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一、模式創(chuàng)新,培養(yǎng)學生實踐操作能力
在實訓教學中,應充分凸顯學生的主體地位,發(fā)揮學生豐富的想象力,培養(yǎng)創(chuàng)新意識和能力。然而,在數(shù)控銑實訓中,由于數(shù)控銑床價格比較昂貴,老師一般不愿意讓學生在數(shù)控銑床上有自己的想法進行加工,學生只能按照教師講的去做,教師沒講到的,學生堅決不能做。所以,無形中學生就對數(shù)控設(shè)備產(chǎn)生一種畏懼心理,也就無法激發(fā)學生的創(chuàng)新能力了。針對此種情況,在學生進行數(shù)控實訓時,教師應先在數(shù)控銑床上演示操作,很快加工出一件產(chǎn)品。此時學生會對數(shù)控銑實訓產(chǎn)生濃厚的興趣和極大的向往。這時教師強調(diào)一些操作要領(lǐng)和注意事項,并帶領(lǐng)學生到仿真軟件上進行模擬再現(xiàn),教師將仿真機床所有的控制界面都留給學生,學生可以按動仿真機床界面上所有的按鈕,來探究性的操作,在此操作過程中,學生肯定會出現(xiàn)不關(guān)閉機床門就操作、對刀出錯導致撞工件、撞機床等嚴重操作錯誤。接下來,教師引導學生一起討論總結(jié)哪些操作是安全的、規(guī)范的,哪些操作是不安全的、不規(guī)范的,學生會對不安全的、不規(guī)范的操作記憶深刻,在實際數(shù)控銑床操作時,學生不容易再犯類似錯誤。同時也培養(yǎng)了學生實踐操作能力。
二、內(nèi)容創(chuàng)新,培養(yǎng)學生專業(yè)創(chuàng)新意識
數(shù)控實訓教學要結(jié)合職業(yè)教育的實際,在加強基礎(chǔ)知識和基本技能訓練的基礎(chǔ)上,積極挖掘創(chuàng)新素材,開展豐富多彩的主題訓練,發(fā)揮學生的想象力和創(chuàng)意,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。如數(shù)控銑床實訓中的對刀,傳統(tǒng)教學中通常先教學生以工件中心對刀,后再講以工件的某一角對刀。這樣既繁瑣,又容易混淆。筆者經(jīng)過幾輪學生的實訓比較,得出如下XD-40數(shù)控銑床對刀教學步驟:
工件的左后角為零點:
A、工件裝夾(校正—夾緊)—裝刀。
B、方式旋鈕Mode selection—MDI—PROG—軟鍵MDI—輸入“M3 S500”—按“CYCLE START”—RESET。
C、方式旋鈕Mode selection—HAN-
DLE—按“SPD CW”。
(a)方式旋鈕Mode selection—手搖輪—刀具逼近工件左側(cè)(適中)(Z、X)—Z向上退刀—按OFS/SET—按“坐標系”—用上下箭頭鍵移動光標到G54 01的X處—輸入“X+負刀具半徑值”—按“測量”鍵。
(b)方式旋鈕Mode selection—手搖輪—刀具逼近工件后側(cè)(適中)(Z、Y)—Z向上退刀—按OFS/SET—按“坐標系”—用上下箭頭鍵移動光標到G54 01的Y處—輸入“Y+負刀具半徑值”—按“測量”鍵。
以正向逼進工件時,輸入負刀具半徑值;以負向逼進工件時,輸入正刀具半徑值;對已對左后角為零點,改為工件中心的,可在X上輸入工件長度的一半(+),按“+輸入”,可在Y上輸入工件寬度的一半(+),按“+輸入”即可。其中在對刀過程中,以刀具逼近工件的方法,要求刀具快速接近工件,但不能碰到或撞到工件,至于X、Y、Z三軸先移動哪個軸,由學生自行練習,得出最佳路徑。
三、過程創(chuàng)新,培養(yǎng)學生團隊合作精神
(1)學生自創(chuàng)課題管理。收集創(chuàng)新課題—師生交流、同學認可—實踐加工—作品展示—總結(jié)思路—再完善—實訓教研組通過—收集到數(shù)控實訓課題集。
(2)學生項目團隊管理。給出任務—構(gòu)建團隊—小組方案—具體實施—監(jiān)督、反饋—改進方案—再實施—總結(jié)交流—作品展示—項目資料歸檔。
關(guān)鍵詞:中職 數(shù)控 實訓 教學
中圖分類號: G718 文獻標識碼: C 文章編號:1672-1578(2012)01-0215-01
隨著機械制造業(yè)的飛速發(fā)展,中國正在逐步變成“世界制造中心”,數(shù)控技術(shù)的應用也越來越廣泛,大力培養(yǎng)數(shù)控人才已迫在眉睫。
