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0 引言
數控編程是機械類專業學生必修的職業技能核心課程, 主要培養學生掌握數控加工相關的加工工藝制定、加工程序編寫、數控機床操作等專業技術能力,同時培養學生具有良好的學習工作方法能力和較強的職業發展社會能力,使其成為技術技能人才。
隨著信息化技術在教育教學中的廣泛應用,學習者既希望能得到豐富的學習資源、個性化的學習方式,又希望能得到同組同學的支持、教師的直接指導?;旌鲜綄W習整合了傳統教學和網絡教學模式的整體優勢,將面對面學習與在線學習相融合,既發揮了教師引導、啟發、監控教學過程的主導作用,又充分體現了學生作為學習過程的主動性、積極性與創造性,成為教育信息化發展的新趨勢。
1 數控編程混合式學習環境分析
數控編程教學團隊經過多年的積累,課程有著豐富的學習資源,學院為促進信息化教學,引進了專門為教學服務的網絡教學綜合平臺,同時具備了規?;木W絡教室、多媒體的教學環境等都為發揮教師教的“主導”,增強學生學的“主體”,開展混合教學提供了硬件基礎。
2 數控編程混合式學習模式教學設計
2.1 課程教學目標
數控編程課程培養學生掌握數控編程與加工的相關知識和技能,按照企業的操作規范和流程獨立完成零件的加工任務,在任務完成過程中樹立正確的價值觀、堅忍不拔和吃苦耐勞的工作精神,養成良好的職業道德規范。該課程主要面向數控機床操作工、數控加工程序員、數控加工工藝員、數控設備維修工等職業崗位,以數控機床操作工職業資格標準為依據,培養高技能人才。
(1)職業技能目標:能夠合理制定的零件加工工藝方案、編寫典型零件數控加工程序、正確操作數控機床,具有獨立完成零件加工的能力。
(2)知識能力目標:學習數控機床常用指令代碼、零件的數控編程方法、具備數控機床結構知識、數控車床加工的知識。
(3)職業素質目標:具有團隊協作精神,按工作流程、安全操作的要求開展工作,能分析并解決工作中出現的問題,有良好的職業道德,善于總結,不斷探索實踐,能自主學習新知識、將新技術應用到工作中。
2.2 學習者特征分析
高職數控編程課程一般開設在二年級,學生已學習“機械制造技術”、“機械制圖與CAD”、“數控機床結構”等課程,掌握了一定的專業基礎知識,對專業有一定的認識,有一定的職業目標,由于長期的學習習慣問題,自主學習能力較差,但他們容易對新興事物感興趣,尤其是現代信息技術。
2.3 混合式學習教學過程設計
對數控編程課程進行混合式教學過程設計,是為滿足不同層次學生的個性化學習需求,讓學生在學習知識和技能的過程中,相互合作,溝通交流,建立自主學習的習慣,提高終身學習能力。
教師建設數控編程網絡課程,對教學內容進行碎片化地調整,更適合于學生對知識、技能的學習,將如視頻、動畫、PPT等豐富的教學資源上傳網站,方便學生在課下進行自主學習,學生在學習過程中遇到的困難、出現的問題,通過在線提問、數控論壇、微信等方式,展開討論,教師及時進行在線答疑,并在課堂上對出現的疑難進行統一解答,做到傳統課堂與網絡課程有機結合,增進師生間的溝通交流。
數控編程混合式教學過程包括了課程導入、任務分析、任務實施、考核評價部分,如圖1所示。
圖1 數控編程混合式教學過程設計
3 數控編程混合式學習教學實施
“墊圈沖壓凸模的編程與加工”是數控編程課程的一個具體的教學項目,如圖2所示,通過該教學項目,學生能夠完成零件的工藝制定、程序編制和加工,學會刀具補償指令、子程序指令和孔加工編程指令。本文以此項目為例,展開混合式學習教學模式,主要包括課程導入、任務分析、任務實施和考核評價四個階段。
圖2 墊圈沖壓凸模實體圖
3.1 課程導入
課程導入是教師面對面向學生下達學習任務,通過觀看平面銑削、孔加工的視頻,展示加工過程,激發學生學習的興趣,引導學生自主在數控編程網絡課程上,進行加工技巧的學習,鼓勵學生上傳優秀的加工案例,精品資源,同大家分享,并開始思考墊圈沖壓凸模的加工方案,為小組匯報做準備。
3.2 任務分析
根據墊圈沖壓凸模的零件圖,零件圖上有高度不同的圓形凸臺和方形凸臺,其上表面和側表面需要加工,此外還要進行孔加工。在學生對加工方法有一定的了解之后,小組協同,進行該任務加工方案的制定。根據每個小組的分析結果,小組進行第一次匯報,全班進行交流評價。教師通過聽取匯報提出修改意見及下一步的任務要求,并提出在任務實施中將出現的難點:
(1)任務加工中,需要用到多把刀具,如何保證刀具在加工中保證位置的準確;
(2)對于面的銑削,如何實現高效率;
(3)孔的加工經過點孔、鉆孔,如何完成程序的編寫。
引導學生思考解決問題,教師適時對刀具補償指令、孔加工指令、子程序編程指令進行講解。
3.3 任務實施
任務實施包括了加工路線的確定、加工工藝方案的制定、刀具的選用、加工工序的安排、程序編制和模擬仿真等過程。
