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關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床 數(shù)控編程 數(shù)值計(jì)算 基點(diǎn)計(jì)算 加工工藝
數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化和集成化生產(chǎn)的技術(shù)底層平臺(tái),它是提升產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率必不可少的物質(zhì)手段,也是國(guó)防現(xiàn)代化的重要戰(zhàn)略保證。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展,數(shù)控機(jī)床的使用正越來(lái)越普遍,而數(shù)控機(jī)床的使用和維護(hù)都需要專門的技術(shù)人員來(lái)進(jìn)行,因而需要大批懂得數(shù)控編程和數(shù)控機(jī)床加工的工程技術(shù)人員。
數(shù)控機(jī)床教學(xué)包括數(shù)控加工過(guò)程中有關(guān)工藝分析、數(shù)值計(jì)算、基本編程功能指令等,數(shù)控編程是一門對(duì)學(xué)生科學(xué)思維要求很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課,這當(dāng)中數(shù)控編程特別重要,其中的數(shù)值計(jì)算牽涉到學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí),特別是基點(diǎn)計(jì)算,計(jì)算量大、復(fù)雜,對(duì)中等職業(yè)學(xué)校學(xué)生來(lái)說(shuō)有些困難,必須要有一種簡(jiǎn)便、明了的方法才行。經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的摸索、研究,將有關(guān)常用基點(diǎn)計(jì)算歸納為十分簡(jiǎn)捷的數(shù)值計(jì)算方法。教學(xué)實(shí)踐證明,這些方法學(xué)生能很快掌握,且計(jì)算過(guò)程迅速準(zhǔn)確,出錯(cuò)率低。
基點(diǎn)是指各幾何元素間的聯(lián)結(jié)點(diǎn)。而直線與圓弧是構(gòu)成零件輪廓的最基本的幾何元素。與直線或圓相關(guān)的基點(diǎn)計(jì)算,包括直線與直線相交、直線與圓相交或相切、圓與圓相交或相切,以上基點(diǎn)計(jì)算通常均需采用聯(lián)立方程求解的方法完成,而作為二次曲線的圓方程,聯(lián)立求解則過(guò)程甚繁。改進(jìn)的方法是,若能利用幾何元素間的三角函數(shù)關(guān)系,則可避免求解聯(lián)立方程。為了確定幾何元素間的三角關(guān)系,學(xué)生必須先正確作圖,處理過(guò)程很繁。這樣就產(chǎn)生了以下要說(shuō)明的簡(jiǎn)便計(jì)算方法,學(xué)生用計(jì)算器即可迅速完成計(jì)算。類型分別介紹如下:
類型1.直線與圓相切求切點(diǎn)坐標(biāo)
相對(duì)于“±”符號(hào)前點(diǎn)坐標(biāo)位置確定的。所有計(jì)算均假設(shè)水平軸為軸且向右為正,垂直軸為y軸且向上為正。后面各類型計(jì)算中,正、負(fù)號(hào)判斷與此方法全同,故不再說(shuō)明。
類型2.直線與圓相交求交點(diǎn)坐標(biāo)
類型3.兩圓相交求交點(diǎn)坐標(biāo)
對(duì)于哪一點(diǎn)計(jì)算。
有關(guān)數(shù)值計(jì)算方面,還包括非圓曲線節(jié)點(diǎn)計(jì)算與列表曲線節(jié)點(diǎn)計(jì)算,通常只能采用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算完成或直接使用自動(dòng)編程軟件。隨著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展和信息集成的需要,從單機(jī)CAD/CAM到FMC、FMS以及CIMS,無(wú)不對(duì)數(shù)控機(jī)床起著基石的作用,特別是CAM的使用,將使數(shù)控機(jī)床的技術(shù)更上一個(gè)臺(tái)階。我們?cè)谑煜ち藬?shù)控機(jī)床的單機(jī)使用后,MASTER CAM軟件的使用可使我們對(duì)數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用有一個(gè)質(zhì)的飛躍。
數(shù)控編程在數(shù)控機(jī)床學(xué)習(xí)中較為重點(diǎn),數(shù)控編程實(shí)踐性很強(qiáng),除了讓學(xué)生掌握一些數(shù)控編程代碼(語(yǔ)言)外,要通過(guò)實(shí)際操作來(lái)加強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)。它也牽涉到其它相關(guān)專業(yè)知識(shí),如數(shù)控機(jī)床的組成、特點(diǎn)、工作原理、代碼、加工工藝、測(cè)量技術(shù)、編程知識(shí)及機(jī)械制圖知識(shí)等。學(xué)生首先應(yīng)能看懂圖紙,會(huì)根據(jù)圖紙分析出零件的特點(diǎn)及技術(shù)要求。更重要的是制定加工工藝,如果加工工藝不正確,加工出的工件誤差會(huì)增大,甚至?xí)?bào)廢,所以要注意培養(yǎng)學(xué)生在這方面的能力。
