時間:2023-12-11 09:57:20
序論:速發表網結合其深厚的文秘經驗,特別為您篩選了11篇數控編程課程培訓范文。如果您需要更多原創資料,歡迎隨時與我們的客服老師聯系,希望您能從中汲取靈感和知識!
中圖分類號:G642.3 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)15-0038-02
數控技術與編程課程是機械工程學科的重要專業基礎課,以培養學生熟練掌握數控設備基本編程技能和數控設備的應用能力為目標。本課程具有很強的實踐性,在整個機械專業教學計劃中占有相當重要的地位[1]。根據我校2010版機械工程學科培養方案和指導性教學計劃,為機械專業學生開設了48學時的數控技術與編程課程,其中理論授課44學時,實驗課程4學時,每年學生約有400人。目前,數控技術與編程的課程教學中存在著較多問題,最為突出的是實踐教學環節薄弱,實驗教學設施嚴重缺乏,實驗課時占課程比例很小,實訓環節人學時遠遠不足。我院現有的實驗室條件是,只有兩臺數控加工中心,遠遠不能滿足全體學生的實訓需求。目前該課程授課方式以課堂講授為主,實驗環節以觀看為主,學生實際編程與操作的機會很少[2]。教學內容主要以理論授課為主,教學效果不夠理想,學生很難真正掌握數控技術知識與實際編程能力。目前,數控技術與編程的課程教材也存在著很多問題,如數控系統原理部分知識內容陳舊,不能反映數控技術的發展現狀;數控加工程序編制部分存在較多錯誤,脫離數控加工生產實際等。因此非常有必要對數控技術與編程課程進行教學改革,從教學內容、課程體系、教學方法、考核方法和師資建設各方面進行全面改革,以提高教學質量,培養掌握數控技術的應用型、技能型人才,滿足市場對該類人才的需求。
一、實踐教學改革內容
1.課程體系。改革教學內容,精簡理論課時,增加實訓環節,使理論與實訓課時比例達到1∶1。以Fanuc、Siemense數控編程手冊為參考依據,完善數控技術與編程的教學大綱,糾正、排除現有教材中錯誤,對許多數控教材中關于數控系統的軟硬件結構、位置檢測裝置、伺服系統以及數控機床的機械結構等內容進行精簡。精簡后的理論課時內容主要包括:(1)數控機床的組成、分類、基本原理、插補原理以及數控技術的發展現狀和趨勢。(2)數控加工工藝基礎。一個好的程序員必須是一個好的工藝員。目前機械加工基礎課程很少,甚至完全沒有介紹數控加工工藝知識,因此數控加工工藝基礎知識是理論課的重點內容之一。(3)數控編程基礎。對于任何種類的數控機床或數控系統,存在一些共同的編程基礎知識,如機床坐標系、工件坐標系、基本指令代碼、程序結構等。(4)數控車床及車削加工中心的數控編程。(5)數控車床及車削加工中心的數控編程。(6)數控自動編程。學習德國在工程教育和應用型專業技能培訓方面的理念、方法、教學模式,引進德國凱勒CNC仿真模擬軟件,增加實訓教學環節。德國凱勒CNC仿真模擬軟件是德國凱勒軟件有限公司開發的產品,它將數控機床工作過程、CAD/CAM、車銑削加工、系統控制編程等,利用三維模擬技術,并配以大量的圖表、數據、解釋、習題,進行演示與訓練。實訓教學環節分為二個階段:①利用凱勒SYMplus CNC仿真軟件,學習數控編程基礎知識,熟練掌握各種編程指令,學習數控機床的基本操作,熟練掌握機床的各種功能;②利用兩臺數控加工中心,學生分組完成零件的數控加工,強化數控編程技術和數控機床操作技能。具體內容包括:零件加工程序傳輸,裝卡毛坯,設置刀具,建立工件坐標系,啟動機床,完成零件加工,檢驗零件的尺寸精度等。
2.教學方法。針對以往授課主要采用理論教學方式,與實踐教學完全脫節,教學過程枯燥,學生抓不住學習重點,興趣不濃,厭學現象嚴重,教學效果不理想的問題,改革教學方法。采用啟發教學法、問答教學法、講練結合法,將被動學習轉變為自主學習,變我聽為我練,變我學為我用,激發學生的學習興趣。采用案例教學法、項目教學法等多種方式,提高學生主動思考能力,分析、解決實際問題能力[3]。將多媒體教室授課改為計算機機房授課,大班授課改為小班授課,增加學生實際練習時間,改善教師指導效果。采用多媒體課件與視頻相結合方法,講授數控編程基本知識,通過德國凱勒SYMplus CNC仿真軟件,強化理解、掌握各種編程指令功能、程序結構及編程技巧。增加數控加工中心操作的實訓環節,使學生熟悉數控機床的各種功能,具備數控機床的基本操作能力。
3.考核方法。以往將課程成績分為平時成績、實驗成績、期末考核成績三項,其中,平時成績10%,實驗成績10%,期末考核成績占80%。平時成績包括出勤情況、課堂表現、作業完成情況[4]。實驗成績為在加工中心實際加工零件的完成情況。改革后保持成績考核比例,但是將期末閉卷考核改為上機開卷考核。結合生產實際,建立豐富的涵蓋車削、銑削以及加工中心內容的考核試題庫。要求學生根據生產實際零件圖紙,設計制定加工工藝,選擇合理刀具和切削參數,編制程序,仿真運行。評分標準依據加工工藝制定、刀具和切削參數選擇的合理性,程序的完整性,仿真結果的正確性來進行,同時考查學生操作的熟練程度。上機開卷考核避免了單一的試卷模式,更有利于對學生的能力進行綜合考核。
4.師資建設。教師是教學改革的實行者,只有教師的素質提高了,改革才能取得最好的效果。鑒于教師具有較高的數控技術與編程理論水平,但是缺少實踐經驗,安排現有在職在崗理論課教師和實訓指導教師到企業參觀學習,了解企業數控生產實際,進行數控技能強化培訓。派出了6名教師到德國凱勒公司接受IHK教師培訓,學習德國先進的數控教學理念、方法,全部獲得了德國IHK頒發的數控培訓師證書,提升了教師業務素質,開闊了國際化視野。
二、改革效果
通過一學期的教學實踐,我校數控技術與編程的實踐教學改革取得很好的效果。(1)改善了教學氛圍,激發了學生的學習興趣,提高了出勤率。(2)通過大量的編程訓練,強化了學生對數控編程理論知識的理解和掌握,提高了學生的實際應用能力。(3)培養了多名青年教師,增加了他們的實踐經驗,提高了課程組教師專業素質。(4)建立了德國凱勒公司授權的凱勒CNC實驗室以及為企業培養應用型人才和創新型人才的中德培訓基地。
參考文獻:
[1]明興祖,何國旗,熊顯文.數控系列課程教學改革與建設的探索與實踐[J].當代教育論壇(管理研究),2011,(09):73-75.
