以熟悉与操作数控机床,通过让中职学生开展现场实践训练,从而培养中职学生的实际动手能力。要根据中职学生所编制的程序开展零件的加工,从而让图纸中的设计转变成为实实在在的产品,这样一来就能充分体会到数控机床加工的特征与优势。在学生实习遇到问题之时,应当引导其积极开动脑筋进行思考,并且鼓励学生间进行讨论,从而深化学生对于数控加工之理解与提升其学习兴趣。
四、实现实习评价和技能考核的有机结合
在数控加工教学的过程中,对中职学生能力的评价是无法缺少的重要组成部分,按照中职培养目标与职业活动贴近,培养标准与职业标准对接,学习考试与职业技能考试鉴定接轨的原则,建立起良好的评价体系,就能对中职生阶段知识点的掌握实施准确的判断。中等职业学校应当结合以往教学经验,充分应用评价和技能考核的有机结合,也就是依据《国家职业技能标准》当中对于数控机床操作工当中的初、中级工之要求,对各考点做出分解,并且分解至各实习项目之中。比如,在机床基本操作项目当中,主要有四项任务,一是进行机床面板操作;二是实施手动操作试切削;三是进行程序输入和编辑;四是开展MDI操作以及对刀。在轴类零件加工项目中,主要有四项任务:一是进行简单的阶梯轴加工;二是实施槽加工和切断;三是开展外圆锥面加工;四是进行多阶梯轴加工。在套类零件加工项目,主要有四项任务:一是通孔类零件的加工任务;二是阶梯孔类零件的加工任务;三是不通孔类零件的加工任务;四是内轮廓的综合加工任务。在成型面加工项目中,主要有三项任务:一是凹圆弧面零件的加工任务;二是凸圆弧面零件的加工业务;三是内圆弧面零件的加工任务。中职学校应当将数控加工实训和人力资源社会保障局设于本校的技能鉴定站保持相互配合,把初、中级工考核从统一考核改为分阶段考核,依据实训的项目来确定考核的内容,并且由具备考评员资质的数控教师开展考核,从而保障实训的成效,达到数控加工课堂教学的要求。
总的来说,中职数控加工教学改革是需要进行长期的探索,绝不可能一蹴而就,这就需要各位中职数控教师依据学生的特点,深入把握教学重点和难点所在,持续改进教育教学方法,充分总结教学经验,从而为社会培养出高素质、高技能的实用型人才。
参考文献:
[1]朱立达.数控加工技术教学研究与实践[J].科技创新导报,2009,(35).
关键词: 数控技术 理论教学 数控实训
一、引言
高职学院的数控技术专业是一门综合性、实践性很强的专业,包含机械制造技术、数控加工工艺、数控编程技术、公差与技术测量等专业课程的理论知识和数控机床操作、数控加工工艺编制、cad/cam应用、数控机床维护等专业技能。因此,教学中要一方面重视理论教学,为学生打下坚实的理论基础,另一方面重视学生实践技能培养,加大数控实训教学力度。
目前企业大量急需的数控人才是数控工艺人员和数控机床维修人员,对这些人才的要求是既有一定的数控技术理论水平,又有很强的操作技能,能够胜任企业基层单位数控技术工作的高级应用型人才。恰恰与高职教育培养高技能人才的目标相吻合。中央广播电视大学传统的教学计划是重理论、轻实践,但是当下有些高职院校过于重视实践,一些学校提出实践第一、理论第二,把高职教育与中职教育培养目标等同看待,认为理论与实践的教学比例达到1:1最好。从目前各高职院校实验与实训的软、硬件条件来看,确实是增加了实践和实训时间,但效果并不理想,学生对实践技能的掌握情况并不令人满意。究其原因,笔者认为问题的关键在于如何正确把握理论教学与实践教学的内在关系,以及充分利用实训设备,采用科学的实训方式充分调动学生学习积极性。
二、教学改革措施
1.模块式教学――优化整合理论教学
数控专业是机械专业的二级专业,机械专业的一些传统课程,如《机械制图》、《机械制造基础》、《机械加工工艺》、《数控机床编程与操作》等专业基础课在教学中是不可或缺的,但是随着数控技术的发展,这些课程的外延与内涵都发生了变化。因此,学校根据高职院校的培养目标,理论教学以“必需、够用”为度,突出“适用性”和“针对性”,允许对一些艰涩难懂或者陈旧的内容进行大胆删减,而增加一些数控技能培养需的实用性知识。如机械制图及计算机绘图课中,数控专业最需要的知识是看懂零件图,学会各节点坐标的计算,在制图课上,淡化画法几何的概念,点线面投影的概念,重点是熟练应用三角函数等数学知识,确定圆柱、圆锥、圆球、凹(凸)圆弧、螺纹等表面上节点的坐标,熟练掌握AutoCAD知识。为学习CAD/CAM软件及数控编程打下理论基础[1]。
