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關鍵詞: 高職院校 數控技術專業 數控加工與編程課程群 體系規劃 課程綜合改革措施
數控技術專業是高職院校普遍開設的專業,目標是培養操作型的技術工人。根據我院專業招生生源的特點并結合學生在企業的就業現狀,確定了我院人才培養的目標是培養高級技術應用型的“金領”人才,具體在數控加工與編程方面就是培養具有數控機床加工的高級操作能力,能加工中等復雜零件;具有中等的數控加工工藝和編程能力,能編制較復雜零件的制造工藝和主流型號數控機床的加工程序。
人才培養必須以就業為第一要務,通過以企業的實踐過程為任務流程,規劃了課程群的理論教學、實踐教學、素質教育的三大體系,提出了三大體系在教學中的探索性實踐方法。
一、數控加工與編程課程群體系規劃
通過典型企業的調研了解企業的技術、生產,以及對員工的崗位人才需求,結合大學人才培養特色,凝煉制訂出數控技術專業的人才培養目標和方案,構建支撐課程群體系。制造企業需求的數控加工與編程崗位能力包括識別工程圖紙的能力、操作數控機床的能力、數控工藝的制定能力、數控零件的程序編制能力等。
優化整合傳統的專業學科基礎課、專業課,突出工程應用能力培養的主線地位,構建基于數控加工與編程能力的課程群體系。在理論課體系中,將畫法幾何、機械制圖、AUTOCAD、機械CAD原理、三維軟件設計課程整合成機械制圖與CAD課程,培養學生的識別工程圖紙和制圖能力;將公差配合與技術測量、金屬切削機床、夾具、刀具、機械制造工藝、機械制造質量學整合成機械制造工藝與實施課程,培養機械加工工藝的編制和加工能力;將數控加工工藝與編程、計算機輔助數控編程整合成數控加工與編程課程,培養典型數控加工工藝編制、數控程序編制和加工能力。在專業選修課程體系中設置數控車(銑)中級工職業技能鑒定培訓、數控車(銑)高級工職業技能鑒定培訓、數控工藝員鑒定培訓、制圖員培訓、三維建模資格證書培訓(UG、SOLIDWORS等系列)等,此類課程為學生考取職業資格等級證書提供相應培訓,增加就業資本;選修課程開設模具制造、先進制造技術等數控加工與編程的拓展課。
將實踐環節分解成理論課內試驗、課程設計、實習和實訓等部分。實踐環節具體設置為工程測繪和制圖、三維建模、金工實習、機械制造基礎試驗、機械制造工藝與實施課程設計、數控加工與編程試驗、數控加工與編程實訓、數控加工與編程綜合課程設計等。
專業素質教育為學生課程外自修環節,包括數控車床工和銑床工的職業鑒定等級證書、制圖員證書、三維設計證書、數控工藝員證書、各種相關競賽獲獎證書、專題講座等。取得相關學科證書的學生將獲得學分加分或課程減免的獎勵。
二、課程綜合改革措施
1.實施項目教學法
教學改革過程中以項目教學法為基礎,采用企業典型實例作為項目,對一門系統學科利用實際例子由淺入深,層次遞進培養工程能力,在這一過程中以企業的產品制造流程為項目實施的標準。教學過程中理論課和課內實驗講授基本事例,先通過理論課布置項目實例,講述課程要求的能力目標,而后分析完成項目的流程,進行知識點分解,按照流程講述知識點。
以機械制造工藝與實施課程為例,機械制造中使用的機床、刀具、加工方法等基礎知識學生已經在課程群中的金工實習中學習過,在講述課程理論知識時,簡單的理解性知識可以采取布置任務學生自學的方式完成,具體項目及知識點如表1所示。
課程設計與理論課程聯合進行,先講授理論課程,課程中提出課程設計具體要求,設計典型件的工藝流程、夾具、加工裝配完成后進行零件加工。在講授理論課程時,以此夾具上的零件講授項目的知識點,對難理解的知識點放在課程設計中講解,此時學生已經系統學習了基礎理論,有了一定的實踐經驗。
2.以學生能動學習為中心教學
培養學生能動學習能力,比如對于工程識圖和制圖能力的培養,變大班授課為小班授課,在制圖教室授課,教師可以講課,同時學生可以畫圖,直接從工程圖紙識圖開始,將復雜的畫法幾何知識融入識圖和制圖過程中。學完理論課后,直接進行機械零件測繪實踐,將其畫成AUTOCAD二維平面圖紙,而后利用UG軟件畫出三維實體圖形,學生能夠學有所用。
對于實習實訓、職業技能鑒定考證培訓等實踐類課程,教師分步操作,學生依次訓練,教師檢查指導評判,最后給出實際零件,學生自主完成,每課有目標,目標必實現。
安排學生自主查找資料解決問題、課后布置理論研究、動手編程和上機操作加工等探索性題目。開放數控機床實驗室,接受學生課外實驗和創新制作,調動學生能動學習的積極性。鼓勵學生參加機械設計制造創新大賽和數控職業技能競賽,以競賽的標準培訓參賽學生,使學生認識不足,自主尋找差距,能動學習。
3.加強工程軟件應用能力培養
企業廣泛使用工程軟件數控加工零件,以典型企業使用的應用軟件為教學工具,改革教學內容,培養學生的數控加工和編程綜合能力。選用的軟件有AUTOCAD、UG、VERICUT、VNUC、CAXA工藝圖表等,用來進行三維設計、數控加工和仿真等。
4.企業化情景模擬
建立校企合作模式,除安排學生去企業參觀、頂崗實習等形式外,對于學校中的實踐環節按照企業情境和生產流程構建。
在數控加工與編程綜合課程設計中,組成項目小組,組內按照現代企業崗位部門的設置,分為材料和生產準備、工藝編制、數控程序編制、機床操作加工、產品檢驗等角色,分別對應于企業內部的生產準備工、工藝員、編程員、數控機床工、檢驗工等工作崗位。在項目中引入企業先進的管理理念,比如,利用精益生產中的“看板管理”繪制進度流程圖和階段將要完成的工作目標,使團隊成員對任務一目了然;加工中執行企業的“6S”現場管理標準;在課程設計和實訓中使用的工藝文件按照企業的標準和規范編制。
5.成績評定與考核
成績評定以考核能力為主線,注重對工程職業能力、創新能力的考核。考核具體形式有課上回答、課堂討論、課后作業、階段大作業、期中考試、上機練習作業、期末考試、實訓報告、實訓過程、實訓答辯、面試、實操、仿真操作等形式。考核地點有課內、課外、平時、期中、期末、實驗、實訓、工廠車間、課程設計、CAD/CAM機房等。考核人員由教師、企業教師共同組成。考核成績向學生公開,同時展示作品和評語。
參考文獻:
[1]陳冰.理實一體化教學在數控專業中的實踐與應用[J],職教論壇,2007,(6):16-20.