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??己巳藛T由教師、企業教師共同組成??己顺煽兿驅W生公開,同時展示作品和評語。
參考文獻:
目前,數字控制技術與數控機床給機械制造帶來了巨大的變化。一個國家數控化率的高低已成為衡量一個國家綜合國力的重要標志。因此,隨著高等職業院校的飛速發展和數控技術的廣泛應用,大批數控機床操作編程人員的培訓成為迫切而又難以解決的問題。按慣例,數控技術的訓練應全在數控機床上進行,但由于學員人數的不斷增加,有限的機床數量難以保證每個學員有足夠的上機時間,但數控技術又是一門實踐性很強的課程,要想達到理想的教學和實踐效果,我們采用了數控仿真進行輔助教學。
一、數控加工仿真系統功能簡介
數控加工仿真系統是基于虛擬現實的仿真軟件。九十年代初源自美國的虛擬現實技術是一種富有價值的工具,可以提升傳統產業層次、挖掘其潛力。虛擬現實技術在改造傳統產業上的價值體現于:用于產品設計與制造,可以降低成本,避免新產品開發的風險;用于產品演示,可借多媒體效果吸引客戶、爭取訂單;用于培訓,可用“虛擬設備”來增加員工的操作熟練程度。
我院選用的是上海宇龍軟件工程有限公司的數控加工仿真系統,該仿真系統可以模擬出華中數控、廣州數控、三菱數控、大森數控等多個系統,系統可以實現對數控銑和數控車加工全過程的仿真,其中包括毛坯定義與夾具,刀具定義與選用,零件基準測量和設置,數控程序輸入、編輯和調試,加工仿真以及各種錯誤的檢測功能。整個操作過程與實際機床的操作基本一致,學生在仿真環境中不僅可以學習掌握數控機床的基本加工操作方法,還可以感受到真實機床的運行特性,為后來實際的“真刀真槍”的實際操作打下必要的基礎。通過我們在專業教學中的實際應用證明,用這種方式進行初步培訓不僅是行之有效的,而且還取得了事半功倍的效果。
二、數控加工仿真系統在實訓教學中的優勢
1.專業教學質量和效果有了明顯的提高
數控技術專業的核心能力是數控加工工藝及程序編制能力、數控加工操作能力,這些能力的培養通常是通過幾門專業主干課程來實現的,主要包括《數控加工工藝》、《數控加工編程與操作》、《CAD/CAM技術應用》及必要的實驗、實習、實訓等。這些構成一個完整的職業能力鏈條。但是在以往的教學當中這幾門主干課程常常相互脫節,互不相關,從而無法使學生形成完整的職業能力,而現在我們通過數控加工仿真系統的訓練,把這幾個環節的專業知識、技能,聯系為一個整體的職業綜合能力進行訓練,使教學擺脫了過去那種教師完全在黑板上講編程,學生在練習本上訓練編程的尷尬局面。
2.邊學邊用,學活學精
當學生在老師講完編程功能代碼等知識后,可以在數控加工仿真系統上直接進行編程訓練,檢驗程序的正確性。因為數控編程是一項非常嚴謹的工作,稍有差錯就無法使機床通過。因此必須養成一絲不茍的工作作風。以往在練習本上練編程要做到這一點是無法想象的,現在有了仿真系統,如果編寫格式,或者字符不正確,哪怕漏掉一個小數點系統也要出現報警提示,不會執行,只有修正錯誤后才可以繼續,這就極大地提高了學生在編程練習時候的學習效果和質量。
3.使用仿真軟件有利于“一氣呵成”的學習
數控加工仿真系統是學習CAD/CAM技術,也就是我們通常說的計算機輔助設計/計算機輔助制造技術的最有力的手段之一。數控加工仿真系統可以像數控機床一樣直接調用自動編程系統生成的數控程序進行模擬加工。這樣,同學們通過CAXA制造工程師等軟件對較復雜的加工零件進行造型建?!狢AD,然后再生成加工程序G代碼——CAM,接下來就可以直接在仿真系統上進行模擬加工檢驗——仿真,使整個過程形成一個完整的鏈條。這既增加了學生的學習興趣和成就感,也營造了同學們之間比學趕幫的學習氛圍。
4.縮減實訓成本,增加動手機會
在教學班級進行數控實訓的初期,學生對數控機床不熟悉,誤操作撞壞設備的現象時有發生。但在數控仿真機床上發生的違規操作都有報警提示糾正,學生被糾正習慣了,在操作真實機床時就會注意到這些問題。因此,如果先在數控仿真系統上進行仿真練習,再進行實際操作,可以防止學生初學階段對設備的損壞。并且每人都可以進行獨立操作,有更多的訓練機會在數控仿真訓練中,可以做到每人一臺計算機,相當于每人擁有一臺機床,每個學生獨立操作的機會和訓練時間增多了。
三、數控加工仿真系統在實訓教學中的應用
1.通過情境教學,提高學生學習的主動性
眾所周知,現在職業技術學院的學生,學習基礎和學習習慣不好,因為大部分好的學生選擇了上大學,所以教師教學顯得很困難,傳統的教學方法已很難使學生接受,因此通過靈活的、先進的教學方法和教學手段來提高學生的學習興趣我們通過應用數控加工仿真系統,能較為嫻熟地運用行為導向教學方法,在課堂上真正體現學生為主體突出顯示學生動手動腦的能力,變學生被動學習為主動學習。掌握分析向題,解決問題的能力。通過情境教學,大大提高了學生的學習興趣和主動性。