要重視讓學(xué)生學(xué)習(xí)普通機(jī)床操作并掌握加工工藝。因?yàn)槠胀C(jī)床的加工是數(shù)控機(jī)床加工的基礎(chǔ),普通機(jī)床工藝技能的掌握對(duì)數(shù)控技術(shù)的掌握有很大的促進(jìn)和幫助作用。筆者在教學(xué)實(shí)踐中就深有體會(huì):凡是普通車工技能掌握好的學(xué)生,在數(shù)控加工的編程和操作中會(huì)有明顯的優(yōu)勢(shì)。比如在數(shù)控車床上加工螺紋,加工時(shí)一些具體的工藝問(wèn)題、技術(shù)技巧問(wèn)題,目前研制的數(shù)控系統(tǒng)還沒(méi)有“考慮”得那么細(xì)致,也不可能面面俱到,這此問(wèn)題可通過(guò)加工人員在編程中處理解決。加工人員在編程時(shí),必須把自己的一些加工經(jīng)驗(yàn)融會(huì)到加工程序中去,才能比較妥善地、合理地解決這系列的問(wèn)題。如果對(duì)普通機(jī)床操科不好的學(xué)生,直接到數(shù)控機(jī)床上車削螺紋,就會(huì)因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)不足而出現(xiàn)很大的問(wèn)題。因此要重視傳統(tǒng)金工的基本技能訓(xùn)練。過(guò)分重視數(shù)控編程操科與理論而忽視傳統(tǒng)金工實(shí)習(xí)的做法是不科學(xué)的,將會(huì)直接影響數(shù)控加工專業(yè)學(xué)生的綜合能力。
在掌握零件加工工藝后,熟悉數(shù)控編程指令的基礎(chǔ)上,可先讓學(xué)生自己制定加工步驟,然后找出幾個(gè)典型,進(jìn)行討論、分析,讓學(xué)生提出優(yōu)點(diǎn)及不足,然后教師再綜合這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)提出一個(gè)合理的加工步驟。這種方法效果很好,能培養(yǎng)學(xué)生的思維能力及分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。同時(shí)也能加深學(xué)生對(duì)這個(gè)工藝的正確理解。教師指導(dǎo)學(xué)生裝夾工件,指明欲加工的內(nèi)容和將要使用的刀具,用單步運(yùn)行的方式逐段運(yùn)行程序,可收到事半功倍的效果。
參考文獻(xiàn):
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一、存在的問(wèn)題
對(duì)與實(shí)訓(xùn)的學(xué)生而言,在短時(shí)間內(nèi)要掌握基本的編程和操作的技能是有一定難度的,在數(shù)控機(jī)床的實(shí)訓(xùn)期間,存在的問(wèn)題首先就是技校學(xué)生的基礎(chǔ)差,在進(jìn)入技工教育學(xué)習(xí)之前,學(xué)生都是停留在初中或高中書本知識(shí)的學(xué)習(xí)上,對(duì)于理工類,尤其是機(jī)械專業(yè)真正要求動(dòng)手的練習(xí)接觸甚少。
首先,就是學(xué)生是參差不齊的。在實(shí)訓(xùn)期間,進(jìn)行的統(tǒng)一的大班教學(xué),由于學(xué)生的接收程度的差異,接收速度的不同,所以教師在進(jìn)行教學(xué)的時(shí)候不能統(tǒng)籌兼顧到每個(gè)學(xué)生的情況,導(dǎo)致學(xué)生的接受不明朗,在進(jìn)行實(shí)時(shí)操練的時(shí)候出現(xiàn)一系列的問(wèn)題,不能達(dá)到預(yù)期的實(shí)踐的目的。
其次,就是現(xiàn)今學(xué)生大都缺乏創(chuàng)新思維,在實(shí)訓(xùn)的時(shí)候以接受老師的教學(xué)為主,沒(méi)有自己的思考。老師教學(xué)是從最簡(jiǎn)單的面板操作開始,每個(gè)步驟都板書在黑板上,學(xué)生就筆記逐句的模仿來(lái)編寫程序,沒(méi)有搞懂原理,也沒(méi)有自己的理解,這樣會(huì)在短時(shí)間內(nèi)忘掉,達(dá)不到教學(xué)的目的。還有就是教學(xué)以應(yīng)試教育為主,在教師的教育過(guò)程中,都是以學(xué)生最后能夠得到的分?jǐn)?shù)為主要的目的,并且學(xué)生能夠考試及格就好了,并不考慮其背后所要求的創(chuàng)新能力。
二、針對(duì)于問(wèn)題的教學(xué)方案的改革措施
1.采用“一分三”的教學(xué)方法
由于一個(gè)班級(jí)學(xué)生的人數(shù)較多,在教學(xué)過(guò)程中造成了老師不能很好地掌握每個(gè)同學(xué)的接受程度,所以可以將學(xué)生分為三部分:第一部分由理論編程的老師帶領(lǐng),在教室進(jìn)行小班的編程教學(xué),使每個(gè)同學(xué)有機(jī)會(huì)向老師提問(wèn),在老師在黑板上寫下了例題的編程的答案時(shí),不是一味地去抄襲,而是理解。讓每一個(gè)學(xué)生自己編一個(gè)程序,甚至讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)圖紙自己編程,然后單獨(dú)指導(dǎo)他們進(jìn)行程序的修改,并在此過(guò)程中得到學(xué)生獨(dú)立的創(chuàng)新能力的鍛煉。第二部分進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助編程的學(xué)習(xí),熟悉各個(gè)編程指令代表的是什么含義,如G54、G01、G02等,在進(jìn)行編程時(shí)所需要注意的操作規(guī)則,采用實(shí)體教學(xué)的方法,使學(xué)生形象地接收各個(gè)書上抽象的知識(shí)點(diǎn)。