發布時間:2022-06-08 06:38:43
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的數控銑床實訓總結樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
(上海工商信息學校上海201700)
摘要:基于工作過程的理實一體化教學,避免了傳統教學理論與實踐分離的弊病,充分體現了現代職業教育課程改革的先進理念。筆者對中等職業學校數控專業的“數控銑床加工”課程展開理實一體化教學探索和實踐,旨在以真實的產品為教學載體,整合相應的知識、技能和態度,提升學生的職業技能和職業素養,同時深化校企合作,推進教師“雙師”素質的提高。
關鍵詞 :工作過程;理實一體化教學;數控銑床加工;實施過程;實施策略
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2014)02-0099-03
在上海新一輪職業教育課程改革的背景下,我校數控專業從2006年開始,打破學科邊界,整合知識和技能,進行了學習領域型課程的設計和開發。2010年,數控專業開始進行基于工作過程的理實一體化教學探索和實踐。
筆者經過近兩年的實踐和研究,在“數控銑床加工”課堂教學中,嘗試為學生創設真實的工作情境,以典型的、真實的產品作為教學載體,按照工作過程設計學生的學習活動,采用理實一體化的教學方式,提高學生的職業技能和職業素養。
基于工作過程的理實一體化教學的理論依據
根據不來梅大學技術與教育研究所以勞耐爾(Rauner)教授為首的職業教育學專家的研究,所謂工作過程是“在企業里為完成一件工作任務并獲得工作成果而進行的一個完整的工作程序”,“是一個綜合的、時刻處于運動狀態但結構相對固定的系統”。所以,工作過程的意義在于“一個職業之所以能夠成為一個職業,是因為它具有特殊的工作過程,即在工作的方式、內容、方法、組織以及工具的歷史發展方面有它自身的獨到之處”。
理實一體化教學的理論依據來自建構主義學習理論。在職業教育中,它表現為將專業知識、專業技能以及對學生的職業素養的培養進行合理整合,融為一體。理實一體化的教學為學生營造了一種“職業角色”的情境,符合當代中等職業學校學生的學習特點。
基于工作過程的理實一體化教學的教學過程
基于工作過程的理實一體化教學就是使學生由被動學習轉為主動學習,在教學中采取以學生為中心、按照工作過程對課堂教學內容進行序化,將學習領域細化成具體的學習情境進行教學的過程。具體可分為以下幾個過程:導人情境,明確任務分析任務實施任務評價任務總結任務。整個過程,遵循產品生產加工的過程,也就是遵循數控技術人員從工藝分析、程序編制、零件加工、到零件檢測的工作過程。現以筆者2012年參加上海市中職校第六屆教學法改革交流評優活動的課堂教學過程為例展開論述。
導人情境,明確任務 “數控銑床機床實訓項目3:學校數控實訓中心接到學校某校企合作公司型號為EDS-210A的殼體下端蓋的數控銑削加工的訂單。(接單的半成品尺寸為64x50xl0)具體零件圖如圖1所示,請同學們制定工藝,完成零件的單件加工和批量生產。”這樣,在此階段明確任務的同時,也為學生創設了真實的工作情境,有效地激發了學生的學習興趣和責任心。
分析任務在分析任務階段,教師結合上海市《數控技術應用專業教學標準》、上海市職業技能鑒定數控銑工中級工(四級)的要求、學校所在區域的數控企業用工需求調研,充分考慮學生的認知水平、技能水平,結合三維教學目標的要求,提出以下教學目標:(1)知識目標:進一步理解刀具半徑補償在數控銑床輪廓加工中的作用。(2)技能目標:能熟練利用刀具半徑補償控制零件內、外輪廓尺寸精度;能利用百分表測量加工深度:能修改程序控制深度方向尺寸精度。(3)情感目標:培養質量意識,體會數控加工中精益求精的精神,提升職業素養。同時,根據“最近發展區”的原理,結合學生知識和技能水平,提供“如何修改刀補來控制尺寸精度”的flash動畫和“利用百分表測量深度”的視頻等學習資源,保證學生能順利實施任務。
實施任務實施任務階段,學生分組制定工藝,編制并校驗程序,進入零件單件加工階段。教師巡回指導,對操作中有困難的小組提供幫助,必要時現場演示,并注意發現學生操作過程中的共性問題和個性問題,提煉有效教學資源。同時,教師要及時引導學生充分關注操作規范和安全,培養學生良好的職業素養。
評價任務在評價任務階段,將企業用于質量檢驗的《QCI程表》(如表1所示)引入教學中,學生擔任質檢員,組內互相檢測。教師巡視、抽檢,了解學生完成情況。教師引導學生借助《工作過程自評表》(如表2所示)反思自己的工作過程是否做到了規范操作和安全操作,建立過程性評價與結果性評價并重的評價體系,努力提高學生的職業素養。
總結任務各學生小組對零件的完成情況進行反饋。教師引導學生結合自己的操作過程,總結這節課學到的內容,分享在操作過程中的經驗,并對生產加工的單件生產和批量生產做適當拓展,使所有學生的能力都得到提升。
基于工作過程的理實一體化教學的實施策略
選用真實產品作為教學載體,按照產品的加工過程設計學生的學習過程,在實戰狀態下,對學生展開知識和技能訓練在“數控銑床加工”這門課程中,筆者結合上海市《數控技術應用專業教學標準》、上海市職業技能鑒定數控銑工中級工(四級)的要求、區域數控企業的用工需求調研結果,充分考慮學生的認知水平、技能水平,共選用了7個真實的產品作為教學載體,形成了涵蓋數控銑床中級工(四級)水平的,難度呈現螺旋上升的產品加工案例集。例如,鋁制上套(WN-TXG-A-06)的數控銑削加工、鑄鐵真空泵中壁的數控銑削加工、EDS-210A殼體下端蓋的數控銑削加工等。為了解決生產與教學之間的矛盾,提高教學的針對性,在不影響產品加工工藝和產品質量的前提下,對有些零件的尺寸精度進行了項目設計,以便能讓學生在實戰狀態下,更好地掌握技能、理解知識。
按照工作過程系統化理念編寫校本講義、準備教學資源,更好地服務于學生的學和教師的教數控教研組的教師嘗試按照工作過程系統化的理念,梳理校企合作的資料和經驗,選擇合適的產品形成加工案例,按照產品加工流程重構教學內容,校企合作開發校本講義《數控銑床加工案例集》和配套教學資源庫(操作視頻、PPT、電子教案、學生實訓手冊等等),更好地服務于學生的學和教師的教。
改變傳統評價方法,積極引入企業質量評價方式,結果性、過程性評價并重將企業用于質量控制的《QC工程表》作為檢驗學生操作結果的評價方式,讓制造類企業注重質量的企業文化深入學生心中。用《工作過程自評表》引導學生關注自己的工作習慣、工作態度和工作紀律,提升學生的職業素養。
實訓設備、理實一體化教室的配合使用,相得益彰上課的場所選在學校數控實訓中心數控銑床加工區域,旁邊配有交互式智能電子平板的一體化教室,為基于工作過程的理實一體化教學實訓提供了條件。
教學效果分析
經過兩年的教學實踐,基于工作過程的理實一體化教學在“數控銑床加工”課程教學中取得很令人滿意的成效。
搭建了教師和企業技術人員的交流平臺.校企合作趨勢良好基于工作過程的理實一體化教學,從產品案例的選擇、知識和技能的整合到引入企業質量評價方式的過程,始終存在學校教師和企業技術人員的深入合作。企業在參與合作的過程中,也對這種教學方式下培養的學生寄予較高的希望,使校企合作呈現良好的發展趨勢。
提高了學生學習的積極性和主動性,教學效果良好兩年來,數控銑床中級工職業技能鑒定通過率一直超過市平均通過率20個百分點左右。學生的技能水平和職業素養有較大提升,實習期間能很快適應企業的實際工作環境,解決實際問題的能力也有很大提高。