中等職業(yè)教育培養(yǎng)的主要是“藍領(lǐng)層”數(shù)控技術(shù)人才,這類人才是指在生產(chǎn)崗位上承擔數(shù)控機床的具體操作及日常簡單維護工作的技術(shù)工人,在企業(yè)數(shù)控技術(shù)崗位中占70.2%,是目前需求量最大的數(shù)控技術(shù)人才。數(shù)控技術(shù)是一門實用性極強的技術(shù),需要緊密配合生產(chǎn)實踐。
然而中等職業(yè)學校數(shù)控教學現(xiàn)狀是:一是數(shù)控專業(yè)師資嚴重短缺,相關(guān)課程開設(shè)不足;二是實訓教學設(shè)備(數(shù)控機床及數(shù)控系統(tǒng))類型單一,且往往落后于企業(yè);三是沒有適用的高質(zhì)量教材,教學模式各異。
利用現(xiàn)有條件上好數(shù)控專業(yè)實訓課應作到以下幾點:
1 激發(fā)學生興趣,上好第一堂“入門課”
數(shù)控專業(yè)和一般專業(yè)不同,絕大多數(shù)學生在學習之前沒有接觸過數(shù)控機床,更有部分學生不知道什么叫數(shù)控。對于第一次接受新的學科學習,總是存在著極強的好奇心理。
這時可采用如下方法來引導學生入門:(1)介紹好該課程與生產(chǎn)實踐的密切關(guān)系。如數(shù)控加工實訓課,可通過身邊的事例來說明、提出問題。在生產(chǎn)中幾乎無時無刻都離不開機械零件,像手表,汽車,大到飛機火箭航天器等。零件是怎么通過數(shù)控機床加工出來,使學生心中提出許多疑問來增加其想象、思考和研究。(2)利用多媒體介紹數(shù)控技術(shù)應用的重要性,精心準備一些相關(guān)的數(shù)控領(lǐng)域的視頻及圖片資料,可從發(fā)展前景、市場需求等方面來進行,幫助學生了解實際、增強學習興趣。(3)帶領(lǐng)學生參觀數(shù)控機床、現(xiàn)場操作過程、展示優(yōu)秀畢業(yè)生的數(shù)控作品,有利于學生了解學習該課程的重要性和開闊學生的視野,認識和了解數(shù)控機床不同的類型,提高學生對數(shù)控的感性認識。
雖然有的學生不是通過第一次課就能產(chǎn)生興趣,但起始課是重要的,讓學生覺得自己又增長了知識。好的開始是成功的一半,更是我們成功教好數(shù)控實訓的一半。
2 注重理實一體,利用好仿真軟件
對于“藍領(lǐng)型”數(shù)控人才,必須以傳統(tǒng)的機械制造技術(shù)(金屬材料及熱處理、切削原理及刀具、機床夾具、機制工藝等)為基礎(chǔ),學習掌握“數(shù)控機床原理及應用基礎(chǔ)”和“數(shù)控加工編程技術(shù)”,還需要熟練掌握“CAD/CAM”軟件。
傳統(tǒng)的理論教學較抽象,脫離實踐,學生往往會產(chǎn)生枯燥、厭倦情緒。書到用時方恨少,這種學習方法目的明確,收效最直接。在實訓課中,總有學生感覺理論所學的有關(guān)內(nèi)容到實訓中不夠用。這時我們要抓住時機向他們講授理論與實訓課的關(guān)系,充分調(diào)動學生學習的積極性,可穿插利用數(shù)控仿真軟件教學,形象生動,在實訓教學中對原有知識加以鞏固。數(shù)控仿真軟件是一個應用虛擬現(xiàn)實技術(shù)于數(shù)控加工操作技能實訓的仿真軟件,具備對機床操作全過程和加工運行全環(huán)境的仿真功能,可以進行數(shù)控編程教學,加工操作過程教學,使需要在數(shù)控設(shè)備上才能完成的大部分教學功能在此虛擬制造環(huán)境中實現(xiàn),彌補了傳統(tǒng)數(shù)控教學的不足。
基于這一功能和特點,使用仿真軟件將大大減少在數(shù)控機床設(shè)備上的資金投入,既能降低成本又能加快數(shù)控人才的培養(yǎng)速度。由于仿真軟件不存在安全問題,學生可以大膽地獨立進行學習和仿真練習。并對加工零件的幾何形狀和精度進行自我檢測,增強了學生的自學能力,精簡了教學過程,提高了學習效率。
3 實施細節(jié)教學,合理安排實訓內(nèi)容
在實訓教學過程中,安全永遠是第一位的,我們尤其注重實訓紀律教育,除進行原有的安全操作規(guī)程學習外,我們還從學生的每一個訓練細節(jié)入手,列出各種安全隱患,進行教育,使學生在上機床操作時牢記安全規(guī)程。
