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一、了解学生,培养学生学习兴趣
在制定教学计划之前,要对学生的现有知识基础及理解接受水平有正确的认识。众所周知,中职生的理论学习能力相对薄弱,学习习惯、理解能力及注意力差,所以对于理论基础的讲解,应力求浅显易懂,用通俗的语言,生动的事例来说明问题。
在入门课上,首先和学生讨论为什么选择数控专业,介绍数控专业美好的就业前景,吸引学生的学习注意力。接着讲解什么是数控技术,笔者先和他们一起回顾了普通车床的加工过程,之后引入数控技术――就是用计算机的控制技术和普通车床的结合,完成进刀和走刀的自动运行。结合学生感兴趣的机器人――也是通过数控技术完成各种动作,通过这个例子学生很容易对数控技术有个清楚的认识。
接下来引入机床的坐标系,讲解数控机床如何控制刀具精确运动,完成加工的。学生都知道,在报道汶川大地震时,精确到经纬度的点,还有精确制导导弹袭击我驻南斯拉夫大使馆,准确击中目标,都是通过地球的坐标系――经纬度。同样道理,让数控机床上的刀具准确完成加工轨迹,也是通过建立坐标系精确找点,引出机床坐标系,学生就非常容易理解了。
下个问题是怎么建立坐标系,建立机床本体和控制系统的联系,即对刀。笔者发现有很多同学甚至学完数控都不清楚为什么要对刀,不了解对刀的重要性。为此,笔者让学生尝试不对刀就运行程序,会产生什么后果。结果很明显,学生就有深刻的认识,以后就不会忘记对刀。通过这种简单的小尝试,比单纯讲解效果好得多。学生入门以后再讲解有关的知识就顺利得多。
二、知识与技能并重
对数控专业学生的培养目标和今后发展所需的知识及技能水平要有清醒的认识。现阶段的培养目标是培养具有吃苦耐劳的职业素质,能够掌握本专业必需的文化基础知识和必备的专业理论知识,能够熟练掌握操作技能,在生产一线从事数控设备的操作、编程、维护等方面工作的中等技术应用人才。通过对部分已就业学生的调查,发现很多学生在就业很短的时间内就跳槽,久而久之脱离了本专业,找不到理想的工作岗位;相反,如果能吃苦耐劳,顺利通过实习期,经过一段时间的努力,不但能很好地系统掌握本专业的技能成为技术骨干,还能享受良好的福利待遇和培训升迁的机会。
目前学生都是90后,吃苦耐劳精神差,但对今后的工作生活有太高的期望值,所以必须要求学生尽可能多的掌握专业知识,学会学习。对《机械制图》《机械基础》《公差与配合》《金属材料与热处理》等理论课,按照老师要求掌握的基本知识,联系生活实例,完全消化吸收为自己的东西,构建自己的知识体系。当然对《数控机床编程与操作》《数控铣床编程与操作》《CAD/CAM辅助设计制造》等专业课更要努力掌握。通过实训,熟练数控加工技能,为尽快地适应工作生活而努力。
三、重视学生学习能力的培养
关键词:中职;理实一体化;数控;项目教学;实施;策略
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1003-2851(2012)05-0140-02
理实一体化教学是一种创新的教学模式, 特别是基于项目教学法的数控理实一体化教学符合数控技能学习的特点。那么当前中职数控专业项目教学情况如何呢?以下是笔者近年在部分中职学校数控项目教学课堂的所见所闻:
镜头一:在韶关地区某职校数控车车间,两名老师带着约40多名学生进行数车加工操作。每台机床有学生6-8人,但实际在工位上认真操作的学生仅2-4人,其他的学生有的东张西望、有的在聊天。
镜头二:在某沿海地区一职校的数控铣车间,两名老师带着30多名学生进行数铣加工实训,老师在每台机床上安排一名学生操作,其他的学生则坐在车间角落的大台边上,有的聊天,有的无所事事,只有少数学生在编程。
从上述课堂情况来看,尽管老师布置了学习任务,并极力纠正违反课堂纪律学生的行为,然而却力不从心,教学效果不尽如人意。实际上当前中职项目教学举步维艰的状况非常普遍,教学效果并没有实质性的提高。
一、中职数控理实一体化项目教学实施难的原因分析
造成中职数控项目教学实施难的原因是多方面的,本文仅从项目的角度予以分析:
1.在实施项目教学时生搬硬套,脱离了中职学生的学情。笔者曾经按项目教学法的描述实施教学:在老师的指导下,将一个相对独立的项目交由学生处理:信息收集、方案设计、项目实施及评价,试图让学生了解并把握整个过程。然而在实施的过程中却发现寸步难行,教学效果甚至还不如传统的实训教学。因为开展项目教学需要学生具有较强的综合素质,而大部分中职生在初中阶段时就已经“掉队”,主动学习能力和分析解决问题的能力普遍薄弱,这些学习长期处于被动地位和学习能力不足的学生在学习数控技术这种综合性的学科时会遇到许多的障碍。这也是为什么项目教学在高职院校开展得热火朝天、有声有色,而在中职学校却不理想的重要原因之一。
实践证明,如果在实施项目教学时生搬硬套,脱离中职生的实际情况,项目教学很难达到预期效果。
基于上述分析,在项目教学的开始阶段应以学生的初始能力情况为依据,先把学生引入门,把他们从初级阶段带入更高的阶段,顺序渐进的为实施完整的项目教学铺平道路。
2.现成的项目本身存在先天的不足。项目是知识和技能的载体,项目合适与否直接影响到教学的成败。目前有不少数控项目教程是由若干个数控加工案例拼凑而成的,其中不少项目本来就不是针对项目教学设计的,存在着先天的不足。在此以某个案例进行分析(如图1):
该零件图有外轮廓2个、凹槽1个,在学习外轮廓编程加工内容时(假设5人为1个学习小组),老师讲解其中1个外轮廓的编程,仅剩下1个外轮廓留给5个学生,极易滋生滥竽充数的“南郭先生”,出现前述两幕镜头中部分学生没事干的现象就不足为奇了。可见设计适合小组学习的项目势在必行。
3.大班制教学不利于理实一体化项目教学的开展。中职学校班级规模较为庞大,甚至有些学校的数控班人数达到50人以上,由于数控设备成本高、数量有限,再加上师资有限,所以大班制模式下的项目教学的学生参与度偏低、教学管理难度高、教学过程较松散等。
因此,研究如何解决大班制给教学带来的困难具有重要的现实意义和价值。
4.评价促进学习的作用缺失。评价的目的是为了促进学生学习,但在中职项目教学中并没有充分体现这一作用。造成评价促进学习作用缺失的主要原因:一是评价内容单一,只重视结果的评价而不关注学习过程的评价,只重视知识技能的评价而忽略职业道德素养的评价;二是评价方式单一,只重视教师对学生的评价而不重视学生的自评、互评,缺乏语言激励和情感激励。
二、中职数控一体化项目教学实施策略
针对当前中职数控项目实训教学实施过程中存在的问题,笔者在教学实践中进行了一系列探索,采取了以下对策:
(一)以学生的实际情况为依据,分阶段开展项目教学。针对中职生初始能力不足、综合素质欠缺的情况,将数控项目教学分为三个阶段:
1.入门阶段。这一阶段的项目是以学习基础知识和技能为目标的学习型项目,主要任务是把学生引入门,使学生掌握基本操作技能和编程加工方法等。
2.巩固提高阶段。巩固提高阶段的主要任务是在强化基础知识和技能的基础上,进一步培养学生分析问题、解决问题的能力,同时培养学生的团队协作能力。这一阶段的项目依然属于学习型的项目,但已经具备工作任务型项目的雏形。
3.综合应用阶段。通过前面两个阶段的学习,学生分析问题、解决问题的能力得到了较大提升,也积累了一定的项目学习经验,此时开展较完整的工作任务型项目教学将水到渠成。