【關鍵詞】數控 中職教育 培養目標 師資培訓 教材開發
【中圖分類號】G710 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2013)14-0161-03
二十一世紀機械制造業的競爭,其實質是數控技術的競爭。學習和掌握數控技術已成為制造業從業人員的一種趨勢。數控技術的應用在企業中體現為數控人員對數控機床的使用,其中數控機床是必備硬件。如果數控技術是國防工業現代化的重要戰略物資,那么數控機床就是國防工業現代化的重要戰略裝備,是關系到國家戰略地位和體現國家綜合國力水平的重要標志。數控人才主要由職業類學校培養,在中職類學校,數控教育的難點主要體現在培養目標的確定、師資力量、實訓設備和教材開發四個方面。
一 培養目標
根據教育部數控技術人才專業人才定位,該專業有三個方向:數控機床控制技術、數控編程與加工技術和機械CAD/CAM技術,涉及數控編程、數控設備使用、維護與技術管理、數控設備銷售與售后服務等內容。根據安慶市紡織技工學校(以下簡稱我校)的調研情況來看,安慶市及長三角地區主要數控崗位有:數控設備操作技術員、數控編程員、數控維修技術員。
1.數控機床操作人員
數控機床操作人才是在生產崗位上承擔數控機床的具體操作及日常簡單維護工作的技術工人,目前市場需求量最大。這類數控技術人才可通過中等職業教育來培養,企業也可依靠自身力量從普通機床操作工中培養。這類人才要求掌握數控機床結構的基本知識和機械加工與數控加工的工藝知識,具備數控機床的操作、日常維護和手工編程的能力,了解數控加工的自動編程。
2.數控編程及工藝人員
此類人員在模具行業尤其受歡迎,待遇也較高,這類人才可通過高等職業教育來培養。這類人才要求掌握數控加工工藝專業知識和一定的模具制造基礎知識,具備數控機床的操作、日常維護和手工編程的能力,能運用至少一種三維CAD/CAM軟件進行三維造型和自動編程。
3.數控機床維護、維修人員
此類人員主要集中在民營企業。由于此類人員專業知識與技能要求較高,可通過本科或高職教育作基礎培養后,經企業大量實際工作經驗積累不斷提高,這類人才要求掌握數控機床的工作原理和結構知識,掌握主要數控系統的特點、接口技術、PLC、參數設置和機電聯調知識。具備數控機床的操作、手工編程和數控機床的機械和電氣的調試和維護維修能力。
不同地區不同類別的職業學校,需要根據當地企業的實際用工需求確定自己的數控人才培養方向,通過校企合作共建專業的方式研討目標崗位的典型工作任務,梳理完成這些典型工作任務所需的崗位職業能力,構建實用的、有針對性的課程體系以完成對其專業能力的培養。培養目標的確定一定是校企合作的產物,切不可閉門造車,使學校培養出來的學生不能滿足企業的用工需求。
二 師資力量
數控專業科班出身且有豐富的企業實踐經驗的數控專業教師在中職類學校實屬鳳毛麟角。我校的數控專業教師大多是其他學科轉崗而來的,有些教師參加過國家級或省級骨干教師短期培訓,有些則是自學成才。大多數控專業教師存在理論功底不夠、實踐經驗缺乏的問題。教學質量的關鍵在于教師,而建設一支數量足夠、質量保證的“雙師型”教師隊伍是提高中職學校數控專業教學質量的基礎。我校從以下三個方面擴充數控專業師資隊伍、提高教師業務水平。
1.制訂培訓目標
我校是國家中等職業教育改革發展的示范學校,我校的數控技術應用是省級重點專業。根據我校數控專業建設的需要,我校數控專業教師由專業帶頭人、骨干教師、青年教師和企業兼職教師組成。在培訓目標和計劃的制定上,學校負責專業帶頭人的培養,專業帶頭人負責骨干教師培訓目標、計劃的制定和落實,骨干教師負責青年教師和轉崗教師的培訓工作。目標、計劃分級制定,培訓任務層層落實。
2.落實培訓途徑
第一,生產實踐。我市擁有十多家大型機械裝備生產企業。我校以這些企業的技術精英和數控設備為依托,采取請師傅進課堂、送教師進車間的方式進行校企合作。通過生產實踐讓我校的教師全面了解企業生產環境,接觸企業文化,融入產品研發、設計、工藝、制造的全過程。教師深入生產第一線可以彌補操作經驗的不足,接觸各類生產設備、了解最新生產工藝可以開闊眼界,把握生產狀況可以為今后教學內容的制定和教學方法的設計理清思路。但生產實踐并不能解決教師進修的所有問題。一方面企業關注的是生產的連續性和經濟效益的最大化,企業不可能長時間地為我校提供技術人員和生產設備,也沒有精力為我校制定并落實教師進修計劃;另一方面企業生產的產品往往比較單一,教師很難通過生產實踐全面、系統地提升自己的能力。
第二,校內培訓。我校擁有穩定的以專業帶頭人和骨干教師為核心的教學團隊,有各類數控設備三十多臺(套)。以現有條件為基礎,在校內通過專題講座、才藝展示、現場教學、技能比武等方式部分落實總體培訓計劃。