實施細節(jié)教學還體現(xiàn)在要求學生在實訓過程中勤記筆記。實訓課基本上被認為是全部動手操作,但是,學生不可能持續(xù)的操作機床,在操作過后很容易忘記。因此要求學生在訓練過程中不斷地記筆記,不斷的總結(jié),比如學習數(shù)控銑平面銑削時,你可以在筆記上記下所有操作步驟,并注明注意事項。在操作過程中,可以記下所選刀具、所用切削用量、轉(zhuǎn)速、進給倍率、精加工方法等,課后再整理。通過自身的操作,容易出錯的步驟重點標注,提醒下次操作注意。一周實訓課程結(jié)束后,讓學生進行小結(jié),總結(jié)得失點以及自己的體會。通過天天記筆記,周周寫小結(jié)的形式,讓學生對數(shù)控專業(yè)的認識更進一步。這樣實訓操作課才能充分體現(xiàn)其功能。
在數(shù)控實訓過程中,筆者發(fā)現(xiàn)學生在操作中,很多帶有盲目性,往往會浪費很多時間,特別是剛?cè)腴T的學生,不知道按哪個開關(guān),哪個鍵,只能不斷的摸索。學生操作機床后收獲很小,效率很低。考慮這一問題,筆者給學生整理了從“開機到出產(chǎn)品”過程中的每一個步驟,教學時再進行適當?shù)闹v解,要求學生剛開始時嚴格按照步驟規(guī)范操作。這樣學生很快能夠熟悉數(shù)控機床操作,大大提高了實訓效率。
在實訓教學中,筆者要求學生帶著問題去操作,操作機床的目的是為了解決某個問題。在一次數(shù)控銑床實訓課中,要求學生利用G68/G69指令練習加工圖形,明確說明練習目的是為理解其指令格式,有的同學拿到一塊毛坯后就輸入程序,模擬圖形正確后,開始自動執(zhí)行。可是加工出的圖形卻比要求的要大,經(jīng)自己仔細檢查后才發(fā)現(xiàn)原來操作時未將原有的刀補修改正確,只能銑平面,重新開始。當平面銑完時,下課時間也到了,布置的操作任務自然沒有完成。學生如果在操作過程中如果不注意步驟方面的細節(jié),會嚴重影響實訓效率。因此,向?qū)W生強調(diào)細節(jié)操作,培養(yǎng)學生的細致、認真是非常必要的。
如今我們很多學生在銑床實習時候說車工件,在車床實習的時候說銑工件、卡盤扳手或者呆扳手叫不出名字、實習銑床不知道車床進給量的單位、實習車床不知道銑床進給量的單位、實習完一個項目不能完整表述出剛學的實訓項目的加工方法等等,這樣的學生不在少數(shù)。其實我們必須要有意識的培養(yǎng)學生這方面的能力,它對今后學生的發(fā)展有很大的影響。
2、學生不做筆記,前面學后面忘的現(xiàn)狀必須得到改變
學生在大一學了的車床或者銑床的基本操作,到了大二基本上忘完了。針對學生剛學了機械制圖和機械加工工藝之后來參加實訓,對于書本上沒有見過的裝夾方法,新的加工方法,甚至對于自己在操作過程中出現(xiàn)的錯誤等等,都應該總結(jié)下來,這對于今后的學習,進一步的技能提升有很大的幫助。所以,現(xiàn)在的學生必須灌輸“多總結(jié),多思考,勤做筆記”的習慣
3、學好機械加工,理論教學和實踐教學兩個環(huán)節(jié)必須共同來加強學生機械加工工藝理念的培養(yǎng)
理論課上老師肯定講了基準統(tǒng)一,基準先行、粗精分開這些工藝原則。但是由于沒有與實際生產(chǎn)相結(jié)合,所以理解起來比較空洞,最重要的是,如果在實踐教學環(huán)節(jié)中沒有有意識的與課堂上講的這些工藝原則相結(jié)合做強調(diào),所以最終的結(jié)果是,學生就沒有真正意義上理解這些工藝原則。所以理論課上面必須要對這些工藝原則進行講解,讓后實踐環(huán)節(jié)的老師必須要有意識的針對這些工藝原則,對學生做強調(diào)講解。例如:我們銑削六面體的時候,首先銑出一個大的平面,這就是基準先行,然后銑削其它的面均以面為基準,這就是基準統(tǒng)一。然后我們控制任何尺寸,均采用先粗銑余量,然后在根據(jù)余量精銑保證尺寸,這就是粗精分。所以,我們的實訓老師需要借助現(xiàn)有的資源和條件,有意識的加強這些工藝觀念的培養(yǎng),讓學生實訓后有很大收獲。
4、老師必須注意同類知識的穿插和引導,學生必須學會“對比學習”
同類知識的對比學習非常的重要,然而現(xiàn)在絕大多數(shù)還沒有這個觀念。例如:學習數(shù)控編程的時候,數(shù)控車床G90與數(shù)控銑床的G90指令意思不一樣,學生必須通過對比分析,才能保證今后的使用不出錯。那么,我們在帶學生實習的時候必須引導學生在學習車床的時候要對比銑床,學習銑床同樣要對比車床,找出他們的區(qū)別和相同點。這樣充分調(diào)動學生對知識和技能掌握的積極性,對加深學生記憶,擴展學生知識面起到很大作用,甚至可以說是學生能迅速入門的基本法寶。