(二)合理设计项目,确保人人有“活”干。根据不同阶段的特点合理设计或选择项目,最基本的条件是要有足够的工作量,确保人人都有自己的加工任务。在此以我设计的数铣入门阶段的凸台类零件图为例,说明如何使项目满足小组学习的需求(图2):
该零件共有凸台特征9个,除去1个由老师讲解外,剩下8个凸全满足2-8人小组的分工需求,人人都有“活”干,与之前的图1相比,图2明显更有利于教学。
(三)项目难易程度要适宜,让人人都能把“活”干好。确定项目时,要根据学生的接受能力把握好项目的难易程度,使学生在付出一定的努力后都能把任务完成。我在实践中采取以下两种处理方法:一是先用较容易的项目激发学生的信心,然后再根据学生的学情逐渐调整难度;二是同一个项目中有难度不同的任务,可以兼顾个体的差异。
(四)工种组合实训是实现大班实训小班化的有效途径。大班制的数控实训,小组人数普遍较多,不利于开展教学,采取工种组合实训可以实现大班实训的小班化,例如:数控车铣组合实训、数控加工与计算机辅助设计制造的组合实训等。在此以数控车铣组合实训实施流程图为例说明具体的实施流程:
(五)发挥评价促进学习的积极作用。评价是项目教学不可或缺的重要环节之一,可以使学生找到成就感,激发他们的学习热情。评价应该是具体的、全方位的:一是要有记录学习过程和结果的具体评价指标;二是要充分发挥语言激励和情感激励的积极作用,一句鼓励的话,一个肯定的眼神,就是一个学生进步的台阶;三是集中评价与分散评价相结合;四是技能评价与职业道德评价相结合;五是个体评价要与团队评价紧密结合,既有教师的评价,也有学生的自评、互评。
三、保证项目教学顺利实施需要注意的问题
1.教师必须对教学的全程进行引导、监督和辅导,做到分工到组,包工到人,使项目教学由原来的“粗放型”向“精细化”转变2.注意转化“厌学”的学生。每个班级都有“厌学”的学生,厌学表象背后隐藏的是学生学习信心的极度缺乏,要给这些学生“压”任务并辅导他们完成任务,他们在以往的学习中丢失了信心,就要他们在学习中把信心重新找回来。
四、结束语
我们的项目教学尚处在起步阶段,随着教学改革的不断深入开展还会有更多的问题和困难出现,只要我们始终坚持朝着提高教育教学质量的方向不断总结和改进,就一定能克服困难,探索出一条适合学校自身实际的项目教学模式,为社会培养出更多的优秀技术人才。
参考文献
关键词:课程改革;数控车;一体化教学
数控车床实训是数控加工技术专业课程体系中的重要环节,笔者现就在数控车床实训中体现“三以一化”的课改精神进行一些探讨。
一、数控车床实训一体化教学的师资准备
数控实训指导教师对数控加工技术掌握的深度和广度以及其教学水平的高低,是制约数控实训教学质量的关键因素,在进行数控实习前,为提高教师的实践水平和教学能力,我院进行了如下准备工作:(1)根据数控加工技术专业学生数量,有计划地安排教师上非数控加工技术专业的《数控机床原理及应用》选修课程,为培养数控加工技术一体化教师做好理论上的准备。(2)有计划地安排教师参加“四新”培训和校内普通车床操作实践,提高有关教师理论和实践操作水平。(3)从普通车床实习指导教师中选取具有一定文化功底和理论知识水平的教师,参与数控加工技术有关知识的培训。(4)选拔青年教师参加数控实训教学。(5)根据数控车床实训一体化教学内容,安排具有不同特长的教师对实训项目进行重点突破。(6)每完成一轮数控车床实训一体化教学内容后,对不同教师的教学内容进行调整,使每位教师都能逐步掌握数控车床一体化教学的所有内容。(7)要求教师积极参与实践,要求学生完成的课题教师必须先完成,同时创造条件,鼓励教师参加各类技能竞赛,以赛促练,以交流促进教师职业技能水平的提高。
二、数控车床实训一体化教学内容的确定
教学内容是数控车床实训一体化项目的子项目,是实习训练的核心内容。在确定子项目时体现“三以一化”精神,是提高实习训练质量的关键。根据国家高技能人才培养计划和中等职业学校专业教学计划等文件,结合学校现有实训条件,我们确定了数控编程与工艺、数控仿真、上机操作、CAD/CAM、数控系统五个子项目。数控编程与工艺是数控车床实习的理论基础知识,为学生进一步学习和提高职业发展潜力提供理论知识保障,该子项目的教学贯穿于数控车床实训整个过程,由浅入深,并与数控仿真、上机操作子项目相结合;数控仿真是解决实习工位不足的重要手段,也是实习教学安排中进行缓冲调节,鼓励学生自我学习,使一体化教学顺利进行的重要保证;上机操作是保证学生具备职业能力的根本途径;CAD/CAM子项目是保证学生适应未来市场需要,可增加学生对新知识、新工艺、新方法的了解和掌握,提高学生对先进制造技术发展趋势的适应能力;数控系统子项目可为学生理解数控机床的功能原理,更好地操作机床,以及进一步学习数控机床维护与维修打好基础。
三、数控车床实训一体化教学计划安排
数控车床一体化实习训练,按中、高级职业资格考核要求,安排五个实训子项目,实训时间约10-15周左右。在具体教学实施过程中,将实习阶段分为三期:(1)初期按课表授课。主要是入门任务,使学生逐步熟悉实习的各个子项目内容,为主动学习和自我学习打下必备知识基础。(2)中期授课内容适当灵活把握。当实训进行到一定阶段后,为体现以学生为本的思想,让所有学生都有实训工位,各取所需,调动学生学习的主观能动性,教学上逐步打破原有课表的约束,根据学生整体接受情况,对各子项目的授课时间进行灵活把握,使编程、仿真、上机操作等训练内容保持同步、相互协调。(3)实习后期授课内容更加灵活。教师授课主要以布置子项目中课题和检查、督促、辅导作为主要工作内容,学生根据个人的实际接受情况分别安排时间完成编程、仿真、上机操作、CAD/CAM等课题内容,充分体现以学生为主体的思想,使学生、教师和教学设备三者之间能做到有机互动,一方面增强学生的主动学习意识,学会安排时间、学会学习、学会解决问题、学会同学之间的协调合作,另一方面教师可以有更多时间对不同学生进行个别辅导,因材施教,让每个学生都有进步。
由于在实习教学中,实习内容是以项目课程课题作为教学单元,各项目课程课题在实习的中后期教学中具有很强的综合性和很大的灵活性,教师有时间和精力在教学中考虑学生点和面的问题,充分体现因材施教原则。一方面,其中必然会出现学习进度快、成绩优异者,可以增加训练内容或增加训练难度,让学有余力的学生能学到更多更深的知识,同时,这些学生可对一般学生起示范和榜样作用,另一方面,对正常学习吃力的学生,教师可以个别辅导,或者将学生适当分组,采用学生之间以强带弱的方式来达到训练目标。
四、数控车床实训一体化教学效果与经验
数控车床实训一体化教学体现了课改精神,理论与实践教学一体化,学生想学、乐学,设备利用率高,教学效果好。一体化教学的理论课程与实践课程结合紧密,体现了教学内容和方法的适用性、针对性、先进性,调动了学生学习的内因,学生想学。由于采用综合模块化的教学课题,学生有充分的学习自由度,真正体现了以学生为主体的教学原则,调动学生的学习积极性,学生乐学。
当不同项目课程由不同教师教学时,要求教师备课要相互协调,以保证课题间的关联和同步。各项目课程需要编写与实习设备配套的校本教材,教学内容才能更有针对性和适用性,最大限度地提高一体化教学的效率和效果。要具备数控车一体化实训场地,实习机床、机房、编程教室等设施设备相对集中,便于一体化教学和实习管理。
参考文献:
[1]刘高山.专业课程项目化及项目内容的设置探索[J].职教论坛,2006(6).