第三,骨干專訓。為貫徹執行《國家中長期教育和發展規劃綱要(2010~2020年)》、《中等職業教育改革創新行動計劃(2010~2020年)》,中央財政撥出專款,由教育部和人社部牽頭,每年對中職學校教師進行骨干教師培訓。這項培訓已持續多年,我校多名教師參與其中。通過骨干教師培訓,教師們汲取了先進學校的成功辦學經驗,與兄弟學校交流、分享了數控教學成果,達到了取長補短共同提高的目的。未來我校會有計劃、有目的地持續選派中青年教師參與該項培訓,使中青年教師豐富閱歷增長才干。
第四,高校進修。為夯實數控理論功底,我校選派專業帶頭人和骨干教師進高校進修。通過他們參與高校課程改革實驗等活動,系統學習數控專業知識,把握數控領域的前沿信息。
3.檢驗培訓成效
師資培訓需要投入大量的人力、物力資源,如果沒有相應的制度保障,師資培訓工作很容易流于形式。我校從四個方面檢驗考核師資培訓的成效:
第一,考核教師參加培訓的情況。各級各類培訓均需由受訓教師提交培訓報告。校內培訓由培訓負責人為受訓教師做點評;企業實踐由廠方提供培訓證明;骨干專訓和高校進修需取得結業證書。以上資料存入教師培訓專項檔案,培訓成績與教師年終考評掛鉤。
第二,考核教師參與學科建設的情況。從課程大綱教學計劃的制訂、校本教材的開發到目標任務的完成等學科建設等方面綜合考察教師培訓成效,并將該項考察結論作為教師續聘和晉級的主要依據。
第三,考核教師參與技能鑒定的情況。我校教師通過培訓和自身的努力,要在雙師兩條線上不斷進步:一條線是助理講師講師高級講師,另一條線是高級工技師高級技師。學生畢業時需要取得雙證書。學生技能鑒定通過率列入任課教師業績;青年教師及轉崗教師雙師成長情況列入骨干教師業績;骨干教師雙師成長情況列入專業帶頭人業績,該項考核成績作為評優的依據之一。
第四,考核教師參與技能競賽的情況。技能競賽是一個檢驗綜合教學能力的平臺。學校每年定期組織數控專業學生參加校級技能競賽,積極參加市級甚至國家級學生組和教工組的技能大賽。學生參加競賽取得的成績列入骨干教師業績;教師參加競賽取得的成績列入骨干教師或專業帶頭人業績,該項考核成績作為教師評優和獲獎的主要依據。
三 實訓設備
經過多年的積累,我校現有數控車床16臺、數控銑床3臺、數控加工中心5臺、數控車裝調實訓裝置13套。這些設備用于師資培訓或參賽選手集訓是沒有問題的,可用于成建制班級的數控技能實訓,這點設備遠遠不夠。針對數控設備數量不足,我校的解決辦法有三個:
1.充分利用各種渠道不斷增添設備
我校是國家中等職業改革發展示范學校,省紡織高級技工培訓中心,省機電高技能人才培訓基地,市公共職業訓練基地。自2008年起,省財政廳、省人社廳、市人社局通過各種渠道為我校投入設備購置資金兩千多萬元。今后我校會將數控設備的采購列為資金支出的重點,分階段充實完善數控車、數控銑和加工中心實訓設備。
2.利用仿真技術解決初級實訓問題
數控編程與操作是數控專業學生的一門實踐性很強的專業課,單純的理論教學,易使初學者感到枯燥、難學,使數控編程與操作教學陷入異常困難的境地。如何降低學習的門檻,激發學習興趣,使學生化“難學”為“易學”,化“苦學”為“樂學”,在實際教學中,數控仿真軟件的使用可以部分解決這些問題。
我校建有兩個共100個工位的數控仿真實訓室,安裝有正版數控仿真軟件。作為數控教學入門級實訓平臺,仿真軟件的使用優點有:(1)資金投入少,規模化教學效果好;(2)有效減少設備故障,降低物料投入成本;(3)可以克服學生畏難心理,使學生能迅速上手操作;(4)可視化效果好。無論外圓或內圓加工均可清晰地觀察到刀具的走位情況,為學生掌握循環加工指令提供幫助。
現有仿真軟件也有其不足之處,主要表現在:(1)仿真對加工工藝的要求不高,錯誤的加工工藝能在仿真時暢行無阻;(2)不利于學生養成謹慎的操作習慣;(3)刀具品類不全,有些加工內容無法通過仿真軟件完成;(4)部分操作技能的訓練無法通過仿真完成。如刀具安裝、工件裝夾與找正、掉頭裝夾、內外徑測量與讀數等。
3.充分發揮現有機床的作用
由于設備數量有限,能通過仿真解決的問題都在仿真機上去做,仿真機做不了的綜合性實訓只能上設備,這就需要合理安排實訓內容、時間和師資,在保障人員和設備安全的前提下,盡可能多地讓學生接觸設備,使學生通過實訓獲得操作數控機床的基本技能。
為保證每位學生都有充足的單人單機操作時間,我校采取下述三項措施給予改進:(1)減少每個數控專業班級學生數,改大班(40~50人)為小班(20人),使每個數控班的教學活動能不間斷連續進行;(2)數控實訓采取倒班制,不同班級輪流實訓,歇人不歇設備,同時注意做好設備的維護保養工作;(3)配套充足的工量夾具、刀刃具及輔助用具,確保實訓過程順暢。