學生在進行了圖樣分析之后,根據現有的加工工藝裝備,小組討論設計加工工藝方案,課堂評比,選出最佳加工方案;要求同學安排具體的加工路線,確定加工所選用的刀具、切削用量,填寫完成加工工序表;學生根據已學知識,獨立完成程序的編寫,運用數控加工仿真軟件驗證程序,進行零件的仿真加工。
在程序的驗證過程中,學生會出現機床不在斷點、刀具無法正常切削、切削輪廓不正確等情況,教師及時引導,幫助其解決出現的問題,對問題集中的情況進行統一重點講解,同組同學相互幫助,進行程序的驗證與調試,完成仿真加工。教師對仿真加工中出現的問題和仿真加工的結果進行講評,加深學習,提高同學對知識技能的掌握。
3.4 考核評價
混合式教學考核評價包括了學習成果、學習能力和學習態度的考核評價。每一個學習任務結束后,教師通過布置網絡課堂在線作業,對學生掌握的知識點和技能點進行考核,學生將自己的編程仿真結果上傳網絡課程網站,通過師生投票,選出最佳作業,對最佳作業進行加分考核,另外通過對學生參與網絡學習的活動情況進行考核?!皦|圈沖壓凸模的編程與加工”考核評價如表1所示。
表1 墊圈沖壓凸模的編程與加工考核評價表
4 結語
通過在數控編程教學中運用混合式學習的教學方式,充分發揮了教師在課堂教學和網絡教學中的主導作用,激勵了學生的學習興趣,讓學生自主地選擇更適合自己的學習方式,有利于培養學生終身學習習慣,也對教學改革提供了一種新的發展思路。
【參考文獻】
【關鍵詞】數控車床;銑削加工;數控編程;教學經驗
1、引言
近年來,隨著我國制造業的迅速崛起和科學技術的不斷提高,數控機床在各個領域得到了廣泛的應用,機床數量呈幾何倍數增加,使得整個制造業對數控人才的需求也變得極為旺盛。作為數控操作人員培訓的核心教程,數控銑削編程的教學就顯得極為重要。但是,目前我國中職、高職學校學生大多數學習能力、理解能力較差,不管是從生理還是從心理方面都很不成熟,很多學生自由散漫,再加上數控銑削編程是理論性與實踐性并重的學科,不僅包含了大量現在機床加工知識和數字制造知識,還有大量實踐性應用技術,因此其教學難度較大,必須突破傳統學科體系教學模式,根據勞動力市場對人才的需求實際出發,以提高學生職業應用能力為基礎,才能取得良好的效果。下面,本文從數控銑削編程教學實踐出發,就如何進行數控銑削編程教學進行一番淺要的探討。
2、數控銑削編程教學基本思想
數控銑削編程是理論性與實踐性并重的學科,其產生是由于數控機床在現代制造業廣泛應用的原因,整個課程包含了大量機械加工知識、現代數字制造知識以及大量實踐性技術,因此采用傳統教學模式很明顯與課程內容不符。而數控銑削課程的設置主要是為了提高學生的職業技術水平,對學生進行職業實踐性應用培訓,因此整個教學過程都應當緊密圍繞學生職業能力的提高而進行。這就要求教師在進行教學時,要以學生就業作為導向,著眼于學生職業生涯,營造出職業崗位實際工作氛圍進行教學,讓學生能夠體驗生產第一線的情境以提高學生職業能力。同時,對于數控編程,應當以典型的、常見的生產實際零件加工作為案例,從零件的設計、工藝分析到編程實行一體化教學。此外,還要讓學生多觀察、多動手、多思考,充分激發學生自主學習、自由思考的積極性,潛移默化的提高學生綜合素質,培養學生實踐操作應用能力。
3、數控銑削編程教學策略
傳統觀念認為數控銑削編程教學,其難點在于編程,只要學生將編程學會了,操作就沒什么問題,將編好的程序輸入機床自動運行即可,但實際上卻并非如此,編程與實際加工兩者都是這門課程的重點,同時也是難點,在實際教學中,應當將兩者結合起來,形成一體化教學模式。
3.1 程序編寫教學
程序是數控機床運行的基礎,是數控機床完成自動機械加工制作的指令集合。作為整個數控銑削編程教學中最重要的理論知識部分,大量的指令極容易讓學生感覺枯燥乏味,生澀難懂。因此,教師在實際教學中,應當盡量同實踐應用相結合,對相關指令進行講解,從而讓學生明白每一條指令所代表的意義,在數控機床運行中所起的作用。程序編寫教學內容包括編程指令的講解、簡單零件編程、外形輪廓銑削編程、孔系零件編程、鍵槽銑削編程、型腔銑削編程等。教師在教學中,可以舉一些實際例子進行講解,還可以結合仿真軟件或機床實踐進行講解。
比如數控銑床編程中非常重要的刀具補償,學生對于刀具補償的理解往往僅停留于表面,處于似懂非懂的狀態,在實際應用中極容易出錯,尤其在對工件輪廓進行數控銑削加工時,刀具半徑的存在使刀具的中心同編程軌跡不重合,此時如果不考慮刀具半徑加工出來的零件尺寸在加工外輪廓時必然小一圈,在加工內輪廓時則又大一圈,因此必須用G41或G42進行左補償或右補償來確定刀具半徑補償偏置方向。在零件刀具半徑補償軌跡加工完成后,刀具撤回工件回到退刀點,這一過程則應取消刀具半徑補償,其指令則用G40。其中G41和G42是模態指令,G41和G42必須同G40成對使用。
通過這種相似指令對比教學,能有效的幫助學生歸納記憶,區分各指令所代表的意義,避免學生對數控程序產生混亂而出現程序輸入錯誤現象。
3.2 銑床實控操作