关键词:职业院校;数控实践课;教学方法
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2013)06-0133-02
数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础;数控技术的应用是提高制造业的产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段,是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要标志。为了增强国际竞争能力,中国制造业开始广泛使用先进的数控技术。与此同时,劳动力市场出现数控技术应用型人才严重短缺的现象,因此,培养具有真才实学技术工人是摆在我们职业院校面前的一项艰巨的任务。它体现学生对所学专业技能的掌握程度。具体到数控实践课程而言,数控实践是以数控工艺、数控加工刀具、数控编程为基础,数控机床操作技能为主要教学目标的一门实践课程,是高职院校机械类专业,尤其是数控专业教学实践的重要环节。作为一门实践性较强的必修课程,就是让学生在模拟企业的实际工作环境中学习锻炼,这对于学生数控知识的掌握和操作技能的综合应用有着重要的意义。但是如何才能上好这门数控实践课呢?笔者针对高职院校数控加工实践时常用的教学方法进行分析,提出个人的一些见解。
关键的教学方法
每当学生刚接触到一个新的实践环节时,都希望了解其与自身日后就业的关系,也会存在着强烈的好奇心理。因此,讲好第一节入门教育课关系到学生在后面的学习中如何保持学习兴趣,并进一步激发学生在实践中不断开拓的创新思维。作为实践指导教师可以采用以下方法。
兴趣教学法 兴趣是一个人力求认识、掌握某种事物,并经常参与该种活动的心理倾向。学生一但有了学习兴趣,学习就会变成一种享受、一种愉快的实践体验,例如,在正式上课前,指导教师可以先展示一些会吸引学生眼球的由数控机床加工出来的实物。我校在学生第一次上操作课时向学生展示的数控加工模型有坦克、火车头、宝塔、国际象棋等。再充分利用现有的多媒体教学方法,播放一些数控机床如何加工典型零件的录像,同时也制作一些数控机床加工的图片用动画的方式播放出来以帮助学生直接了解实际情况,让学生从一开始就体会到数控加工的优越性,从而激发他们的学习兴趣,调动自主学习的积极性。
关系教学法 介绍目前的实践与以后生产的关系,如在数控实践中先提出问题:精确制导导弹在飞行了数千公里以后误差为什么只有十几米,现在的卫星入轨精度为什么越来越高等。告诉学生,那些精密复杂的零件都是通过数控机床加工出来,数控机床目前在国计民生中已越来越凸显重要性。因此,现在的实践就是为以后工作中实际零件的精确加工打好基础。这让学生还在学校实践阶段时心里就已认识到数控机床对所加工零件尺寸精度保证的重要性。
体验教学法 目前,机电类职业院校大都有校外实习基地,这些基地往往都是一些实力较强的大、中型机械加工企业。在数控实践课开始前,先组织学生参观这些企业。例如,我校的一家校外实习企业某汽轮机股份有限公司,有一台从意大利引进的数控机床价值高达3 000万,但该机床的操作师傅却是一位通过数控大赛锻炼才脱颖而出的1985年出生的年轻人。通过这样的亲身体验,进一步激发学生的学习热情。
实践中如何正确处理各种关系
讲与练的关系 在实践教学过程中,时常会发现当教师在讲授数控机床的操作内容并做演示时,大部分学生有急于动手的心理。为调动和保持学生的学习积极性,也为了上好下一次课,通常教师都采用了循序渐进的教学方法,即教师采取先集中讲解、再让学生自己动手模仿的方式,并交替进行。但由于师资力量的不足和教学效益的要求,各学校不可能采取“一对一”的教学方式。这就要求教师在学生练习时还要做到以下几点,即多巡查、眼要尖、多动脑、多解释、多示范。这样才能充分发挥教师在实践教学中的主导作用。教师要在不断巡视中检查学生的操作姿势和操作方法是否正确规范,在巡查中发现问题并及时解决,在解决问题时不但要讲解细致,而且要进行动作要领的反复示范,对学生练习中存在的共性和个性问题及时总结、指正,并强化要领,从而能够加快学生对所学技能的巩固和掌握。值得注意的是,由于学校教学条件和课程安排等原因的限制,大多采取的是分组教学模式,即根据自身现有设备条件,将班级分成若干个小组,几个学生共用一台数控机床,在整个实践周期内,学生分别轮流操作实践,因此要保证学生操作设备的时间能得到合理分配并且对实践充满激情。对没有轮到操作的学生不让他们闲着无事,不能因实践安排上的问题而对学生学习兴趣造成不良影响。我校的做法是在实践教学过程中,在教师的讲解、指导下,让学生做一些不是很复杂但比较有趣和有纪念意义的零件,学生在实践中一但有了成就感,就能进一步加深对教学内容的理解。对暂时没轮到操作的学生可让他们自己来设计将要加工的纪念零件。这样,学生就会产生自发学习的积极性,让参加实践的学生在每个阶段都有目标,有收获、有压力、有动力。另外,在教学过程中,要把难懂的问题拆开变为易懂的,让易懂的使其更加容易掌握。如数控铣床加工中,以刀具半径左右补偿(G41/G42)的设置来说,难度虽然不大,但是总有一部分学生对刀具半径补偿知识理解不透,在编程中弄反指令造成零件报废。在讲解这部分内容时可以拆分成两个步骤进行描述:判断时要顺着刀具加工前进的方向看,此时,人的站立位应在刀具前进方向的后面;在前进的方向和人的站立位确定了之后,刀具在零件的左边就是左补偿,刀具在零件的右边就是右补偿。通过现场实践,学生立即就能搞懂,并且很快就能熟练使用。
理论与实践的关系 目前的教学安排,大多是采取先讲授数控编程、数控工艺等的理论课,间隔一段时间或一个学期再上实践课,这样往往会造成学生在实践过程中对讲授过的理论知识产生模糊、混淆甚至遗忘。这种理论课与实践课脱节的教学方法已经严重影响了实践课的教学效果,实践课教师必须带领学生复习编程指令、加工工艺、数学计算等理论知识,造成了已经有限的实践课时间又被人为地浪费掉。为此,我校现已采取了理论实践一体的教学模式,主要是增加实践课时,将编程等理论课放到实践课中进行,即采取理论—实践—再理论—再实践的教学方法,或者采取实践—理论—再实践—再理论的教学方法。在两种方法的选择上,具体根据学生的实际情况而定。对于有些零件的加工可由不同的方法来完成时,教师先抛砖引玉,然后让学生自己去思考、讨论,将讨论结果向教师汇报。这样,可激发学生的创造思维以及对已学知识的灵活运用,使学生通过独立思考来获取知识。
教材与实践的关系 选好上课教材,适应新的教学需求。既然要求学生具备运用教材和资料解决问题的能力,那么,同时也要求学校选择适用的教材满足学生的需求,在此应当注意选取学生可以自学且图文并茂的教材为宜。由于各个学校采购的数控设备不尽相同,数控系统也是种类繁多,而市面上现有的数控机床操作教材很大一部分是基于单一系统的,如法那克系统和西门子系统;而华中、广数等其他数控系统的教材和资料较少,而且目前高职院校大部分在用的教材在内容介绍上比较相似,缺乏必要的图片和关键部分的详细解释,造成学生在没有教师指导的情况下不太看得懂。理论课选用的教材拿到实践课中时,又因缺少详细的机床操作系统介绍而大打折扣。有些校本教材在介绍了机床的操作系统时,又对理论编程弱化,甚至有些教材还将数控车、数控铣分开成两本,结果就造成了学生在上实践课时通常要带多本教材,同时这也是一种间接浪费。一体化教学应该是职业院校发展的一种趋势,一种好的教材应当是适应这一发展趋势的同时,还必须是包含了大部分院校现有的数控系统介绍,对不同的系统在刀具补偿方式、简单的参数设置与调整、固定循环格式上的具体差别都要通过学生易懂的方法体现出来,如采用图片的形式一一展示等,既让学生在学习时一目了然,也可避免造成教学上的失误,消除安全隐患。在教材的结构形式上,合理设置章节和目录,让学生在目录的引导下能够很快地找到解决问题的具体方法。好教材的好处就是对于难度不大,教材中有明确解决方法的问题,教师不一定要全程示范或直接解答,可以引导学生在教材中寻找相关内容。如我校现在选用的《数控机床操作与编程技能实训教程》一书就包括了上述要求。“授之以鱼,不如授之以渔。”让学生学会读书,学会运用资料,带着目标去解决问题,让学生在自主学习中体验成功的愉悦,学生才能不断提高学习效率。
结语
在当前教学改革的形势下,我们要把实践课上好,首先就要备好课,并且要具备丰富的专业知识和较高的专业技术水平。我们既要重视实践教学方法的研究,更要加强对学生学法的引导,注意上好第一节操作实践课,并且通过实践课使学生养成良好的操作习惯,为今后走向社会打下扎实的基础。另外,要多培养学生的独立思考的能力,让学生自己动脑解决实践操作中遇到的难题,锻炼学生的动手、动脑能力以适应社会发展的需要。在实践操作中,理论知识与实际要紧密结合,要采用多样化的教学手段来激发学生的学习兴趣,提高实践课的教学效果。
参考文献:
[1]马建富.职业教育学[M].上海:华东师范大学出版社,2008.