四 教材開發
教材的選用涉及用人單位需求、學生的學習能力、現有教學設備狀況、師資教學水平等方面的因素,現有的教材很難滿足教學的需要。在校企合作共建專業的活動中,我校與行業企業專家、數控崗位技術精英、兄弟學校數控專業同行一起共同研討針對特定數控崗位的課程體系,并開發高效、實用、有特色的校本教材。現有的教材在實用性上往往做得不夠,如編程時不考慮毛坯規格;切削時不強調刀具的規格;螺紋加工編程時螺紋小徑究竟如何計算,為什么不同的算法結果會不一樣等等。
校本教材是校企雙方通過調整課程計劃和結構、選擇、改編、整合、補充、拓展等方式,對現有教材進行校本化、個性化的再加工、再創造,使教材內容和結構更符合學生的個性、學校的特點和企業的需要。數控專業校本教材的開發突破傳統教材模式的束縛,充分考慮學生的接受能力、學校的設備情況、師資水平、教學水平,合理地安排知識點,從而最大化地指導教學、指導學生。構建和諧的教學過程,達到老師喜歡教,學生喜歡學,提高數控專業教學效率。數控校本教材的編寫應注重“會用、實用、夠用”這一基本原則。
教學內容應有所取舍,理論知識要把握分寸。實踐教學應盡可能詳細周到,對實操過程中的每一步應產生什么效果、會發生什么狀況、應采取什么緊急措施等,要讓學生心中有數。
由于校本教材使理論教學總體難度降低,理論教學課時相對壓縮,減輕了學生理論分析的難度,使學生便于理解所學內容;同時大大增加了實訓的教學課時,讓學生更多地接觸設備,了解它們的功能與原理,更熟練地掌握機床的使用,操作技能提高迅速,學習興趣明顯增強,教學效果顯著提高。由于教學活動以設備與應用為主線展開,教學過程變得直觀、形象,實用性更強,各部分知識聯系更密切,提高了學生對社會一線工作的適應性,并增強了他們的綜合分析能力,突出了培養應用型專業技術人才的特點。
參考文獻
[1]陳為國.數控車削加工編程與操作[M].沈陽:遼寧科學技術出版社,2010
關鍵詞:數控機床;數控加工仿真系統軟件;數控教學;數控實習
中圖分類號:G424文獻標識碼:A文章編號:16723198(2010)01029701
1 問題的闡述
隨著科學技術的發展,數控技術正在得到廣泛的應用。數控人才成為市場急需的人才,如何盡快地培養出滿足市場需要、掌握數控機床編程和操作技術的數控技能型人才成為數控教學工作者必須研究的問題。作為數控教學的專業教師,深感如何將數控理論和實踐教學有機地結合起來是值得我們認真探討與研究的。
由于數控機床是一種新型工藝裝備,故數控技術工人的培養和數控機床的教學還處在剛剛起步的狀態,如何利用數控加工仿真系統進行教學更是處在探索階段,因此有必要對數控教學模式、教學手段和教學方法的完善進行有益的探索,創新數控專業的職業技能鑒定的工作方法,建立一套完整的數控教學新體系。
2 數控實習(實驗)教學中存在的問題
(1)數控機床是一種機電一體化的新型設備,價格較之普通機床要昂貴得多。數控機床的操作訓練若完全依賴數控機床進行實作訓練,投入大消耗多成本高。
(2)數控機床的系統多,型號多且更新較快,對學院而言是不可能將所有的系統配齊的,這樣經常會出現學生在校期間所學的系統與工廠中不符的情況,使到了工廠后不能盡快適應機床。
(3)數控機床是自動運行的,學生在初學時,常常會由于在編程中的疏忽或操作中的失誤造成刀具或機床的損壞,甚至造成人身危害。
為了解決上述問題,我院從數控專業開設起,就嘗試利用數控加工仿真系統軟件進行教學,均對我院數控教學等方面發揮了重大的作用。
3 數控加工仿真系統的產生
隨著計算技術的發展,尤其是虛擬現實技術和理念的發展,產生了可以模擬實際設備加工環境及其工作狀態的計算機仿真培訓系統。它用計算機仿真培訓系統進行培訓,不僅可迅速提高操作者的素質,而且安全可靠、費用低。
目前在國內已經有很多學校將計算機仿真初步運用于數控操作人才培訓的教學之中,也產生了各種仿真教學系統。簡單來講就是利用計算機和其他的專用硬件軟件去產生一種真實場景的仿真,參與者可以通過與仿真場景的交互來體驗一種接近于真實的場景的感覺。因此能進一步培訓操作者的實際工作技能。
4 數控加工仿真系統的應用方法
4.1 活應用教學方法,使學生成為課堂學習的主體
由于大部分高職學生學習基礎差,所以教師教學很困難,傳統的教學方式已很難使學生接受。
因此,利用先進的教學方法、教學手段來提高學生的學習興趣顯得尤為重要。數控專業教師應有較高的教學水平和教學能力,有較強的數控職業能力,能較為嫻熟地運用行動導向的教學方法,在課堂教學真正體現學生為主體,突出顯示學生動手動腦的活動,變學生被動學習為主動學習。
4.2 恰當運用數控加工仿真系統,充分發揮其課堂教學中的作用