激發了教師專業發展的熱情,“雙師型”水平不斷提高基于工作過程的理實一體化教學.需要教師既能實際操作,又能理論講授,對教師的要求提高很多,這也激發了教師專業發展的熱情。同時,與企業行業專家、一線工程師交流研討的過程也提升了教師的“雙師”素質水平。
一、師生共同強化安全責任
無論是對學生還是實訓老師,安全責任都應放在首位。在實訓教學中,師生都應嚴格遵守數控機床安全操作規程,把安全教育貫穿于實訓過程的每一個環節,包括每一個實訓課題、每一個操作機床的人。特別是對于少數平時學習態度不夠端正、有些自由散漫的學生,實訓中要特別對其進行耐心細致的安全教育,方可上崗操作
機床。
下面以FANUC 0i立式數控銑床為例進行說明。
二、數控銑床安全操作要點
1.開機回參考點
開機前應檢查壓縮空氣壓力和機床各處的油是否在規定范圍內,開機后必須要回參考點以建立機床坐標系。但回參考點時,應注意機床停留位置,X、Y、Z各坐標軸應大概處于中間位置,如果太靠近參考點,回參考點時很容易造成超程。因此,如果太靠近參考點應先將機床手動操作到中間位置再回參考點,回參考點時最好養成應先回Z向的習慣,可避免有時機床上裝有過高的工件而撞刀。
2.充分熟悉數控銑床面板及性能
實訓時教師第一次講解完機床基本操作后,應給予每一個學生充分的時間去操作機床,熟悉數控銑床各坐標軸的正負方向,熟悉機床操作面板上的各按鈕及其功能和系統操作面板上的各按鈕及其功能。在接下來的對刀環節上才能夠避免因為不熟悉正負方向而造成的撞壞對刀工具或刀具;熟悉機床操作面板可避免因為不熟悉造成的誤操作。例如,“空運行”,如果在自動加工時忘了將此按鈕關掉,結果就會出現撞刀的情況。
3.建立正確的工件坐標系
工件坐標系以G54~G59指令建立,正確的建立工件坐標系是安全加工的保障,工件較簡單時一般都只采用第一工件坐標系G54,因為G54是開機默認指令,不會因為初始化時沒有輸入而產生差錯。對刀建立工件坐標系后,應對工件坐標系的正確性進行檢查。可以在MDI方式下PROG頁面輸入如下指令:
G90 G54 G94 G40 G49 G17 G21;
G00 X0 Y0;
G43 G01 Z50 F600 H_;
并運行此程序。
其目的是將刀具移動至工件坐標系原點上方50mm處,從而驗證工件坐標系是否正確。
三、正確的程序編制
加工程序的正確性是保證機床安全和加工出合格零件的前提。首先,理論課要細致講解程序編制的方法,如程序的開始部分一般采用固定的格式:
G90 G54 G94 G40 G49 G17 G21;
G00 X_ Y_;
G43 G01 Z_ F800 H_;
M3 S_;
…
以上程序,在剛開始練習時,為了保證安全,Z方向下刀至安全平面時也應采用G01指令降低速度。
除此之外,教師還應教授學生保證程序正確的方法。第一,自查,編完程序后對程序進行檢查,修正錯誤。第二,互查,根據班級學習情況找出班級學習成績較好的同學,來做檢查程序檢查的檢驗員。第三,采用仿真軟件仿真加工驗證程序的正確性。第四,輸入機床后,還要仔細檢查程序是否有輸入錯誤,如果是采用數據線傳送方式只檢查有沒有傳送錯誤,如果沒有采用計算機仿真驗證,也可以利用機床的圖形功能檢查程序,一般是采用“機床鎖定”或“Z軸鎖定”的方法,使移動部件被鎖定或Z軸位移鎖定。在這里特別要注意,如果使用“機床鎖定”或“Z軸鎖定”的方法,在解除鎖定后必須重新回機床參考點,否則會造成因機床坐標系丟失而撞刀。除了使用“機床鎖定”功能外,還可以利用機床的工件原點偏移功能,對工件坐標系進行偏移。在“OFFSET SETTING”功能頁面下,選擇“工件系”,“EXT”坐標系中將Z0改為Z100,即將原工件坐標系向Z正方向平移100mm,此時直接將程序運行,即便程序中X、Y圖形有錯,也可以避免撞刀的發生。程序修改至完全正確后,方可進行銑削加工。
四、程序運行前檢查
首次運行的程序,除了上一步的程序檢查外,還應檢查以下各處:第一,檢查EXT坐標中各值是否清為0(有時加工預留的值除外);第二,檢查當前所用刀具的長度補償和半徑補償值是否正確;第三,機床鎖定或Z軸是否鎖定,特別注意如果前面有鎖定一定要手動回參考點后才能運行程序;第四,將主軸倍率調整到100%,將進給倍率調整到較小值如10%~30%,程序運行后視運行情況再慢慢調高進給倍率至合理值。
一、《數控銑削實訓與考級》項目教材的開發
數控銑工是數控專業核心課程之一。配套教材《數控銑削實訓與考級》以就業為導向,以職業能力為本位、以職業實踐為主線、以項目訓練為主體的原則進行編寫,借鑒國內外職業教育先進教學模式,突出項目教學,課程內容參照數控銑工國家職業標準,成系列按課題展開,考評標準具體明確,直觀實用,可操作性強。它把提高學生的職業能力放在突出的位置,加強實踐性教學環節,使學生成為企業生產服務一線迫切需要的高素質勞動者。
該課程將每個項目分解成工藝分析、數控編程、數控銑床操作和零件加工等若干個任務,有利于學生在任務驅動下,自主學習、自我實踐,也有利于教師組織教學。本課程第一模塊為數控銑工中級技能訓練,第二模塊為數控銑工高級技能訓練。第一模塊15個項目,第二模塊20個項目。各校可根據具體情況選擇符合中高級數控銑工國家標準的項目進行訓練。
通過該課程的學習及實訓,學生能掌握如下的知識和技能:編制較復雜零件數控銑工工藝;掌握數控銑工的編程知識與操作規程,會編制數控銑工的一般程序;學會選用刀、夾具,學會測量并進行誤差補償;熟練掌握CAD/CAM軟件的應用技術,根據零件圖樣進行三維建模和運用CAD/CAM軟件自動編程及后置處理;具有良好的工作習慣,較強的產量和質量意識,樹立學生間、師生間團結協作的精神;通過第一模塊15個項目和第二模塊20個項目的訓練,通過技能鑒定考核,取得數控銑工中、高級職業資格證書。
二、《數控銑削實訓與考級》內容結構舉例
第一模塊:數控銑工中級技能訓練項目14:綜合加工訓練二
任務1:工藝分析及處理。零件圖樣分析、工藝分析、工件裝夾、切削用量選擇
任務2:程序編制。手工或自動編程
任務3:機床操作。對刀設定工作坐標系、程序模擬與調試、工件加工、在線測量
任務4:質量檢測和評分。按數控銑工國家職業標準要求檢測
三、項目課程教學中的問題
1.項目課程如何組織實施?
組織實施項目教學的一般步驟:選擇確定項目名稱與內容要求―設計項目任務書―組織項目學習小組,各項目小組接受任務并在教師輔導教學后組織討論分工―學習、搜集、整理與項目相關的知識和信息―制訂制作方案―教師點評并組織修改完善方案―組織實施方案(項目制作)―項目總結并展示相應成果―師生評價交流、提高相關能力與水平。
在教學過程中要改革傳統的教學模式,建議采用理實一體教學法和項目教學法進行。要發揮分層教學、小組合作學習、學生自主學習的優勢,提高教學效益和學生獨立操作能力。
項目教學法是一種師生通過共同實施一個完整“項目”工作而進行的教學活動,是將一個相對獨立的項目,從信息收集、方案設計、項目實施到最終評價,由學生在教師的主持下以小組合作工作形式自行組織完成的。學生通過該項目的進行,了解并把握整個過程及每一環節中的基本要求。采用項目教學法,能將某一教學課題的理論知識和實踐技能結合在一起,有利于培養學生分析問題、解決問題的綜合能力,而小組分工形式則有利于培養學生的團隊合作精神。
本課程重點在數控編程和零件加工上,數控編程方面建議結合仿真模擬軟件采用理論實踐一體化進行教學,零件加工方面宜采用項目教學法進行訓練。本課程的難點在工藝分析上,建議采用小組合作學習加以克服。
2.如何評價?