[2]卜匀,刘海生,刘学江.数控实践教学管理方法探讨[J].考试周刊,2011(52).
[3]朱学超.高职院校数控实训实践教学的实践与探索[J].实验室研究与探索,2008(3).
【关键词】数控技能;工作过程;教学模式;探索实践
【中图分类号】G718 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5071(2012)04-0031-02
中等职业教育的培养目标是让学生掌握一定的文化专业知识,具有熟练的某一类专业技能,必备的通用技能以及一定的其他专业技能,形成较强的应岗能力和一定的跨岗、跨职业能力。而在当前教育领域,由于职业教育观念和培养模式相对滞后,教学工作存在着片面强调学科体系和知识灌输,与生产和生活实际联系不紧密,对知识应用、创新精神和实践能力培养重视不够,实践和专业技能训练比较薄弱等问题题,难以使学生形成熟练的职业技能和适应职业变化的能力。笔者从事数控实训教学多年,教学实践认为现阶段只有通过数控实训“工作过程”教学,是提高学生的职业能力,为以后更快更好地适应就业岗位打下良好基础的最佳教学方法。
1 数控实训“工作过程”教学必要性
工作过程是指在企业里为完成一项工作任务并获得工作成果而进行的一个完整的过程。数控实训“工作过程”教学是指按照数控加工领域里的工作过程而组织实施的教学。对于教学而言,人的智力大致可分成两大类,一类是以逻辑思维为基础,一类是以形象思维为基础。逻辑思维是抽象思维,形象思维是具象思维。职业学校学生的思维大部分都属于形象思维,他们在掌握和应用一门知识时,总是要跟一定的环境和背景联系在一起,离开这个环境和背景他们很难掌握和应用这门知识。他们不善于借助符号系统,用符号组织概念,用概念组织原理、定理去推导。因此数控实训教学应在工作过程中让学生获得更多的专业知识,在工作过程中让学生自己真正了解企业的岗位需求,同时能够使学生懂得职业能力的学习压力不是来自他人,而是发自内心自觉自愿的产生,进而转变为主动学习的动力,在整个教学过程中教师需要做的是工作过程的教学设计与实施,努力激励学生达到教学目标。从而帮助学生形成适应社会主义市场经济需要的劳动就业和学习生活能力,并拥有企业所需的职业素质,为学生今后的就业打下职业能力基础。
2 数控实训“工作过程”教学的基本原则
2.1 课程核心原则:教师在教学中应围绕课程进行教学,而非围绕教材。课程开设的目的不是知识的掌握,而是职业的需求,因此我们在教学前应根据课程标准同时结合企业调研的结果,对课程进行准确的定位,确保在教学中能够从企业职业能力实际需求出发,传授必需、够用的职业能力知识点,进行有针对性的教学。
2.2 教学过程贴近实际生产过程原则:数控实训教学过程应是企业实际生产过程的再现。在真实的生产项目引领下,在真实的工作环境中,根据企业的生产要求进行生产教学。从而在生产教学过程中让学生能够真正获得所需职业知识和能力。在教学中应充分考虑学生的原有基础,依据项目教学选题原则,结合学校教学资源,引进企业典型产品作为工作任务,同时引进企业人员参与生产教学管理,在学校实训工场进行教学,条件允许的可直接下企业进行实训教学。从而确保学生在学习过程中能够真正体验岗位要求,感受企业生产文化,提高实际的职业能力。
2.3 职业能力评价原则:职业能力评价是将“以服务为宗旨、以就业为导向,为企业培养合格人才”的理念贯穿教学评价始终,是根据中等职业学校实训教学实际结合企业生产要求实施的评价。职业能力评价内容包含劳动技能评价、劳动责任评价、劳动秩序评价、关键能力评价等等。通过职业能力评价使实训教育教学行之有效,进一步帮助学生正确认识自我,引导学生树立良好的职业道德、提高职业技能和关键能力。
3 数控实训“工作过程”教学的实施
3.1 数控实训课程分析:在数控实训“工作过程”教学中,应首先对课程进行分析,确保有针对性的教学。例如《数控车加工技术》课程,首先要了解它是学校根据本地及周边地区工业企业生产需要设置的专业课程,目的是为企业培养合格的数控车操作工。需要我们走访本地及周边地区相关企业,获得企业对中职毕业生的数控车技能要求:(1)能读图和绘图;(2)能编制较复杂零件的数控车床加工工艺文件;(3)能对较复杂零件进行手工编程;(4)能进行数控车床操作,加工较复杂零件。职业道德要求:(1)爱岗敬业;(2)诚实守信;(3)办事公道;(4)服务群众;(5)奉献社会。关键能力要求:(1)具有一定的自我发展和开拓能力;(2)具有适应岗位变化的能力;(3)具有责任意识,知道如何学习,如何与员工团队合作,如何分析问题解决问题等等。然后,根据课程标准同时结合企业调研的结果,选用合适的教材,我们选用高等教育出版社出版的《数控车削编程与操作训练》作为本课程的教材,该教材的主要内容包含了企业需要学生所要掌握的编程操作基础知识。
3.2 数控实训项目的确定:在数控实训“工作过程”教学中,数控实训教学是在典型的真实生产项目引领下进行的,即实训项目就是生产项目。这就需要我们深入企业,收集大量的数控加工技术产品第一手资料,筛选出其中部分典型产品作为数控实训项目。例如在课程《数控车加工技术》教学中,教材第六章数控车削编程与操作入门实训九,其训练项目是槽类零件的车削加工,其训练目的是让学生通过槽类零件的车削加工能够达到熟练编写槽类零件加工工艺、熟练编写加工程序、熟练操作机床的能力。但是槽类零件项目与本地区企业生产项目有一定的脱节,学生不能通过入门实训九槽类零件实训真正掌握槽类零件加工技能,不能在工作过程中真正体验职业需求。为此我们在充分考虑学生的原有知识技能基础之上,依据项目教学选题的原则,结合工作岗位要求,选用江苏恒威企业生产的的阀芯零件作为本课程的槽类零件实训项目,通过对阀芯零件车削加工的实施,使学生能够真正体现岗位工作的真实情境和要求,感受企业生产情境。
3.3 数控实训教学过程的管理:在数控实训“工作过程”教学中,需要把教学过程放在真实的工作环境中,根据企业的生产要求进行生产教学,这样才能让学生真正获得所需的职业知识,提高职业能力。
(1)精心准备,小组确定:生产教学过程是整个实训课的灵魂和核心,也是完成工作任务达到教学目标的过程,为了保证教学效果,在课前必须要进行精心的准备工作:1)根据学生的能力特点,依据分组原则,将学生进行分组,确定小组长。在整个学习过程中各小组成员要在组长的带领之下循序渐进完成工作任务,而在完成工作任务的过程中,总会遇到这样或那样的问题,这就需要他们不断研讨、不断学习,即 “动脑、动手、动口”, 在动态的教学过程中使学生掌握技能、体验岗位需求、提高实际生产能力。2)根据生产教学内容和教学方法,准备好教具和学具。
(2)生产动员,提出任务:以企业生产动员会的形式引出工作任务,从而能够把“学校与企业、学生与学徒、老师与师傅”进行有机结合,激发学生学习的动力。在《数控车加工技术》阀芯零件车削加工的教学过程中,首先向学生提出生产任务――加工恒威企业的阀芯产品,同时向学生介绍企业代表,告知学生企业代表将对整个工作过程进行全程跟踪考察,对每个学生做出相应的职业能力评价,作为企业录用员工的依据。另外通过企业代表向学生介绍江苏恒威企业7S生产管理制度,给学生树立劳动规范评价标准。