一、數控技術專業人才培養及崗位需求定位
根據教育部數控技術專業人才定位,主要是三個就業方向: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(操作)、維護與技術管理、數控設備銷售與售后服務等工作。我校數控技術專業培養目標符合教育部定位。
結合廣東機電職業技術學院機電工程系數控與模具教研室的調研,廣東地區數控技術專業崗位主要是數控設備操作技術員、數控編程員,數控維修服務技術員,數控設備技術支持(設備銷售廠商),數控車間管理員。并且數控編程員和操作人員的比例達到84.2%。因此,數控技術專業定位為培養具有較高數控操作技能,懂工藝,能編程,從事生產一線工作的高技能人才為主,以數控維修技術員,數控設備技術支持者,數控車間管理員為輔。
二、一體化教學改革內涵與崗位技能提升分析
為使數控技術專業學生畢業后能盡快上崗,在校內應較好培養專項技能,把專業核心基礎課《數控加工基礎》的教學按技能(就業)崗位方向進行模塊式規劃。每個子模塊按技能要素與理論要素結合采用一體化教學,整個體系涵蓋專業(工種)所需要的技能和知識。
針對《數控加工基礎》課程所采用的一體化模塊教學,就是在職業技術教育中,理論和實習教學實現一體化,根據培養目標的職業標準要求,以理論為基礎,穿插技能訓練,確定課程所需要的知識內容,按照技能的特點和分類,建立若干個教學功能模塊,將理論教學和技能訓練有機地結合在一起,完成教學任務的一種教學模式。使學生對整個知識面了解更深,且有一定技能基礎,達到專業通識目的。
根據一體化模塊式教學特點,結合我校09級《數控技術》專業培養方案規定的主干課程與專項實訓(參照表1),對《數控加工基礎》模塊式規劃改革如表2所示。
結合表2的模塊規劃,專業發展崗位仍然包括:數控機床操作工類、數控編程師類、數控設備維護維修類、數控設備售后技術服務,表2做了具體的細化。鑒于相關企業大多使用三坐標測量機,表2增加了一個逆向工程方面的了解,預留學生今后發展空間。
《數控加工基礎》一體化模塊式教學的實施,雖不能大力提升學生技能,但是整個流程理清了數控技術專業的知識面,為后面的專項理論學習與技能訓練(參考表1)打下堅實基礎,同時為學生今后學習、就業指明了方向。此后,學生可以根據對各模塊和崗位的不同喜好,采取側重學習。
三、配套教學設施建設規劃
為保證教學改革的順利推進,對原有設備、實驗室重新布局,并新購其它設備。已經規劃新一體化教學場所的布局,如圖1所示。包括10個特征事物:(1)多媒體教室;(2)數控車床加工實訓場地;(3)學生作業、聽課場地;(4)電火花線切割實訓場地;(5)工、量、刃具(磨刀機)學習柜;(6)三坐標測量機;(7)數控車床拆裝、機床電氣實訓場地;(8)數控仿真、軟件自動編程實訓場地(機房);(9)數控銑床、加工中心操作場地;(10)學生獲獎作品展學習柜。把教學、實訓設備集成為一體化實訓場所。麻雀雖小五臟俱全,保證教室、實驗室與實訓場地等教學條件一體化配置。
四、教改及崗位專項訓練效果預測
目前,社會存在很多技能培訓學校,其中機械類培訓以數控技術與模具設計方面占絕大部分市場。把數控技術專業的專業基礎課(如《數控加工基礎》)、專業課、實訓環節實現一體化模塊式教學實施時,就確保學生同時讀了這兩所學校:學校學歷文憑教育、校外技能強化培訓教育。建立技能培訓環境,縮短學生就業距離,進一步實現數控技術專業培養目標。
另外,表2所示某些模塊相對獨立,可以進行積木式的多重組合,靈活多變??梢愿鶕煌墓しN和不同的教學層次需要編排,對本行業中出現的新技術、新設備、新工藝、可以隨時建立新的模塊添加進去。這種模塊化結構便于調節,即可多可少、可長可短,可剪輯、可嵌入,以適應不同對象的需求。因此,上述一體化模塊式既適合全日制教學,也適合各種短期崗位培訓,組織社會、企業員工報名參加專項理論與技能培訓。
實施中應注意,講授、聽課與實驗、操作等教學形式一體化實施;知識、技能與素質等職業要求一體化訓練。
五、總結
為了確保學生專業技能得到崗位化訓練,在《數控加工基礎》一體化模塊式教學規劃及一體化理實教學中心建設后,至少還存在以下幾個任務:
第一,實施一體化模塊式教學必須建設一支過硬的“雙師型”教師隊伍。
第二,建設一套滿足理論與實踐指導融合的教材,《數控加工基礎》是本專業的重要一環。
第三,單獨建立《數控加工基礎》一體化模塊式教學評價內容,本課程教學屬于專業基礎通識教育。
第四,針對專業人才培養、崗位化技能訓練,建立客觀、公正、合理地評價體系。一體化模塊式教學效果評估是至關重要的環節,專項技能實訓(參考表1)后,通過就業調查比較,才能綜合客觀評價實施教學改革的效果。其中,學生的操作技能水平、運用知識的能力和創新能力的發展情況等是衡量的主要標準。
參考文獻:
[1]福建電力職業技術學院教務處.2009級專業人才培養方案[M].2009.85-92.