數控加工仿真系統主要應用于數控編程與操作這一理論教學課程,還可作為數控操作技能訓練的輔助工具。教師應十分重視數控加工仿真系統的在教學中的應用方法,擺正數控加工仿真系統在教學中的位置,既不能完全依賴數控加工仿真系統放棄教師在教學中的引導作用,也不能在教學中教師唱獨角戲采用常規的教學模式而忽視數控加工仿真系統的應用,應該科學地、充分地發揮數控加工仿真系統在教學中的作用。
4.3 科學安排教學內容,循序漸近掌握數控編程與操作技巧
在教學過程中教學內容的安排分為三個教學模塊。其一為基礎模塊,主要講解與訓練最常用的FANUC數控系統中的的編程方法、操作及應用,由于配備FANUC系統的數控機床在數控加工中的市場占有率高,所以這一模塊是教學重點,必須使學生熟練掌握,靈活應用:其二為提高模塊,主要講解與訓練SIEMENS系統的機床的編程與操作,以幫助學生在不同數控系統下對不同數控機床的編程方法的理解與應用能力;模塊三為拔高模塊,主要講解國產數控數控系統中的華中數控系統的數控編程與操作方法,擴大學生的知識面,從而適應高職數控大賽指定系統―華中數控系統的編程與操作。
這三個模塊的教學可根據學生不同層次進行安排。這樣,學生在從業時能夠信心十足的面對所操作的數控機床,較快適應所從事的工作。 當然,運用此方法,我們學院在各種大賽比武中取得了好的成績。
4.4 正確進行教學評價,提高學生的自覺學習意識
教學時所進行的教學評價包括學生的自我評價、學生相互之間的評價和教師評價。上機應用數控加工仿真系統進行數控編程與操作練習時以教師評價為主,對每次的練習成績及時登記。評價方法包括口頭評價和試題測評,而試題測評方法包括課題測評及期末測評。教師對學生進行口頭評價時應注意方式和語言的選擇,對做得不好的學生不采用直接批評的方法,只是指出該學生哪些地方做得好,哪些不太好,應如何改進;對于比較差的學生稱為“稍微弱一點的學生”。 課堂測試應有較強的目的性,不是難為學生,而是通過對學生進行測試,來提高學生的學習意識、學習熱情,學習的自覺性和自信心。
5 數控加工仿真系統的應用效果
5.1 理論教學應用數控加工仿真系統可以極大地提高學生的學習興趣
在引入數控加工仿真系統應用軟件之前,數控編程與操作課程與其他課程教學模式相同,主要是課堂教學,學生對自己所編的程序正確與否是通過教師批改作業來知曉的。這種方法教師檢查程序需逐個程序段進行查閱,內容多而十分麻煩,一些在數控機床上常常無法通過的書寫錯誤也不易查出,而這些問題的解決在實際數控編程中是十分重要的。至于數控操作問題,在黑板上講解各個按鍵的作用、名稱與使用更是一件費力不討好的事,習者枯燥,教者乏味。
引入數控加工仿真系統進行教學以后,學生所編程序可以直接在計算機數控加工仿真系統的模擬加工演示,對程序編寫和書寫的錯誤能直接看出,機床操作面板的使用與零件的加工過程也和實際加工情況十分相似,學生可以從任意角度觀察數控機床加工過程,毛坯加工為成品的過程歷歷在目,直觀形象,便于學習與掌握,編程與操作的作業可以直接在計算機上檢查,每次有檢查,次次有結果,使學生對這門課程有了濃厚的學習興趣。
5.2 技能訓練應用數控加工仿真系統可降低訓練成本提高訓練效率和安全性
數控機床是一種較為昂貴的機電一體化的新型設備,它具備“高速、高效、高精度”的特點,如果初學時就讓學生直接在數控機床上操作,可能出現撞壞刀具等現象,甚至因操作失誤對學生造成人身危害。引入數控加工仿真系統進行技能操作,可以大大降低實訓的消耗,約50個機位的計算機包括50個結點的正版數控加工仿真系統軟件,所需費用相當于一臺三十萬元的數控機床,卻能解決50-150個學生的初階段的技能訓練問題,學生可以輕松對實習過程進行初始化,對未能完成的實習實行項目保存,對已完成的實習課題進行調入回顧,而后再進行幾次實際操作就能達到事半功倍的效果,大大提高了實習效率降低了實習成本。
因此應用數控加工仿真系統可以減少考生占用數控機床的時間約50%,學生可以將編程與程序校驗時間放在計算機上完成,然后通過數據傳輸將所編程序輸入數控機床,對零件進行加工,安全性及效率均大為提高。
參考文獻
關鍵詞:精品課程;建設;理念;探索;研究
中圖分類號:G423.04 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)04-0042-03
一、精品課程的含義
精品課程是指具有特色和一流教學水平的示范性課程。精品課程建設要體現現代教育思想,符合科學性、先進性和教育教學的普遍規律,具有鮮明特色,并能恰當運用現代教學技術,方法與手段,教學效果顯著,具有示范性和輻射推廣作用。精品教學課程是具有一流教師隊伍、一流教學內容、一流教學方法、一流教材、一流教學管理等特點的示范性課程。精品課程建設是高等學校教學質量與教學改革工程的重要組成部分。