2.在理论教学中突出实践性
数控技术专业课内容基本是在机电一体化基础上延伸而成的,整合后的教材内容往往满足不了理论和实践教学的需要,如我校数控车床是“广州数控系统”,现有教材和实训设备不吻合,我校组织教师编写教学大纲和教材、开发数控“校本课程”,体现数控专业领域的新知识、新技术、新工艺和新方法。还通过校企合作办学或课程整合,将数控专业传统教学模式改变为项目化教学,能在一定程度上提高教学效率,一些课程实行“教、学、做”一体,如讲数控加工工艺课程时,将在课堂上不易讲清楚的零件加工工艺,带到数控实训车间一边加工一边讲解,使学生一目了然。
我校还和多个企业合作,建立校外实训基地,在专业理论教学中带学生到工厂参观,对学生进行生产认识教育,使学生在有了感性认识后再学习比较难理解的理论知识,强化教学效果。
3.实施项目化教学讲理论和实践教学有机结合
教师有目的地根据教学目标创设一定的实训情境,学生通过实践活动进一步理解教学内容,并提出实践中发现的问题。教师通过课堂教学,将学生在实践活动中掌握的知识连贯起来,解决学生不懂的问题。操作程序主要分为:创设情境实训探索发现问题引导概括巩固应用[2]。如在数控加工中心程序编写第一行G54G40G49G80G90G17指令,不必要求学生开始学编程时就详细理解各个指令的具体含义,只需让学生记住这个固定模式直接写程序,在以后练习操作中再慢慢理解掌握。通过这样的实践教学,教师进行理论教学时,能在实践基础上轻而易举地使学生理解[3]。
三、实施方案
根据数控技术专业实训教学课程的特点把实训教学分为三个阶段:感性认知实训、数控操作实训和综合实训。有机穿插理论教学,达到理论实践紧密结合。因此,在专业理论课教学之前,将学生带到数控实训室对数控机床进行感性认识。在授课过程中可将专业教材中有关数控机床各种机具构造结构进行举一反三的实地讲解。在学生操作机床时,指导教师不能简单地让学生操作,而是让学生根据零件图编写数控加工程序,再通过自己的操作对先前具备的有关编程的理论知识进一步加深理解巩固消化。最终经过综合性实践教学,学生实现零距离上岗,培养高技能人才。
1.利用虚拟实验室等多种教学手段、建立立体的实训体系
充分利用先进的多媒体技术制作实训配套课件、建立数控实训虚拟实验室,对我院数控实验室的cA6140广东数控系统数控车床、法那克系统数控铣床的实训操作,制作详细的图标牌流程。并编写配套的实训实验指导书,制定相关实验守则、操作规程、管理制度及每一台数控设备的操作加工演示程序等[4]。通过这种模式进行数控机床的实训教学,学生对整个操作步骤的按钮先后顺序的记忆、操作步骤的熟练掌握、对安全操作规范的反应灵敏度等方面都有明显提高,切实提高数控机床操作的熟练程度,缩短学生实际操作能力熟练过程的时间,有效降低因不规范操作而引发的事故率,确保数控机床实训有序高效进行,大大提高实训教学水平。
2.启发性教学
教师在教学中注重启发诱导学生,激发学生的学习兴趣,鼓励学生探索,启发学生而不代替学生得出结论。在指导学生数控实习过程中,教师鼓励学生独立思考,自己找到解决问题的方法,千方百计地调动学生的主观能动性,学生分析零件图纸,自己编程,自己加工出零件,很有成就感,因此对数控加工产生浓厚的兴趣。
四、结语
通过教学改革实践,总结出数控专业理论教学与实训教学,必须根据岗位需求,以培养高技能人才作为目标,将理论教学和实训教学有机结合,以理论教学为实训教学基础,反过来实训教学又可以促进理论教学水平提高。
参考文献:
[1]陈惠顺,等.先进制造技术综合实训课的建设与实施[J].实验室研究与探索,2004(12)82-83.