在這部分教學(xué)中,提起了學(xué)生的興趣,對(duì)于初次接觸到數(shù)控機(jī)器的學(xué)生來(lái)說(shuō)這無(wú)疑一個(gè)很好的機(jī)會(huì),所以他們都會(huì)很認(rèn)真地學(xué)習(xí),并且是小班的教學(xué)所以每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)在老師的指導(dǎo)下親自操作機(jī)器,了解操作的要領(lǐng),并熟練地掌握。第三部分進(jìn)行的是機(jī)床的操作,機(jī)床的操作包括選刀、裝刀、對(duì)刀、加工等操作,這些都是有一定的技術(shù)性要求,并且都帶有一定的危險(xiǎn)性的。在手動(dòng)對(duì)刀的時(shí)候,刀具和工具的位置的要求一定要對(duì)準(zhǔn),并且是在對(duì)好刀之后才開始進(jìn)行自動(dòng)加工,所以對(duì)的位置要準(zhǔn),否則會(huì)有危險(xiǎn)發(fā)生。在三個(gè)部分中,這個(gè)部分要求的動(dòng)手能力是最強(qiáng)的,在這個(gè)部分學(xué)生的高度參與都將使得他們對(duì)于數(shù)控機(jī)床的工作原理有著很好的理解,并學(xué)習(xí)到掌握到以后的工作中所需要的最基本的操作要求。
2.采用先慢后快的教學(xué)速度
針對(duì)于不同層次的學(xué)生的存在,以及學(xué)生是第一次接觸到數(shù)控和機(jī)械。在有了一定的識(shí)圖基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)之后,學(xué)生對(duì)于各種視圖有了一定的了解,但在一開始接觸到零件的加工的時(shí)候還需要老師從最基本的知識(shí)和操作開始給他們教學(xué)。數(shù)控機(jī)床可謂是機(jī)床中的高端機(jī)械,在此之前可以適當(dāng)?shù)仄占捌胀C(jī)床的知識(shí)。在一開始的入門知識(shí)教授好了之后,可以適當(dāng)?shù)靥岣呓虒W(xué)速度,針對(duì)于第一點(diǎn)的分組教學(xué),可以考慮到將接受能力強(qiáng)的學(xué)生安排在一個(gè)組,將接受能力稍弱的學(xué)生安排在另一個(gè)組。在教學(xué)時(shí)主要先將接受快的組帶動(dòng)起來(lái),再讓這組同學(xué)輔助老師帶動(dòng)其他組同學(xué)一起學(xué)習(xí)。這樣可以充分的資源優(yōu)化配置,可以在快組中多進(jìn)行知識(shí)的拓展和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),而對(duì)于稍慢的組則注重基礎(chǔ)的扎實(shí),這樣快慢相結(jié)合,先慢后快的教學(xué)方案有利于針對(duì)于實(shí)際情況的分析,因人而異地施教。
3.注意應(yīng)試和素質(zhì)教育的結(jié)合,著重于學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)
在21世紀(jì),最主要的就是創(chuàng)新。而教師營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍,以充分鼓勵(lì)和信任的態(tài)度支持學(xué)生們新奇的想法,激發(fā)他們的創(chuàng)作熱情,使他們多思多問(wèn),敢于質(zhì)疑??梢栽诮虒W(xué)過(guò)程中,采用啟發(fā)式、關(guān)聯(lián)式、討論式、逆向式等教學(xué)方法,再用好的語(yǔ)言進(jìn)行教學(xué)。在編寫程序的時(shí)候,可以給學(xué)生一個(gè)想象的空間,不給定零件的具體形狀,而只是大概的功用,讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)零件的形狀,然后再自己編程,交由教師審核,看是否有可行性,并加以指正。在編程課上可以讓老師寫一個(gè)程序,而后讓學(xué)生就這個(gè)程序畫出零件的形狀,而后讓同學(xué)進(jìn)行實(shí)地操作,加工出自己設(shè)計(jì)的零件和老師編程的零件,觀察其準(zhǔn)確性,而后進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。
關(guān)于應(yīng)試教育,在這個(gè)大的時(shí)代背景下是不可避免的。但是,素質(zhì)教育應(yīng)該占據(jù)主體地位,在創(chuàng)新性的培養(yǎng)過(guò)程中就是素質(zhì)教育的要求,但是應(yīng)試教育又在其中得以實(shí)行,所以對(duì)于數(shù)控機(jī)床的實(shí)訓(xùn)教學(xué)可以采用二者結(jié)合,以創(chuàng)新思維培養(yǎng)為主的教育方式。
三、總結(jié)
數(shù)控機(jī)床在機(jī)械加工中占據(jù)的地位使得技校學(xué)生的實(shí)訓(xùn)教學(xué)應(yīng)該要充分給以重視,而又針對(duì)于現(xiàn)行的教學(xué)方案所帶有的固有缺陷充分地認(rèn)識(shí)并進(jìn)行改革。在教學(xué)背景下,著重于素質(zhì)教育,能夠看到教學(xué)中的學(xué)生的現(xiàn)狀和彼此之間的差異,而后采用分組教學(xué),教學(xué)時(shí)先慢后快,充分利用資源。教師在教學(xué)過(guò)程中給學(xué)生足夠的空間來(lái)思考,提出問(wèn)題,真正地掌握數(shù)控機(jī)床的操作技巧。
參考文獻(xiàn):
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\[3\]基于數(shù)控對(duì)刀的項(xiàng)目教學(xué)法研究.中國(guó)科技縱橫,2009,(12).