[2]廣東機電職業技術學院機電工程系數控與模具教研室.《數控技術》專業設置與培養目標確定的調研報告[DB/OL ].2010-04-12.
[3]劉宏軍,沈冰.數控技術應用專業畢業生就業崗位群及技能培養方案的研究[J].沈陽工程學院學報(社會科學版),2006,2(04):525-527.
[4]黃克孝.構建高等職業教育課程體系的理論思考[J].職業技術教育,2004,25(7):42-45.
【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??睿山逃亢腿松绮繝款^,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?,F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
CAXA軟件在數控教學方面主要應用于《數控加工工藝與設備》、《數控機床編程與操作》、《先進制造技術》、《金屬切削原理與刀具》等課程的教學,在實踐環節中主要用于數控編程與CAD/CAM實訓。本文主要從兩個方面論述了CAXA軟件的應用。
一、 CAXA軟件在數控教學與數控實訓中的優越性
在數控教學當中,我們結合CAXA數控車、CAXA制造工程師,學生可以直觀地看到刀具的運動軌跡,產生了非常好的教學效果。CAXA軟件相比其它軟件有很大的優越性。CAXA數控車,它無需畫出完整的零件圖就可以進行編程、加工,大大提高了編程速度,并且可以動態顯示整個加工過程,刀具路徑清晰明了對于不合理的參數可以隨時修改,非常直觀,便于發現不合理的加工工藝;并可以根據不同的數控系統,編制與數控機床相適應的加工程序。CAXA制造工程師,它是一種注重加工的CAD與CAM結合的軟件,它的CAD造型方面非常方便與其它的設計軟件相比,無論是Pro/E 還是Solid edge等設計軟件,它突出的優點就是可以在空間角度進行繪圖,進行線面編輯,無論是移動、旋轉還是縮放都非常靈活方便,比其它同類加工軟件更加靈活. 快捷。從CAM角度講,他根據不同零件的不同加工部位,設計了多種加工方式,如等高線加工、掃描線加工、等壁厚加工等,可以靈活應對各種加工需求,對刀具路徑的編輯輕松自如。
二、 CAXA軟件在數控教學中的應用
2.1 CAXA提升了數控教學能力
數控技術課程是一門實踐性很強的課程,離開實踐,就談不上素質,實踐是知識轉化并升華為素質的根本條件。要想達到理想的教學和實踐效果,僅在課堂上實施全方位的教學是不夠的,還應具備一個良好的實踐教學的環境。我們通過使用CAXA制造工程師軟件,學生在我們的指導下在計算機上完成零件的三維造型設計(CAD),并進行手工和自動數控編程(CAM-NC)訓練,確定加工方式、刀具規格切削用量等加工工藝參數,在計算機上迅速生成相應的加工刀具軌跡,并對加工軌跡進行直觀的加工仿真檢驗,或對生成的加工軌跡進行再編輯,軌跡無誤后自動生成G代碼,也還可以將手工編寫的G代碼進行反讀生成刀具軌跡進行仿真檢驗,教師也可以方便地對學生編寫的G代碼進行直觀地檢查。G代碼確認無誤后,即可根據數控機床及其所使用的數控操作系統進行機床后置處理和代碼傳輸,最后由學生自己動手裝卡毛坯、對刀調基準并操作機床將自己的作業加工完成。
2.2 CAXA豐富教師教學課堂和促進了教學改革
通過引入CAXA制造工程師等CAXA-CAM軟件對數控加工,數控編程,機床與通訊,傳統課程進行改造,使學生在課堂上掌握計算機產品建模,工藝設計,自動編程,模擬加工,機床設置等現代先進制造的全過程,深入認識計算機輔助制造,并實現數控編程與數控加工的實訓。CAXA促進了教學改革,任課老師不再是單調在黑板上板書,學生記錄或教師操作,學生觀看的情況,而成為教師在計算機機房結合專業講述CAXA實體設計軟件的造型——把學生的造型導入CAXA制造工程師軟件中進行編程——講述加工工藝學和軟件的功能——驗證后到機床進行實際加工的模式。
三、 CAXA軟件在數控實訓中的應用
與手工編程相比,CAXA自動編程軟件使得一些手工編程困難或無法編出的程序能夠實現。如復雜曲面(如自由曲面)的編程。在數控實訓中引入CAXA軟件首先是彌補了因教學資金短缺引起的數控設備的不足問題,其次是在降低教學成本的同時提高了教學效率,三是提高了學生實習實訓的安全性。經筆者調查發現好多學校在數控實訓中把重點放在了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)、模具設計、CAD/CAM與數控自動編程修等專業技術能力訓練不夠。在數控實訓中采用大量的來源于生產一線的例題,源于生產一線,在工藝參數的設置上,以實際的加工為依據,無論是教師還是學生,都會得到不同程度的提高,也強化了學生的就業能力。
3.1 CAXA制造工程師在數控實訓中的應用
以2011年華中數控大賽試題為例,可以發現若用手工編程,有些節點左邊很難計算,用CAXA制造工程師課輕松完成零件的造型、仿真加工、生成程序。CAXA制造工程師生成軌跡過程,主要分為以下三個步驟:
1):導入三維數模(見圖1) 2)生成加工軌跡(見圖2)
圖1 圖2
3)加工實物(見圖3):
圖3
3.2 CAXA數控車在數控實訓中的應用
車床一般加工軸類、軸套類零件,如果加工零件形狀復雜,一般需要用宏程序編程。對于復雜零件(如非圓曲線輪廓)的零件加工,CAXA 數控車能通過零件幾何造型、加工參數設置、刀具路徑與加工軌跡的生成、代碼生成與后置處理和加工仿真等完成零件的粗車、螺紋、切槽、打孔等編程。具體操作過程在此省略。