[2]高葛,徐元博.高职数控技术专业实践教学改革.实习实训,2008,02.
关键词:数控加工;实训;模式;体系
近年来,中国的制造业取得了举世瞩目的成就,机械制造行业作为制造业基础,龙头的地位日益凸显。随着中国经济的飞速发展,机械制造行业的作用必将进一步得到提升和强化,同时随着国家产业结构的调整,机械制造业的就业前景一片光明。
我校模具数控专业学制三年,前两年在校学习理论知识,到实训车间接受实训。我校模具数控专业特开设了《钳工》 《车工加工工艺学 》 《模具数控加工技术》 《公差测量与技术》《机械制图》 《CAD》《UG》《Mastercam》等基础课程,使学生掌握编程理论及有关方面的知识,建立一个完整的知识体系。每周六进行全天的实训操作,掌握数控加工的实际操作技术,每个学期要进行三个月的实训,为第三年的顶岗实习做准备,这样才能源源不断的为企业输送“血液”,学生才能学以致用,更好的就业。为了熟练地掌握操作技能,巩固理论知识,本人将实训课的教学模式分为五个步骤,也做实训五步教学法。
1 钳工实训课:基础性技能
随着我国在世界制造业的中心地位的凸显,机械制造领域中技能型人才愈显紧缺,在“以服务为宗旨,以就业我导向”的职业教育办学思想的指导下,各职业学校更加重视对学生技能的培养和培训工作,钳工是机械制造中最古老的金属加工技术。19世纪以后,各种机床的发展和普及,虽然逐步使大部分钳工作业实现了机械化和自动化,但在机械制造过程中钳工仍是广泛应用的基本技术。
钳工的主要任务是使用钳工工具,钻床等,按技木要求对工件进行加工、修整、装配等工作。钳工主要用在机械加工方法不适宜或难以解决的场合。其特点是灵活性强,工作范围广,技术性强,操作者的技能水平直接决定工件的加工质量。国民经济建设中,钳工工种 占有很重要的地位,发挥着独特的作用,如装配、调式、安装、维修、工具 制造等都离开钳。
钳工基本内容划线、錾削、锯削、钻孔、扩孔、铰孔、锪孔、攻螺纹、套螺纹、刮削、研磨、技术测量、简单的热处理、并能部件机械进行配调试等。
钳工实训课的开设使学生正确使用和维护保养常用设备,了解钳工安全操作技术及所用设备安全操作规程和车间(实训室)安全文明生产管理规定。熟悉钳工的基本知识,了解钳工工艺范围,掌握钳工常用设备、工具的结构、用途及正确使用、维护保养方法。熟悉钳工常用量具的基本知识,掌握钳工常用量具使用和维护保养方法。掌握钳工常用刃具的使用和刃磨方法。掌握钳工的基本操作技能,按图样独立加工工件,达到中级钳工考核标准。培养勤学苦练精神,养成遵纪守规、安全操作、文明生产的职业习惯。并能使学生合理选择主轴转速切削用量、刀具的装夹方式等,能够根据零件的技术要求编制加工工艺。通过钳工 的实训使学生理解尺寸连接的概念,常用尺寸连接的基本方法,掌握尺寸定位、装夹的概念方法,和典型结构的装配工艺过程,并懂得机床的维修常识。
2 普车实训课:苦练基本功
普车加工是模具数控专业学生必须掌握的基本功,只有苦练好车工技术,才能为将来的数控车加工扫平困难。
磨刀是车工基础当中的基础,只要刀具能够磨对磨好,加工就能很顺畅的进行,如果刀具磨不好,就会出现各种各样的问题,例如:外圆车削不光滑,车削不动铁,并出现很大的响声;切断刀磨不好,就会出现崩刀和车不了槽的现象等等。
一个合格的车工必须学会磨刀,装刀,熟练操作机床,他们掌握工件的端面车削、内外外圆车削、槽车削、内外螺纹车削,以及更加复杂的细长轴车削、蜗杆蜗轮车削等,在此过程中学生会摸索出各种切削用量的最佳选择,并且制定出最好的机械加工工艺,为后面的数控加工打下坚实的基础。
不过从各学校机械专业学生组成结构来看,具有年龄小、个头低、农村学生多,这就给普车实训课安全操作带来了一定难度。从心理上对车床操作具有畏惧感,经常表现出不敢大胆上车床操作的情绪,就是勉强上去,也是提心吊胆,生怕出现事故,因而造成心理的过度紧张或焦虑。当一旦发生小事故时,他们就惊慌失措,不是果断地压下安全按钮或采取停车等措施,而是手足无措大喊大叫,或者逃离操作平台,头脑迷蒙误操作,往往将一个小事故演变为一个大事故。这就要求实训指导老师要多了解熟悉每一个学生,因人施教,进行差别化指导,除了多对他们手把手地传授操作技能外,还要对他们进行心理上的训练与指导,克服生理和心理上的障碍,培养学生勇敢、果断、镇静和有必胜的意志品质。