二、精品課程建設與改革的探索
我校是五年制高職校,培養具有高素質的技能人才,招收初中畢業的生源,學生的理解能力、思維能力相對一般,但部分學生動手實踐的興趣很高。《數控車編程與操作》課程是我校數控技術專業的核心課程,是本專業學生必修的,具有重要作用的基礎性技術課程。通過本課程的學習和項目訓練,使學生能看懂零件圖紙,知道數控工藝的特點,選擇合理的加工路線和工量刃輔具,知道數控系統的種類和編程區別,熟悉數控車編程的各個指令,熟悉數控操作面板上的各個按鈕的功能;能調試數控車床,并按安全操作規程操作數控車床,對常見的典型零件能進行工藝分析并編寫數控程序加工零件,能正確檢測零件;具有安全、環保意識,具有良好的行為習慣,語言文明、著裝規范、尊重師長,具有良好的團隊精神和溝通協調能力,具有良好的職業道德。若采用傳統的以學科為中心、以知識為本位的課程模式,并不利于發揮學生的主觀能動性和創新意識。因此,有必要對本課程進行認真研究與探索,積極開展精品課程建設。
1.課程設計的理念。根據行業專家對數控專業所涵蓋的崗位群進行任務和職業能力分析,以數控工藝分析編寫、數控程序編寫、數控車機床操作和零件檢測為主線,以本專業學生必須具備的崗位職業能力為依據,以職業能力培養為目標,緊密結合數控車(中級)國家職業資格鑒定考證要求,確定本課程的教學內容。課程實施以按照企業工作任務和工作過程來完成理實一體化項目教學為主要方式,充分設計做中學、學中做的各項活動,充分體現任務引領、實踐導向課程思想,以項目為單位組織教學。
2.實踐性教學環節的設計思想。(1)針對崗位職能要求及職業資格標準,加強理論與實踐結合,強化加工規范要求,做到教學內空與活動能適應企業需求。(2)針對五年制學生的學習特點,加強現場教學環節,教學內容多以生產實際中應用的零件為實例進行教學,加強直觀性,并應用現代化教學手段,模擬進行加工,保證機床操作的安全性,做到教學內容能適應學生的學習需要。(3)針對中級數控車技能的特點,加強對數控加工工藝與編程的分析教學,特別是加工路線、刀具、量具選擇是學生提升水平的瓶頸,做到教學內容能適應學生技術技能形成的需要。
3.課程的重點、難點及解決辦法。課程重點:(1)數控車編程;(2)數控車削加工工藝;(3)數控車床操作。課程難點:數控車加工工藝千變萬化,不同的條件有不同的解決方案,無絕對的對錯之分,如何培養學生能制訂合理的的工藝方案是一大難點。解決辦法:(1)通過理實結合,讓學生在做中學,在做中體會。(2)采用多種教學手段和教學形式,提高學生學習的主動性和創造能力。(3)通過多種評價手段,自查、互相學習和老師點評來讓學生體會工藝的優劣。
4.教學條件含教材使用與建設。包括:促進學生主動學習的擴充性資料使用情況;配套實訓教材的教學效果;實踐性教學環境;網絡教學環境。本課程的校內實訓室主要有示教室1、數控車編程實驗室、數控車間、工具間。
各室具體設備如下:
除校內設備設施以外,本專業還有多家穩定的校外實習基地,其中常州航天數控技術有限責任公司就坐落在新校區。本課程建設充分利用校外實習基地的合作背景,聘請賴立迅總經理為課程的行業指導專家,為課程中的行業規范、安全措施、操作工藝及項目安排進行指導,將教師送到兩家企業進行掛職實習,直接感受企業管理規范,體驗產品質量意識,接觸各類工藝資料,企業為學生進行參觀、實習提供支持。由于系統不同,機床操作面板不同,編程操作方式也有區別,我們已經針對學校已有設備(數控車廣數系統)開發了校本教材和項目庫,同時也借鑒校外的成熟教材為我所用,起到了很好的效果。今后還將進一步完善校本教材和項目庫。網絡教學環境目前還不能具備,但學生可以利用單機版的數控編程模擬軟件在校圖書館、家里等計算機上進行編程訓練。
5.教學方法與教學手段(含多種教學方法靈活使用的形式與目的,教育技術應用與教學改革)。以數控車零件加工項目為載體,教學活動多樣化,開展討論、講解、實踐操作、教師點評、小組交流等多種形式,實現教、學、做一體的教學模式,并在教學管理上采取以下具體措施:(1)理論教師與實習教師的一體性,以保證在項目實施過程中教師組織指導作用的有效性;(2)理論與實踐教學環境的一致性,即學生學習的主要場所是在數控車間,備有專業機房和現場討論區,可供學生學習時做模擬和討論;(3)學習評價的過程性,采用多元評價方案對學生在項目完成的各個方面都進行過程性評價。
課程實施讓學生的學習地點從教室轉到車間和機房,學習方式主要有先學后做或先做后學及邊做邊學等多種方式,學習結果以物化的結果呈現,學習評價注重多元化過程性。依據學生學習情況保持動態調整,教學管理的各個層面都保證了其實施的可行性。教學過程中教師能根據項目要求,合理、適度地安排學生的理論學習和技能訓練的時間并加以調節,指導教師不僅了解項目的整體框架,還要了解學生的學習困難、知識起點,并能對學生進行及時、到位的幫助。教師成為學生學習的促進者,項目設計的研究者,學習活動中的合作者。