3.3 CAXA軟件的應用使數控實訓上了新的臺階
通過CAXA軟件在數控實訓中的有效應用,不僅使學生完整地經歷了零件三維設計、數控銑削加工工藝設計、手工/自動加工編程、數控銑床加工操作的現代制造過程的實習訓練,同時也極大地激發了學生創新學習的興趣。學生一方面根據產品圖紙要求,完成零部件三維造型與產品裝配,并利用CAD/CAM軟件、數控車床、數控銑床(或加工中心)和其它輔助工具,完成該產品中指定部件的加工工藝設計、加工程序編制、零件加工和裝配等工作。另一方面學生可以自己設定主題,自行完成設計,并且生成數控程序進行加工。在數控實訓中鼓勵學生的個性化實踐發展,鼓勵和激發學生的創新理念、創新設計和創新作品的制作。
四、結束語
在數控教學和數控實訓中通過軟件,可使教學更貼近生產實際,提高了學生和教師的專業素養。CAXA制造工程師等CAXA-CAM軟件通過應用于數控車床加工、數控電火花線切割加工、數控銑床加工/數控加工中心加工和特種加工等相應教學和實訓后,使每一個學生都能實際動手,學生得到動手能力和基本工程技能的訓練,在實際加工或模擬過程中掌握所學知識并培訓相應技能。
參考文獻
關鍵詞: 企業需求;多媒體教學;校企合作
Key words: enterprise needs;multimedia teaching;school-enterprise cooperation
中圖分類號:G42 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)32-0267-02
0引言
近年來,我國的職業院校培養了大量數控技術應用型人才,許多學生已取得了勞動與社會保障部門頒發的數控技能等級證書,但我國的數控技術人才卻仍然非常短缺。教育部門培養的數控技術人才怎樣才能滿足企業的需求?企業到底急需什么類型的數控技術人才?對其知識結構和能力結構有什么要求?這就要求教師在日常的教學中就應該力求使學生的所學與工作中的所用密切結合,努力探索出一條適合我國國情和學生實際情況的教學方法、教學過程。
通過對職校數控技術教育現狀的調查發現:在企業生產中,由于學生的職業技能不夠全面,特別是數控加工工藝、編程、數控機床的維護、維修等方面知識缺乏和不足,造成畢業學生實際的動手能力不強,技術能力不夠全面等,不能完全滿足企業對數控人才的實際需求,也就是說我們培養的是個“半成品”,不是一個合格品。究其原因:主要是數控以實訓為主,如何讓學生在數控實訓操作中更好的掌握技能,是我們積極努力的方向。
就業市場是殘酷的,激烈的市場競爭也迫使用人單位不得不提高錄用員工的標準。顯然職業學校以往在專業方面的純理論教學已不適應社會需要:
1數控教學面臨的問題
數控加工教學滯后于社會及市場需要,是專業教學所面臨的主要問題。目前,數控教學現狀是:
1.1 傳統數控課程及教學無職教特色職業學校數控專業課程設置近幾年雖有所改進,但教學內容仍較陳舊,學生所學到的知識技能與企業的要求尚存在差距。以課堂教學為主的教學方式、教學方法和以理論考試為主的評價方式,以及教師的相對滯后的教育教學觀念和缺乏良好學習習慣、認知水平偏低的學生等因素都制約著對學生綜合職業能力的培養。學生在校期間難以練就一項過硬技能,畢業時不能依靠自身技能找到一份理想的職業,而僅能從事一些簡單的體力勞動,或者到工廠后需進行重新培訓,不能實現在校所學與就業崗位的無縫對接。因此,就造成了這樣一種尷尬局面:一方面,大量的大中專畢業生找不到工作;另一方面,企業難以招到急需的高技能人才。
1.2 實習教學過程中所接觸的數控機床及數控系統類型單一,且往往落后于企業在實踐培訓方面,很多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)、模具設計、CAD/CAM與數控自動編程修等專業技術能力訓練不夠。
1.3 相關教學軟件少,沒有適用的高質量教材,教學模式各異
適合數控編程、數控接口技術訓練、機床參數設置及系統故障排除訓練、數控仿真軟件操作等課程的教材非常有限,嚴重脫離生產實際。數控加工作為引進技術,伴隨著信息技術而高速發展。企業生產中不斷引進各種尖端數控設備,其數控加工工藝復雜,對操作者的技能提出了更高要求。面對生產中種類繁多的操作系統和特定的數控編程方法,教學條件的滯后使數控加工專業教學受到不同程度的影響,老師難教,學生難學。另外,數控機床的數控接口系統造價高,但技術周期壽命短,而學校教育經費有限,使職業教育難以與新技術的發展保持同步。
2數控教學改革的思路
2.1 參照新課程標準,結合學校實際情況確定教學方案可采用模塊化,把整個數控專業要所學習的專業知識融合在一起并把它分成若干個模塊,把許多典型的任務分到每個模塊中,特點是將學科整合,然后按知識點分塊進行教學。每一個模塊都有明確的教育目標,并圍繞某一特定內容,整合學生經驗和專業內容,構成相對完整的學習單元,每一個模塊都有對教與學、理論與技能訓練提出要求,每個模塊相對獨立完整,而模塊之間又有一定的內在邏輯聯系。