3 数控仿真课:模拟数控技术
随着科学技术的飞速发展,机械制造技术正在发生着深刻的变革,传统的普通加工设备难以适应市场对产品质量、生产效率、多元化的要求,而以数控技术为核心的现在制造技术正在逐渐取代传统的机械制造技术。数控制造技术是集机械制造技术、计算机技术、微电子 技术、现代控制技术、网络信息技术、光机电一体化技术于一身的多学科高新制造技术。数 控技术水平的高低、数控机床的拥有量,已经成为衡量一个国家工业现代化水平的重要 标 志。
数控技术课程是一门实践性很强的课程,离开实践,就谈不上素质,实践是知识转化并升华为素质的根本条件。要想达到理想的教学和实践效果,仅在课堂上实施全方位的教学是不够的,还应具备一个良好的实践教学环境。
但是大部分农村中职学校设备不足,要想让每个学生都拥有一台机床跟着教师操作练习很困难,而数控加工仿真软件的出现解决了这一问题。
它既能解决实训设备不足,学生实习时间少的问题,又能加强学生对数控系统操作及控制面板的熟悉度,还能提高学生的编程能力及对加工工艺安排的能力。
数控仿真是对数控加工零件的走刀路线的模拟,通过计算机仿真练习,可以验证程序 编写的准确程度,防止试加工时撞刀,及时对加工程序给予修正。仿真练习中使学生熟悉仿真机床的操作面板和录入面板,明确每个按键的功能,掌握建立工件坐标系,选择刀具集合度,设置刀偏、刀位的方法。正确灵活地选用切削指令,制定加工程序加工出符合要求 的零件。
4 数控实训课:增强综合素质
近年来,数控机床以其加工精度高、柔性好、适应中批量生产而日益受到重视,由于数 控机床是通过数控程序完成加工循环的,无需人工操作,调试方便,适应灵活多变的产品,使得中小批生产自动化成为可能。目前国内市场需要大批数控人才,急需大批能熟练掌握数控机床编程、操作、维护的一线工人,所以中职学校加强数控实训,以增强学生的综合素质为基础,以能力为本位,把培养学生的职业能力放在首要位置,加强实践性教学环节,使学 生成为企业生产一线迫切需要的高素质劳动者。基予数控仿真的练习,同学把仿真后的程 序输 数控机床上进行实操练习。由于仿真软件和数控车床按键功能,车削的方法,刀具的 选择等是基本相同的,所以学生短时间内可以熟练操作机床。数控机床练习时,除了严格按操作规执行外,遇到具体问题,能够正确解决,具体在数控车床和数控铣床操作时还要注意以下几点。
(1)学会选择刀具及切削参数,工件的材质不同,所用的刀具几何角度不同。
(2)数控加工之前,要根据工件的图形编制好程序。模拟加工,确认无误后把程序传送到数控机床上。
(3)进行数控机床的对刀工作,这一项十分重要,直接关系到人身安全和工件的好坏。
(4)精加工前使用MO0指令使机床暂停测量后,重新检查是否需要调整刀补,再继续精车,要保质保量地加工出合格的产品。
(5)加工的过程中要遵循由易到难,由简单到复杂,由单项到综合的原则进行加工。加工之前对零件进行加工工艺分析,确定装夹方法、切削用量等,做到万无一失,从而训练学生的实践能力及严谨的科学学习态度。
(6)认真填写好实验报告,组织学生以小组为单位对加工出来的零件互评、自评。不能放过任何一个细节,选出优秀的零件放到展柜里展览,以激发学生的上进心。中职学校 实训课注重培养学生的技能,掌握加工常用工件的工艺分析方法,编程方法和机床的实际操 作技能,这样才能使学生在这一行业中、在自己的岗位上,实现自己的价值。
5 探究提高:优化实训效果“教学相长”,在教学过程中,师生共同学习,相互总结提高,通过多年的实践,笔者认为数控实训的重点要从以下几个方面人手