在數控銑床的實際操作過程中,經常會因為各種問題而造成加工過程的中斷。因此,數控銑削編程教學不能僅局限于單純的數控指令意義、編寫的教學,還應當讓學生在學會輸入程序的同時,對數控銑床操作過程中將會遇到的各種問題有所了解,并掌握相應的處理方法,訓練學生獨立解決實際操作過程中各種問題的能力,這樣才算是真正培養了學生的職業操作技能。
比如刀具方向的準確控制,這對于學生來說是非常重要的,只有學生辯清方向,才可以避免手動加工時出現撞刀現象,尤其是在刀架移動超程需要取消超程操作時,如果方向不正確將會直接造成銑床的損壞。而在編寫程序時,既便正確編寫了程序但出現了錯誤的輸入,都會造成扎刀與撞刀現象,這種現象在學生中是極常見的。因此,要通過實踐培養學生仔細檢查、圖形模擬、單步運行等習慣,避免在實際應用中出現錯誤造成不必要的麻煩。比如為保證工件輪廓不會產生過切,編程時就必須注意加工程序的結構,嚴格根據編程規則進行,如刀具半徑補償規則,在建立好刀具半徑補償之后,不能連續出現兩斷z軸移動指令,否則將會出現補償位置不正確現象,使系統無法正確判斷補償矢量方向。
4、結束語
數控銑削編程課程是理論性與實踐性相結合的一門課程,具有很強的操作性、實踐性和應用性,是學生職業能力培養的重要組成部分,其實踐操作性的特點使傳統教學模式根本無法滿足課程教學的要求,必須根據課程實際和學生實際,采用理論教學與實踐操作相結合的教學方法,才能真正提高學生的數控銑削編程水平,使學生形成職業實踐應用能力,達到課程設置的目的。
參考文獻
[1]張燕.杜威新職業教育觀簡論[J].職業技術教育,2005(10)
關鍵詞: 數控車床編程教學 切入點 手工編程
數控車削加工是數控加工中應用最廣泛、最基本的加工方法之一。它主要通過程序控制自動完成內外圓柱面、圓錐面、弧面、螺紋等工序的切削加工。數控車床編程是數控車削加工的基礎和重要步驟,程序的優劣決定了零件加工質量的高低。根據零件的復雜程度,數控車床編程分為手工編程和自動編程,手工編程是自動編程的基礎,自動編程中許多核心經驗都來自手工編程,掌握手工編程技術對掌握CAM軟件的使用方法、正確使用數控設備、理解自動編程設計原理具有重要意義。本文以手工編程為例,探討數控車床編程教學的切入點。
一、從狠抓普通車床技能訓練切入,為數控車床編程教學打好基礎。
對初學者來說,普通車床的操作更直接,感受更直觀。第一學年,我們按1:1的比例安排普通車床加工工藝與普通車床操作技能訓練課程,使學生全面、系統地了解、學習普通車床的結構、規格、性能;掌握刀具的分類、幾何角度、刃磨方法;牢記切削用量的含義及選擇原則;熟練掌握內外圓柱面、圓錐面、弧面、螺紋的加工方法及刀具的運動軌跡;根據零件圖,會制定零件的加工工藝……另外,在普通車床加工中,若出現不正?,F象,則可以采取措施,避免出現不良后果。通過系統學習,學生熟悉了車削加工的全過程,為數控車床編程教學打下了堅實的基礎。
二、以“必需、夠用”為原則切入,整合教學內容,提高教學效率。
沒有門檻的中等職業教育,生源特點是:總體入學成績下降,大多數學生初中階段的文化基礎差,接受能力、分析能力、思維能力偏低,惰性、厭學心理嚴重,一旦學習上遇到困難,就會因自卑而放棄。針對這些特點,我們在教學內容的組織、教學環節的設置上狠下工夫,本著“必須、夠用”的原則,刪繁就簡,以就業為導向,從實際出發,因材施教,將每個知識點的教學重點放在“是什么”,“怎么用”上,引學生入門,助學生進步。
1.利用視覺沖擊,激發學生的好奇心。
絕大多數學生沒有接觸過數控車床,不知道什么叫“數控”,對數控編程、數控加工有神秘感。在學習初,我們組織學生觀看數控加工錄像,安排學生去車間參觀,將他們在普通車床上加工過的零件置于數控車床,重新編程加工,通過這種視覺沖擊,激發他們的好奇心與求知欲。
2.從學生熟悉的內容切入。
在課堂上,展示學生在普通車床上加工的零件,要求學生對照圖紙,回憶該零件的加工過程,制定該零件的加工工藝,告訴學生,將該零件的加工路線,包括每一個工步,如進刀、切削、退刀、回刀,用相應的指令代碼及規定的指令格式寫出來,這個過程就是編程。以這種方式引出數控編程的概念及數控編程的步驟,學生易于理解,樂于接受。
3.以“點”帶“面”。
不同的數控系統,指令代碼的含義、指令格式、編程方法不同,教學中,以應用較廣泛的一種系統如FANUC系統為主,向學生講清編程指令的含義、應用范圍,當學生掌握該系統的編程方法,能應用該系統指令自如編寫零件的加工程序后,再逐步向其他系統擴展,并作橫向對比,這樣,學生可掌握每個系統的編程特點,不易混淆。
4.重點講解基礎指令。
數控指令是程序構成的基本單元,也是數控車床操作的主要對象。數控車床加工的零件,不管形狀多么復雜,刀具的運動軌跡可歸納為兩類:一類是直線運動(G01),一類是弧線運動(G02/G03)。只要學生掌握了這三個指令的格式、參數代碼的含義、應用特點、編程方法、編程注意事項,其他指令如G32、G90、G92、G71、G73、G76等學習起來就較為容易。因此,我們將數控編程教學重點放在這三個指令的教學上,循序漸進,引導學生理解指令的作用是什么,指令怎么用,達到學懂、會用的目的。