根據數控技術專業的課程標準來設計和制定數控技術實訓教學的工作任務。以學生就業為導向的課程標準,使學生全部達到中級工技能水平,高職學生達到高級工技能水平。根據課程標準,在行業專家對本專業所涵蓋的崗位進行任務和職業能力分析的基礎上,以工作任務為引領確定各課程的結構,以職業能力為基礎確定各課程的內容,課程內容涵蓋“數控技術工”職業資格能力中的考核模塊。教學實施通過把本課程所要求掌握的基本技能按工作過程分解成若干項目并創設工作情景,借助實訓引入相關的專業知識,倡導學生在“做中學”,在工作過程中加深對專業知識的理解和技能應用,使學生掌握必備的技能和知識,并養成文明生產的習慣,增強學生職業能力拓展的后勁,滿足學生職業生涯發展的需要。其次,圍繞這一總目標,根據工作過程導向,結合工序和工作情境,將工作項目與工作任務進行整合。然后,將任務層層分解。
2.2 采用靈活多樣的教學手段現在職校學生的特點是:知識新、反應快、理論性強,但缺乏實踐性。對于沒有實際操作經驗的學生,讓他們想象出切削加工過程、加工工藝步驟以及最終的形狀,具有相當的難度。因此,教學手段的改革成為歷史的必然。教學手段由掛圖和黑板向幻燈片、投影、電視、CAI和多媒體現代化教學方面發展。特別是多媒體教學,把黑板和掛圖無法形容的直觀性通過視頻展臺,把有形的物體展現在學生面前,有助于學生技能訓練和創新發展。具體可結合計算機的特點,利用計算機,借助相關軟件和仿真加工技術,在計算機上進行編程和模擬演示。學生通過與仿真場景的交互來體驗一種真實感覺,因此能進一步提高操作者的實際工作技能。
2.3 加強校企合作,形成“訂單式”人才培養模式職業教育走校企合作的道路,有利于提高數控人才培養的針對性,實現學校和企業的“雙贏”。企業的需求是職業學校確定數控人才培養目標的根本依據。職業教育只有面向市場,以就業為導向,才會有出路。具體來說,學生在企業所完成的學習任務主要是實踐教學,企業根據自己的需求組織培訓、崗位實習、實施專業綜合實踐訓練等,學生所完成的“專業綜合實踐訓練”題目都是企業生產現場的實際生產任務,并由企業技術人員進行指導和考核,學生經過這樣的訓練,畢業后直接上崗,形成了“訂單式”數控人才培養模式,能很快適應崗位需求。
2.4 加強“雙師型”師資隊伍的建設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加工專業教學質量的基礎。應在加強對學?,F有相關教師進行數控技能強化培訓的同時,可以有計劃地從工廠企業引進一批具有豐富實踐經驗的工程技術人員,積極為他們開展教學素質培訓,幫助他們盡快過好教學關。同時積極選送優秀教師到高校進行師資培訓或下企業進行鍛煉,努力培養和造就一支“雙師型”教師隊伍,為搞好數控技術教育奠定師資基礎。
2.5 加強數控技術實訓基地的建設根據各職業學校的實力,建立一定規模的數控技術實訓基地,應包括數控車床、數控銑床、加工中心、電火花成型機床、電火花線切割機床等加工設備以及數控模擬軟件,在數控實訓中心建設中,應優先滿足教學與培訓要求,用有限的資金合理配置數控加工實訓設備,建議在實訓基地的建設中以小型數控機床為主,適當選用高檔機床。不論選擇小型數控機床還是高檔數控機床,數控系統的選擇非常重要,因為主要的教學工作是圍繞數控系統的功能和操作展開的。因此,對數控系統應要求功能齊全,G、M、T代碼和PLC指令豐富、固定循環和宏指令功能強大,可設置的系統參數、軸參數、補償參數豐富,能支持開環、半閉環和全閉環控制方式,能覆蓋國外主要系統的絕大部分功能。最好能有加工軌跡三維圖形仿真校驗和動態顯示、局域網接口和二次開發與擴展接口,以便學生更好、更方便、更安全的掌握數控編程和操作。
2.6 重視傳統金工實習基地的建設以2009年參加國家級培訓班期間對清華大學機械班的教師做的一次問卷調查所得數據為依據。調查顯示,進行普車實訓的比例高達88%,多安排在第一學年,平均學時6周,最長16周,可見大部分學校對普車實訓都是很重視的。
2.7 建設CAD/CAM實訓中心CAD/CAM是數控技術發展的方向,對學生進行CAD/CAM的教學及實踐培訓是數控技術教學中不可缺少的環節,通過CAM/CAM教學軟件,學生能夠在計算機上進行機械制圖和零件工藝分析,熟練掌握加工編程方法。目前可用于CAD/CAM設計的軟件有CAXA、Master CAM、Pro-Engineer、UG等,學??筛鶕唧w情況合理選擇其中的兩種軟件。
數控技術應用專業課程體系應體現:面向市場和企業需求,靜態與動態相結合,以培養數控技術領域高等技術應用性專門人才為根本任務;以適應社會需要為目標、以培養技術應用能力為主線設計學生的知識、能力、素質結構和培養方案;以“應用”為宗旨和特征構建課程和教學內容體系;以較大比例的實踐教學為手段培養學生的技術應用能力。
參考文獻:
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。
【關鍵詞】高職教育;數控;編程與加工教學;方法
一、加工仿真的具體應用和教學優勢
(一)豐富課堂效果
鑒于數控編程具有很大的抽象性,并且具有不同的數控系統和繁多的編程指令,如果僅僅通過教師傳授,很難達到預期的教學效果??梢圆捎美碚摻Y合實操的教學方式,在理論教授的同時,通過實際操作,便于學生理解,而且也能提升自身的實踐能力。使用仿真軟件的輔助教學可以最大限度地改善傳統理論教學模式的不足,它不僅能夠實現理論知識和軟件模擬操作的有機組合, 在學生進行理論學習的同時,也能夠提升實操能力。
(二)小教學成本和經費消耗
目前,數控設備在國內市場價格還比較貴,一些高職院校鑒于自身教學經費的限制,無法購買大量的設備拓建專業的實訓基地。 而對仿真軟件的輔助采用, 也能在很大程度上降低各項教學成本的損耗。近年來,中國的仿真技術日趨成熟,這些日漸成熟的技術將會被利用到傳統的數控教學培訓活動中。此外,對仿真軟件的輔助利用,不僅最大化降低了各項消耗,也在很大程度上節省了一定的培訓經費。