(3)任务分析,制定工艺:任务分析的过程,是学生分析问题、解决问题的过程,是培养学生学会学习的过程。在《数控车加工技术》阀芯零件车削加工的教学过程中,各小组领到生产任务后进行图纸分析,制定加工工艺,在这个过程中他们需要考虑加工步骤如何确定?工件如何定位?选用哪些工量夹具?切削用量如何选择?这就需要他们不断研讨、不断学习。而教师则不断的巡回指导,指导主要以引导、启发、讨论、示范为主。
(4)机械加工,完成任务:任务完成的过程,是培养学生职业技能、职业道德、关键能力的过程,是实现教学目标的主要过程。在《数控车加工技术》阀芯零件车削加工的教学过程中:1)在企业代表的指导下,按照企业要求,学生对工作现场进行整理、整顿。这样能够使学生真正感受企业对工作环境的要求。2)教师向各小组长示范内径百分表的使用方法,各小组长模仿练习,当各小组长掌握内径百分表的使用方法后,再由组长示范组员练习,从而达到人人会使用内径百分表。3)为了确保零件的加工质量,我们先让各小组动手能力较强的两位同学一人一台机床先进行机械加工,其他两位同学观察、学习。在整个生产过程中我们教师要不断的巡回指导,注意观察学生的机床操作是否规范?加工程序是否正确?零件的加工精度能否保证等等,企业代表对整个的生产过程进行全程跟踪管理,从而实现学习过程的工作化。4)通过师生的不断互动,第一批学生完成工作任务,学生上交产品,企业代表按照企业质量要求对产品进行检测,同时对加工零件进行质量分析,对加工过程进行点评。从而实现实训教学质量要求企业化。5)各小组第二批学生在操作能力较强的两位同学的指导下一人一台机床完成工作任务,教师对学困生进行指导,确保人人参与生产学习。6)各小组工作任务完成后,按照企业要求清扫工作场所,企业代表进行验收。
在整个的工作学习过程中,把实训教学和生产实际紧密结合,让学生获得所需职业知识,培养学生的岗位意识和生产能力,让学生体验成功的乐趣。
3.4 数控实训职业能力评价的实施:在数控实训“工作过程”教学中,职业能力评价是激励师生自我发展、自我完善的重要机制,正确实施职业能力评价能够促进学生的有效学习,提高学生的职业能力。
(1)企业、教师指导性职业能力评价:企业、教师指导性职业能力评价应该围绕企业要求和学校实际实施的过程及时评价,即评价要关注过程性和发展性。而在职业能力评价过程中首先应在民主平等的氛围中进行,因为企业、教师的评价对学生的学习积极性起着关键作用。例如在分组学习过程中教师不看学生的生产过程而只检查生产结果,必然会造成小组内每个同学的成绩相同,这显然是不公平的,从而挫伤学生的学习积极性。因此应对生产的全过程进行评价,比如在教学巡回指导中注意观察小组工作中哪些学生是主角,做的工作多而且重要,哪些同学处于次要地位,是在别人的指导下工作的。其次在职业能力评价过程中应在尊重学生的氛围中进行,使学生在学习过程中能大胆思考,创新,飞扬自己的个性。例如在生产过程中常常有一些学生的结果和老师的不同,但是只要学生说明原因,理由是否充分都应该肯定,并予以引导、表扬和鼓励。从而增强学生的学习内驱力,提高学生的“职业能力”和“关键能力”。
(2)学生自主性职业能力评价:学生自主性职业能力评价是学生依据企业要求对自身或他人所做的评定和价值判断,学生通过自主性职业能力评价能够认清自己职业能力的长处和短处,促使学生在以后的学习中发挥优势,弥补不足,提高自己的职业能力。同时通过自主性能力评价能够促进学生关键能力的提高。学生自主性能力评价一般有:1)学生自评,它是学生对能力要求自我认识的过程,在这过程中学生能够主动发现自己能力的优缺点,同时能够主动进行反思。2)学生互评,它是学生个体接受其他个体评价的方式。在这一评价过程中学生个体可能得到其他人认可和表扬,也可能要承受其他人的批评和指正。它使学生认清自己和他人职业能力水平的差别,同时通过学生劳动互评过程能够激发学生认真思考、探究问题,另外还能提高学生自己的辨析、评判能力,以及语言表达和合作能力等。3)小组评价,它是对学习小组生产过程的评价,是促进各小组之间的学习竞争,增强学生小组合作的意识,是激发学生的学习积极性和主动性,提高学生“职业能力”和“关键能力”重要手段。
4 数控实训“工作过程”教学实施效果
【关键词】实训 考核 学习兴趣 教学效果
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)10-0183-01
一、“示范-实训-考核”教学法产生背景
《数控机床电气控制及PLC》课程特点:《数控机床电气控制及PLC》课程是辽宁装备职业技术学院,机械工程学院,数控技术专业(维修方向)的一门专业基础课程,课程开设在第3学期。主要讲授数控机床的电气结构,电器元件原理及结构,数控机床的电气原理图识读,数控机床的常见接触继电器控制电路,数控机床PLC编程,数控机床主轴驱动系统和进给驱动系统的原理等内容。
目前该课程的教学现状是:《数控机床电气控制及PLC》课程是一门理论实践一体化课程,理论课和实训课由同一名老师担任,学生都是由高考统招来的,作为高职的学生,高考成绩都不高,学生的特点是学习兴趣很强,但是缺乏学习方法,容易半途而废。《数控机床电气控制及PLC》这门课程有大量的实训课程,学生上实训课程的表现是,学生的学习兴趣很强,但是在做实训的时候不知道应该从何入手,老师讲解多遍也是无济于事,听不懂。让学生自己做实训的时候,只有少数的同学可以完成实训,多数的学生干坐了一节课。
根据这种现象我校经过不断思索、论证、实践,总结出了这套“示范-实训-考核”的教学方法,通过实践证明,这套教学方法可以将学生很好的组织起来,降低了理解实训的难度,通过这套方法可以使学生百分之百的完成实训。由于实训课和理论课是相关的,实训课的教学效果好了,理论课的授课效果也得到了提高。
二、“示范-实训-考核”教学法的教育学、心理学理论依据
现代教育观认为在教育活动中,学生居于主体地位,教师起主导作用。教学是一个以学生为中心有机的整体。教学的最终目的是学生学会了什么,而不是老师教了什么,教学过程中教师采取什么样的教学方法,必须综合考虑各方面因素,要考虑学生有没有兴趣,如何使学生保持并引导好这种兴趣。 “示范-实训-考核”教学法就考虑了学生的心理状态,同时又顾及了其它的因素,因而它符合观代教育观的要求。首先,实训课的项目本身都是学生感兴趣的项目,学生在上实训课的时候都是兴趣很高的,但是由于对于学生来说实训项目入门很难,多数学生觉得无从下手,做实训的兴趣就减弱了,最后干脆不做了,说说话,玩玩手机白过了一节课。教育学告诉我们,兴趣影响着人们所从事活动的效果。兴趣是最好的老师。教学活动中,教师的首要任务是要让学生对所学课程产生浓厚持久的学习兴趣。“示范-实训-考核”教学法,一开始便注重了对学生兴趣的培养。它从能引起学生兴趣的示范入手,让所有的学生在老师示范的带领下,从容的跨过了实训入门的门槛,让实训以一种全新的形式展现给学生并赋予它新的内容,使教学得以顺利实施,取得满意的教学效果。
三、“示范-实训-考核”教学方法的含义及实施过程
“示范-实训-考核”教学法,是基于课堂组织基础上,以提高课堂教学效果为目的,注重调动学生学习主动性,指导学生掌握实训内容的一种教学方法。该教学法把考核贯串于整个课程教学过程。