【基金項(xiàng)目】本文系浙江省高等職業(yè)教育研究會(huì)項(xiàng)目“資源節(jié)約型數(shù)控實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)思路與設(shè)計(jì)”(編號(hào):浙高職[2015]10號(hào))的研究成果。
中圖分類號(hào):G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-0568(2017)26-0048-02
機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè),關(guān)系到一個(gè)國(guó)家的綜合國(guó)力,現(xiàn)代制造業(yè)正在發(fā)生巨大變化,我國(guó)有著巨大的市場(chǎng)潛力和勞動(dòng)力資源,并日益成為全世界機(jī)械制造業(yè)中心,數(shù)控技術(shù)應(yīng)用在這種形勢(shì)下當(dāng)大有可為。作為浙江省乃至全國(guó)領(lǐng)先的制造業(yè)大區(qū),杭州市蕭山區(qū)工業(yè)經(jīng)濟(jì)總量一直占杭州市的1/3左右。隨著傳統(tǒng)制造業(yè)制約因素不斷增加,如何打造工業(yè)“升級(jí)版”成為擺在蕭山這個(gè)工業(yè)大區(qū)面前的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。面對(duì)轉(zhuǎn)型“陣痛”,蕭山區(qū)委、區(qū)政府提出,將把蕭山區(qū)建成國(guó)際制造業(yè)基地,走新型工業(yè)化道路,這些新形勢(shì)對(duì)技術(shù)技能型、知識(shí)技能型、復(fù)合技能型等新型的各類人才在數(shù)量與質(zhì)量上提出了新的要求。我院位于蕭山大江東地區(qū),和區(qū)域內(nèi)許多制造企業(yè)有著良好的合作關(guān)系,在機(jī)械加工和制造業(yè)面臨挑戰(zhàn)同時(shí),也給我院數(shù)控技術(shù)人才培養(yǎng)提供了不可多得的發(fā)展機(jī)遇。
一、現(xiàn)狀分析
在數(shù)控技術(shù)人才培養(yǎng)過(guò)程中,主要通過(guò)創(chuàng)新教學(xué)環(huán)境,擴(kuò)大校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)室和實(shí)訓(xùn)基地建設(shè),完善實(shí)訓(xùn)設(shè)備數(shù)量和教學(xué)質(zhì)量,突出技能訓(xùn)練在教學(xué)中的重要作用,重視教學(xué)環(huán)境與企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)相對(duì)接。因此基于生產(chǎn)型普通機(jī)床、數(shù)控機(jī)床構(gòu)建數(shù)控實(shí)訓(xùn)基地已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)的廣泛共識(shí),生產(chǎn)型機(jī)床優(yōu)勢(shì)是與工業(yè)接軌,剛性強(qiáng),性能可靠,效率高。構(gòu)建模擬化工廠式的實(shí)訓(xùn)基地,適于實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn),便于就業(yè)。
但是生產(chǎn)型機(jī)床劣勢(shì)是場(chǎng)地占用大、設(shè)備昂貴、耗電耗材多、設(shè)備封閉。許多院學(xué)?,F(xiàn)狀是以下幾個(gè)方面:①投資大,許多學(xué)校買不起足夠數(shù)量的設(shè)備;②運(yùn)行費(fèi)用高,買得起但用不起;③安全隱患大,學(xué)校承受的壓力大;④資源浪費(fèi)嚴(yán)重。
如何在資金投入不足的情況下培養(yǎng)出高素質(zhì)的數(shù)控人才,解決數(shù)控機(jī)床數(shù)目不足、場(chǎng)地不足、運(yùn)行費(fèi)用不足,是我們需要解決的問(wèn)題。
二、資源節(jié)約型數(shù)控實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)構(gòu)想
在資源節(jié)約型數(shù)控實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)思路上,前人主要以日常建設(shè)和管理時(shí)節(jié)約材料、降低實(shí)訓(xùn)成本為主,而我們的設(shè)想是以下兩點(diǎn):(1)引入小型數(shù)控機(jī)床;(2)引入小型普通機(jī)床。通過(guò)小型機(jī)床與工業(yè)機(jī)床的優(yōu)化組合,可以在同樣的資金投入下確保設(shè)備臺(tái)套數(shù)成倍增加,在同樣的實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所可以放入更多的實(shí)訓(xùn)機(jī)床。將小型機(jī)床引進(jìn)教室,構(gòu)建立體化教室,能夠大大提高實(shí)訓(xùn)時(shí)間和學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
三、資源節(jié)約型數(shù)控實(shí)訓(xùn)基地思路與設(shè)計(jì)
1. 實(shí)訓(xùn)基地設(shè)計(jì)