(三)加大虛擬操作模式提升安全性
對于許多學生來說,由于對機床的操作不當,容易引發各種安全事故,而 NC 仿真系統很好的規避了這個問題。目前,有很多高職院校采用宇龍、Swaro 數控仿真系統。 NC 系統屏幕可以顯示與機床控制面板相同的界面。 動態模擬顯示取代機床的實際操作,避免了由于操作不當引起的安全問題。
二、轉變教授方式,實施項目化教學方法
項目教學方法最重要的特點是以“項目為主線,教師指導,學生為主”,轉變傳統的“老師在上面講,學生在下面聽”的灌輸式教學方法,最大限度的激發學生的學習興趣和主動性。項目法的一般過程主要包括:開發、規劃、實施、評估等各個階段。 對于“數控編程與加工”課程,過程如下:
1.項目選型與設計。 這個階段主要根據學生自身水平、學習的軟硬件環境和具體的需求開始前期的研發。 在這個階段中,學員通過各種渠道收集大量的數據信息,擬定初步的工作目標。
2.項目計劃。 主要具體實施選定項目,合理配置任務。 這個階段的實施首先要將學員分為眾多小組,由每個小組的組員負責一個單獨的項目,初步確定工作目標和項目規劃步驟、培訓需求等,并由每位學員協調完成小組分工的具體任務。這個階段主要包括:數控加工、工藝方案設計等環節。
3.實施階段。 這個階段主要是以學生思考為主,輔以老師指導。 通過學生的思考,總結學習中遇到的問題,培養學生處理問題的能力。在此基礎上,輔之以老師的引導,通過引導促使學員學會選擇合理的思維模式去探索學習的技巧。
4.檢查環節。 這個階段主要對學生的項目完成情況作一個綜合的檢查和評估,并從中找到學生在學習過程中遇到的問題。 這不僅可以彌補差距,還可以實現知識的重新整合。
5.評價階段。 這個階段主要對學生項目進行一個綜合評估,這個評估主要通過老師和學生兩個角度進行評估。自我評估主要是通過彼此交流,學生分析自己項目的利弊點,通過經驗和其他形式進行總結。教師評估是針對學生項目完成情況所作的一個綜合過程,并從中找到問題和不足。 通過評估環節,確保每位學員都能夠及時了解自己的項目完成效果,鼓勵學生繼續保持其自身優勢的同時,改善缺點和不足之處。此外,可以加大以項目教學為模式的數控教學力度,倡導以學員為主的教學模式,通過理論教學和實操教學相結合的教學方法,全面激發每位學員的創造力和學習積極性。
三、調整教學內容,注重理實一體化教學
在信息化迅猛發展的今天,要改變傳統“一張嘴、一本書”的傳統教學模式。 可以通過多媒體進行《數控編程與加工》課程的教學,使教學內容更生動、更形象,并且能夠最大限度地激發學生的學習興趣。 其次,可以選擇多媒體和數控仿真軟件,向學生更直觀地傳授專業知識,不僅會大大提高學生的學習興趣, 使他們感覺數控編程不但易懂、易學,也能大大激發學員學習《數控編程與加工》的濃厚興趣,提高學習效率,達到教學效果。其次,可以為每位學員提供充分的學習條件和時間,提升教學效果。 授課教師通過軟件統一傳播的模式,為每位學員提供一種直觀而清晰的授課方法,讓每位學員都能夠清晰地瀏覽到理論和實操課程。此外,可以加大學員的實操練習,包括:數控車床、銑床和加工中心各個環節的實操習,使每位學員能夠熟練掌握數控機床、加工中心的程序編輯等專業知識,提升學員的操作水平。
四、結語
近年來,我國的加工制造業發展迅猛,面對新技術趨勢和需求,教師要善于利用先進現代化的教學方法,充分調動每位學員的學習興趣和自主性,加強對學員動手實操能的培養。此外,也要大力倡導個性化教學模式,結合數控教學原有課程本身的實用性,采用結合理論和實操相結合的教學方法,為全面培養學生的理論知識和實操能力,為我國數控行業打造一批精干的專業人才隊伍。
參考文獻:
[1]基于項目教學法的數控加工工藝教改實踐與思考[J].劉偉青.湘潮(下半月).2016(06)
[2]基于項目教學法的數控加工工藝教改實踐與思考[J].馮利.教育教學論壇.2016(35)
[3]數控加工仿真軟件在數控實訓中的應用[J].鄒韶明,朱瑞林.湖北函授大學學報.2011(01)
中圖分類號:G434 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9599 (2012) 20-0000-02
隨著計算機技術、信息技術、自動化技術在制造業中的廣泛應用,所形成的先進制造技術日益引起各國的重視,探索一種新型的達到投入少,見效快,培養的學生適應性強,受企業歡迎的教學模式勢在必行。那怎么才能讓學生扎實的掌握知識、使用知識對實踐進行指導呢。我們在教學中發現,把數控模擬軟件用于教學,是解決這一問題的有效途徑。
1 仿真軟件——《數控編程》《數控工藝》課程的應用
1.1 便于校驗程序,有助與學生及時掌握編程要領。數控加工仿真軟件主要用于數控編程與操作這一教學課程。數控編程的教學一般都采用常規的課堂教學。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。教師檢查程序需逐個程序段進行查閱,內容多而十分麻煩,一些書寫格式錯誤也不易查出,而這些問題的解決在實際數控編程中是十分重要的。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利用數控加工仿真軟件模擬加工演示,對程序編寫和書寫的錯誤能直接看出,學生自己即可檢查出程序的錯誤并自行改正,編程與操作的作業可以直接在計算機上完成,學生由被動學習變成主動學習,使學生對這門課程有了濃厚的學習興趣,學生的學習主動性與積極性大為提高。