实施过程分三步完成,即“示范降低门槛,实训融会贯通,考核点燃激情”。具体实施就是在实训课一开始,先由老师来讲解和实训相关的基础知识,学生在上课之前对实训项目是很感兴趣的,但是由于自身的基础比较差,对于电路的理解比较困难,如果没有老师对基础知识进行讲解,学生理解起来是比较困难的。接下来是示范,可以教师自己演示,也可以老师在旁边指导请两名同学来为大家演示。这样学生在了解原理的基础上,又看到了同学的演示,自己在做实训的时候就没有问题了。第三步是让学生自己做实训,装备学院的实训设备在辽宁省来说已经算是比较多的了,但是也不能保证每名同学一台实训设备,上实训课的时候一般是两名学生一台设备,这样一名同学做另一名同学就容易偷懒,因此在做实训前要做好分工,一名同学在做实训的时候,另一名同学要完成实训报告册,这样两名同学都有事情可以做。第四步就是要做好考核,考核即是对教学效果的一种检测,也可以给学生一种成就感。完成实训并通过考核的学生,在做下一次的实训的时候就会产生更大的兴趣。没有通过考核的学生,也知道了自己错在哪儿,下次也不会再犯相同的错误。
四、存在的问题和改进措施
关键词:虚拟仿真技术;五轴加工;实训课程;教学模式
中图分类号:G712 文献标识码: A 文章编号:1672-5727(2016)04-0073-03
近年来,我国加工制造业得到了空前发展,高端数控设备的使用已经成为制造业发展的必然趋势。五轴数控机床作为高端设备的代表,在我国制造业得到了广泛使用。然而,能够操作五轴数控设备的技A术人员却严重短缺。培养技术人员的职业院校在五轴加工课程建设方面的不科学,是造成技术人员短缺的主要原因。当然,许多职业院校的教育工作者亦发现了此问题,并进行了相关改革和研究。但目前大多数与五轴加工教学模式相关的研究都仅适用于各学校自身,推广性和复制性不强。因此,建立一种适用于大多数职业院校的五轴加工实训教学模式具有重大意义。
一、五轴加工实训课程的特点
实训的最终目的是全面提高学生的职业素质,最终达到学生满意就业,企业满意用人。然而,五轴加工实训教学对硬件配置的要求较高,开展此类高新技术领域的实训课程一般很难模拟实际工作环境,配置昂贵的实训设备。因此,五轴加工实训课程具有设备昂贵,不易实现大范围教学;课程难度大,技术不易掌握;涉及知识面广,不易入门等特点。这使得开展五轴加工实训课程必须首先解决这些问题。
一般数字制造类实训课程由编程和操作加工两大部分组成,由于五轴机床价格昂贵,学校配置数量很少,因此,课程教学中与机床依赖关系较弱的“编程训练环节”可在课堂上完成,以减少对机床的需求。首先,数控编程分为手工编程和自动编程两部分,由于五轴机床轴数较多,其中自动编程CAM技术为主要训练环节,手工编程为基础训练环节,因此,手工编程与自动编程CAM技术宜分开进行训练。其次,五轴加工分“定向加工”和“联动加工”两大类,无论是哪一类加工方式,都容易产生机床的碰撞和干涉问题。因此,五轴加工程序在执行前,需要脱离机床进行仿真,以验证加工程序的正确性,避免由于程序错误造成机床碰撞,所以需要设置加工仿真环节。
二、五轴加工实训教学模式的建立
(一)虚拟仿真系统与教学模式的建立
由于五轴机床的体积大,购置、维护及运行成本都很高,且与其他数控设备相比,危险程度高,一旦不能正确操作,轻则损坏刀具、刀柄,重则损坏机床,甚至发生人身事故。虚拟仿真技术在五轴加工实训中的合理采用,在一定程度上可以解决设备数量短缺问题,并避免安全事故的发生。然而,单一仿真软件教学与实际机床操作不符,且完全依靠计算机操作,也不能有效地训练学生的操作和编程能力。因此,需要将虚拟仿真技术与五轴机床的操作加工进行合理整合,构建一套科学的实训教学模式。
五轴加工虚拟仿真系统由三部分组成,如图1所示,分别是海德汉iTNC530系统编程仿真工作站,CAD/CAM编程与加工软件及Vericut加工仿真工作站。在仿真系统中,这三个部分之间可以进行NC程序的交互验证和切削仿真训练。其中,基础教学可采用海德汉iTNC530系统编程仿真工作站完成仿真训练。高级教学由于程序和加工内容的难度较高,需要增加另外两部分内容进行仿真训练,首先,可在CAD/CAM软件内进行编程及仿真训练,然后,将编辑的程序传入Vericut加工仿真工作站进行仿真训练。其次,每一个教学环节的设置都有其目的和意义,iTNC530系统编程仿真工作站为基础环节,该环节主要完成手工程序编辑训练,当手工编程训练完成后,学生可以进行五轴机床操作及加工训练,从而完成基础教学。如果学生需要进行高级学习,则需要在虚拟仿真系统中完成CAD/CAM编程及Vericut仿真的训练,具体教学流程如图2所示。
(二)课程内容的构建
以虚拟仿真系统为基础,将虚拟仿真系统与五轴机床操作进行合理整合,可在不增加机床数量和课程开设成本的前提下,最大限度地提升学生对五轴加工技术的理解和熟练程度。以此为课程内容构建目标,可建立如图3所示的五轴加工实训课程内容。
五轴加工实训课程的内容,包括理论知识与编程、五轴加工仿真、五轴操作与加工三个部分,与教学模式流程相对应。基础教学需要进行理论知识与编程和五轴操作与加工两部分知识的学习,高级教学在此基础上进行手工编程、CAM软件、五轴加工仿真、五轴操作几个部分的学习。
(三)教学模式有效性的对比
为验证新教学模式的有效性,可开展实验性教学。实验教学设置A、B两个组,每组15名学生,A组教学按传统模式,B组教学采用新模式。实验要求A、B两组的30名学生经过基础、综合两项测试进行选拔,这两项测试主要对学生的专业基础知识及综合能力进行判定,依照测试成绩将30名学生进行分组,保证两个组学生的基础和能力基本一致。依照表1进行实验准备,表中设施为我校目前五轴加工实训教学设备的配备标准,该实验强调在不增加实训设备的前提下改善五轴教学的效果并验证新教学模式的有效性。
教学实验通过对比学生的测试成绩分析两种教学模式的区别。由于学生人数较多,分别对比离散数据难度较大,因此,通过每科平均数和每人平均数对比的方式对实验数据进行处理,以柱状图的形式得出对比结果。根据实验源数据,得到处理后的平均数,分别包括每人平均数和每科平均数两栏数值,最后,将两栏数值进行柱状比较和方差分析处理,见如图4和下页表2所示。
通过对比A、B两组学生从选拔考试开始至学习结束整个过程中所有的测试成绩可知,选拔基础考试和选拔综合考试A、B两组学生的成绩基本一致,从而说明学生开始学习课程前的基础不存在大的差异。从第一次测试开始,B组的测试成绩呈平缓上升的趋势,且每次测试平均分数均高于A组的平均分数,另外,A组的平均分数存在不规则突变,表明学生每次测试时表现很不稳定,不是一个循序渐进的学习过程,受测试难易程度影响较大。
为检验A、B两组教学效果之间的差异,采用方差齐性检验对两个班每人的平均成绩进行对比。方差齐性检验又称作F检验法,是英国统计学家Fisher提出的,主要通过比较几组数据的方差,以确定对检验对象检验的精密度是否有显著性差异,从而可得出哪一组教学效果较优。先将A、B两组的平均分数和样本标准差求出(见表2),然后假设两组教学效果无明显差异,并进行F值检验,过程如下:
假设H0 : ?滋A=?滋B
dfb=k-1=1
dfw=nA+nB-k=28
F=■=6.38