5、選擇適合學生基礎(chǔ)知識提高的教材和實訓指導書
關(guān)鍵詞:模塊化教學;數(shù)控加工;教學方法;實踐操作
在知識經(jīng)濟時代,企業(yè)之間的競爭已由物質(zhì)資源的競爭轉(zhuǎn)化為人力資源的競爭。在機械加工行業(yè),數(shù)控機床的發(fā)展很迅速,培養(yǎng)數(shù)控人才也成為職業(yè)院校適應市場的需要和必然選擇。為了使學生能盡快地掌握新工藝的需要,適應市場的需求,盡快地實現(xiàn)教學與企業(yè)生產(chǎn)需要接軌,數(shù)控機床的學習在職業(yè)院校就成為了一個重點討論的課題。
1模塊化教學體系在數(shù)控技術(shù)專業(yè)中的應用分析
模塊化教學方法就是讓不同課程的內(nèi)容在一個教學模塊中體現(xiàn)出來,有時又稱為跨專業(yè)的教學。為了使學生在問題的解決中習慣于一種完整的方式,在解答時必須要用到多個學科的知識。我們教師的教學(尤其是專業(yè)課教學)不是單純地通過教學而教學,大多選用一定的載體或項目。例如,在數(shù)控車床編程教學中選用了國際象棋作為載體,讓學生通過編制一套加工國際象棋32個棋子的車削加工程序,掌握數(shù)控車削編程的基本方法、各種指令及代碼的使用、數(shù)控加工工藝方案的選擇等,在學習過程中學生可以自己加工一副國際象棋帶回家,提高了學生學習的興趣,教學的效果自然會很好。
“數(shù)控加工技術(shù)”課程的教學重視數(shù)控工藝及編程能力的培養(yǎng),為有效培養(yǎng)學生的實際動手能力,在高等職業(yè)學校中設(shè)置了數(shù)控加工實訓周。如何有效利用實驗設(shè)備和實訓課時,讓學生能在職業(yè)能力上有顯著的提高,是教師們探索的目標和努力的方向。因此,如何改變原有的教育模式,縮短課程內(nèi)容與現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)之間的滯后性,增強實踐教學,編寫適合五年制高職數(shù)控專業(yè)教學的教材,構(gòu)建新的課程體系,已迫在眉睫。
2建立數(shù)控模塊化教學體系
2.1模塊化教學與傳統(tǒng)教學的區(qū)別
傳統(tǒng)教學:目的在于傳授知識和技能以教師教為主,學生被動學習學生聽從教師的指揮外在動力十分重要,教師挖掘?qū)W生的不足點以補充授課內(nèi)容。模塊化教學:目的在于運用已有技能和知識學生在教師的指導下主動學習學生可以根據(jù)自己的興趣做出選擇學生的內(nèi)在動力充分得以調(diào)動教師利用學生的優(yōu)點開展活動。模塊化教學與傳統(tǒng)教學并不是對立的,它們的關(guān)系應該是有機結(jié)合,相互補充。
2.2數(shù)控模塊化教學體系
我們把數(shù)控模塊化教學體系的建立定位在培養(yǎng)學生熟練應用CAD/CAM技術(shù)進行產(chǎn)品設(shè)計和制造為主要內(nèi)容的方面。具體地說,就是學生通過數(shù)控模塊化課程的學習,要能夠進行產(chǎn)品的幾何造型與實體造型、建立CAD/CAM數(shù)據(jù)庫,使用CAD/CAM常見平臺軟件,掌握數(shù)控車、銑、線切割、電火花加工的編程與操作、CNC接口與通訊、常見機床故障的檢測與排除、產(chǎn)品檢測等實踐技能操作。為了保證數(shù)控模塊化教學體系的順利實施,我校籌措大筆資金用于數(shù)控技術(shù)應用各課程實驗室的建設(shè)。通過認真詳細的調(diào)研、對比、規(guī)劃設(shè)計、選型,先后建立了機床電氣實驗室、CAD/CAM實驗室、數(shù)控仿真模擬實驗室、數(shù)控車實訓室、數(shù)控銑實訓室等,針對目前生產(chǎn)上常用的數(shù)控系統(tǒng)配置情況,配備2臺加工中心、30臺數(shù)控車床、10臺數(shù)控銑床、數(shù)控電火花機、數(shù)控線切割機等生產(chǎn)設(shè)備,購置不同類型CAD/CAM軟件,設(shè)置軟件網(wǎng)絡系統(tǒng),這些項目的建成集教學、科研、生產(chǎn)、技能考核為一體,能夠完成數(shù)控技術(shù)模塊教學的整個環(huán)節(jié),并在數(shù)控加工方面重點加強,使學生畢業(yè)后能直接進入生產(chǎn)第一線。在模塊化教學體系課程的安排上,我們同樣注重體現(xiàn)模塊的綜合化、學生的工程能力、綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