三、從數控加工仿真軟件切入,實現“教、學、做”一體化教學。
數控編程有很強的操作性,要求有大量的實際操作輔助教學,增強學生的感性認識。學校購置的設備數量有限,每個學生上機操作的機會不多。因此,我們利用仿真軟件實現每個學生上機操作的愿望。
仿真軟件是在計算機上模擬仿真數控車床操作、工件加工、工件測量等動態數控加工全過程,使學生掌握數控車床的基本操作方法,感受機床的運行特性,為實際操作奠定堅實的基礎。
1.“教、做”一體化。
仿真軟件提供了與實際數控機床完全相同的操作面板、按鍵功能、屏幕顯示。授課時,通過投影儀將仿真數控機床投影到大屏幕上,教師利用仿真軟件邊講理論邊演示,如回零、工作方式的選擇、程序的編輯與修改、對刀、補償設定、輸入輸出操作,使學生有身臨其境的感覺,這樣,把枯燥的理論知識落實在機床操作中,老師講一段操作一下機床,學生看得逼真,理解得透徹,學習興趣漸濃。
2.“學、做”一體化。
仿真軟件實現了數控機床手工編程的過程模擬和加工過程的圖形模擬。首先,學生可將自己編寫的程序輸入仿真車床,檢驗程序是否正確,刀具的運動軌跡是否合理,及時發現問題,不斷調試加工程序,補償超差尺寸,直觀感受數控加工的過程與結果。其次,改變紙質作業的傳統模式,要求課堂練習、課后作業均用仿真軟件完成,最大限度地滿足學生的動手欲望。
摘要:
針對學生學習基礎較差和學習興趣不足的問題,采用新的教學模式,并在相應班級的教學中進行實施。結果表明:該教學模式不但促進了學生學習的積極性,而且提高了課程教學質量,可為從事該課程教學的教師提供相應的參考。
關鍵詞:
銑削編程;教學模式;教學質量
0引言
近年來高職院校的學生素質總體有所下降,大多數學生基礎相對較差,不會讀書,不會提問題、討論,對學習沒有興趣,學習動力不足,從而對總體教學質量產生了嚴重的影響[1]。因此,如何提高學生的學習積極性,使其產生濃厚的學習興趣,掌握一門實用的技術與技能,以滿足企業、行業和社會的需求,是高職院校教師探討的主題與工作重點。下面以提高“數控銑削編程操作與加工”課程教學質量為例,探討培養既要滿足行業、企業崗位需求,又具有一定的專業理論知識和專業操作技能的高技能應用型、實用型人才的措施。研究提高理論和實踐一體化課程的教學質量,為高職院校類似課程的教學提供教學參考。
1“數控銑削編程操作與加工”課程要求及學生現狀分析
1.1“數控銑削編程操作與加工”課程要求
“數控銑削編程操作與加工”課程是數控技術專業的一門核心課程。需要在學生學習“機械零件設計”、“機械制圖與識圖”、“機械零件加工實訓”等課程的基礎上,掌握一定的數控加工工藝分析、數控程序編制、數控機床操作加工、數控機床維護及保養的基本技能,并且為學生參加數控中級工及數控工藝員職業技能認證做準備,同時也為學生的綜合實訓和頂崗實習打下良好的基礎。因此,該課程具有理論基礎要求寬泛和實踐性強的特點,大多數學生因基礎薄弱而降低學習興趣和積極性。
1.2學生現狀分析
目前,高職院校學生來源層次不同,一部分來自自主招生,一部分來自高考。前者,部分學生基本功底比較薄弱,學習的目標不明確,學習積極性不足[2],存在著依賴性,不愿意自己探究知識,沒有養成良好的學習習慣。其中大部分學生不會閱讀,理解能力也相對欠缺,不能深入提出學科問題和技術討論,但是部分同學卻樂意動手實踐。后者,部分學生基本功底扎實,有著明確的學習目標,雖然學習方法欠佳但是具有一定的解決問題的能力,需要教師的耐心督促與指導。
2提高“數控銑削編程操作與加工”課程教學質量的措施
為了保證課程教學質量[3],任課教師首先對自己所授課班級的學生狀況進行認真的了解和分析。包括對學生的理論基礎和動手實踐能力的調研,可以填表的方式進行,也可以選擇課堂回答預先設計好的問題。其次是在調查的基礎上,任課教師認真分析每位同學的特點,掌握同學的思想動態。最后是根據每位同學的情況,制定該生本學期的學習目標和教學方法。
2.1實施小組式教學,提高學生的團隊合作能力
“小組式教學”是以學生為主體,在團隊或小組中為了完成共同的任務,有明確的責任與分工的互學習,能夠增強同學們的團隊合作的能力和凝聚力?!靶〗M活動”是由授課教師控制教學過程,掌控整個教學進程并分配學生學習任務[4]。摒除傳統的教學模式,重視學生在學習過程中對問題的自主探究,講究合作的方式解決問題,激發了學生的學習興趣與學習的主動性,走增強創新和實踐之路,遵循自然屬性和規律。小組的劃分可以依據同學自愿結合和教學指定相結合的方式,選出一位組長。結合實施的任務,小組人數一般以4至6人為最佳組合,讓每位同學都能承擔一些任務,展現各自的才能。
2.2實施項目式教學,增強學生動手能力