在教學手段上采用多媒體演示、計算機模擬驗證、機床實際操作。本課程教學內容以項目形式呈現并展開,教學活動體現工作過程為導向、學生為主體的共性特征。以下是教學內容展開的共性流程圖。
6.本課程在市內同類課程中的地位。我市開設職業教育數控專業的學校有7所,我校的數控車編程與操作課程具有扎實的師資力量,完善的設備設施,豐富的教學經驗,在歷次全國、省市技能大賽數控車項目中獲得一等獎,是常州的獲金重點,同時還利用自身優勢,通過全市公開課、全國師資培訓為全國及全市的兄弟院校提供服務,起到了輻射的作用。
三、師資隊伍的建設
再好的課程沒有優秀的教師來傳授,也會失去應有的光彩。因此精品課程要求課程負責人和主講教師師德好、學術造詣高、教學能力、教學特色鮮明,教學團隊責任心、團結協作精神好、人員結構合理、教學思想活躍、教學改革成效明顯。培育、擴大教師隊伍是精品課程建設的根本任務之一。
四、本課程目前存在的不足
課程資源需要優化與整合,網絡及錄像資源匱乏(缺乏技術支撐),評價需改革,師資隊伍的整體素質及梯隊建設跟不上。
五、系部的政策措施
1.人員。系部負責人親自帶頭,骨干教師主動參與,同時通過培訓、課務安排等保證系部的骨干力量能全身心進入課程建設的工作中去。
2.設備。結合新校區建設,增添數控車22臺,數控系統種類更加完善,專業機房也已經組建完成,配置專用軟件,目前能滿足課程實施的條件,同時引進企業,客觀上也利用了企業的設備資源。
3.資金。根據學校課程建設的相關文件,系部也將從系部經費中列支,保證教師的培訓、社會調研和學訪。
由于我系對《數控車編程與操作》的精品課程建設還處在起步探索階段,必須不斷完善、不斷更新,緊密把握數控技術的發展前沿,注重教學設施與教學內容的與時俱進,這樣才能確保專業教學緊跟時代步伐,滿足社會發展需求。
參考文獻:
關鍵詞:教學改革;數控專業;問題
近幾年來,作為經濟欠發達地區的甘肅省,許多制造企業正處在設備更新、規模擴大的成長期,不斷添置的先進數控設備,對數控人才的綜合職業能力要求越來越高,而中職學校培養出來的數控畢業生由于技能水平欠缺、團隊意識薄弱、吃苦耐勞精神缺失等原因,無法滿足市場的需求。如何縮小與用人單位崗位需求之間的距離,緊貼產業發展,更好地為當地經濟服務,是擺在我們面前的新課題。
一、數控專業教學現狀及存在的主要問題
1.核心專業課程設置陳舊,不能滿足企業崗位需求
當前,中職學校數控專業課程普遍分為兩大類:專業基礎課如機械制圖與CAD、機械基礎、金屬材料、公差與配合等,專業課如數控機床、數控加工工藝、機床夾具、數控刀具、CAD/CAM技術、數控仿真訓練等。這種課程設置沿用了以“學科知識”分類的設置方法,將完成一個完整工作過程所需要的知識和技能分散在不同的課程當中,強調學科知識的系統性,丟掉了工作過程的完整性,如在企業中,螺紋軸的車削加工是一個典型的工作過程,在這個過程中,用到的知識有:機械制圖中螺紋的識圖方法、機械基礎課程中螺紋的基本參數及其計算、數控車削技術課程中螺紋軸的車削工藝和螺紋刀的刃磨方法、數控編程課程中螺紋的編程指令及格式等,現行的課程設置將這些教學內容分散到不同的課程中,在不同的時間、不同的地點,由不同的教師教授,勢必造成教學脫節、效率低下,同時這樣做將一個完整的工作過程割裂開來,也拉遠了與企業崗位需求之間的距離,不利于學生綜合職業能力的培養。
2.教學內容重點不突出,學生所學到的知識技能與企業崗位要求存在很大差距
在實踐技能訓練方面,學校把實訓重點放在數控機床簡單操作上,而對數控加工工藝(如工藝路線選擇、刀具選擇、切削用量設置等)、數控機床的維護、維修等專業技術能力訓練不夠。同時,為了節約成本,技能訓練大都采用PVC、硬塑料等廉價材料進行,很少用金屬材料,而在企業,數控加工90%以上都采用金屬材料,且種類豐富,這樣一來,學生進入企業后面對不同的材料就不知如何進行切削參數的設置,經常出現打刀等事故,給企業造成不必要的經濟損失。
3.教學目標不明確,教學方法單一,教學設計隨意性強
許多教師對中職學校應培養什么樣的學生,目標還不夠明確,還停留在圍繞書本轉,為完成書本教學任務而教學,對學生能力培養缺乏長遠而系統的考慮,單純地進行零件加工操作,忽略了工藝路線選擇、刀具選擇、切削用量設置、數控機床的維護、維修等專業技術能力訓練。
目前,中職學校普遍推廣任務驅動教學、項目教學、理實一體教學、情境教學等模式和方法,但大多專業課教師對各種教學方法的實質理解不透徹,不能根據教學內容、教學對象選擇合適的教學模式和方法,教學設計隨意性較強,嚴重影響了實訓教學效果。