3模塊化教學在數(shù)控加工技術(shù)課程上的實施過程
3.1數(shù)控加工技術(shù)模塊課程內(nèi)容
“數(shù)控加工技術(shù)”模塊教學側(cè)重于零件數(shù)控加工工藝和數(shù)控編程,在教學內(nèi)容完成之后,有1~2周的綜合實訓,旨在讓學生能綜合應用所學數(shù)控工藝和編程知識。通過對零件加工這一實踐過程,讓學生比較完整、系統(tǒng)地掌握工藝編程、數(shù)控機床操作知識。教師在實施模塊教學時應布置有一定難度、比較能綜合體現(xiàn)學生學習知識的零件。為使學生在完成項目的同時能善于總結(jié),整個模塊除加工出滿足精度要求的工件之外,還要求學生上交實訓報告,學生需安全、準確地完成任務。為培養(yǎng)學生的團隊精神,也為學生的安全著想,一般以小組形式完成課程模塊,以3~4人一組為宜。
3.2數(shù)控加工模塊課程中的能力培養(yǎng)
3.2.1數(shù)控加工工藝能力。在數(shù)控編程理論知識教學時,教師已經(jīng)比較重視工藝知識的融入。但學生由于剛開始接觸數(shù)控編程概念,在編程時還是很少考慮工藝問題。通過模塊化的實施,學生除了考慮刀具問題外,還會考慮粗精加工的安排、切削用量的確定等工藝問題以及學校提供的數(shù)控機床功能。學生們懂得了首先應對加工條件有詳細的了解,根據(jù)學校實訓條件進行工藝設(shè)計,工藝設(shè)計過程應先于編程過程,但在編程過程中也可以對工藝進行修改。學生編制的數(shù)控程序應強調(diào)其安全性、可行性、合理性,能同時考慮其加工效率則更好。通過模塊實訓,學生能比較細致、系統(tǒng)地分析數(shù)控機床加工工藝,選擇合適的刀具,確定合理的走刀路線,編制正確的數(shù)控程序。
3.2.2數(shù)控機床實際操作能力分析。在模塊課程完成過程中需多次使用數(shù)控機床,通過教師指導,學生能在實踐中學到數(shù)控機床的日常維護知識。如開機床前的檢查工作;接通電源后回參考點操作;操作時如何避免警報和事故的發(fā)生;如果發(fā)生機床警報,學生也能排除簡單的故障;加工結(jié)束后整理工具,養(yǎng)成清潔工作場所的習慣等。第一次在數(shù)控機床上進行加工,學生難免會有考慮不周或不懂的操作,通過模塊課程實訓,學生會加深課堂學習的理論知識。
通過模塊實訓,學生學會了膽大心細地完成操作。如在完成車削加工過程中,首先必須設(shè)置工件坐標系在機床的坐標位置,學生使用試切法測量并設(shè)定各刀具補償值,這一過程稱為“對刀”。這一操作過程的結(jié)果將影響工件的加工質(zhì)量,如果誤差太大,所編程序又不太合理,甚至會在初次切削時發(fā)生刀具與工件相撞。這一環(huán)節(jié)對于數(shù)控加工是非常重要的,通過實訓,學生也體會到了其重要性。“對刀”完成之后,學生使用所編數(shù)控程序,通過參數(shù)設(shè)定,讓數(shù)控機床自動完成粗加工、外圓精加工、螺紋加工、割槽加工等工作。這些過程能否在同一程序中一次完成,由學生結(jié)合學校使用的數(shù)控機床功能來確定。
4結(jié)論
總之,實施模塊化教學,推動了教學革新,改變了傳統(tǒng)教學模式,為學生提供了更加有效學習的良好環(huán)境,經(jīng)過眾多職業(yè)教育學家、學校的管理者和廣大的職業(yè)教師積極的理論研究,廣泛的實踐探索,不但可以動用現(xiàn)代教學手段對知識進行綜合演練,而且在整個教學過程中既發(fā)揮了教師的主導作用,又體現(xiàn)了學生主體作用,充分地展示現(xiàn)代職業(yè)教育“以能力為本”的價值取向,使課堂教學的質(zhì)量和效益得到更大幅度的提高。職業(yè)教育隨著社會的發(fā)展變化,培養(yǎng)出來的人才更能夠適應社會的需要。
關(guān)鍵詞:精品課程;數(shù)控機床與數(shù)控編程技術(shù);教學模式
作者簡介:劉芬(1981-),女,山東臨沂人,山東英才學院機械學院,講師。(山東濟南250104)
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)14-0075-02