實訓教學中,較多的授課內容是需要教師進行示范的,教師在機床上進行示范時,往往是十幾位同學圍著一臺機床,很難保證所有的學生能夠聽清、看清,教學效果往往不太理想。而數控加工仿真軟件的互動教學功能使得教師可以在每個學生的屏幕上演示其教學內容,使所有的學生均能清楚地觀看并進行模仿,同時教師也可以在自己屏幕上看到每個學生的操作情況,實時了解教學情況并對學生進行指導。另外,并且利用仿真軟件的考試功能可以及時了解學生的掌握情況。
1.2 彌補實訓教學中的不足。實訓教學是數控教學的重要組成部分。但是數控機床,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,投入大消耗多成本高。像我校實訓基地有數控車床2臺,數控銑床2臺,每一屆模具、機電和數控專業學生人數共300多人,根本無法滿足實訓要求。另外數控機床的系統多,型號多且更新較快,對學校而言是不可能將所有的系統配齊的,我們學校實訓基地采用的是海德曼的數控車床,數控系統是knd的,這樣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,還需一段時間的培訓后才能進行生產。再者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。利用仿真軟件就可以解決這一問題。由于仿真軟件可以模擬實際的加工,可以把學生分成幾批,教師的機床操作講解可以在計算機上利用仿真軟件來實現,大大減少在數控機床設備上的資金投入,也大大減少工件材料和能源的消耗,從而可以降低培訓成本。而且仿真軟件可根據需要選擇相應的機床和系統對學生進行授課,提高學生對不同數控系統及不同數控機床的適應能力,使學生到了工廠后能在最短的時間內融入到生產當中。
1.3 利用仿真軟件實現網絡教學和遠程培訓。隨著社會對數控技能人才需求量的增大,學校的功能不僅僅是培養在校學生,還擔負著社會勞動力的培訓任務。這對學校的硬件條件提出了更高的要求。利用仿真軟件和網絡搭建的平臺,進行遠程教育成為一種新的教學模式。它打破了地域和時間的限制,增加了培訓人員的數量,縮短了培訓的周期。
2 CAXA數控車——《機械制圖》《數控工藝》課程的應用
2.1 有效加強二維繪圖、識圖能力,提高繪圖識圖效率。CAXA數控車軟件提供了CAD模塊。在CAXA數控車XP中,點、直線、圓弧、樣條、組合曲線的曲線繪制或編輯,其功能意義相同,操作方式也一樣。由于不同種類曲線組合的目的不一樣,不同狀態的曲線功能組合也不盡相同
CAXA數控車中,曲線有點、直線、圓弧、樣條、組合曲線等類型。在曲線生成工具條中,大部分曲線功能都有相應的工具按鈕,若應用界面上沒有“曲線生成”工具條,則有兩種方法可以使“曲線工具”條出現:通過對不同命令的編輯方便的完成零件圖的二維繪制。
利用基本曲線繪制功能雖然可以生成復雜的幾何圖形,但卻非常麻煩和浪費時間。如同大多數CAD/CAM軟件一樣,CAXA數控車提供了曲線編輯功能,可有效地提高繪圖速度。其命令包括:曲線裁剪、曲線過渡、曲線的打斷、曲線的組合、曲線的拉伸等。曲線的幾何變換方式包括:平面鏡像、平面旋轉、鏡像、平移、縮放、旋轉和陣列。這些命令不但使二維繪圖更加便捷,同時有效的促使學生認識零件圖紙,使學生在繪圖的同時培養識圖能力,為就業做準備。
2.2 進行加工模擬,實現二維仿真。CAXA數控車提供了多種數控車加工功能,如輪廓粗車、輪廓精車、切槽加工、螺紋加工、鉆孔加工和機床設置等。在二維繪圖基礎上,通過相關命令對零件進行加工。逼真的模擬實踐機床刀具的運動動作。
2.3 通過后之處理生成程序,降低編程難度,快速實現編程。代碼生成就是按照當前機床類型的配置要求,把已經生成的加工軌跡轉化成G代碼數據文件,即CNC數控程序。有了數控程序就可以直接輸入機床進行數控加工代碼反讀就是把生成的G代碼文件反讀出來,生成刀具軌跡,以檢查生成的G代碼的正確性。通過caxa數控車的編程及反讀,不但解決編程困難、不易檢查的問題,同時可以直接載入仿真軟件配合仿真加工,更加有效的進行模擬加工。訓練學生編排工藝的能力。
3 模擬軟件在數控教學中有以下弊端
無論數控仿真軟件還是caxa數控車軟件都是一種模擬實訓加工的應用軟件,它們不可能完全代替實訓教學。它們只是加工過程的模擬而并非真實加工過程,并無法代替學生在真實切削加工的實際感受。比如數控刀具的選用與安裝、刀具的磨削、零件的裝夾等這些必須要自己動手操作。例如我校所采用的vnuc仿真軟件,雖然在軟件中可以選擇不同的工件材料,但是編程時選擇任何切削用量,都可以仿真加工出工件來。因此會出現在仿真軟件上模擬加工正確的程序,應用在實際中有可能出現打刀、加工質量不能保證、生產效率降低等問題。這是一個很重要的問題,在編制程序時必須要考慮清楚,選擇合適的切削用量值。
4 解決
仿真軟件使用只能作為縮短實訓時間,提高實訓效率的一種輔助手段,而不能完全拋開實際機床的實訓內容。必須合理的安排實訓時間,通過實際操作來糾正不足。作為老師必須在開始就要講明白軟件仿真與實際加工的區別、差距等問題,只有把軟件仿真教學與實際加工有機地結合起來,取長補短,才能有效地提高教學效率。
5 結語
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?!稊悼剀嚲幊膛c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。