實施項目教學能有效貫徹“以學生為中心,在做中學”和“以能力為本位,在評價中學習”的現代職教理念。重視學習過程評價,強化綜合實踐能力考核,力求能充分反映學生不同智能類型和水平。采用觀測、現場操作、工件制作、提交實踐報告、作品評價、自評、第三者評價、小組組長評價等多種方法對學生進行評價,最后由教師作出綜合評定。
經過第一模塊的實訓后,參加中級技能鑒定考核,取得中級職業資格證書。經過第二模塊的實訓后,參加高級技能鑒定考核,取得高級職業資格證書。
3.師資、設備如何配置?
按每學期兩個班,每班45名學生配置,每班配置2位專業教師,一主一輔。數控銑床或加工中心8至10臺。AutoCAD網絡版45個節點一套;CAXA制造工程師等網絡版45個節點一套。數控銑工模擬軟件網絡版45個節點一套。CAD/CAM機房一個,計算機50臺(建網)。
四、項目課程教學中的體會
1.教師在項目教學設計時應做到五個“突破”。
突破45分鐘授課制,推出項目教學專用實驗實訓周;突破單一學科、單一教時教學設計的傳統,推出跨學科綜合項目或單元教學內容綜合設計制作項目;突破學習場所的限制,學生可根據需要在實訓室等不同場地進行自主性學習、研討和制作;突破教學方法的單一性,加強交流研討、資料檢索收集、社會調研、現場參觀學習等職業能力的培養和指導;突破任務的單一性,選用項目可由n個工作任務組成,在任務驅動下,合作完成某一項目的制作。
《數控技術》是全日制普通工科高校機電專業必修的一門專業課程,其教學內容包括數控機床的組成和工作原理,數控編程和加工,數控機床的故障診斷和維修等。數控技術是利用數字信息對機床設備空間運動坐標實現控制,其集機械、電子、自動控制、計算機技術為一體,使得數控技術課程在教學中較為抽象、復雜,從實用和操作的角度看,其教學實施也必然對課程實驗(實踐)環節提出較高要求,使該課程具有鮮明的實踐性特點[1]。在目前我國作為世界制造基地的背景下,數控類技術人才大量需求,包括數控機床制造,數控加工等行業。目前,數控技術人才培養有兩個層次,一個高職類院校,主要培養實用型的數控加工人才;一個為普通高校數控技術方向,培養更高層次數控技術人才。受教學培養計劃限制,我校數控技術課程教學采用理論教學和課內實驗的教學模式,其中課內實驗 6 個學時,課時偏少,實驗設備偏少,導致學生實踐教學效果不好,對數控技術理解不透徹,動手能力不強的問題。因此,如何解決數控技術實踐工程動手能力,更好學習理解數控技術這門應用型較強的課程,是需要解決的問題。結合我校的教學改革計劃和存在問題,近年來在機電專業數控技術課程改革中,注重對實踐教學環節進行了較大幅度的改革,加大實踐教學課時,采用分層設置實踐教學環節,通過采用課內實驗,綜合實訓和開放選修三個層次實踐教學環節結合,全面培養學生的實踐動手能力,解決問題的能力和團隊協作能力。
2.實踐教學體系改革實施
在我校機電專業教學計劃中,數控技術課程為《數控技術》(32 學時)以及課內實驗等實踐性環節,它們在該專業系列課程中占有重要的位置,也是培養學生程素質和創新能力的一個重要載體。因此,在本課程教學改革中,遵循 “注重基礎知識,以培養實踐能力、綜合應用知識能力、創造能、在實踐中主動獲取知識的能力為主要目的”的指導思想[3,4],在數控技術實踐教學改革中體現了分層次、循序漸進的特點,涉及到課內實驗、綜合實訓、開放選修實驗等多個階段。
2.1 課內實驗項目設置在該層次的實踐教學環節項目設置中,主要目的是增加學生的感性認識,以直觀認知為主,不強調學生的動手能力。因此,設置了《數控機床認知實驗》《數控車床編程實驗》和《數控插補實驗》等三個課內是項目,共 6 個學時。《數控機床認知實驗》利用本校機械工程實驗中心已有的數控車床、數控銑床、數控加工中心等數控機床,以教師結合實物講解為主,使學生了解數控機床的各個組成部分,工作原理等基本知識。《數控車床編程實驗》以教師講解演示為主,使學生了解數控編程加工的基本知識。《數控插補實驗》以專門開發的插補實驗軟件演示為主,使學生了解數控插補原理。課內實驗結合理論課程教學進度,分組進行,實驗類型有演示實驗和驗證實驗,注重基礎性知識的實踐訓練。
2.2 綜合實訓項目設置在該層次的實踐教學環節項目設置中,主要目的是鍛煉學生的實踐動手能力,利用所學理論知識運用到實踐中的能力,鞏固和拓展課程知識,培養學生綜合分析問題的能力以及動手能力。因此,數控技術實訓內容按模塊化劃分,強調循序漸進,相關訓練針對性強,應用性強,設置《數控加工仿真實訓》《數控加工實訓》《數控安裝調試實訓》三個實訓項目,共計 3 周。在《數控加工仿真實訓》項目設置中,考慮到由于高校的持續擴招學生人數大增,而實驗設備-數控機床屬于高技術、高附加值產品,其機床本體和控制系統品類繁多,價格高昂,一般數控車或銑床單價約十萬到二三十萬,加工中心則動輒幾十萬甚至數百萬。如果數控課程的實驗、實訓環節完全依賴數控機床,則需大量數控機床,投入巨大、消耗多、成本貴、實驗風險高,學校將無力組織實踐教學[2]。近年來,市場上出現了基于虛擬現實技術開發的數控加工仿真系統,實驗者可在此計算機系統平臺上實現演示、分析數控加工從零件設計圖到加工程序調試直至動態切削演示的全過程,包括毛坯定義、夾具刀具定義與選用,零件基準測量和設置,數控程序輸入、編輯和調試等,甚至具有工件的三維測量功能;能夠仿真 Fanuc 、Siemens 、PA 8000、三菱、大森數控、華中數控和廣州數控等主流系統,提供數控車床、數控銑床、加工中心等各種機床面板;面向數控加工技術初學者,具有強大的數控知識呈現功能,具有用于輔助教學的各種模塊設置。學生通過軟件模擬仿真基本上可解決學生熟悉機床控制面板及數控系統操作等問題,具有使用成本低廉、安全性高、方便輔助授課等特點。因此,根據學校實際情況,設置了《數控加工仿真實訓》實訓項目,實訓時間 1 周,為此采購了宇龍數控加工仿真系統。通過仿真實訓,可使每一個學生單獨使用一臺計算機進行數控編程、操作和加工全過程的模擬訓練。《數控加工實訓》項目,實訓時間 1 周,實訓內容包括數控車床和數控銑床兩種數控機床的編程加工。安排在學生完成《數控加工仿真實訓》項目之后,此時,學生在進行《數控加工仿真實訓》項目時已經把要加工的零件程序編程完成,并在在加工仿真系統中仿真運行,檢驗了程序的正確性。這樣,在實際的機床上完成典型零件的編程加工操作時,可以節約大量占用機床時間,解決了設備不足的問題。《數控安裝調試實訓》項目,實訓時間 1 周,實訓內容包括數控系統的連接、調試(包括參數保護、回參考點、絲杠螺距誤差補償、伺服驅動單元調試、PLC 編程)和故障診斷(包括機床故障模擬與診斷、主軸變頻單元的故障診斷)等實訓內容。通過該項目實訓,使學生能掌握數控機床安裝調試方面和數控故障診斷方面的能力。為了開展這個實訓內容,已有設備不能滿足要求,為此采購了南京日上自動化設備有限公司開發的數控實訓設備,來完成這些實訓內容。在本層次的實踐教學項目設置中,根據學校實際情況,通過軟件仿真實訓和實際機床操作實訓結合的方式,用有限的資金,解決了設備不足的問題,使每個學生在這個環節能得到充分的動手鍛煉的機會。通過學生單獨使用軟件仿真加工,鍛煉獨立操作的能力;同時,通過數控加工實訓和安裝調試實訓的分組操作,培養學生團隊合作完成任務和解決問題的能力。