精品課程是指具有鮮明特色和一流教學水平的優(yōu)秀示范性課程。精品課程的建設(shè)要遵循“以服務為宗旨,以就業(yè)為導向”的教育理念,將最新的教學技術(shù)、方法與手段引入課程教學,在教學內(nèi)容、教學模式、教學方法與手段、教材建設(shè)、實踐教學基地建設(shè)以及教師隊伍建設(shè)等各個方面均能體現(xiàn)現(xiàn)代教育思想的科學性和先進性。
精品課程的建設(shè)是高等學校教學質(zhì)量與教學改革工程的重要組成部分。通過精品課程的建設(shè),聚集優(yōu)質(zhì)的教育資源,提高課程的教學水平,使學生得到最好的教育,充分發(fā)揮學生的主觀能動性和創(chuàng)新意識,培養(yǎng)學生迅速適應社會經(jīng)濟發(fā)展要求的基本素質(zhì)和職業(yè)技能。同時,在專業(yè)課程體系建設(shè)中起到良好的示范與推動作用。
一、“數(shù)控機床與數(shù)控編程技術(shù)”精品課程建設(shè)概述
“數(shù)控機床與數(shù)控編程技術(shù)”是山東英才學院(以下簡稱“我院”)高職數(shù)控技術(shù)、機械制造及自動化、機電一體化等專業(yè)的一門專業(yè)核心課程。課程定位于高等職業(yè)教育,是培養(yǎng)學生職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)的關(guān)鍵課程之一。課程內(nèi)容基于機械制圖、機械設(shè)計基礎(chǔ)、機械制造技術(shù)、工程材料與成型技術(shù)基礎(chǔ)、電工學、液壓技術(shù)、機械CAD等多門先修課程知識,同時,也為數(shù)控機床伺服系統(tǒng)、數(shù)控機床故障分析與維修等后續(xù)課程打下良好的理論和實踐基礎(chǔ),具有較強的實踐性和綜合性。
隨著數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代制造業(yè)中應用的普及,社會對于數(shù)控人才需求的數(shù)量和質(zhì)量都在不斷地提高,特別是對高素質(zhì)、高技能型數(shù)控技術(shù)人才的需求已是迫在眉睫。因此,在課程建設(shè)的初期首先確定課程的培養(yǎng)目標,即培養(yǎng)具備良好的職業(yè)素質(zhì)、較強的數(shù)控機床操作能力、數(shù)控加工工藝分析能力和數(shù)控編程能力,能在生產(chǎn)一線從事數(shù)控編程、操作、維修、生產(chǎn)組織和管理等方面工作的復合型數(shù)控人才。在此基礎(chǔ)上,積極開展了“數(shù)控機床與數(shù)控編程技術(shù)”精品課程的建設(shè),著重在教學內(nèi)容、教學模式、教學方法與手段、教材建設(shè)、實踐教學基地建設(shè)以及教師隊伍建設(shè)等方面進行了認真地探索與實踐,并取得了一定的成果。
二、課程建設(shè)的具體內(nèi)容
1.教學內(nèi)容
教學內(nèi)容的選取和整合應從職業(yè)崗位能力分析入手,以就業(yè)為導向,以能力培養(yǎng)為主線,以“必須、夠用”為標準,充分體現(xiàn)職業(yè)崗位需求和先進性原則。通過市場調(diào)研和企業(yè)考察,從數(shù)控機床操作實際應用出發(fā),并結(jié)合本校的教學現(xiàn)狀,對課程的教學內(nèi)容進行了合理的的設(shè)計和調(diào)整,如圖1所示。
首先,根據(jù)數(shù)控車、銑、加工中心操作工崗位實際工作任務所需要的知識、能力和素質(zhì)要求,將課程內(nèi)容劃分為數(shù)控車床操作、數(shù)控車床程序編制、數(shù)控銑床和加工中心操作、數(shù)控銑床和加工中心程序編制等教學模塊。在此基礎(chǔ)上,以“任務驅(qū)動、項目導向”的原則組織實施教學,即以工作過程為導向,以企業(yè)的典型零件為載體,遵循由淺入深、由易到難、層層深入的原則對每個教學模塊進行具體項目的設(shè)計,保證每個項目都來源于企業(yè)的真實生產(chǎn)過程。如圖1所示,在數(shù)控車床程序編制模塊中包含有外圓柱面零件的編程與加工、外圓錐面、圓弧面及溝槽零件的編程與加工、外螺紋面零件的編程與加工、套類零件的編程與加工、典型回轉(zhuǎn)體零件的加工、非圓曲線零件的加工等六個項目。針對每個項目,首先提出擬實現(xiàn)的目標和具體任務,然后圍繞如何順利地實施該項目展開教學,包括所需理論知識的歸納、講解和實踐技能的示范、指導。最終使學生能夠獨立、正確地完成該項目,并可以將所學的知識和技能靈活運用于同類型的其他產(chǎn)品的加工。