(1)明确实训目的,安排数控实训的基本目的是通过该课程的学习,使学生熟练的掌握数控车床、数控铣床的基本手工编程方法,电火花、线切割数控机床操作方法,初步掌握数控机床精度检验和维护技能。
(2)精心组织,认真做好实习教学。在零件车削的实际教学中,要根据实训的教学内容,机床的种类,合理的安排加工工艺和准确的编写加工程序,实践中优化实训效果,在 数控专业的实训课中,钳工―― 普车加工―― 数控仿真―― 数控加工,充分的利用了教 学资源,避免了事故的发生,提高了机床的利用率和使用寿命。
(3)实训教学取得的成果实训是职业教育中最主要的教学环节,动手能力的高低直接影响学生的就业。在实训课程之后,绝大多数学基本掌握数控机床的基本操作,感到不仅实际动手能力得到了前所未有的提高,而且通过具体的实践进一步激发学生对专业知识的 兴趣,并且做到理论和实践相结合,为今后自身的就业及发展打下扎实的基础,现在学校一直进行“校企合作”,教学和生产相结合,教学效果会更好。
(4)存在的问题和努力方向
①我校数控设备不足,影响学生的正常实训,远远不能满足教学需求。
②大部分年轻专业教师实际操作水平较低,需要多进行培训和下厂实践,这样可以提高教学能力。
③以后一定会努力提高自己的专业知识水平和实际操作能力,更好的胜任教学工作。
参考文献:
[l]王锦亚.数控加工技术【M1.北京邮电大学出版社,2006 .
[2]孙建东,袁锋.数控机床加工技术【 M】.北京:高等教育出版社,2007.
[3]高枫,肖卫宁.数控车削编程与操作训练[ M】.北京:高等教育出版社,20O 4 .
关键词:数控编程;操作技能;教学方式方法改革;考核评价体系
《数控车削加工》课程是黑龙江农业经济职业学院(以下简称“我院”)省级精品课程之一,是数控技术专业的一门实践性很强的专业核心课。通过教学改革,总结出适合学生认知规律、符合高职学生特点的多种教学方式方法,以更好地让学生掌握数控车削技术,适应岗位需求。
一、以必需、够用为原则,坚持理论指导实践
理论与实践是相互联系的,二者在学习中缺一不可:在教学中,理论学习的目的在于应用。本门课中,如何根据零件图的技术要求编制科学合理的数控程序,是理论教学的重点内容之一。结合高职教育的特点,以必需、够用为原则,坚持理论指导实践。通过对理论的教与学,让学生“知其然,知其所以然”,强调“授人以渔”。根据几年来的教学实践经验,结合高职学生的学习特点,总结出以下几种教学方法:
1.类比引导,举一反三,深化理解
接触数控编程之初,学生头脑中没有任何概念,加上他们对感性知识的缺乏,因此在介绍数控编程时,可将其与学生熟知的小学语类比。并通过举一反三法,循序渐进、由浅入深地把指令的各种应用形式“刻”在学生脑里,解决以往学生编程时出现“不会用指令”、 “指令格式错误”、 “编程规则错误”等现象,增强其信心,打下良好的编程基础,为技能操作做理论准备。
2.模拟仿真教学,变被动为主动
在学习过程中,充分利用现代技术手段,通过数控模拟仿真软件,让学生观察并体验自己所写下的每一个程序段在整个程序中的作用是什么,为什么要这样编程,通过现象增强学生对抽象理论的感性认识和接受能力,引导其思考。同时,通过反复的模拟检验,学生自主完成模拟仿真作品,会产生成就感和快乐感,从而增强自主学习的意识,变被动学习为主动学习。
3.案例教学和讨论式教学并用,拓展编程思路,提高创新能力
在教学中要激发学生的创新思维,让他们充分地拓展思路,避免编程时思路窄、思维不灵活、具体问题不能具体分析等缺点。可将案例教学和讨论式教学并用,并通过反例,让学生摆脱惯性思维的束缚,学会从实际出发分析问题和解决问题,还可以不断鼓励学生积极参加对典型“问题”的分析和讨论,从而总结并积累经验。
4.以开放式实践教学激发学生自主拓展学习