2.3 開放選修實驗項目設置
在該層次的實踐教學環節項目設置中,主要目的是培養學生的在數控機床設計開發方面的創新能力。目前,開發式數控系統的出現,為數控機床(數控系統)的設計開發提供了一種方便的途徑。因此,在這本環節設計了《開放式數控系統開發》的開發選修實驗,利用固高公司開發的基于運動控制卡的二維開放式數控平臺,學生可以在上面定制自己的數控系統。本環節時數 32 學時,運行模式為開發選修實驗,針對部分對數控技術有興趣的學生選擇。可在此基礎上組織學生參與大學生科技創新計劃項目。
3.總結
[關鍵詞]生本教育;數控加工技術;課型
數控加工技術課程是中職數控技術應用和模具專業的主干專業課程。其教學任務是引導學生了解數控機床和各種刀具,掌握數控機床的基本編程方法,規范正確地使用刃磨刀具,實施典型零件的數控加工工藝,擬定簡單零件的數控加工工藝規程,從而培養學生的初步形成數控加工技術的專業能力和職業能力。可見,數控加工技術是一門理論與實際緊密結合的課程,教學過程中必須要突出學生學習的主體性和實踐性的特點。但是,在數控加工技術教學的課堂上卻相去甚遠,教師主要采取講授法組織教學,忽視了學生的主體作用,沒有形成良好的教學生態,教學有效性比較差。為此,在參與中國教師發展基金會“十二五”重點課題“中職生本教育課堂教學研究”的實驗研究中,筆者構建基于生本教育的數控加工技術課型,優化了課堂教學結構,也提高了教學的有效性。
1基于生本教育的數控加工技術教學
生本教育是郭思樂教授提出的全新的教育理念。生本教育從兒童的生命意義出發,把為學生的好學而設計的教育定義為生本教育。生本教育堅持一切為了學生,高度尊重學生,全面依靠學生,實現由傳統教育向生本教育的轉變,實現學生積極、主動、活潑、健康地發展。增城市職業技術學校(以下簡稱“學校”)從2006年開始實施生本教育,有力地推動了課程改革,課堂教學面貌煥然一新。我們以生本教育為指導,優化了數控加工技術教學,提高學生學習的自主性和教學的有效性。生本教育認為:兒童起點非零,人擁有其自身發展的全部憑借,具有與生俱來的語言的、思維的、學習的、創造的本能。兒童是天生的學習者,他們的潛能無限,是最重要的學習資源。因此,在數控加工技術教學中,我們不是向學生灌輸數控加工的知識和加工方法,而是引導學生積極主動地去探究知識和方法,自己發現(案例)。由此可見,實施生本教育有利于突出學生學習的主體性。生本教育關注學生的學習,關注學生的成長過程。數控加工技術是以機電設備加工工藝知識為基礎,融金屬切削加工刀具知識、機床知識、工裝夾具等知識為一體,與現代制造生產技術聯系密切的一門專業核心課程。其最顯著的特點就是實踐性。但是由于設備、場室的限制,很多教師都把這門課程在黑板上操作,在課堂上講授,忽視了課程本身具有實踐性的特點。與之相反,生本教育則強調要先做后學,以學定教。在生本教育的課堂上,教師要引導學生“先做”,即到實操場的真實情境中去,感受數控加工工藝,體驗現代加工技術。在此基礎上在,引導學生“后學”,談實踐的感受,談自學的發現,在學生之間知識的碰撞中完成學習任務,提高專業能力和職業能力。實施生本教育有利于凸顯課程的實踐性。
2基于生本教育的數控加工技術課型及結構
課型是課堂教學最具有操作性的教學結構和程序。基于生本教育的數控加工技術課型是我們在實施生本教育開展有效教學活動中,以生本教育理論和有效教學理念為指導,在長期課堂教學實踐的基礎上構建的。它具有三個突出的特點。首先,充分體現了中職學生的學習規律。在教學設計和實施中,堅持課堂教學高度尊重學生,全面依靠學生,發揮學生的學習主體作用,讓學生真正成為學習的主人。其次,要充分體現現代教學理念,堅持先做后學先學后教,要優化課堂結構,使課的結構符合中職學生的認知規律。再次,教學過程要關注學生的心理體驗和思維發展,突出學生的感受與體驗,突出學生自主的實踐活動,使教學過程成為知識與技能的形成過程和學生的成長過程。基于生本教育的數控加工技術課型的結構為:前置作用—小組研討—課堂研討—評價總結。2.1前置作業。前置作業是指在上課之前教師布置給學生的學習任務。前置作業在生本教育的課堂上具有兩個重要作業。其一,前置作業具有引導學生自主學習的作用。由于數控加工技術的理論比較抽象,學生普遍感到比較難懂,學習興趣不高。教師可以設計學生喜歡的能夠接受的前置作業,引導學生提前自主學習。其二,前置作業具有創設學習情境的作用。教師通過前置作業把抽象的復雜的難懂的數控技術問題變成具體簡單容易可操作的實際問題,使學生可以人人參與,可以感受。前置作業要適合學生的接受能力,盡量少講理論,多講用途,給學生實踐動手的機會,激發學生的學習熱情。設計前置作業要做到簡單、根本、開放,適合課程特點,適合中職學生的認知規律。2.2小組學習。小組學習是該課型的常態。《國務院關于基礎教育改革與發展的決定》強調要“鼓勵合作學習,促進學生之間的相互交流共同發展,促進師生教學相長。”小組學習強調學生之間的互動,注重學生之間的互相幫助,共同研究問題。小組學習要按照前置作業的任務進行,首先每個學生介紹自己的學習成果,然后共同研究解決自主學習未能解決的問題,最后共同評價各自的學習成果,選擇最佳成果作為小組的學習成果,準備在全班交流。此階段不是由教師直接告訴學生應當如何去解決面臨的問題,而是由學生之間共同溝通,查閱資料,分配任務,分析存在的困難和解決的方法。教師向學生提供專業的意見和線索。需要什么資料,如何分配任務,存在哪些難點以及如何解決都由學生完成。強調發展學生的自主、合作學習。教師在這一環節中是顧問、技術指導的角色,作簡單的歸納和指導。2.3課堂討論。如果說小組學習是集中小組每個學生的力量去完成前置任務,那么課堂討論則是通過小組集體展示學習成果的形式引起更加強烈的思維碰撞,獲得知識和技能,鍛煉思維的廣闊性、深刻性、敏捷性。在教學過程中,可以采用“技術展示”和“作品展示”來讓學生展示學習成果。“技術展示”是每個小組輪流在全班學生面前展示本小組在崗位的技能,“作品展示”反映了學生掌握知識的程度以及本小組的成品。一個小組展示完以后,其他小組可以進行提問和交流,甚至爭論,以求獲得更準確地解答以及更簡便的方法。2.4評價總結。評價總結是課型的最后一個環節,主要任務是對前面自主學習和合作學習的過程和結果進行分析總結和評價。在任務完成后,要組織了全體學生在一起及時進行總結評價,以促進學生的進一步發展。可以采取師生互動辦法,問答的形式總結知識、技能、技術以及學習方法和學習感受。也可以采取考核的辦法檢驗學生在完成任務過程中是否掌握該任務的技能,能否靈活應用此技能,評價學生自主和協作學習能力作及時的評價。也可以組織小組集體反思,找到完成任務過程中的不足,找出新的解決問題的方案。比如數控銑床操作課學生銑削的粗糙度不夠好,可以通過點評讓他們領悟加工參數的設定,并且在下一次加工時不會出現類似的問題,從而保證加工的精度,提高學生的專業技能。
3基于生本教育的數控加工技術課型案例