采用項目化教學時,項目要貼近生產實踐,最好選擇來源于企業或行業的案例,將項目的理論知識和實訓技能兩大模塊揉合在一起,使教學做一體化。該做法主要鼓勵學生人人參與到學習過程中,在完成項目的過程中以創造實踐活動為主而不是注重最終的結果[5]。由于學生在實踐項目的過程中,能夠理解和掌握課程要求的知識和技能,感受并體驗創新的樂趣與艱辛,培養學生分析和解決實際問題的思想理念和方式方法。項目教學過程中,學生不斷尋找解決問題的方法并享受學習過程的樂趣,在學習過程中鍛煉了各種能力。因此,學生經過項目學習后,不但能夠獲得良好的理論知識和實踐操作技能,還大大增強學生動手能力,獲得良好的教學效果。
2.3實施探究式教學,提高學習興趣
探究式教學又被稱為“發現法、研究法”[6]。該教學模式的過程中加強了學生的主體地位和自主能力,也注重學生的個性發揮和主動性的培養,進一步激發學生的學習潛能和興趣。譬如在課堂教學中允許同學們發表不同意見,針對新知識的熱點問題進行討論,鼓勵學生積極探討追究根源,學會舉一反三,旁征博引。讓學生在“交流成果”過程中提出的問題和大家普遍存在的模糊問題或認識進行討論,可以大膽質疑解答各種問題。采取同桌互助,小組研討,集體辯論等靈活多樣的討論形式,為學生搭建學習平臺。教師則主要以傳授知識和解決問題相結合,使單一性思考和求異性思維相結合,充分調動學生討論的積極性并及時發現每位學生的優點,尤其是善于發現和捕捉后進生的“閃光點”并及時給予鼓勵。使討論的學生思維不斷碰撞并閃現思維火花,激發表現欲與求知欲,促進創造思維的發展。在技能實訓環節中,鼓勵學生充分發揮主觀能動性,自己設計加工產品,如加工手機支架、鑰匙扣、象棋等作品,提高了學生的學習興趣和積極性。
2.4實施互動式教學,激發學生創新與思考能力
互動式教學是雙向反饋的過程,要求互動雙方介入并沉浸于其中,并以積極主動的狀態參與活動過程。學生在教學活動中角色會發生轉變,從“要我學”的接受式學習模式到改變為“我要學”的主動式學習模式。因此,不但激發了學生的創新觀念和創新欲望而且還提升了學生的創新興趣,繼而培養了學生對事物的新認識、新思想和創新能力。整個學習過程中呈現出老師和學生之間融洽地溝通與溫馨的對話畫面,由于主要側重于“教師教了什么”和“學生學會了什么”,整個教學過程變得協調統一,可以看成是一個對話、理解、創新能力形成的過程。
2.5實施技能訓練與技能考核緊密地結合的學習評價方式
在”數控銑削編程操作與加工”這門課程的教學活動中,以培養學生的能力為中心,著重將技能訓練與考核相結合,使技能訓練針對性更強,使考核有據可依,也有利于以考促練的目的。重點采用過程性考核,關注教學活動中學生智能發展的過程性,如解決實際問題的能力,學習新知識的能力,對知識的靈活運用能力等,肯定學習成果同時找出不足,促使學生能對自己的學習過程進行積極地、認真地反思和總結[7]。采用了多元化的考核方式,如開放式考核,實行多種評價方式結合的方式,自評、互評、教師評價等,以便全面客觀的評價學生的學習成績,使教學與評價真正溶為一體,做到教與學的協同發展。
3實施效果
2015年3月至6月,筆者對數控技術專業班級1331和1332班開展實施提高“數控銑削編程操作與加工”課程教學質量的實踐與對比分析。在班級1331中實行傳統的教學模式,班級1332中穿插上述幾種模式進行教學。
3.1積極參與課堂教學方面
在課堂中為了讓學生的思維活躍起來,實行小組式教學模式。教師指導,每組選派一名學生為同學們講解知識點,教師通過提問的方式掌握組員的學習狀況。此種方式讓每個學生都有參與到學習中來,使大腦、雙手、眼睛和嘴巴都得到了運用,使他們體驗到學習的樂趣[8]。同時為了防止遺忘知識點,多采用讓同學們主動講解學習過的知識,這樣不僅起到了回憶學習內容,還有助于加深理解知識點。
3.2實踐技能學習方面
學習完理論知識之后,要完成相應的實踐模塊訓練,把實踐作為檢驗理論的工具。教師根據課程的教學大綱,嚴格按照實踐考核方法及評分標準檢驗學生的動手能力。學生在完成教師安排的實踐操作實訓外,還可以根據自己的情況到實訓車間進行實踐訓練,直到達到項目的實踐要求。實踐技能訓練結束后學生要完成實訓報告。教師與指導教師要根據項目技能操作評分辦法和和實訓報告評分辦法給出學生的實踐技能成績。
3.3成績分布方面
由圖1成績分布圖來看,開展提高教學質量研究的班級,其平均成績比較高。實施不同的教學方式,大大激發了學生的學習興趣,加快了學生提高成績的速度,取得顯著效果,如圖1,圖2所示。其中圖1為實施班級———數控1332班的學生成績,圖2為普通班級—數控1331班的學生成績。
4結語
通過對目前高職院校學生現狀的分析,充分了解與掌握學生當前的學習狀態,從而有針對性的研究出一套鼓勵學生提高學習積極性的方案,不但提高了課堂教學和實訓教學的質量,也提高了學生的學習的積極性和主動性。并在實施小組式教學、項目式教學、探究式教學及互動式教學的過程中感受到學生學習的熱情和激情,使得學生成績考核方面顯著提高,取得了良好的教學效果,從而驗證了該教學方法的有效性和實用性。