其中H0为条件假设,dfb、dfw为自由度,k为对象个数,nA、nB、nC为对象人数,SSb、SSw为方差估计值。
根据dfb=1,dfw=28,查F值表,找到F(1,28)0.05=4.2,由于F=6.38>F(1,28)0.05=4.2,则假设不成立,即A、B两组教学效果存在较大差异,B组教学效果优于A组教学效果。实验结果表明,基于虚拟仿真系统的五轴课程内容及教学模式更加有效。
建立基于虚拟仿真技术的实训教学仿真系统,将虚拟仿真系统应用到实训课程中,构建五轴加工实训教学模式,根据教学模式完善五轴课程内容,并对课程内容进行合理安排,最后开展教学对比实验。实验数据的分析结果表明,新教学模式在不增加五轴机床数量的前提下,有效地提高了教学效果。
参考文献:
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Research on the Teaching Mode of Five-Axis Machining based on Virtual Simulation Technology
LI Jie,TAN Ji-ming
(Tianjin University of Technology and Education, Tianjin 300222, China)
【关键词】高职 塑料成型 模具设计与制作 课程体系
【中图分类号】 G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2014)08C-0093-02
由于塑料具有质量轻、强度高、耐腐蚀好、成型形状多样性、生产效率高等特点,其应用已经涉及国民经济和人民生活中的多个方面,有些塑料甚至已逐步成为金属材料的代用材料。因此,塑料工业在促进现代科技的发展、推进农业建设、改善提高人们生活质量等方面,发挥着越来越重要的作用。用模具生产的塑料制品具有精度高、均匀性好、生产效率高、能耗低等特点,可以说,塑料模具和塑料制品相辅相成。当前,随着生产生活的高效化,塑料产品品种多,更新频率大,精度高,其生产必须符合低碳经济的要求,同时,对塑料模具的结构形式要求复杂而精密、整体配套性要求日益增大。
高职院校作为应用技能型人才培养的摇篮,每年为本地区、本行业提供大量的技能应用型人才,其人才培养质量关系着地区和行业的发展。在学科专业分类中,模具设计与制造专业与数控技术专业同属于机械制造大类,模具设计与制造专业的学生需要深化学习数控专业的知识与技能,同时需要通过技能强化训练积累一定的实践经验;所培养的学生还应具有良好的职业道德和职业素养,以便能更快地适应行业和社会的需要,服务于区域、行业经济的发展。
一、塑料模具专业课程设置结构
为了满足人才培养的要求,高职院校模具设计与制造专业开设了一系列与塑料模具设计制造有关的专业基本技能课程和专业核心技能课程,课程按照学生接受专业知识的难易程度分学期设置。如表1所示。
经过两年半的培养后发现,该专业的毕业生虽然具备塑料模具相关的理论知识,但是专业应用技能不足,主要表现在:专业能力不突出,不能解决生产实际问题,毕业生动手能力差,不能按时按量完成工作任务;缺乏实践经验,没有应用创新能力等。与此同时,许多本专业在校生对专业未来认知目标不清晰、缺乏刻苦学习的精神、自主学习能力差,对专业的学习兴趣低;教师难以开展教学、与学生互动性差,许多在校毕业班学生表现出对未来职业生涯迷茫、认为学无所用,这些现象值得我们作为高等职业教育者的深思。
表1 塑料模具设计与制造部分课程设置
课程属性 课程名称
专业基本技能课程 机械专业基础 机械制图
机械制造基础
机械设计基础
电气控制基础 电工原理与电子技术
机床电气控制
专业核心技能课程 塑料成型工艺及其模具设计 塑料成型工艺
塑料模具设计
液压与气动技术
模具制造技术 数控机床编程与加工
模具制造技术
模具CAD/CAM技术 Auto CAD应用
UG软件应用
二、塑料模具专业核心技能课程的整合
为了解决传统课程设置所出现的专业技能培养针对性不足的问题,对若干门专业课程进行了顺序的调整和内容的整合。课程整合设置的总体顺序是在完成专业基础技能课程的基础上才进行专业核心技能课程的教学,中间通过设置模具拆装实训、AutoCAD应用进行专业知识过渡和引导,如图1所示。学生通过模具拆装实训锻炼拆装动手能力,在边拆边学的过程中掌握模具结构,同时在此实训过程中能够深化模具制造基础、机械设计基础等专业基础技能课程的知识;学生通过AutoCAD应用掌握模具CAD/CAM的入门知识,并深化了机械制图专业基础技能课程的知识,培养自主设计产品的意识和能力。
图1 过渡课程设置
经过过渡,学生能够顺利进入专业核心技能课程的学习。为了切实地达到培养学生的设计、分析、动手实践、职业素养等综合能力的目的,遵循高职学生的发展规律,可将“成型工艺及模具设计”和“模具CAD/CAM技术”的相关课程做并线设置,如图2所示。在理论学习阶段,分别开设塑料模具设计和UG造型设计课程,开设塑料模具设计的目的是使学生掌握塑料模具的结构特点以及设计要点等理论知识;开设UG造型设计的目的是使学生了解UG软件造型设计的基础知识,两门课程并线开设、独立讲授。当学生分别掌握了塑料模具理论知识和设计造型理念要点之后,以实训的方式,开设“模具设计CAD/CAM实训”,将上述两门课程融会贯通,培养学生专项设计能力。
图2 专业核心技能课程整合结构
(一)模具设计实训实施过程
与以往三维造型软件只学习造型、产品外观设计,以及塑料成型理论学习半知半解的形式和效果不同,课程经过整合开发后,学生将根据本专业实训基地现有加工设备条件,除了通过设计目标产品来达到掌握三维造型和产品外观设计的锻炼目的外,还能深入学习和掌握行业主流的三维设计软件的其他专业加载模块,设计与目标产品能够配套使用的模具,真正掌握本专业的核心专业技能,这也为后续的模具制造学习与实践奠定设计依据。
塑料模具设计综合实训具体实施过程如下(以注塑成型模具为例):
第一步:设计目标产品。设计目标产品外观形态,分析塑料件工艺性,确定注射成型的工艺条件、确定注塑机。
从第二步开始,需要调用UG软件中的注塑模向导模块,因此,必须确认软件中该模块是否完整。
第二步:确定模具方案。注射模具的方案确定主要包括:确定与布置型腔数量和结构;选择分型面;设计浇注系统;设计冷却系统;设计成型零件的结构;设计侧向抽芯机构;设计推出机构以及选用模架等工作任务。
具体操作过程如下:加载产品模型;确定模具坐标系;设置收缩率;创建模具工件;修补模型;创建区域和分型线;设计区域;创建分型面;创建型腔和型芯;添加模架;修改动、定模板;添加标准件;设计流道;设计浇口;设计冷却通道;设计滑块/斜销机构;创建模具分解视图等过程。
第三步:校核相关参数与强度。校核内容包括:校核模具与注射机有关的参数和校核模具主要零件的强度和刚度。
第四步:绘制模具工程图。工程图包括:装配图和零件图。
(二)塑料模具制造实施过程