下面以課題“典型水晶眼的銑削加工”為例介紹課型的操作。“水晶眼銑削加工”是數控銑床中心和加工操作與編程技能訓練中復雜零件加工的主要教學內容,是對前面所有章節內容的綜合運用,也是學生以后學數控加工的重要基礎[1]。教學對象是2015模具1班的學生,共50人。教學地點為數控銑床實訓中心。要求學生按照如下水晶眼零件圖的要求進行生產加工。3.1布置作業學生分成6人1組。要完成本次項目,學生需要做完以下幾個方面的工作。任務1:分析零件圖,制訂加工工藝方案。這個任務可以提高學生的讀圖識圖能力,考核學生對加工工藝、刀具切削量等相關知識的掌握程度,更能體現小組合作的團隊精神。任務2:根據加工工藝方案,編寫相應的加工程序。在編寫程序過程中,可以加強學生對指令功能的掌握和運用程度,思考程序的合理性和可行性。任務3:利用仿真軟件檢驗程序,模擬加工。仿真軟件可以幫助學生自查程序,提高程序的可行性。任務4:運用車間的設備對零件圖進行加工,得出產品。學生在這個任務中可以自主合理地操作車床,使用量具進行測量,控制精度,有效地提高了他們的動手操作能力以及操作的規范性。3.2小組學習通過學生小組之間的討論,分析零件圖。這是一個曲面挖槽銑削水晶眼零件,先去除最大外形以外材料(橢圓外),再去除模型曲面(R145曲面)材料,再去除槽(SR12)材料,最后精加工到尺寸。外形銑削,曲面粗加工平行銑削,曲面粗加工挖曹,曲面精加工平行銑削。再后置處理設置加工零件材料,選擇刀具及設置刀具參數,設置各種加工種類的特性參數。確定刀具路徑后,處理生成加工程序(NC代碼)并作適當修改。教師引導學生討論,巡回指導,正確引導學生編寫程序,提醒學生注意加工操作與生產的可行性。最后,讓小組組長代表上臺展示出后處理好的程序。師生共同分析,小組間進行比較和相互糾錯,發現共性問題及時講解和改正。小組合作學習可培養學生學習的主動性和積極性,提高學生綜合運用知識的能力。3.3展示交流首先,學生利用電腦的數控銑床仿真系統導入程序,對小組后處理好的程序進行校驗。其次,小組間以競賽的形式開展,在規定時間內,操作機床加工工件,生產出合格零件。教師提醒學生注意操作的規范性和安全性。通過小組間的比賽,更能激發學生學習的積極性和主動性。在實際加工過程中,訓練學生操作車床的熟練程度、對刀的準確性、精度的控制、表面粗糙度進給倍率的調整、突發事件的應變能力。經過有效的實訓練習,學生才能提高操作技能能力,培養責任心,接近企業對數控銑削加工人才的要求。3.4評價總結首先,加工完畢后利用測量工具及儀器,結合圖紙上的要求,自查及互查所有的產品,檢查評分。其次,各個小組介紹自己的加工過程,展示成果。教師要認真傾聽學生講解,協助他們的測量操作與表達,指導評價。這可增強學生的語言組織與表達能力,提高其解決問題的能力。要從安全、操作規范、工藝加工方案、工件質量等方面進行評價,對學生綜合能力進行點評,評選出最佳合作小組和最佳表現者。師生根據學生操作的反饋情況,集中指出存在的問題,引導學生在以后的實訓操作中能揚長避短,使操作更加規范。同時,教師還應要求學生寫出總結報告,總結自己在完成該項目過程中做得好的方面與不足,教育學生要重視自己的缺點,大膽發揚自己的優點,增強學生的自信心和成就感。
4課型運用應該注意的問題
在課型的實施中抓住前置作業、交流討論和總結評價幾個關鍵環節,具體要注意如下三個問題。4.1恰當設計前置作業。前置作業是課型實施的基礎。給學生有明確的學習目標,讓學生通過所布置的前置任務進行對任務的分析、資料的查找、問題的討論及解決,使得學生學習氣氛濃厚,課堂氣氛活躍,學習積極性高。4.2正確引導展示交流。展示交流是課型實施的關鍵。任務完成后,教師要選出部分較好的成果進行展示并由學生講解加工工藝以及繪圖方法。讓講的學生總結經驗,學會交流和分享,同時加深對知識的理解,體會學習的成就感。讓聽的學生也能從中學習到不同的思維方式及繪圖技巧。通過展示成果交流經驗來激發學生學習的熱情,培養學生的創新思維能力。同時,集中全班智慧,共同提高操作技能。4.3合理組織評價總結。評價總結是課型實施的動力。學生對水晶眼工件任務完成后,教師要進行恰當地分析和評價。其目的是激勵學生在實踐中掌握知識。評價要側重任務完成的質量,同時還要貫穿課堂教學的全過程。評價時,要善于捕捉學生的進步,哪怕是點滴的成績,都要給予肯定和鼓勵,讓學生體驗到任務完成后的收獲與喜悅。這樣有利于提高學生的學習熱情,增強自信心和自豪感。總之,數控技術課堂中實施生本教育理念推動了教學革新,改變了傳統的教學模式。生本重視學生主體地位的確立,培養學生主動探索自主學習的能力,一切為了學生的發展是至關重要的。并且讓學生真正做到“天高任鳥飛,海闊任魚躍”,為學生提供了更加有效學習的良好環境。也充分地展示現代技工教育“以能力為本”的價值取向,使課堂教學的質量和效益得到更大幅度的提高。技工教育隨著社會的發展而變化,培養出來的人才更能適應社會的需要。
作者:范繼紅 單位:廣州市增城區職業技術學校
[關鍵詞]模具設計與制造 工學結合 人才培養模式
一、企業對模具專業畢業生的需求情況
1.模具企業青睞可以零距離上崗的畢業生。我們選取了常州華威亞克模具制造有限公司、常州頂尖模具制造有限公司、常州明杰模具制造有限公司、昆山圣美精密模具有限公司共四家有代表性的模具制造企業進行了走訪調研。通過此次調研,我們發現江蘇省南部蘇錫常等地今后幾年對模具設計與制造人才仍然有很大的需求,模具專業今后持續發展的空間仍然很大。我們還了解到,模具設計與制造專業的學生在企業主要從事以下幾方面的工作:模具產品造型及結構的設計、模具零件機械加工數控編程等。會使用AUTOCAD、PRO/E等軟件,懂模具加工工藝,會使用MASTERCAM或UG,并有一定經驗的模具數控加工的畢業生,是最受企業歡迎的。這要求教師要具有模具生產的實踐經驗,就這點而言,高職院校具有明顯的優勢。當前,我國中等職業教育培養出來的學生,注重實際操作能力,往往不具備模具設計能力,不能對零件的加工進行數控編程。而本科院校往往重視理論講授,忽視實際操作教育,所以都不能滿足模具企業對人才的實際需要。另外,模具制造行業的人才是需要經驗積累的,一般從業人員需要3~5年的從業經驗,才能熟悉生產現場的操作實踐,熟悉模具的生產制造過程,理解實踐中模具設計與制造的關系,真正掌握模具的生產技術。因此,培養零距離上崗的綜合性模具生產技術人才為當前所需。
2.模具企業青睞綜合素質高的畢業生。用人單位要求畢業生具有多方面的操作技能,要求既要有一定的理論知識,又要有一定的操作技能。具有團結合作能力、富于創新精神、敬業愛崗、踏實肯干、吃苦耐勞、實際動手能力強、綜合素質高的畢業生受到用人單位的青睞。在今后的培養中,我們應該培養學生除應具有必要的專業知識外,更應具備較強的生產實踐能力,培養學生分析問題和解決問題的能力,激發他們的創新思維。同時要培養他們學會做人、學會做事、學會求知、學會與人共處,使他們有很高的社會責任感和團隊合作意識,成為用人單位歡迎的高素質和高技能綜合性人才,來滿足社會的需求。
二、“工學結合”人才培養模式的實施路徑
“工學結合”人才培養模式體現了“以就業為導向”的職業教育指導思想,強化學生的生產實習和社會實踐。模具設計與制造專業實踐性很強,高校應針對這一特性,改革現有的人才培養模式,走“工學結合”的道路。徐州工業職業技術學院(以下簡稱我院)在“工學結合”的人才培養模式上積累了寶貴的經驗,探索出一條具有特色的人才培養之路。