參考文獻:
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1 學情及用人單位需求分析
1)高職院校的學生學習基礎相對差,對于專業課的學習更感到抽象,教師在授課時有些費力,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。開課前,應結合學科特點,介紹數控編程知識的實用價值,有意識地讓學生了解數控編程與今后工作的密切關系,了解所學專業和數控編程及操作的聯系。從學生的好奇中挖掘能激發學習動機、學習熱情和學習興趣的問題和實際工作典型實例,充分展現數控編程及操作的價值,使更多的學生對數控編程產生濃厚的興趣。
2)我國加入世貿組織后,中國正在逐步變成“世界制造中心”,制造業已成為我國經濟的主要增長點,這也促使數控技術的廣泛應用,數控人才的嚴重短缺引起了社會普遍關注。
在人才使用方面,企業需要專業知識扎實、實際經驗和動手能力強的學生,工作實習期后,能夠從事研發、創新、技術管理等工作。高職教育在教學機制、辦學理念、課程設置、就業指導、實踐教學模式、教材建設等方面應該與企業溝通、合作,按企業的需求培養人才。
2 專業課及重難點分析
《數控車削加工工藝與編程》是一門不需要任何學科基礎的專業課程,相關專業課程也一樣。
如圖1所示軸類零件數控車加工的大體過程。首先要讀懂圖紙(形狀、尺寸),制定加工工藝流程,編制程序(手工或自動)。通過上述加工過程分析,需要用到的專業課有《機械制圖與計算機繪圖》、《公差配合與測量》、《機械制造技術》、《數控車削加工工藝與編程》、《CAXA數控車》、《數控加工仿真系統》。只要同學們認真學習,都易掌握。
對于沒有加工經驗的初學者而言,學習的重難點主要有:程序編制的合理性、對刀的理解、切削三要素的合理確定、加工精度、坐標點的求出、加工工藝的確定、宏程序的編制等。
通過上述專業課程的學習,這些重難點都能解決。如圖1所示,1)手工編程必須先求出坐標點,R10、R8、15o斜線之間相切的坐標點的求出是個難點,需用到三角函數、相似三角形、勾股定理等幾何知識,部分同學已忘了,可以用計算機繪圖軟件,把圖形繪制出來,進行標注便可解決。2)加工橢圓弧、拋物線(正弦和余弦曲線)的軸類零件,如圖2、圖3所示,需用到宏程序,大部分同學掌握不了,可以用CAXA數控車進行自動生動程序來解決(比手工編制的程序加工起來效率低)。其它重難點需要同學們多練習、多實踐便可解決。
3 理論與實踐相結合分析
實踐是檢驗真理的唯一標準。在授課過程中,我發現部分理論問題用實踐更容易講清楚、弄明白。如:
1)圓弧的順、逆判斷。理論課講,對圓弧順逆方向的判斷按右手坐標系確定:沿圓弧所在平面(XOZ平面)的垂直坐標軸的負方向(-Y)看去,順時針方向為G02,逆時針方向為G03;實踐得出,凹弧用G02,凸弧用G03。
2)左、右補償。理論課講,順著刀具運動方向看,零件在刀具的左邊稱左補償用G41,零件在刀具的右邊稱右補償用G42;實踐得出,外圓右補償(G42),內孔左補償(G41)。
4)對刀。數控機床是如何按照編程者的程序加工零件,理論課講,機床坐標系與工件坐標系的關系,很難理解;實踐課中,借助仿真軟件進行對刀講解,很清楚。
另外,課本中編的一些程序及指令的講解部分存在不合理,通過實踐舉例講解更清楚、合理。(如:用循環指令加工時,循環點的選定、過多的空行程、程序段中多余的重復、切削用量的確定等)
4 仿真軟件在教學中所起作用分析
數控車編程只在“紙上談兵”,太抽象、難理解,如果不借助仿真軟件進行程序的講解、演示,就無法驗證所編的程序是否合理與對錯,教學效果不理想。
1)改變傳統的教學模式,提高學生的學習興趣
2)方便了教師授課
3)學生易掌握理論知識,教學效果好
4)便于學生操作,為實際操作打下基礎
5 項目實訓法分析
目前數控車加工所用系統占市場份額最大的有FANUC(法那科)、SIEMENS(西門子)系統和華中系統。不同系統的指令格式、功用都有差??。
1)根據實訓實習條件,有針對性地進行理論知識授課
在教學過程中,應根據學生將來實習所用設備、系統,選擇對應的課本,并對課本內容做好增刪處理,授課內容的難易程度要根據學情,多聯系生產實例,進行理論與實踐相結合的講解、練習。
2)根據實訓實習條件,編寫實訓實習教材
現代的數控車床種類繁多,結構、操作系統以及主要性能都不一樣,特別是不同的車床、不同的系統,控制面板的操作、G代碼和輔助功能的M代碼的含義也不完全相同,甚至完全不同。應根據理論知識所講內容,有針對性的編寫實訓教材,通過實訓練習,掌握所學理論知識。
3)采用項目實訓法,提高動手能力和實踐經驗