目前,我們的數(shù)控理實(shí)一體化教室一般是將教室放在數(shù)控機(jī)床、普通機(jī)床實(shí)訓(xùn)室邊上,或者直接將教室置于實(shí)訓(xùn)室內(nèi)。在學(xué)習(xí)過(guò)程中,一般是先進(jìn)行理論部分的講解,再到機(jī)床上進(jìn)行教師的示范操作與學(xué)生的實(shí)際操作與加工。這種教學(xué)模式存在幾個(gè)問(wèn)題,一是在進(jìn)行理論部分講解時(shí)仍然是脫離機(jī)床,對(duì)于我們的高職學(xué)生來(lái)說(shuō),有些時(shí)候理論講解時(shí)間過(guò)長(zhǎng),內(nèi)容過(guò)于枯燥和抽象,他們的注意力大都仍然喜歡集中在操作示范上;二是在操作示范的時(shí)候一個(gè)老師示范,幾十多個(gè)學(xué)生要觀看,真正能觀察到的只有靠近教師的幾位學(xué)生,所以對(duì)于大部分同學(xué)來(lái)說(shuō)比較能集中注意力的觀察學(xué)習(xí)也容易缺失,那么有時(shí)候老師會(huì)進(jìn)行分批或者多次示范,導(dǎo)致教學(xué)效率低下;三是設(shè)備少,一個(gè)班的學(xué)生需要分組輪流進(jìn)行,根據(jù)實(shí)際設(shè)備數(shù)量多少,每組至少四五人以上,一般操作過(guò)程中兩人會(huì)互相監(jiān)督與學(xué)習(xí),剩下的同學(xué)就會(huì)閑著,導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率低下;四是從整個(gè)教學(xué)內(nèi)容上來(lái)說(shuō),有些項(xiàng)目并不需要很大的生產(chǎn)設(shè)備,比如初始的設(shè)備面板操作、入門的簡(jiǎn)易零件加工、與前面零件有對(duì)比工藝內(nèi)容不大的零件加工等,會(huì)造成教學(xué)效率低和實(shí)際材料消耗的浪費(fèi)。
因此,如何高效地開展教學(xué)做一體化的數(shù)控類專業(yè)課程改革,有效解決教學(xué)效率低、材料消耗大、場(chǎng)地占用大,教學(xué)效果差等問(wèn)題,是我們建設(shè)資源節(jié)約型數(shù)控實(shí)訓(xùn)基地的目的。我們的設(shè)計(jì)是,將小型數(shù)控機(jī)床、普通機(jī)床引進(jìn)教室構(gòu)建立體化教室,微型或小型數(shù)控機(jī)床體型小但仍然具有金屬件包括鋼件的加工能力,但每臺(tái)設(shè)備的費(fèi)用比工業(yè)機(jī)床低幾倍,因此可以在同樣的投入下購(gòu)置更多數(shù)量的數(shù)控機(jī)床。用小型機(jī)床形成專業(yè)的理實(shí)一體化教室,學(xué)生和老師都在微型或小型數(shù)控機(jī)床前進(jìn)行理論知識(shí)的講解,老師和學(xué)生可以隨時(shí)地親密接觸機(jī)床,能有效并長(zhǎng)期地吸引學(xué)生的注意力;同時(shí)注重生產(chǎn)實(shí)際,與原有的擁有工業(yè)機(jī)床的實(shí)訓(xùn)車間相結(jié)合,進(jìn)行相應(yīng)的項(xiàng)目操作。大致的實(shí)訓(xùn)室方案如圖1所示。
2. 實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革
在此資源下,我們可以采取以下措施。
(1)在機(jī)械制造基礎(chǔ)專業(yè)課程中引入普通小型機(jī)床,大大提高對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握。在數(shù)控編程、工藝訓(xùn)練、機(jī)床加工、機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配等內(nèi)容中全部融入“實(shí)操”;大大提高全體學(xué)生的實(shí)訓(xùn)時(shí)間。
(2)能比較有條件的從原理驗(yàn)證、工藝訓(xùn)練、加工實(shí)訓(xùn)等多角度開展訓(xùn)練。
(3)在數(shù)控類課程教學(xué)中提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣??梢蕴岣邔?shí)訓(xùn)時(shí)間、減少理論教學(xué)時(shí)間;進(jìn)行相關(guān)教學(xué)項(xiàng)目改革,提高項(xiàng)目的趣味性。
(4)進(jìn)行多學(xué)科的融合發(fā)展,使學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)掌握足夠的理論知識(shí)和較高的技能
3. 預(yù)期效果
我們希望通過(guò)建設(shè)資源節(jié)約型數(shù)控實(shí)訓(xùn)基地,能夠?qū)崿F(xiàn)以下效果。
(1)提高數(shù)控設(shè)備的數(shù)量,豐富設(shè)備類型;減少學(xué)生空閑時(shí)間,提高教學(xué)效率
(2)減少材料的消耗,大大降低實(shí)訓(xùn)成本
(3)結(jié)合資源節(jié)約型數(shù)控實(shí)訓(xùn)基地,開發(fā)新的的教學(xué)做一體化教學(xué)資源,注重專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能和職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng),開展豐富的、趣味性很強(qiáng)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。