1.加強師資隊伍建設。在實施“工學結合”人才培養模式實際操作中,我院組織教師認真學習《關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》,深刻理解高等職職業教育的內涵,學習先進的教育理念。鼓勵教師進行科研、教研和教改活動,并給予適當的物質獎勵,激發教師的工作熱情。加大對現有師資的培訓工作,在提高學歷和職稱層次的同時,加強教師的師德建設和業務能力的提高,幫助中青年教師認真合理地設計好自己的職業生涯,促使他們盡快成長。按照江蘇省教育廳的培養計劃,我院選派年富力強的教師赴德國學習雙元化教育,將先進的教育理念運用到實際教學過程中。安排青年教師到常州華威亞克模具有限公司進行為期半年的實踐鍛煉,以加強“雙師”素質教師團隊的建設。我院還通過“嵌入式”教學方法,從模具生產企業引進具有高級職稱的專業人員來我院講解專業課,直接給學生講授專業課程中實踐性、前沿性較強的內容,要求講課的課時占專業課總課時的40%以上,以提高學生實際操作力,同時培養我院教師的實踐能力。
2.優化人才培養方案,實行“訂單式培養”模式。 我院充分運用“工學結合”理念,對人才培養方案進行修訂,注重對學生綜合職業能力的培養,在保證專業理論課教學的同時,增加集中性生產實訓課程的開設,如校內模具鉗工實訓、模具拆裝技能訓練、普通車床加工技能訓練、數控車床加工技能訓練、數控銑床加工技能訓練、校外模具生產實際操作實習,把學生培養成具有合理知識結構、較高實際操作技能的應用型人才。“訂單式培養”模式,是指學校針對用人單位的需求,與用人單位共同制訂人才培養方案,簽訂學生就業訂單,并在師資、技術、設備等辦學條件方面合作,通過學校、企業兩個教學地點進行教學,學生畢業后直接到用人單位就業的一種產學研結合教育的人才培養模式。我院和昆山圣美精密模具有限公司簽訂協議,組織機電學院骨干教師與企業培訓部門人員共同商定培養方案,著重對學生加強企業文化教育,根據企業實際需要,制訂課程講授計劃,在學校和公司兩個地方進行授課,實現學校與企業的“無縫對接”,使畢業生“零距離”上崗。
3.調整專業課程體系。我院采用基于工作過程導向的課程體系設置,采用理實一體化的教學模式,構建工學結合專業課程體系。將PRO/E應用技術、數控加工與編程、數控車床加工技能訓練、數控銑床加工技能訓練等課程調整為理實一體化教學模式,加大生產性實訓教學設備的投入,添置十臺數控車床、十臺數控銑床、五臺電火花成形加工機床和五臺電火花線切割加工機床,規劃調整實驗室布置,建立符合教學要求的理實一體化實訓室,滿足了教學的需求。
4.實施“工學交替+頂崗實習”的“2.5+0.5”教學模式。我院從2006級開始探索實行“2.5+0.5”教學模式,即學生用兩年半的時間,在學校進行理論課程的學習和實訓實習的鍛煉,取得鉗工、車工、數控車、數控銑、CAD、三維建模師等證書,再用半年的時間進行頂崗實習,實現了與企業生產崗位的零距離對接。我院積極實行工學交替、任務驅動、項目導向、頂崗實習等教學模式。學院建立校企聯盟,共邀請27個徐州地區規模以上企業加盟。學校和企業間建立校外實習的共建制度,簽訂共同遵守的協議,以確保校外實習基地的相對穩定。學院推行與生產勞動、社會實踐相結合的學習模式,把“工學結合”作為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。突出教學過程的實踐性、開放性和職業性,重視學生校內學習與實際工作的一致性。學生在校的五個學期,每個學期均安排為期六周的綜合實訓,強化學生的職業技能訓練,把教學培養目標與企業需求目標相結合,構建了以學生綜合職業能力為框架的課程結構體系。在頂崗實習的過程中,我院實行實習生校內、校外雙導師指導制度,聘請在職工程技術人員作為兼職教師,頒發聘書并給予一定的工作津貼,請他們與專業指導教師一起負責學生的下廠實習和畢業設計的教學指導工作。具體做法是校內安排一位指導老師,學生實習單位安排一位指導老師,加強實習的指導與過程控制。頂崗實習的成績由校內外兩位老師分別評定,最后給出綜合成績,可以較好地實現學生頂崗實習期間的過程管理與質量監控,保證人才培養目標的順利實現。頂崗實習結束后,按雙向選擇的原則,學生可與企業簽訂勞動就業合同。
通過近幾年的教學方式改革,我院培養了一大批符合企業實際需要的畢業生,模具設計與制造專業畢業生的就業率始終保持在96%以上。頂崗實習結束后,學生與企業簽訂勞動就業合同,得到了學生、家長、企業的一致認可。
[參考文獻]
[1]教育部.關于印發《教育部關于加強高職高專教育人才培養工作的意見》的通知(教高[2000]2號)[Z].2000-01-17.
【關鍵詞】職業教育;校企合作;實訓教學
一、校企合作開展實訓教學的意義
職業教育特別注重實踐教學,其主要的表現形式是實訓。實訓教學除了使學生加深對專業理論的理解,獲得包括職業技能、技巧和職業道德的職業從業能力外,還需具有自我發展能力,從而全面完成教學任務,因此實訓要實行“校企合作、產教結合”,校企合作辦學是職業教育改革的重要方向,也是大力發展職業教育的必然要求。
我們培養的目標是技術型人才,最終要為企業服務,因此實訓不能只停留在加深對專業理論的理解上,要與社會緊密結合,與企業緊密合作,與行業緊密聯系與交流。實訓教學的成果最終要服務于社會,接受社會的檢驗與評判,因而需要關注行業、企業和社會的需求,使實訓教學的目標、方法和評定標準能與社會需求與行業標準接軌。
二、我校校企合作實訓教學的組織
為讓學生加深理解和運用所學專業知識,培養其操作技能和解決生產實際問題的能力,同時進行職業素質的訓練,培養出符合社會需求的技能型人才,我校校企合作實訓教學按如下要點進行組織:
1、我校數控專業的實訓車間是以企業的模式進行布建的,引進企業零件開展教學。在數控加工實訓教學中,我選用了“導滑座”零件,“導滑座”零件是標準模架里的一個小零件,該零件的體積較小,結構較為簡單,精度的要求中等,適合用于實訓教學。
2、教學對象選擇數控專業二年級的學生進行該實訓課程教學。
3、師資是保證職業教育質量的主要因素。在開展數控加工實訓課程教學前,根據“導滑座”零件的結構、精度和材料的要求,我們從企業請來了企業技術人員一起對“導滑座”零件進行分析,明確了工藝路線與數控加工的參數。在教學過程中我們還讓企業技術人員進入課堂進行實訓車間指導,使得實訓課程更加貼近企業的生產過程。企業工作者對企業文化、企業運作非常熟悉,企業對人才技能的需求也非常清楚,學校教師則有著組織教學知識的豐富經驗。企業人員可以有力的補充學校教師在教學上的不足,為教學提供較真實“仿真”。
4、為讓學生進行基于真實項目的訓練,避免培養出來的人才脫離實際,實現零距離上崗,我校數控專業近年來逐漸改變單純的校內實訓的模式,在已有的基礎上積極開拓校企合作實訓,我們把實訓車間布置成真實的企業職業工作環境,將企業經營、管理規章等作為重要的教學內容,結合工作場景開展教學活動,注重培養學生的良好行為習慣和準員工必備素質。
三、校企合作實訓教學的實施
(一)工作任務的內容
首先,由校內實訓指導老師及企業技術人員共同討論,確定了讓學生進行加工制造的零件――“導滑座”。因為“導滑座”零件是標準模架里的一個小零件,該零件的體積較小,結構較為簡單,精度的要求中等,適合用于實訓教學。
(二)教學設計的流程