通過循序漸進的理論學習和實際操作訓練,學生不僅能夠掌握數(shù)控編程的基本知識,而且能夠掌握企業(yè)典型零件數(shù)控編程及加工的方法,并達到高級數(shù)控車工、數(shù)控銑工或加工中心操作工的要求,為學生畢業(yè)后迅速進入工作狀態(tài)打下良好的基礎(chǔ)。
2.教學模式和教學方法
(1)教學模式。本課程的實踐性較強,為了將理論知識和數(shù)控加工生產(chǎn)實際操作結(jié)合起來,提高學生的學習興趣,保證教學效果,筆者采用理論講授、仿真模擬和加工實訓并行、并重的基于工作過程的教學模式,從而使學生建立起從“抽象的編程加工―半抽象的仿真加工―實際的操作加工”的思維轉(zhuǎn)變。
其中,理論課采用多媒體教學,充分發(fā)揮圖片、視頻的輔助作用,實現(xiàn)課堂教學的多元化;仿真教學利用仿真軟件,模擬實際的生產(chǎn)加工過程,強化理論知識,熟悉機床操作,提高實訓效率,降低實訓危險;實訓教學中由指導教師示范操作,邊講邊練,通過典型零件的加工,強化所學的理論知識,并針對學生在實訓過程中出現(xiàn)的問題,教師面對面引導解決,增強了學生的自信心、解決問題的能力和成就感,激發(fā)了學生學習的積極性。
(2)教學方法。在教學活動開展的過程中,重點強調(diào)以學生為主體,教師為主導的原則。針對課程中所設(shè)計的每個項目,采用了教學過程五步法,具體實施步驟如圖2所示。在這其中,根據(jù)教學內(nèi)容的需要,融合了多種形式的教學方法,如任務驅(qū)動法、講授法、現(xiàn)場示范教學法、案例教學法、討論式教學法、類比法、分組教學、“一幫一”教學等。在提高教學效果的同時,更有利于學生獨立思考能力、實際動手能力和團隊協(xié)作能力的培養(yǎng)。
另外,筆者也不斷地充實和完善多媒體課件、電子教案、習題庫、實訓指導書以及拓展學習資料等教學資源,并建立了精品課程網(wǎng)頁,將優(yōu)質(zhì)課程資源在校園網(wǎng)上實現(xiàn)共享,使課程的課內(nèi)學習與課外學習充分整合,學生隨時隨地都能進行學習和測試,將課堂延伸到學生生活的每個角落,有利于學生自主學習習慣的養(yǎng)成。
3.教材建設(shè)
教材的編寫是課程建設(shè)的重要組成部分,在確定了課程教學內(nèi)容和教學模式之后,選用或編寫合適的教材就成為有效提高教學質(zhì)量、實現(xiàn)更高層次課程建設(shè)目標的重要保障之一。
目前,我國有關(guān)數(shù)控機床編程與操作方面的統(tǒng)編教材有很多,但其中都或多或少存在一些問題,具體表現(xiàn)在以下兩個方面。第一,多數(shù)教材都是按照章節(jié)順序編寫,沒有把編程、工藝和加工操作有機融合,也沒有體現(xiàn)企業(yè)真實產(chǎn)品的生產(chǎn)過程,從而無法滿足項目化教學方法的需求;第二,不同學校對于數(shù)控人才培養(yǎng)目標的定位有所不同,具體的教學條件、實訓設(shè)施也均不相同,教學內(nèi)容重點的選取也會存在一定的差別。而現(xiàn)有的多數(shù)教材都是概括性地講解數(shù)控編程的相關(guān)概念和方法,針對性相對較弱。
因此,課程組成員在完成了實訓教材《機械工程實訓教程》、校本《數(shù)控實訓指導書》的編寫和出版后,又積極開展了《數(shù)控機床編程與操作》教材的編寫工作。在該教材的編寫過程中,重點注意了以下幾方面的問題。
(1)教材的內(nèi)容和形式必須與已經(jīng)確定的課程教學內(nèi)容保持一致,即采用基于工作過程的項目教學方式進行編寫,每個項目均由學習目標、任務導入、相關(guān)知識、項目實施、能力拓展五個部分組成。
(2)綜合考慮本地區(qū)企業(yè)對數(shù)控人才的需求狀況、學生的知識基礎(chǔ)和接受能力、中高級數(shù)控機床操作工職業(yè)技能鑒定要求以及本校現(xiàn)有的實訓設(shè)備等各方面因素,按照“理論與實踐有效融合”“易學夠用”的原則進行編寫。