參考文獻(xiàn):
一、課堂教學(xué)和實(shí)習(xí)教學(xué)分開的弊端
一是理論和實(shí)習(xí)教學(xué)不在同一場(chǎng)所,教學(xué)課題在時(shí)間上很難同步,出現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容脫節(jié)、學(xué)生早學(xué)易忘等現(xiàn)象;二是理論和實(shí)習(xí)教師不由一人擔(dān)任,學(xué)生不能將理論和設(shè)備的操作過(guò)程緊密有機(jī)結(jié)合,教學(xué)質(zhì)量及教學(xué)效果差;三是理論教學(xué)方式單一,造成學(xué)生難學(xué)、難懂,甚至厭學(xué);四是課程實(shí)踐性強(qiáng),理論教學(xué)時(shí)不能進(jìn)行示范性操作指導(dǎo),也不能動(dòng)手演示。例如,理論教師在黑板上講授車刀的對(duì)刀方法和程序子菜單時(shí),學(xué)生就很難接受和理解;五是理論教學(xué)和實(shí)習(xí)教學(xué)的數(shù)控操作系統(tǒng)不統(tǒng)一。
二、一體化教學(xué)的必要性
一體化教學(xué)是由同一位教師承擔(dān),在教學(xué)場(chǎng)地、教學(xué)內(nèi)容、專業(yè)理論教學(xué)與實(shí)踐技能訓(xùn)練上融為一體,更好地將理論與實(shí)訓(xùn)有機(jī)的結(jié)合起來(lái),提高教學(xué)效果。例如,在講授編程指令(G00、G03、M03、F50與F200差別等)時(shí),邊演示邊講授,學(xué)生一目了然,很快就掌握了常用的編程指令。因此,理論實(shí)習(xí)操作一體化是必要的,是目前提高學(xué)生技能的必然趨勢(shì)。
三、一體化教學(xué)的可行性
一體化教學(xué)對(duì)教師提出了更新更高的要求,教師必須是雙師型。在目前的情況下,大多數(shù)學(xué)校都創(chuàng)造了條件,具有一定的可行性:一是我校對(duì)數(shù)控設(shè)備投入較大,配備了數(shù)控車床、加工中心、線切割、數(shù)控銑床,在設(shè)備的數(shù)量和實(shí)習(xí)工位上基本可以滿足教學(xué)需要。二是經(jīng)過(guò)引進(jìn)和培養(yǎng),擁有了一批數(shù)控專職教師,在師資力量上符合要求,可以勝任一體化教學(xué)。
四、一體化教學(xué)重點(diǎn)環(huán)節(jié)安排
1.理論與實(shí)習(xí)時(shí)間安排
在一體化教師比較緊張的情況下,可由一位教師任2個(gè)班級(jí)二門專業(yè)課程,但應(yīng)該安排2個(gè)班級(jí)同時(shí)實(shí)習(xí),1個(gè)班級(jí)進(jìn)行普通車床實(shí)習(xí),另1個(gè)班級(jí)進(jìn)行數(shù)控車床實(shí)習(xí),解決教學(xué)時(shí)間上的矛盾。
2.《車工工藝學(xué)》和普通車床教學(xué)安排
(1)要求學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際,掌握一定的普通車床操作技能,基本達(dá)到中級(jí)車工水平,積累了刀具刃磨、切削用量及操作技能等方面的經(jīng)驗(yàn),為數(shù)控實(shí)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
(2)一體化教學(xué)重點(diǎn):車削入門及基本原理,車床操作、刀具的角度與刃磨、工件的校正和測(cè)量練習(xí),車削外圓、端面、階臺(tái)和鉆孔,普通機(jī)床一級(jí)保養(yǎng),切斷和車溝槽,車削圓錐面,鉆、鏜、鉸圓柱(錐)形,復(fù)合作業(yè),車削螺紋。
3.《數(shù)控車床編程與操作》與數(shù)控實(shí)習(xí)教學(xué)安排
(1)一體化教學(xué)要求:數(shù)控仿真教學(xué)軟件講授編程方法與技能,掌握西門子、廣州數(shù)控等數(shù)控車床操作系統(tǒng),重點(diǎn)是掌握華中世紀(jì)星、法那克操作系統(tǒng)、編程指令和操作方法,能獨(dú)立編程并完成較復(fù)雜零件的加工。
(2)一體化教學(xué)重點(diǎn):數(shù)控加工原理和基本知識(shí),數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)講解與見(jiàn)習(xí)、各系統(tǒng)對(duì)刀原理,編程指令講解與實(shí)訓(xùn),各系統(tǒng)面板的熟悉,對(duì)刀方法及一般軸類、套類、盤類零件的編程加工(實(shí)訓(xùn)操作)。
關(guān)鍵詞: 數(shù)控機(jī)床 一體化教學(xué) 實(shí)踐與研究
一、引言
隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展,數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用已經(jīng)日趨普及,現(xiàn)代裝備制造業(yè)普遍采用數(shù)控技術(shù)。隨著數(shù)控機(jī)床的大量使用,社會(huì)急需大量掌握現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床編程、操作、維修的技能型人才。數(shù)控機(jī)床是數(shù)控專業(yè)一項(xiàng)非常重要的課程,這門課主要培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,而現(xiàn)有的教材很難貼近學(xué)生在生產(chǎn)實(shí)踐中的需求。實(shí)行一體化教學(xué)可以充分利用現(xiàn)代教育技術(shù),將理論、實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)等教學(xué)內(nèi)容一體化設(shè)置,講授、聽課與實(shí)習(xí)操作等教學(xué)形式一體化實(shí)施,教室、實(shí)驗(yàn)室與實(shí)習(xí)場(chǎng)地等教學(xué)條件一體化配置,知識(shí)、技能與素質(zhì)等職業(yè)要求一體化訓(xùn)練,從而很好地解決生產(chǎn)與教學(xué)相互不關(guān)慣的問(wèn)題。