开放式实践的目的是提高实践教学质量,倡导“学生主体,教师主导”,树立“优化课内、强化课外”的意识。实验室对学生开放,为其自主学习和拓展学习提供条件保障。学生根据所学的内容自主设计或选择实践内容,并根据加工要求进行加工准备、编程、仿真校检、加工及质量检验工作。实训指导教师全程服务,帮助学生分析、解决遇到的问题。学生在自主拓展学习中得到多方面的能力锻炼和培养,为步入社会后更好地从事相关工作打下坚实的基础。
二、用实践验证理论,重视技能的逐步提升,实现学生零距离就业
1.讲练结合,奠定操作技能基础
讲练结合教学法就是通过教师示范性操作,学生从中学习操作的步骤和方法。本课程中,学生在首次接触数控车床时,教师要采用面板操作,程序的输入及调试,对刀及加工等边讲边练的教学法。每一个学习项目也要根据学、练、做结合的总体教学思路,学习一个零件进行数控加工的各方面的知识综合,通过仿真模拟练习、技能训练来强化所学知识。最后,要通过实际制作零件来应用和验证所学知识。
2.任务驱动教学与行动导向教学相结合,进一步提升编程与操作能力
在实践教学中,采用小组协作完成任务的形式,培养学生的集体意识,提升操作技能。在任务的实施过程中,学生以解决问题为目标,通过各种途径寻找完成任务的各种信息。而教师负责组织学生的学习活动,保证任务完成过程中的安全指导,鼓励学生在真实的工作场所中,使理论与个人经验相结合,构建工作过程知识;完成任务后,教师与学生共同对各组的方案及加工结果进行分析比较,总结出适合企业生产的、经济可行的最优方案。
3.根据生产实际,利用角色扮演教学法,真岗实操,强化操作技能
根据生产实际所立教学项目,由简到难,并与生产实际紧密联系,以真实零件为载体,实训基地工厂化,变师生关系为师徒关系,为学生提供真实的职业环境,实现学生职业能力与企业需求的无缝对接。,
同时,利用角色扮演教学法,模拟企业的数控车床加工全过程,安排真实工作任务,教师统领全局,类似于车间管理人员、小组长管理各个岗位的具体工作,模拟行使企业里班组长的职责。在工厂化的环境中,使学生的实训过程和内容与工厂的实际工作保持一致。通过不同角色的扮演,使学生适应企业不同的工作岗位,拓宽就业面。
4.以赛促教,以赛促学,精炼操作技能
在教学过程中,学生以小组形式完成教学项目,边练边赛,小组项目完成绩效作为成绩考核的主要部分,调动学生的学习积极性。同时,借助比赛,在全面提高零件加工精度的前提下,提高工作效率,培养学生敏捷的思维能力,增强学生的精加工意识和时间观念,真正实现“保质保量完成任务”的目标,以适应紧张忙碌的一线工作环境。
三、构建新型的考核评价体系
关键词:数控加工;实训教学;任务驱动;虚拟仿真;改革
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.10.195
0 引言
高职数控加工专业是培养数控机床操作技术人才的重要专业,现代数控加工技术发展进步非常快,对人才的实践能力要求很高。在这种背景下,高职院校要对数控加工专业的实训教学进行改革。通过优化实训课程,为学生提供良好的实训平台,鼓励学生到企业一线实习等措施,来不断提升数控人才的技能素质。
1 高职院校数控加工实训专业教学存在的问题
1.1 实训课程教学特色不明显
在一些高职院校数控加工实训教学课程中,对学生实训的内容、教学方法以及参与技能要求等,同传统的课堂教学差异不大,没有突出实训教学的特色,对学生数控加工实践技能的训练作用不明显。
1.2 缺乏真正的学生实践锻炼机会
数控加工专业,是一种理论性同实践性,密切结合的专业。一方面要求学生掌握基础的核心数控技术知识,另一方面需要学生进行实践锻炼。在实践锻炼过程中,才能将数控加工技术练习到位,并为今后走上一线的数控技术工作岗位打好基础。但是,实际情况是不少高职院校,没有给学生安排真正能够锻炼学生实践技能的实习岗位,学生的实习效果不理想。
1.3 实训教师的教学水平和实践经验有待提升
现代一些高校在数控实训教师引进方面,m然花费了不少经费,但是,真正专业知识水平高、数控实践经验丰富的优秀教师并不多。高职院校数控实训教师在开展数控加工实训课程方面,更多的是参照同类院校的方式方法,缺乏立足于学生实际情况的创新突破,对学生的实训引导作用不明显,教师的专业知识水平和实训经验都有待提升。