4.實訓基地建設相對滯后
一方面,中職學校由于資金緊張,購置的實訓設備不能滿足在校學生技能訓練的要求。另一方面,部分中職學校盡管擁有數量充足的實訓設備,但實訓基地布局設計不合理,既不符合數控專業技能訓練的規律,也不符合企業典型零件生產過程的要求,造成實訓效率低下。
5.各中職學校“雙師型”教師嚴重缺乏
數控技術的廣泛應用,引起了數控人才的大量需求,同時造成數控專業師資,特別是同時具備相當的理論知識和豐富的實踐經驗的數控專業師資嚴重不足。現擔任數控專業課的教師大多是機械或機電方面相關專業經過短期培訓轉行過來的。一方面他們缺乏系統的數控專業理論知識,另一方面缺乏實際操作能力,尤其缺乏熟悉企業生產的實際經驗,使理論教學與實踐脫節,直接影響企業對學生實踐能力的認可率,從而影響學生的就業率。
二、數控專業教學改革思路
1.校企合作,深化教學改革,依據工作過程系統化原則設置課程,重構教學內容
(1)依據工作過程系統化原則,建立模塊化課程和教材體系。
在理論教學中堅持以“必須、夠用”為度,優化和整合現有課程。建立工作過程系統化的課程觀,突出與操作技能相關的必備專業知識。如在“螺紋軸的車削加工”這一工作過程中,可以將螺紋識圖、螺紋基本參數及計算、螺紋刀的刃磨方法、螺紋的車削工藝、螺紋的編程指令、螺紋的測量等不同課程內容整合為一個整體,讓學生經歷“零件圖分析制定車削工藝編程螺紋車削螺紋測量”這一完整的工作過程。所以,可以將數控機床、數控編程、數控車削技術、公差配合與測量技術等多門課程整合為軸類零件車削加工、盤套類零件車削加工兩門課程。根據這樣的思路,可以將“機械制圖”與“公差配合”合為一門課程,使以前兩門課的重復講解部分不再重復,優化了課時分配;將“數控加工工藝”中的數控刀具、數控夾具等內容并入實訓操作中,不再安排理論課時,提高了實際效果。將學科知識系統化課程整合成工作過程系統化課程,這樣可以有效提高實訓課堂效率,縮短與企業崗位技能需求之間的差距。
同時,學校應該積極利用企業專家豐富的資源,聘請行業專家和企業專家共同參與數控教材開發。結合與當地企業的實際情況開發校本教材,建立具有明顯特色的課程和教材體系。編寫一些與市場需求相符合的實用的數控校本教材,使教學符合企業生產實際,培養的學生滿足企業的實際需求。
(2)結合企業實際,正確處理教材,重構教學內容。
摒棄以教材內容貫穿整個課堂的陳舊觀念,大膽選取企業中一些典型的工作過程作為教學實訓內容,將教材內容和企業實際有機結合起來,重構教學內容。如在進行宏程序指令的訓練過程中,不要按照教材內容“宏指令編程”去單純教授宏指令的格式、編程方法等,而將課程內容選擇為“橢球體的車削加工”這一典型的工作過程,通過加工橢球體零件,使學生掌握宏指令的應用方法和橢圓的標準方程、參數方程等內容,在“學以致用”的過程中,學生的學習主動性和潛力被充分挖掘出來。
2.合理應用教學方法,注重教學設計,優化教學過程
真正變教師主體為學生主體,積極引進“理實一體”模式,采用任務驅動法、項目教學法開展實訓,努力為學生提供體驗完整工作過程的學習機會,經歷“確定任務制訂工作計劃實施計劃質量控制和檢測評估反饋”整個工作過程,增強學生適應企業的實際工作環境和解決綜合問題的能力,確立“以學生為主體,以實訓為中心”的模式,開展理論實踐一體化教學。
3.努力建設一批校內、校外實訓基地
改變傳統的實訓基地布局,努力建設由理論教學區、討論區、實操區、計劃區、資料區等組成的理實一體化實訓基地。
校外實訓基地既是校內實踐教學的延伸,也是對實踐教學體系的完善。在校外實訓基地,學生的工作環境是真實的,執行的規范是職業標準,實訓的項目是學生畢業后所從事的崗位任務。因此,中職學校要積極開拓、創建校外實訓基地,與各企業建立互惠互利的長期合作關系,形成產學一體化的新型辦學模式,從而節省實訓基地建設的大量資金投入,使學生直接到對口企業進行實訓。
4.加強“雙師型”教師的培養
目前學校數控專業師資隊伍具有一定的實力,為適應課程改革的需要,必須建立一支真正適應現代職業教育的“雙師型”教師隊伍,還必須加強多元化師資培訓,為專業教師成長搭建平臺。
(1)開展多種形式的技能培訓,提升教師的專業技能。
充分利用校內實訓設備進行校內技能培訓,由在工廠有豐富經驗的老教師對年輕教師進行技能提升培訓。選擇1~2個有代表性的課題對年輕教師進行工藝和操作的培訓。
(2)派一些專業教師進企業掛職培訓,提高教師專業素養。
積極創造條件,鼓勵專業教師到企業進行技能培訓,提高教師專業素養。派專業教師到企業掛職鍛煉,使專業教師不斷掌握新知識和新技術,將企業典型的工作過程引入課堂,更新教育理念,提高專業教學水平。