項目教學本質上就是任務驅動教學,是指將傳統的學科體系中的知識內容轉化為若干個教學項目,圍繞著項目組織和展開教學,使學生直接參與項目全過程的一種教學方法。下面我僅以圖4所示車削一組合件為案例做簡單加工工藝分析。
組合件有三個零件裝配而成,既有外圓加工又有內孔加工,首先要確定每個零件的加工工序。
1)應根據形狀、尺寸確定加工順序。如:件1,應先加工左端。
2)應根據組合情況,確定零件的加工順序。如:圖4,應先加工件3,再加工件2(把件2的右端加工好,然后與件3裝配,再進行件2左端的加工)。
【關鍵詞】數控編程操作;教學方法
一、認清教學對象,分析教學現狀
我們的中職教育 面對的是中學基礎非常薄弱的初中生或者初中都沒有畢業的學生,絕大部分是中考中被淘汰掉或沒有經歷中考的那部分學生,這部分學生的特點是文化課基礎較差,沒有好的學習技巧也沒有絲毫的學習興趣,再加上初中階段疏于管理,紀律也比較散漫,所以無論是課堂教學秩序的管理還是教學內容的教授,老師都感到既費力又不見什么成效,尤其是對《數控銑床編程與操作》這門課程,它涉及到多門學科(制圖、鉗工、金屬材料、公差、機械傳動、PLC控制、計算機基礎等)內容,教師上課往往是各自為政,只顧自己教學任務的完成,不注重各學科的配合,最后導致教學過程難以達到滿意的效果。針對以上存在的現實,我們在教學過程中采取了針對性措施加以應對,收到了較好的效果。
二、加強課堂管理
通過對上述學生現狀的分析,我們知道對中職學生的課堂管理和開導是非常必要的,做好課堂管理是開展教學的有力保證,課堂上個別學生違紀很正常,如玩游戲、看電子書、閱讀雜志、睡覺、大聲喧嘩等,面對這些現象,當然不能不管,應采取相應的措施加以制止,比如對正在大聲喧嘩的同學進行提問便可終止其違紀行為;對少數課堂違紀不聽勸阻的學生也不要發生正面沖突,要通過家長、班主任及校其他領導的配合加以教育,不過,最關鍵還是教師自己講課要有吸引力,使學生愿意聽你的課,想聽你的課,這會反過來有助于課堂秩序的維持。
三、注重各相關科目老師的溝通與配合
《數控銑床編程與操作》 這門課的特點之一是它涉及機械、電子、及計算機等相關專業的內容比較多,如果缺少相關專業的內容的支撐,學好該門課程是不可能的,這就要求學校在編排教學計劃時一定要組織相關專業教師進行調研,制定好各相關課程的開課順序和進度,不能出現上某專業課時缺少相配套專業知識,否則學生就會出現“丈二的和尚摸不著頭腦”現象,影響教學效果。一個顯而易見的例子是,如果某個學生沒有上過《機械制圖》這門課,那么在學習手工編程時,零件圖當然就讀不懂,那么后續的工藝分析及程序編制當然都無從談起,長期下去會影響學生聽課的效果和積極性。當然,相關專業教師在教學過程中也要互相溝通,密切配合,對教學中出現的問題進行必要的討論和溝通,這樣才能共同促進教學任務的順利完成,提高教學水平,完成相應課程的教學任務。
四、教學手段要有效
1.優化理論教學方法和手段,去除傳統理論教學中老師滿堂灌輸,學生被動接受教學模式,激發學生學習熱情。比如,在數控銑床教學中,把數控銑床與普通銑床加以比較加以講解,找出它們的共同點和不同點,通過比較,使學生產生聯想和好奇;再比如,編程時面對零件圖,先制作配套模型,先讓學生自己討論加工順序,再作總結,這可以加強理論課的教學效果。
2.增加實訓教學在整個教學中的課時比例。數控銑床課程是一門實踐性很強的課程,教學中每一個環節,如數控銑床結構、數控加工工藝分析、數控編程與操作及數控銑床故障診斷與維修等,都必須用相應的實訓教學來加深強理論教學的效果,通過實訓將理論與實踐結合起來。離開實踐,理論編程再嫻熟也不能培養合格的數控人才,培養出來的學生畢業后走上工作崗位也不能適應市場的需要,更不能在數控加工方面獨當一面。針對不同的教學內容,應該選擇相應有效的教學手段,比如,在上“數控銑床知識基礎”和“使用HNC-21/22M系統”時,帶領學生進入數控車間,面對數控銑床講解設備的組成、各按鈕作用、各種可能故障的排除方法等基本操作比在教室的紙上談兵式的講解的效果要好得多。
3.把多媒體教學作為重要的輔助教學手段之一。采取多媒體教學可以使那些用傳統的教學手段無法講清,或難以講清教學內容化繁為簡,使抽象變得直觀,使課堂教學獲得最大的效率。同時還可以節省單純實訓對實訓材料的浪費。例如對數控機床結構部分的講解,可借助多媒體課件來演示,既直觀生動又容易接受,學生的學習興趣和學習效率都有了較大的提高。在對數控銑床操作應用部分進行講解時,引入數控加工仿真軟件,利用全真的畫面,打破了黑板上死板的教學局面,使課堂教學變得更加生動、具體而形象。另外,采用仿真軟件教學,不會出現損壞機床的情形,學生不會縮手縮腳而不敢操作,從而擴展了學生參與性,通過仿真訓練來體驗一種準真實場景的感覺后,學生操作真正的機床的膽子有了,學習興趣也更濃了。因此,采取這種方法能大大地提高學生的實際際操作技能和學習效率。