我校從2002年起開設(shè)數(shù)控專業(yè),當(dāng)初設(shè)備極其簡(jiǎn)陋,隨著新校區(qū)的建設(shè),我們添置機(jī)械設(shè)備,特別是數(shù)控機(jī)床,現(xiàn)在有數(shù)控車床5臺(tái)、數(shù)控加工中心1臺(tái)、數(shù)控銑床2臺(tái)、數(shù)控線切割1臺(tái)、電火花加工機(jī)床1臺(tái)及相關(guān)模具。這已不能滿足當(dāng)前的需要社會(huì)科技的發(fā)展越來(lái)越快,校企合作的趨勢(shì)越來(lái)越顯得重要,而現(xiàn)在的教學(xué)模式已不能滿足當(dāng)前的需要,所以需要建立一種與企業(yè)相適應(yīng)的教學(xué)方式方法。
二、一體化教學(xué)方法
一體化教學(xué)是學(xué)習(xí)借鑒德國(guó)雙元制、國(guó)際勞工組織MES等教學(xué)模式,結(jié)合中國(guó)職業(yè)能力建設(shè)的實(shí)際,形成的具有中國(guó)特色教育教學(xué)模式。探究性學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、建構(gòu)主義等學(xué)習(xí)理論是一體化教學(xué)模式的理論基礎(chǔ),一體化教學(xué)模式是探究性學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、建構(gòu)主義等學(xué)習(xí)理論在教育教學(xué)實(shí)踐中的具體運(yùn)用,是國(guó)外職業(yè)教育本土化的結(jié)晶。
具體來(lái)說(shuō),一體化教學(xué)是一種融知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)教育于一體的全新教學(xué)模式。以“能力本位”為指導(dǎo),將理論教學(xué)與實(shí)習(xí)訓(xùn)練有機(jī)結(jié)合在一起,理論實(shí)踐一體化教學(xué)法,該教學(xué)法打破了理論課、實(shí)驗(yàn)課和實(shí)訓(xùn)課的界限,將課程的理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué),生產(chǎn)、技術(shù)服務(wù)融于一體,教學(xué)環(huán)節(jié)相對(duì)集中,由同一教師主講,教學(xué)場(chǎng)所直接安排在實(shí)訓(xùn)車間,師生雙方邊教、邊學(xué)、邊做,理論和實(shí)踐交替進(jìn)行,直觀和抽象交錯(cuò)出現(xiàn),沒(méi)有固定的先實(shí)踐后理論或先理論后實(shí)踐,而是“理中有實(shí),實(shí)中有理”。突出學(xué)生動(dòng)手能力和專業(yè)技能的培養(yǎng),充分調(diào)動(dòng)和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)內(nèi)容上,將理論知識(shí)與實(shí)習(xí)訓(xùn)練合二為一、組成新的模塊進(jìn)行教學(xué)。
三、一體化教學(xué)的流程
一體化教學(xué)應(yīng)當(dāng)按照一定的操作程序進(jìn)行,盡管專業(yè)和學(xué)科的不同,在操作細(xì)節(jié)方面存在著一定的差異,但總體上具有一定的共性,即具備基本通用的操作流程。一般的,一體化教學(xué)應(yīng)遵循以下流程進(jìn)行。
1.課前準(zhǔn)備
一體化教學(xué)的課前準(zhǔn)備至關(guān)重要,涉及到教學(xué)的順利開展,并影響教學(xué)任務(wù)的完成,是區(qū)別于傳統(tǒng)的學(xué)科教學(xué)的關(guān)鍵。課前準(zhǔn)備包括以下幾個(gè)方面。
(1)在開課前一個(gè)月要編制出科學(xué)合理的教學(xué)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)教學(xué)管理部門研究,報(bào)請(qǐng)主管教學(xué)的校領(lǐng)導(dǎo)及有關(guān)部門批準(zhǔn)后付諸實(shí)施。
(2)根據(jù)班級(jí)學(xué)生數(shù)、實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地及設(shè)備設(shè)施情況,由一體化教師確定教學(xué)組織形式。
(3)在開課前兩周,由一體化任課老師制定出符合實(shí)際的材料、工具等需求計(jì)劃,提前報(bào)批,并將教學(xué)所需材料、工量具等在開課前準(zhǔn)備完畢。
(4)一體化教學(xué)組要按執(zhí)行課題標(biāo)準(zhǔn),在開課前一周編制出課題化教案。
2.課業(yè)傳授