基于工作过程,在完成模具基础理论知识、目标产品和配套模具设计工作之后,开始进入模具制作加工环节。相对设计而言,数控机床操作的危险性比一般普通机床要高,因此在与模具加工制作环节有关的课程中,理论教学将不容忽略,借鉴数控技术专业核心课程数控加工编程与实训一体化教学的方式,本专业学生必须掌握扎实的理论基础才能进行实践操作。在数控加工理论教与学过程中,教师作为讲授编程理论的主体,学生以前期设计的目标产品、型芯、型腔等工作部件作为加工对象,制定相应的工艺路线、填写工艺卡片;在加工制作环节,学生作为产品生产的主体,完成编程、加工、装配、检验等工作,最终实现数控产品的生产。
三、课程整合实践效果与教学反思
目前,项目化教学具有能够把理论知识与实践教学相融合、以学生作为整个教学过程的中心、能够提高学生学习的主动性和积极性等突出特点,受到了许多高职院校的推崇。然而,经过实践后发现,对于塑料成型工艺与模具设计系列课程来说,上述效果并不突出,主要表现在,不能激发学生的独立设计和创新能力;不能形成完整的理论知识体系,知识点凌乱,课程的实践性不明显;设计和标准模块使用的枯燥使得部分学生产生厌学心理,对未来就业定位点不明确甚至丧失信心等方面。
以教师教、学生做为导向,以学生工作能力为培养核心,将有关的专业基础技能课程和专业核心技能课程进行整合,适当调整课程的顺序。在必须掌握基本理论知识基础上,以综合实训环节实现真正的设计工作过程;在制作的工作过程中,打破原有“教师教、学生纯粹模仿制作”的模式,最终使学生能够对塑料成型工艺与模具设计整个知识体系依次获得识记、理解、综合应用等层次的掌握。纵观整个“塑料成型工艺和模具设计制作”教学过程,对于学生而言,是一个建立在完整理论基础上的发现问题、分析问题、解决问题的过程;对教学者而言,在紧随行业发展、合理利用教学资源的基础上,培养了学生的设计能力、思考能力、动手操作能力,因地制宜,不仅能够有效克服项目化教学中出现的问题,还能够较大程度地提高学生学习的主动性、积极性,帮助学生在走向工作岗位后能创造性的、更好的解决问题,增强就业竞争力。
【参考文献】
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[2] 李奇,朱江峰,张国文. 模具构造与制造[M]. 北京:清华大学出版社,2011
关键词:中职学生 理实一体化教学法 数控车教学
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)05(b)-0183-01
台州是制造业较为发达的地区之一,随着制造业的迅速发展,机械专业人才更是供不应求,近年来企业在扩大规模的同时,更加迫切地需要大量机械操作与维护的技术人才,根据我校调研,很多企业表示自身生产能力不足,缺乏操作人员、工艺人员成为企业发展的主要瓶颈,以致不能迅速扩大企业规模。我们职业学校就是培养具有实际操作能力的应用型人才。因此,我校在教学中坚持以就业为导向,以职业能力为本位,对数控车的教学进行重新分析和定位,采用更有效的理实一体化教学法。
1 当前数控车教学存在的弊端
由于目前中职学校的生源素质普遍不高,学生对学习不感兴趣,缺乏刻苦钻研的精神,在学习专业理论课时,普遍感到对理论知识提不起兴趣。而数控车实训教学直观性较强,较容易被学生接受,也容易调动学生的学习积极性,大部分学生在一开始都对实训课表现出较浓的兴趣,但由于学习理论知识与实训知识的不同步,在实训时又缺少必要的专业理论指导,往往只是简单的操作模仿,难以实现中职学校培养高技能应用型人才的目标。
2 理实一体化教学法的实践过程
理实一体化教学法是通过小组之间相互讨论及在教师的帮助下,获取专业知识。现在以数控车为例探索理实一体化的教学法的应用。
2.1 项目的选取
将理论教师和实训教师组成同一备课组,一起探讨教材处理、学情分析、教学方法、安排课时及具体分工,共同编写教案,形成校本教材,共同处理和协调在教学方面遇到的问题,项目选取上一定要结合学情,精心选择,从浅入深,从易到难的,从入门到精通的原则,并结合学生的实际情况进行选题。既不能太简单也不能太难,太简单学生会认为没有挑战性,会降低学生的学习热情,太难了学生无法完成,也打击了学生的学习积极性。
2.2 项目的推进
2.2.1 理论教学
在推进这个项目之前,通过引导学生自学、讨论、质疑、分组竞赛等方式掌握教学的重点和难点。学生根据所学过的相关知识,完成工艺卡,先学生个人单独完成,然后小组内讨论分析,接着组内推选一位学生上台交流设计思路,台下学生认真听讲,发表自己不同的看法。把课堂返还给学生,学生的学习积极性得到空前的发挥。几乎所有的同学都在认真探讨和学习,不停有同学举手提出不同的看法。最后教师进行归纳总结、工艺卡的审核。只有通过理论教师审核的学生才能进实训车间参加实训。
2.2.2 实训教学
实训教师首先强调着装和安全注意事项,然后用规范的动作进行演示,边做边强调技术要领和注意事项,解释可能会出现各种不良现象的原因。接着学生按照工艺卡的步骤及要求独立操作,实训教师做好技术指导,对不规范的操作进行纠正,最后实训教师检测并分析尺寸精度、粗糙度等达不到要求的原因,肯定学生好的方面。通过这种方式,学生对实训的兴趣很高,出现你争我赶的好现象。改变了以前实训时大部分学生在聊天、玩手机的情况。
2.3 项目的评价
在学生完成项目以后,结果要及时公布,并且点评学生存在的不足,并加以改正,在点评中得到提高。对于学习能力较好的同学,鼓励他们参加学校的技能兴趣小组,在课外时间进行理论和实训的辅导,提升他们的技能水平,对于学习能力较差的同学,利用组内讨论的时间,对其进行基础知识的辅导,使他们在尽量短的时间内跟上教学进程,还要关注每位学生的进步,要经常给与鼓励,激励他们取得更大的进步。另一方面教师也可以检验自己在教学中存在的问题。
3 理实一体化教学法发挥的积极作用
3.1 编写校本教材,增强学习内容的实用性
由于目前中职学生的素质普遍不高,对学习提不起兴趣,而市场上的教材重理论轻实践,不适应中职学校的教学。因此,我们备课组根据学校的实际情况,结合制造企业的需求,编写数控车的校本教材,在编写数控车的校本教材时,将《零件测量与质量控制技术》《机械制造工艺基础》《数控车床编程与加工技术》等独立的课程进行了有机的整合,突出实用性,突出理论与实践相结合,增强教学内容的有效性。
3.2 “双师”教学,增强教学的有效性
由于当今社会的发展,知识的更新也是日新月异,这对教师提出了更高的要求,虽然最近一直在提倡加强“双师型”教师的培养,但是大部分教师还是不能完全满足理实一体化的教学,所以我校采用理论教师和实训教师组成一个“双师”备课组,以前由于理论和实训两种教学方法和环境的不同,教师知识能力不同,讲解的角度也不同,对同一问题的讲解就会出现偏差,使学生学习内容对不上号,容易使教学目标、教学内容和教学方法等很难有机协调,通过这种组成同一备课组的形式能很好的解决上述问题。
4 实施理实一体化教学法的效果
理实一体化教学法实施之前,学生学习态度不够端正,在实训操作中大部分学生都不够认真,在市区技能竞赛中我校很难获奖,通过实施理实一体化教学法学生学习积极性得到空前的提高,很多学生自愿利用周末和休息时间参加技能训练,技能水平比前几届有较大的提高,去年有一位学生具有参加市技能大赛的资格。
参考文献
[1]苗玲玉,鲍风雨.“双闭环控制”教学质量保障体系在机电技术应用专业的实施[J].机械职业教育,2010(10):17-19.