4.引入德國雙元制特色的高質量的職業教育模式。實踐中,我校和駐我市德國西門子公司合作辦學,引入德國雙元制特色的高質量的職業教育模式。把學生送到德國工廠的對應車間進行臨場訓練,通過該環節,學生更進一步了解到他們需要什么,回校后他們的求知欲更加
強烈,反過來也促進了我們的教學計劃的順利完成。同時,學生獲得世界認可的行業協會頒發的資格證書,使他們一出校門就具有了較大的市場競爭力。
數控技術 崗位職業能力 實踐教學體系 模塊
教高【2006】16號文件《關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》中指出:大力推行工學結合,突出實踐能力培養,改革人才培養模式。要積極推行與生產勞動和社會實踐相結合的學習模式,把工學結合作為高等職業教育人才培養模式改革的重要切入點,帶動專業調整與建設,引導課程設置、教學內容和教學方法改革。
一、課程設計的必要性
《數控編程與操作》是數控技術專業最重要的核心專業課程,受到各院校的高度重視。
針對該課程的特點,我們提出通過該課程的學習,使學生掌握數車、數銑、加工中心、電火花機床的操作,掌握FANUC、SIMENS、HNC、GSK等4種系統的編程,使教學的目的性更強,學生學習的針對性更強。課程設計的理念基于工作過程的課程體系,課題組正是沿著這一思路著手進行課程的設計。緊緊圍繞課程對人才培養的目標要求,打破傳統的課程設置模式,突出高職教育教學特點,探索將課程內容項目化、模塊化,將課堂教學現場化,強化職業技術能力,把工學結合的思想貫穿在整個課程教學過程中,把理論教學和實踐技能培養有機地結合起來。
二、課程設計的思路
數控技術專業的《數控編程與操作》課程實行“1+2”模式,即將課程設計為1個職業能力學習模塊,再加上2個職業能力拓展模塊。職業能力學習模塊主要學習數控編程及操作的理論知識,2個職業能力拓展模塊分別為數控機床操作實訓和使用數控機床加工零件實習。前一個能力拓展模塊側重于裝備各類數控系統各種機床的操作,后一個能力拓展模塊側重于各種復雜零件的數控加工。通過理論課與實踐課并列進行的教學模式,使數控加工操作實踐始終貫穿整個教學過程,形成融知識傳授、職業能力培養、素質教育于一體,以實際典型零件加工過程為導向,現場教學、課堂教學、項目教學等多種模式并舉的教學方式。
1.對理論教學體系進行整體優化,構建以職業能力培養、提高素質為主線的課程內容體系
在理論內容方面強調以應用為目的,以必需、夠用為度,課程內容突出針對性、應用性和實用性,增加與現場實際密切相關的內容;可根據專業發展方向的需要,適時調整課程內容,以保證課程內容始終與數控技術的發展水平、市場對人才能力要求相適應。
2.構建相對獨立又與理論教學有機融合的、基于工作過程的實踐教學體系
加大針對理論內容的項目訓練、強化實訓等實踐教學環節的比例,使實踐教學時數與理論教學時數的比例達到1︰1以上。建立起完整配套的實驗和實訓教學環節,進行“真槍實彈”訓練,把實習教學由單純消耗轉變為實習與生產的有機結合,做到生產和實習兩不誤。這種作法也為工廠節省了人力,降低了消耗,創造了效益,真正實現了實習教學和生產的有機結合。
3.強化職業能力培養,將職業技能鑒定融入常規的教學訓練過程
將與課程相關的數控類職業技能鑒定工種融入平時的教學訓練過程中,實現專業教學和職業鑒定的“直通車”。如數控銑工、數控車工的職業鑒定融入到課程教學和數控編程加工實習實訓中,既節省專業的教學資源、降低學生的鑒定成本,也提高了學生學習專業課程的興趣和主動性。
在整個教學過程中,從理論教學、項目實訓教學到強化實訓,要求做到“六結合”,即理論與實踐相結合、傳統教學方式與現代教學手段相結合、講解與指導相結合、課堂教學與現場教學相結合、校內教學與校外實踐相結合、教師與企業工程技術人員相結合,以達到培養學生具有獨立分析和解決問題及創新的能力,實現理論教學與實踐教學相融合的一體化教學體系。
三、教學內容的具體表現形式
(1)構建了典型零件庫和零件加工工藝性文件庫,并通過網絡讓學生隨時調用典型零件的加工程序,拓寬學生的編程思路,提高學生解決實際問題的能力。
(2)教學內容充分利用現代網絡技術,搭建一個網絡平臺,將課程的諸多信息放置在網上,便于學生的學習,也有利于教師與學生的交流。
四、學習情境設計
根據每一學習情境職業能力要求,進行每一學習情境的教學設計,下面通過實例介紹學習情境教學設計過程。
實例:在數控車床上完成凹圓練習件的車削加工
1.工作任務描述設計
加工零件任務名稱:凹圓件練習件的車削加工。
2.零件類型描述
該零件屬于較簡單的階梯軸類零件,是使用數控車床加工的基本外輪廓形狀。是數控車削加工中難度較低的基本零件之一。
3.學習情境教學(行動)過程總體設計
根據每一學習情境教學內容,來開發以行動過程為導向的學習情境學習過程,即下任務、定方案、謄卡片、加工、檢測五個行動過程。
參考文獻:
[1]陶維利.《數控編程與加工》課程基于教學一體化教學改革的實踐.武漢船舶職業技術學院學報,2009,(3).