(3)作為高職高專“任務驅(qū)動、項目導向”型教材,教材內(nèi)容應圍繞職業(yè)活動,突出崗位操作技能,重在培養(yǎng)學生的職業(yè)崗位能力。
4.實踐教學基地建設(shè)
精品課程的建設(shè)需要有一流的實踐教學基地作為保障。為了實現(xiàn)課程的培養(yǎng)目標,給學生營造一個良好的實訓環(huán)境,我院投入了大量資金于2007年開始建設(shè)數(shù)控加工實訓基地,經(jīng)過幾年的不斷擴建和更新,已建設(shè)成為一個具備真實生產(chǎn)環(huán)境、能滿足教學需要、并兼有生產(chǎn)和職業(yè)資格技能鑒定功能的先進的實踐教學基地。目前,該基地已擁有數(shù)控加工中心、數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控線切割機床、數(shù)控電火花等主要教學設(shè)備,并配置了FANUC、廣州數(shù)控等多種數(shù)控系統(tǒng)。同時,還建設(shè)了多個數(shù)控加工仿真實驗室和CAD/CAM實驗室,每個實驗室內(nèi)均配置60臺電腦,并安裝了AutoCAD、UG、CAXA、上海宇龍數(shù)控仿真系統(tǒng)等多種專業(yè)軟件。
另外,為了充分利用企業(yè)資源,實現(xiàn)優(yōu)勢互補,學院積極開發(fā)了一些設(shè)備先進、管理先進、技術(shù)先進、環(huán)境良好的企業(yè)作為校外實習、實訓基地,并簽訂了長期、穩(wěn)定的校企合作協(xié)議,如皇明太陽能集團、青島海信集團等。這些實習、實訓基地可以充分滿足我院學生的專業(yè)認知參觀、頂崗實習以及畢業(yè)就業(yè)等需求。
5.教師隊伍建設(shè)
擁有一支優(yōu)秀的教師隊伍,才能將課程建設(shè)的成果的真正地應用到實際教學,充分提高課程的競爭力。為此我院開展了多項措施來加強教師隊伍,特別是“雙師型”教師隊伍的建設(shè)。
(1)充分發(fā)揮老教師的“傳、幫、帶”作用,通過開展公開課、示范課以及課程教學研討會等活動,交流教學方法和教學經(jīng)驗,提高青年教師的講課水平。
(2)從企業(yè)聘請具有豐富實踐經(jīng)驗的專業(yè)人才到學校擔任兼職教師或校外實習指導教師,并建立科學的評價機制和聘用制度。
(3)鼓勵和支持青年教師通過繼續(xù)攻讀更高學歷、外派到其他學校進行交流學習或參與各種校內(nèi)外的師資培訓班等形式來優(yōu)化自己的知識結(jié)構(gòu),提高自身素質(zhì)。
(4)利用假期,有計劃地安排教師到企業(yè)進行鍛煉,積累實踐經(jīng)驗,提高職業(yè)技能和基于工作過程的教學能力。或者組織教師技能培訓班,提高教師的實踐動手能力,并鼓勵教師通過本專業(yè)的職業(yè)資格鑒定,獲取相應的證書。
(5)鼓勵青年教師積極參與教材的編寫、論文的撰寫以及教研、科研項目的研究,進一步提高自身學術(shù)水平和教研、科研能力。
目前,“數(shù)控機床與數(shù)控編程技術(shù)”課程的主講教師均達到研究生以上學歷,并具備了“雙師素質(zhì)”,全程參與了該課程的理論、仿真和實訓的教學工作,具有豐富的教學和實踐經(jīng)驗。同時,還參與并完成了多項校級教改項目的研究和多個實驗實訓室的建設(shè)。實訓指導教師也均具備中級以上專業(yè)技術(shù)職務。通過建設(shè),已逐步形成了一支以專業(yè)教師為主,專兼結(jié)合的高水平的“雙師型”教師隊伍,以滿足課程建設(shè)的需要。
三、結(jié)語
“數(shù)控機床與數(shù)控編程技術(shù)”精品課程的建設(shè),使得該課程的軟、硬件教學條件都有了較大的改善。經(jīng)過了幾個學期的教學實踐,取得了良好的教學效果,學生的專業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)也得到了一定的提高。同時,作為我校數(shù)控技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)核心課程,該課程的探索和研究也帶動了專業(yè)內(nèi)其他課程的改革和建設(shè)工作,在我院數(shù)控技術(shù)專業(yè)課程體系整體建設(shè)中起到了一定的示范和推動作用。
參考文獻:
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