一體化教學(xué)的知識(shí)及技能傳授,是將理論和實(shí)踐融為一體的學(xué)知長(zhǎng)技過(guò)程。因此,在教學(xué)過(guò)程中,教師應(yīng)始終保持“理論與實(shí)踐一體化”的思維,始終遵循“講練結(jié)合”原則,在教學(xué)方法、手段的選擇上必須兼顧理論知識(shí)和實(shí)踐操作的有機(jī)統(tǒng)一,注重強(qiáng)化技能、技巧的形成。對(duì)于每一次課,都要遵循以下教學(xué)環(huán)節(jié)。
(1)組織教學(xué)。一體化教學(xué)是在一體化教室進(jìn)行的,與傳統(tǒng)學(xué)科教學(xué)相比,具有空間大、松散性、隨機(jī)性等特點(diǎn)。因此,在教學(xué)過(guò)程中,按照課堂化標(biāo)準(zhǔn)組織教學(xué)尤其重要。沒(méi)有良好的環(huán)境和紀(jì)律,教學(xué)就不能順利地進(jìn)行,教學(xué)任務(wù)也很難完成。組織教學(xué)分為課前組織教學(xué)、課中組織教學(xué),以及課程結(jié)束后組織教學(xué)??傊?,組織教學(xué)必須貫穿于一體化教學(xué)過(guò)程的始終。
(2)入門指導(dǎo)。每一個(gè)課題或子課題開始授課時(shí),教師根據(jù)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和課題化教案的要求對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。在這個(gè)環(huán)節(jié)中,教師不僅要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)指導(dǎo)實(shí)踐,而且要講解操作要領(lǐng)和操作要求。其內(nèi)容包括:檢查復(fù)習(xí)、講解新課、范例演示、操作訓(xùn)練等部分。
(3)巡回指導(dǎo)。巡回指導(dǎo)是教師在對(duì)課題講解與示范的基礎(chǔ)上,對(duì)學(xué)生練習(xí)鞏固知識(shí)、實(shí)做訓(xùn)練過(guò)程的有計(jì)劃、有目的、有針對(duì)性地全面檢查和指導(dǎo),通過(guò)指導(dǎo),使學(xué)生的技術(shù)水平不斷提高。一體化教學(xué)的實(shí)訓(xùn)階段應(yīng)特別重視巡回指導(dǎo),這一階段主要任務(wù)是檢查指導(dǎo)學(xué)生的操作姿勢(shì)和操作方法,安全文明生產(chǎn)及作品質(zhì)量。
(4)課程收束。課程收束一般也稱為結(jié)束指導(dǎo)。是課題結(jié)束或一日課程結(jié)束時(shí),教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)或訓(xùn)練過(guò)程中各方面的表現(xiàn)進(jìn)行定量或定性的評(píng)價(jià)指導(dǎo),也是課題小結(jié)或一體化教學(xué)的階段性總結(jié)。
3.綜合訓(xùn)練
進(jìn)行綜合訓(xùn)練時(shí),有時(shí)對(duì)典型工件的工藝分析要講得多一些,不做演示操作或只做關(guān)鍵部分的演示;對(duì)獨(dú)立操作訓(xùn)練,一般是啟發(fā)學(xué)生自編工藝,自己研究探討應(yīng)注意的問(wèn)題,再由教師重點(diǎn)點(diǎn)撥即可。
一體化教學(xué)課業(yè)傳授的三個(gè)環(huán)節(jié),緊密聯(lián)系,相輔相成。教師應(yīng)當(dāng)根據(jù)課題的具體特點(diǎn),合理設(shè)計(jì)每一教學(xué)環(huán)節(jié),遵從教學(xué)規(guī)律,努力提高教學(xué)質(zhì)量。
四、結(jié)語(yǔ)
一體化教學(xué)的方法使教學(xué)效果和教學(xué)的綜合能力有了明顯的提高,也使課堂教學(xué)更加豐富,既突出操作技能實(shí)訓(xùn),又符合學(xué)生實(shí)際特點(diǎn)。由于講授內(nèi)容針對(duì)性強(qiáng),學(xué)生可以一邊學(xué)習(xí),一邊進(jìn)行實(shí)習(xí)操作,增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解和記憶,又能讓教師在教學(xué)的過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,并能及時(shí)靈活地加以解決。
同時(shí),一體化教學(xué)對(duì)教師也提出了更高的要求,既要有一定的理論知識(shí),又要有熟練的操作技能,提高了教師的綜合能力,在很大的程度上促進(jìn)了學(xué)校加強(qiáng)“雙師型”教師的培養(yǎng),逐步完善了實(shí)習(xí)工位與設(shè)備的配備。
參考文獻(xiàn):
[1]王蓓.一體化教學(xué)模式探討.西北職教,2008.4.
[2]蔡林.一體化教學(xué)方法在數(shù)控專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用.今日科苑,2009.16.
數(shù)控機(jī)床論文 數(shù)控加工論文 數(shù)控技術(shù)論文 數(shù)控技術(shù) 數(shù)控論文 數(shù)控技術(shù)專業(yè) 數(shù)控機(jī)床知識(shí) 數(shù)控實(shí)訓(xùn)報(bào)告 數(shù)控編程論文 數(shù)控專業(yè)論文 紀(jì)律教育問(wèn)題 新時(shí)代教育價(jià)值觀