情境創設、明確任務――信息資源提供(圖紙、實物)――自主學習策略設計――組織協作學習――組織與指導自主發現、自主探究。
(三)具體實施過程
(1)發放任務書,分析任務。
校內實訓指導老師先給學生發放圖紙,讓學生明確實訓的目的及任務,將產成品給學生觀察分析。根據學校現有設備的情況,在上課前我們對學生進行了分組,分組學習數控機床的基本操作(機床的保養、控制面板操作、平口鉗校正、刀具的安裝等),每組兩或三人一臺數控機床,具體根據班級人數定,最理想是實現一人一機操作。教學上是以老師演示和講解為主,演示后還會讓掌握較好的1到2 名學生上機床做演示,在這個過程中及時發現問題及時指正,特別強調安全操作的重要性。
(2)準備加工設備、材料
我們在實訓教學前根據“導滑座”的形狀結構和“導滑座”的產量情況,選用數控銑床進行加工,材料由企業提供,選定為45號鋼。
(3)設計加工方案,進行編程。
在學習了基本操作后,學生開始學習簡單的手工編程,主要目的是學會數控銑床程序的編寫格式和認識G代碼。由于學生的基礎較差,在學習編程時會出現不理解、聽不懂等情況,所以要借助視屏、軟件等教具從最簡單的編程代碼開始學。例如:G01代碼就是直線插補的命令,可通過仿真軟件或數控銑床直接運行這個代碼,這就能很直觀的看到它運行的軌跡,便于學生對G代碼的理解。我們的教學就是從最簡單的代碼開始,引導學生進入到學習狀態中的。在教學過程中,我們還引入企業的元素如企業專業術語,0.01mm在課本上是直接讀0.01mm,但在企業是讀“1個絲”。
軟件造型編程這一階段我們是使用Mastercam軟件進行繪圖和自動編程的教學,之前學生已經在課堂上學過了Mastercam軟件的二維繪圖和實體造型,但在自動編程方面還是比較差,這是因為他們實際加工經驗少和對加工工藝的不理解造成的。我們在給學生復習學過的知識后,再對“導滑座” 進行詳細工藝分析,這樣大部分學生能理解得更好,而且接下來學習軟件自動編程的加工參數學生也比較容易理解了,如選什么刀進行加工、對加工方式和進刀退刀方式的選擇、主軸轉速和走刀速度的給定等。
(4)學生自主進行粗加工。
學生學會了簡單的編程后,就可以引入企業零件 “導滑座”。這個時候我們讓學生自己編寫程序,對零件進行粗加工,主要加工零件的上表面和外形。編好程序后,讓老師檢查,如果沒問題的就可以上機床加工,但老師要全程跟蹤學生的整個加工過程,出現問題及時的說明和處理。在此學習階段要求每個學生都在老師的指導下完成一個零件的粗加工。“導滑座”粗加工后,零件的形狀就出來了,此時學生的學習熱情被點燃,他們迫切要進入軟件造型和編程。
(5)在教師的指導下學生進行精加工。
學生學會了軟件的自動編程后,開始可對“導滑座”零件編制精加工程序。此時學生熱情高漲,恨不得馬上將零件加工出來,而他們又擔心會做錯,有一點點問題就找老師,所以老師這個時候在編程室里會非常忙,不停的走來走去。程序編好后,學生須讓老師或企業技術人員檢查,檢查沒有問題才可以在機床上進行加工。
(6)邊加工邊評價質量。
由于“導滑座”零件有公差要求,機床和刀具也存在一定的誤差,所以要保證零件精度要求,就必須使用刀具半徑補償和刀具長度補償。補償值如何給?在進行精加工時,企業技術人員或指導老師在學生旁邊指導學生如何操作給定補償值,這樣就能保證學生加工出來的第一個產品是合格產品。學生們的自信心增強了,有了成就感,原先被動學習的學生也會變得主動起來。
(7)第一批任務完成后,老師組織總評,要指出各組存在的問題,學生整理出改進措施。
由于學生是存在個體差異性的,所以教師在實訓教學中引導學生的加工過程要有一定的針對性。對于基礎好、理解能力強、掌握技能較快的學生,可以拿企業較復雜的零件圖給他們分析工藝,軟件繪圖編程,或拿損壞的刀具來刃磨,在保證訓練的可操作性情況下讓其自由發揮,培養其獨立思考、敢于探索、敢于創新的精神,讓學生在理解和應用上得到最大程度的提高。同時,也可帶動其他同學的好奇心,引起他們的興趣。對基礎較差的學生或對老師講課內容不理解的學生,我們就耐心指導,從最簡單的開始學習,多次演示,讓這部分同學能很直觀理解學習的內容,并給以鼓勵,減輕學生的壓力和心理負擔,讓其有一個良好的心態來完成實訓任務。老師及時的進行評價后,學生要整理出改進措施。
(8)繼續開展任務,提升能力。
之后讓學生繼續圍繞數控機床的基本操作、手工編程、軟件造型編程、數控加工過程中產品質量的控制等幾個內容完成任務,提升學生的個人能力及團體能力,讓學生在實訓過程中積累經驗、切實體驗企業零件加工的感覺,這樣才能使每一名學生更接近企業,以后會有更好的發展。
四、教學效果
在整個教學過程中,對學生完成的每個工作任務情況進行記錄考核。考核任務完成過程、結果記錄及總結,教師根據記錄的任務完成過程和結果情況作出相應的評價。在確保個人相對獨立完成自己承擔工作任務的前提下,使考核的結果更客觀、更準確、更可靠。考核的作用由單一評價功能轉變為督促整個學習過程和不斷提高學習效果的過程,真正起到促進學生努力學習的效果。
職業教育要以就業為導向。職業學校的學生培養的最終目的是要就業,學校和企業合作的最終目的也就是為了使培養出來的學生能符合企業的需求,更容易就業。為了提高學生的就業,在數控加工實訓課程教學組織上,特意安排了企業人員對學生進行了就業方面的指導,包括企業對數控專業技能方面人才需求、企業員工常見的紀律、企業對員工軟實力的需求等方面。通過企業員工對學生的就業指導,使學生對企業有了更深的認識,提高了學生就業的務實性。
五、實訓教學中出現的問題及反思
學生在模擬的職業工作崗位的鍛煉中,實訓教學的這4周時間里,潛移默化地接受了思想教育,感受到要想做好一項工作,需要做許多艱苦細致的基礎工作,需要付出艱辛與汗水,企業的發展與進步就是在扎實的基礎工作上取得的。實訓教學結束也帶給我更多的思考:
(一)讓學生了解行業的標準。
找到行業的標準,能夠科學準確地分析出這種行業的需求,使學生們在某個行業里具備一定的職業能力,而不僅僅是只能適應某一個企業,這樣培養出來的才是成熟的人才。
(二)對學生進行嚴格的生產安全教育。
職業教育在安全問題尤為突出,在數控專業實訓生產車間存在相當高的安全隱患。職業學校在校企合作實訓教學組織中,要非常重視安全問題,采取嚴密的組織形式來組織學生的實訓教學,并對學生進行嚴格的生產安全教育。
(三)制定行之有效的管理制度以及相應質量管理與評價規范。
嚴格實訓教學的考核,繼續規范教學考核辦法,保證教學質量。實踐教學缺乏行之有效的管理制度以及相應質量管理與評價規范,單憑實訓教師的責任心和工作經驗,實踐教學效果難以保證。加強對學生技能考核,進行過程考核,把以能力為本位的考核貫穿于實踐教學始終。
(四)促進學生職業素養和綜合素質的提高。
通過實訓教學我們把職業崗位技能的傳授與培訓作為了主要教學內容,但不能忽略的是還必須關注學生的為人品德、職業素養、交際能力、生存之道等的培育,既教書又育人,關注文化建設、內涵提升與人的全面發展。我們強調“關鍵能力”的培養,但除培育一般職業能力外,還應加強分析、判斷、決策和行動等其他能力的培養,由狹義的崗位技能拓展到整體職業素質。科學安排實訓教學與素質教育相結合,培養學生的綜合素質,將素質教育溶入到實訓教學中。使學生既學知識,又學技能;既會動腦,又會動手;既學會生存,又懂得做人。
參考文獻:
[1]周紅英,《增強實訓教學 提高實訓的有效性》,職業技術教育,2011年第6期
[2]王桂亮,《從校企合作的現狀分析淺談我校校企合作的辦學模式》,魅力中國,2011年第7期
[3]周敏、魏加爭,《課程一體化教學改革與實踐》,新課程研究:職業教育,2011年第3期
[4]張建、鄒羚,《校企合作教學模式探索》,今日科苑,2010年第6期
[關鍵詞] 數控機床故障診斷與維修 教學心得 師生互動
隨著科學技術的發展,機械產品的結構越來越合理,其性能、精度和效率日趨提高,因此對加工機械產品的生產設備――機床也相應提出了高性能、高精度與高自動化的要求,數控機床正是基于這種要求而產生的。數控機床是采用了數控技術的機床,即是一種集微電子技術、計算機技術、自動控制技術及伺服驅動技術、精密機械技術于一體的典型機電產品。其工作原理就是將加工過程所需的各種操作(如主軸變速、松夾工件、進刀與退刀、開車與停車等)和步驟,以及刀具與工件之間的相對位移量都用數字化的代碼來表示,通過控制介質將數字信息送入計算機,計算機對輸入的信息進行處理與運算,發出各種指令來控制機床的伺服系統或其他執行元件,使機床自動加工出所需要的零件。
數控機床具有的這種高性能、高精度與高自動化的特點,使其在各個行業倍受歡迎,在使用方面,也是越來越受到重視。但由于其涉及了機械、信息處理、自動控制檢測、軟件技術等許多領域,尤其是采用了許多高、新、尖的先進技術,使得數控機床的整體結構復雜,一旦機床出現故障,維修起來較為困難,需專業的技術人員。數控機床故障診斷與維修教學正是培養學生成為在數控機床診斷與維修方面具有基本分析能力與解決問題能力的技術人才。因此,為了使學生畢業后,能夠盡快實現教學與企業生產需要之間的接軌,數控機床故障診斷與維修教學是一項非常重要的工作。下面談談本人在《數控機床故障診斷與維修》課程教學中的一些心得體會,與大家共享。
1合理安排課程教學順序
數控機床結構復雜,應用技術面廣,它一般由控制介質、人機交互設備、計算機數控裝置(CNC,computerized numerical control)、進給伺服驅動系統、主軸驅動系統、輔助控制裝置、可編程控制器(PLC,programmable logic controller)、反饋系統和自適應控制等部分組成。數控機床故障診斷與維修這門課程在介紹機床各組成部分的故障診斷與維修時,首先必須了解各組成部分的結構與工作原理,在此基礎上才能根據故障現象進行分析診斷與維修。然而各組成部分的結構與工作原理與其他相關課程知識點相聯系,例如:進給伺服驅動系統的組成與工作過程就涉及到交流伺服電動機的分類、驅動電路與控制方式,萬用表、邏輯測試筆等測量儀器、儀表的使用等。因此在教學上應合理安排課程教學順序,先安排上相關課程(如:《電工與電子技術基礎》、《數控機床》、《數控機床伺服系統》、《傳感器與測試技術》、《單片機原理及應用》、《可編程控制器及應用》等),作好充分的鋪墊后,再安排本課程學習。這樣可以使學生事先懂得一些基本的理論知識,掌握一些測量儀器、儀表的使用,為后期本課程學習奠定基礎。此外,教師在上課之前,自身應先認真學習和領會教材,做到對教材深入理解,全面掌握。在吃透、吃準教材的同時對已學相關課程的知識點創設問題情境,來激發學生學習興趣,將學生的注意、記憶、思維凝聚在一起,全身心地參與到對知識的探究中。同時教師要提醒學生預習下一節課內容以及涉及已學過的相關知識,做到溫故而知新。
2重視實踐,培養學生實踐操作能力
《數控機床故障診斷與維修》本身就是一門實踐性很強的課程,其教學任務就是培養學生成為在數控機床診斷與維修方面具有基本分析能力與解決問題能力的技術人才,該技術人才好比是數控機床的醫生,不但要有扎實的理論功底,而且還應具備較強的實踐操作能力。所以要培養出真正優秀的數控機床維修人才,實踐是至關重要的。但是在實踐教學過程中,往往由于設備數量有限,實習時間的限制,學生的實際操作機會不多,實訓效果不好。為滿足課程教學的需要,提高學生的實際動手能力,在教學安排上應有足夠的實驗、實訓課程,可安排一些實訓專周,最好讓每個學生都能到數控機床上實際操作一段時間;條件許可的話,可以打開機床現場給學生講解機床內部各組成部分,讓學生理解每一部分的工作原理,以及相互間的聯系,對數控機床的結構、組成及工作原理有更深入的了解,在此基礎上再去講解故障診斷,不僅能提高學生的學習興趣,也能使學生很容易地接收理解。
3提倡師生互動,調動學習積極性,活躍課堂氣氛
在教學中,大多數教師仍采取以自我為中心的課堂教學模式,容易讓學生感到枯燥無味,產生厭學、怕學的心態。教師在教學過程中可以改變這種傳統教學模式,提倡師生互動,采取提問、回憶、討論的方式,充分調動學生學習的主動性、積極性,活躍課堂氣氛。例如:本人在講授“數控銑床主軸停轉”故障時,先通過提問的方式請同學回憶機床故障的處理步驟,機床故障的處理步驟歸納為:觀察故障現象――分析工作過程――列出故障可能原因――找出可疑點――排除故障。然后通過教師引導、學生討論的方式對故障進行分析排除,具體做法如下:
3.1 觀察故障現象。通過下載的網絡視頻顯示一臺數控銑床在零件加工已完畢,Z軸后移還沒到位時出現故障,加工程序中斷,主軸停轉。通過反復播放,讓學生仔細觀察故障現象,并各自記錄看到的故障現象。
3.2 分析主軸轉動原理。該機床主軸轉動是靠電動機帶動變速齒輪來傳動。
3.3 列出故障可能原因。通過師生互動列出盡可能多的原因,只要言之有理皆可。就本案可能原因有:刀具松動致機床自我保護、齒輪嚙合跳位、電動機故障等。
3.4 找出可疑點。通過檢查,幾對齒輪工作正常,電動機可正常轉動,由此判斷主軸系統并無問題,應是由其他原因導致主軸停轉。間接影響主軸轉動原因有多個,知道可能的原因后,關鍵是找出真正的可能性疑點,通過引導幫助學生學會獨立分析,讓學生分組討論,交換思路,培養團隊合作。本案通過機外編程器監視PLC梯圖的運行狀態,
發現刀具液壓卡緊壓力檢測開關在故障發生時瞬間斷開,如此表示銑刀卡緊力不夠,為安全起見,PLC使主軸停轉。通過液壓計檢查銑刀卡緊液壓系統顯示壓力不穩。
3.5 排除故障。根據初步的故障定位,檢查液壓系統,發現液泵的裝置中缺乏油,導致液泵動作不到位。加注足夠的油后,液泵動作正常,系統壓力正常,故障排除。
4課后總結,綜合評價,及時反饋認知信息
課后總結與及時反饋可以使學生知道自己的判斷是否正確,使教師能根據反饋的信息來調節自己的教學方法,同時反饋具有激發學習動機的作用。學生受到教師的肯定后,會產生愉快的感覺,這種感覺反過來又會激發學習的進行。因此,總結與反饋不僅是幫助學生學懂學好的良好方法,同時也是師生間信息互動的良好平臺,且增進了師生間的感情與友誼。
5結束
自1952年第一臺數控機床問世后,數控系統己先后經歷了兩個階段和六代的發展,隨著數控系統的不斷更新,數控機床故障診斷與維修的教學思路和方式也在不斷改善,社會對數控專業畢業學生在理論和實踐方面的要求也在不斷提高,教師只有不斷加強學習、不斷總結,才能跟上現代的教學步伐。
參考文獻:
[1] 楊輝.數控機床故障診斷與維修技能實訓[M].北京:北京理工大學出版社,2007.
[2] 侯勇強.數控機床故障診斷與維修[M].北京:中國勞動社會保障出版社,2007.