2 数控加工专业实训教学改革模式分析
2.1 引进和培育数控加工实训师资
实训教学改革,需要一批具备现代化数控加工专业技术知识的教师,教师不仅要在引领专业不断创新改革,还要在日常教学过程中,反复总结,参与实践锻炼,努力提升自身的实践技能素质。高职院校要加大引进和培育实训专业教师的力度,打造一批专业知识水平高、技能素质硬的师资队伍。
例如,德州职业技术学院,为适应现代职业教育体系建设新形势,建设强教学、强实践、强科研的“三强”教师队伍,助力省级优质名校申报,2017年2月,组织机械工程系26名青年教师参加的寒假教师技能培训。在培训过程中,采取校企合作形式,依托学校“数字化工厂”和“产品检测技术中心”设备资源,聘请西门子公司的刘清洲工程师和泰西(北京)精密技术有限公司代跃工程师为老师们进行培训。培训采取专家集中授课、示范演示、教师动手实践等形式,系统地学习了工业自动化生产制造的各项基本技术和基于互联网支撑的智能化制造、信息化远程管理控制等前沿知识,实现了教师技能水平、科研能力、创新意识的全面提升。培训过程中,老师们表现出了极大的求知欲望,学习气氛浓厚、纪律良好,自始至终无迟到早退现象发生,老师们并纷纷表示这种技能培训针对性强、效果好,既开阔了视野、更新了理念,又获得了知识、提升了能力。
2.2 深度对接企业需求,为学生开辟良好的专业实习平台
数控加工专业的学生,要想真正提升自己的技术能力,除了要掌握好基础理论知识外,更重要的是要进行真实的实训操作。数控加工是实践性很强,对学生动手操作能力很高的专业,因此,高职院校要在深度对接企业人才需求的基础上,为学生开辟更多真正的实习平台。在实际岗位实习过程中,学生们才能更好的检验自身的知识,并强化数控加工的各项工作技能,为今后从事数控加工技术岗位打好基础。
2.3 提升实训教学硬件的水平,为开展仿真实践模拟创造条件
为保证高职院校数控加工专业实训教学的正常进行,在实训硬件基础设施上,高职院校要加大投入,对落后陈旧的数控加工硬件设备进行更新,引进现代先进的数控加工硬件设备,做好实训场地设备搬迁、安装、调试、检修、环境清理等工作。为学生进行仿真模式实训提供良好的条件,这样对于在校期间提升学生们的数控加工实践技能,也具有十分重要的意义。
2.4 创新实训教学模式,引进企业一线技术人才授课
数控实训专业实训,可以定期引进一些企业一线优秀技术骨干进行授课。企业一线技术人才,无论是专业知识,还是技能素质方面,都是经过一线岗位锻炼过的,并且其思维理念也是基于现场实际数控加工作业模式,这对学生们来说,是非常急需的。因此,高职院校要定期引进这类人才为学生的实训进行授课。
例如,山东烟台工程职业技术学院实训处,通过邀请佛山市先导数码科技有限公司工程技术人员进行专题授课。对学生实训过程中遇到的数控机床维修实验平台编程问题、安装调试问题以及故障排除等进行培训指导。在场的技术人员详细讲解设备电气组成部分工作原理,加工程序编制方法等,这对提升学生们的动手安装、调试及维修能力具有非常重要的作用。并且对PLC控制有了更深入的学习与了解。在实验台中采用模块化设计,能够模拟机床电气故障,进一步使学生了解机床电气原理、系统编程与操作,帮助老师进一步了解数控机床电气结构进行数控系统的二次开发。数控机床系统操作、编程实验;便于学生大规模接线、安装,参加系统联调;数控机床典型故障分析及检修。为今后实训教学、科研、大赛提供重要保障。
3 结论与建议
通过上面对高职数控加工专业实训教学改革的探索分析,并且一些高职院校的实际改革措施,也能够给我们一些启示作用。高职数控加工实训改革,要以市场对人才需求为立足点,培养专业技能素质高,具备良好动手实践操作能力的人。通过引进专业技术教师、深度对接企业人才需求以及增加企业一线培训实习等,是未来实训教学改革努力探索的重要方向。
参考文献: