時間:2022-01-27 23:37:30
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇數控機床實訓報告,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
課程體系
論文摘要:本文根據當前社會需隸的數控人才所需的知識結構,對機械制造及自動化專業“金屬切削機床與數控機慶.課程的教學內容進行了重組和優化,構建了理論教學為引導,實驗教學為補充,實訓教學為提高的“教學一體化”的人才培養模式,通過采用專職教師與兼職教師相結合,來改變師資隊伍的結構.
1前言
數控技術是制造業實現自動化,柔性化、集成化生產的基礎.數控技術的應用是提高制造業的產品質里和勞動生產率必不可少的重要手段;加人世貿組織后,中國正在逐步變成“世界制造中心”,為了增強競爭能力.中國制造業開始廣泛使用先進的數控技術。這迫切需要既能利用計算機進行機械產品的輔助設計,又能應用數控技術進行制造的人才,作為培養具備機械設計制造基礎知識與應用能力,能在工業生產第一線從事機械制造領域內的設計制造、科技開發、應用研究、運行管理和經營銷售等方面工作的高級工程技術人才的機械設計制造及其自動化專業如何適應發展的需要,根據社會對數控技術人才的需求進行余屬切削機床與數控機床課程的教學改革,這是我們必須要深入研究的問題。
z數控人才的需求和知識結構
當前社會需求的數控人才主要有三種類型:,>0藍領層”數控技術人才: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,z>0灰領層’數控技術人才:承擔數控編程的工藝員和數控機床維護、維修人員;3)“金領層,數控技術人才:具備井精通數控操作、數控工藝編程和數控機床維護維修所需要的繪合知識,積累了大量實際經驗,知識面廣。這三種類型的數控人才所要求的知識結構也各不相同,“藍領型.:以傳統的機械制造技術為墓礎,掌握“數控機床原理及應用基礎’和“數控加工編程技術’,掌握"CAD/CAM’軟件.‘灰領型編程工藝員,:應具有良好的數學基礎,熟悉產品的三維設計,產品的加工工藝:“灰領型維修人員,:以機、電、光和液(氣)控制技術為基礎,掌握數控機床維護與維修的技術和技能。“金領型”:有較扎實的專業基礎,較全面地掌握數控設備的相關原理與技術,具備數控設備研制與開發能力,掌握網絡技術,有較高的外語水平。
3構建與社會需求相適應的寬口徑課程體系
根據“金屬切削機床與數控機床.在系列課程中的地位和作用,從社會需求出發,對教學內容進行了重組和優化。課程采取理論教學為引導,實驗教學為補充,實訓教學為提高的“教學一體化”模式.
(1)
通用機床突出重點,貫徹少而精的原則
通用機床部分,我們重點講授車床、銑床和滾齒機的傳動原理,傳動系統的分析和主要結構.磨床和其它類型通用機床部分通過布置思考題,讓學生自學然后通過課堂討論,使學生弄清磨床和其它類型通用機床與車床、鐵床和滾齒機在結構上的主要差別,進而熟悉通用機房的工藝范圍,為制訂零件的加工工藝和機床的維護,維修和產品的開發奠定一定的基礎。
(z)數控機床突出實踐性
在數控機床理論教學中不過于強調系統性和完整性,重在其應用。簡要地講述數控機床的基本組成及其工作原理,介紹數控機床主傳動系統、進給傳動系統典型結構及附件,著重講述數控加工工藝設計,CNC車床及其車削中心、CNC鉸鐵床及其加工中心,CNC線切割機床的手工編程技術及其操作,采用多煤體或錄像進行教學,最大限度的展示生產一線的環境,將數控機床圖片、所使用的刀具圖片,機床附件、加工過程等展示給學生,將抽象的枯燥的概念和技術要領用形象生動的過程模擬來表現,使課堂教學更加生動和形象,便于學生理解和掌握所學的知識。 為了培養學生對數控設備的檢修、調試、故隆分析能力和數控加工現場解決問題的能力,將數控機床的安裝、調試、保養與維修作為一個專題來學習,借助大盤現實案例教學來闡述常見故障產生的原因及排除方法,或采用現場教學等靈活的方式進行。
(3)課程設計,加強綜合性
課程設計是理論教學中重要的一個實踐性環節,其目的是對所學知識的一個概括和應用,是對學生各個方面能力的一個綜合評價,為了真正使同學們具備編制數控機床加工工藝規程的能力;具備選擇工藝參數、編制數控機床加工程序的能力,具備操縱、調試和維護數控機床的能力,我們要求學生利用一周時間先進行程序編制工作,然后上機操作,親自進行程序的輸入,調試、運行,把課堂學習的知識在模書墩作軟件上加以驗證,使實際操作能力得到鍛煉和提高。課程設計完成后要求每人上交一份總結報告,包含工藝過程分析(路線安排+程序原點+工裝十切削用量)、數控程序清單及設計心得等內容。
(4)依托職業學校資源,加強實訓教學
工科專業學生理應姓“工’,應面向工程,面向生產,面向經濟建設實際,因此,所培養的人除了具備應有的專業知識外,還必須具備應有的實踐能力包括必要的操作技能,既生產技能與實驗技能,這是工科專業學生所必需的工程素質。而實踐教學及基地建設往往對硬件設施和軟件條件提出嚴格要求,受財力、人力等辦學條件方面的限制,機械制造及自動化專業數控硬件設施和軟件條件一般比高職數控專業相對要薄弱一些,我們充分利用職業學校資源進行實踐教學.通過與安徽省蚌埠市機械高級技工學校合作,做到資源共享,開展實訓教學。各訓練項目按照相應的職業資格標準實施,通過考核評定成績,實訓教學結束時組織學生參與加勞動與社會保障部門組織的考核,取得相應的職業資格證書,同時取得相應的課程成績和學分。
關鍵詞 數控機床故障診斷與維修 教學改革 任務驅動法 項目教學法
中圖分類號:G420 文獻標識碼:A
隨著數控機床的推廣應用,數控系統功能不斷地增強,機械制造行業對數控機床維修及應用人才的需求越來越突出。能否學好“數控機床故障診斷與維修”這一門課程對學生的就業有著非常大的影響。如何讓學生通過學習掌握必要的數控機床維修理論和實用的維修技術是中職學校專業教師的責任與使命。因此,理論與實踐相結合、突出應用能力的培養、促進學生可持續發展是該門課程教學改革的主要方向。
1 改革教學方法和課程內容,注重學生能力的培養
由于“數控機床故障診斷與維修”這門課程理論性強,涉及的基礎理論和知識面廣,所以在課程內容安排上注重與先修課程(如典型數控系統、機電設備的控制技術等)與本課程的整合,根據中職學生的實際能力水平以及培養目標,對教材中較繁瑣和難懂的內容結合實際進行調整或刪減,與實際維修應用技術相結合。筆者采用專題教學,將課程劃分為回參考點故障、拉刀故障、主軸傳動故障、主軸驅動故障、進給傳動故障、回轉刀架故障、刀庫換刀故障八個課題,每個課題下設與課題相關的任務,如回參考點故障課題設任務一加工中心返回時未找到參考點和任務二數控車床X軸返回參考點時發生漂移,結合案例教學法、任務驅動教學法進行教學。學期初,將專題學習任務計劃表發放給學生,讓學生了解主要教學內容及所需完成的學習任務,這樣可以做到教與學目標明確、思路清晰。課題開始時,教師對整個課題所涉及的理論基礎知識進行梳理、穿插典型故障維修案例進行講解。相應的任務由學生運用所學理論知識至實訓車間完成。課題結束后,學生提交任務完成報告書。
2 加強實踐環節,培養學生解決問題和分析問題的能力
實踐環節,是檢驗課程理論學習成果的重要環節。因數控機床設備有限,實踐教學過程要能達到理想的教學效果,也需要科學合理的組織、管理。
2.1 科學分組,有序組織教學
教師根據學生的理論水平、實踐操作水平綜合性格等因素,將全班同學分成四小組,每組一臺數控電氣控制與故障維修實訓臺。預先根據課題設置不同的任務,人為設置不同的故障現象。組內再分批次,承擔不同的角色:故障分析員、故障排除員、任務報告員協同工作:從故障現象入手,分析故障產生的原因,查找資料,確定故障,排除故障,整理完成任務報告書。第一輪結束,由上一批次的故障排除員設置還原初始故障狀態,由下一批組員至故障臺實踐。數控車床故障維修室設有準備室。準備室中由班委成員輪流管理,負責播放相應專題的常見故障現象及排除的案例,為實踐操作做好理論準備。
2.2 統籌管理,關注實踐過程
在整個實踐過程,教師是教學有序進行的組織者,更是引導者。為培養學生的分析、解決問題的能力,激發其學習興趣,教師應及時關注每組學生實踐操作的動態,及時對學生進行啟發、引導。任務的成功完成會增強學生的自信心,反之則會讓他們對課程心生畏懼從而影響學習效果。所以,教師除了自身巡視輔導外,還可任用一些理論及實踐能力較強的學生作為小老師,幫助各小組順利排除故障,完成學習任務。教師同時對各組故障排除的結果進行評定,對承擔各個角色的組員的工作進行確認,并在任務報告書上給定成績。
3 運用項目教學,提高學生綜合應用能力
借助數控電氣控制與故障維修實訓臺,學生只是在模擬環境下排除故障,而且因任務相對獨立,專題性強,學生的綜合應用能力得不到很好提高。所以,引用項目教學法作為補充也是本課程教學改革的重要環節。筆者的項目教學,一般是與一些中小型數控培訓機構進行合作。項目教學以平常實踐活動課的大組為單位,對實際數控車床所存在的真實故障進行維修。三人合作組為行動小組,以競賽的形式完成故障排除。首先各小組通過故障勘探,綜合故障現象、報警信息、硬件模塊的指示燈狀態等各方面信息,羅列出各種可能引起故障的因素,然后確定故障出現在電氣、機械、液壓等系統的可能性,進一步縮小故障范圍,確定故障點,形成小組故障排除方案。然后通過集體討論確定最優故障排除方案,并按方案對數控機床進行維修。因為是真實的情境并且維修有著現實的意義,學生在項目完成過程中綜合應用了所學過的知識,有競爭有合作,取得很好的教學效果。
4 改革教學效果的評價方式
教師的評價標準及評價結果與學生的學習緊密相關,直接影響著人才培養的質量。科學、全面、細致的評價方式可以調動學生學習積極性,能夠引導糾正學生學習方向上的偏差,增強學生的自信心。傳統的教學評價主要是“一張試卷定成績”,不能全面評價學生的能力,所以容易產生消極情緒。筆者以“任務完成報告書”為日常學習考核的主要依據,結合學校組織的期中期末成績綜合評定學生本學科的成績。共8個專題,每個專題10分按70%計入期末總評,每個專題凡承擔過三種角色能獨立完成報告書者可拿10分。項目任務完成情況占4%,期中成績占10%,期末成績占30%。這種評價方式更注重平時實踐學習的過程及結果,同時兼顧考查學生的理論基礎知識。這就要求學生積極參加每一個專題實踐活動,能夠通過承擔不同角色的任務與他人合作完成學習任務,整個過程中需要動腦、要動手,而且還要會總結,學生各方面的能力都得到鍛煉。而且理論考試占總成績的40%,也避免了學生陷入“重實踐而輕理論”的誤區。
5 提高教師個人素質,做“雙師型”教師
“要給學生一杯水, 老師要有一桶水”。教師自身的教育教學水平及實踐操作能力,對整個學科教學有著很大的影響。“數控機床故障診斷與維修”的課程特點,決定了教師提高教育教學水平的關鍵是多到數控機床廠家、權威機構進行實踐、培訓,擴展知識層面,增加實踐閱歷。閱歷豐富了,才能更好地把握教材,整合相關學科的知識點,培養學生舉一反三的能力、幫助他們養成主動思考、學動學習的習慣。
數控機床故障診斷與維修是一門理論性和實踐性都很強的課程,而且隨著數控車床及系統的發展,新的故障現象及故障排除方法層出不窮。只有在日常教學中理論聯系實踐,不斷提高學生的動手能力和應用能力,幫助他們學會學習,才能培養出符合行業要求的學生。
參考文獻
[1] 劉江,蔣慶斌.數控機床故障診斷與維修課程“項目化”改革的實踐探索[J].職教通訊,2003(12).
【關鍵詞】數控實訓;安全防護;教育
高職教育以培養生產一線應用性高技能人才為目標,數控實訓是機械加工類專業重要的教學環節,其教學質量決定了學生職業素養和職業技能的基礎水平。在指導數控實訓的過程中,安全管理直接影響著實訓教學工作的質量,更直接影響到人身和設備的安全,應當引起數控實訓教師的高度重視,不容忽視。
一、高職院校數控實訓存在的安全問題現狀
數控實訓與其它專業實訓相比,由于其專業性質,對常處于高速運轉的數控機床環境周圍的人們而言,安全問題尤為突出,其具體表現為:
1.安全隱患
除了顯現的安全事故,還有一些隱患性的問題也存在于數控實訓中。例如:個別學生私自開動機床,造成安全隱患;指導老師配備不足,實訓教師很難全面地關注每個學生的操作行為,也是個隱患。
2.意外事故
在實訓過程中,學生由于缺乏安全意識,不夠謹慎或因操作不當,而發生一些意外危險。如機床運轉時,調整測量工件和改變方式,手觸及刀具碰傷手指;又如機械機床處于自動運行時,打開安全門,崩碎切屑飛出傷人。
3.畏懼心理
一部分學生雖然具有安全意識,但缺乏實踐技巧,考慮到自身安全,不敢親自動手操作,甚至出現回避或袖手旁觀的情景,從而影響到其自身基本技能的掌握,實訓課的整體教學質量由此降低。可見,實訓過程中出現的一些顯性和隱性的安全問題,不僅威脅師生的人身安全,也會影響到學生參與實訓的積極性,從而降低實訓教學效果。
二、造成數控實訓安全問題的分析
1.學生缺乏安全意識,忽視實訓過程中的操作規程
由于高等教育的大眾化高職院校學生的綜合素質和文化基礎處于不高的水平,還存在著厭學情緒,對轉變學習態度的教育往往是收效甚微,安全教育也同樣效果不明顯。另外,一些學生由于缺乏對就業崗位技能和工作環境的了解和認識,在實訓課上忽視老師所反復強調的規范性操作,操作不規范和不嚴謹,從而導致不同程度的安全事故發生。
2.安全保護設施不齊備
由于國家或地方投入有限,實訓基地建設與學校發展規模不相適應,不能完全滿足實踐教學的需要,設備和工具陳舊,亟待修理或更換。也有一些學校在設備、設施方面考慮不周,保護設施不齊備。
3.專業技術指導力量不足
實訓教師除需要具備豐富的實踐經驗進行操作指導外,還要擔負安全責任和設備維護管理。而目前的現狀是實訓教師與學生的配置比例不符,一位實訓指導老師所負責的學生數量過多,教師往往無法對學生進行全面細致的指導,更難觀測到每一個學生的操作行為。
三、加強高職數控實訓的安全防護教育的切入點
1.從行為習慣上加以引導,養成學生良好的職業素養
實訓指導教師既要傳授知識和技能,更要進行安全教育,牢固樹立安全意識,要對學生從嚴要求,引導學生養成良好的職業習慣。在開機過程中,CNC單元尚未出現位置顯示或報警畫面之前(系統自檢過程中),不要碰MDI面板上的任何鍵,因為MDI面板上有些鍵專門用于維護和特殊操作,如按下這些鍵,會使CNC處于非正常狀態,在這種狀態下啟動機床,有可能引起機床誤動作。為避免刀架與機床其它部件相撞,機床上機后進行返回參考點操作時,如是數控車床,應先X軸回參考點,后Z軸回參考點;如是數控銑,應先Z軸回參考點,后X、Y軸回參考點。對刀操作完畢后,應當輸入一個短程序(例如:T0X0X G00 X0 Z100.;)大致檢驗對刀的正確性,使用“空運行”和“機床鎖住”功能模擬程序,檢查程序語法和程序軌跡的正確性。在進行工件加工時,不要變換工作方式,修改加工程序和參數,最好處于保護狀態。加工時安全防護罩一定要關好,人應站在安全區域內,但不能離開機床,以防機床出現意外而好采取緊急措施。準備不用機床時,要清掃機床切屑,并加好油,并將按鍵、旋鈕復位,按下急停按鈕,實施關機。
2.從專業技術層面上加以防止,正確指導編制程序
導致程序編制錯誤的常有:(1)程序數據輸入錯誤;(2)進、退刀路線不當;(3)程序中換刀點設定不合理;(4)循環起點確定不當;(5)編程時選刀不當。
3.從專業技能形成的角度上加以防范,掌握正確操作的要領,防止誤操作
第一對刀方面:對刀是數控加工中非常重要的一項操作,對刀不當,將直接影響到零件的尺寸精度,甚至可能引起撞刀或過切而引起零件報廢、刀具或機床損壞等事故。為了避免對刀操作出現失誤,除了要熟練掌握對刀操作步驟外,操作中還應該注意以下幾點:(1)在進行對刀操作前,先將所有刀具的刀具磨損補償值清零;(2)在位置補償和磨損量補償中都輸入相應的位置補償;(3)手動移動刀架時走刀太快;(4)無論采用哪種對刀方法,對好刀之后都要進行驗證。
第二操作方面的錯誤常有:(1)模擬后不回機床參考點;(2)回機床參考點操作不當;(3)模擬運行時不鎖刀架;(4)加工時忘記關閉空運行開關;(5)首件加工時未采用單段方式試切削;(6)車刀安裝的刀位和程序中的刀號不一致。
4.從數控設備的維護保養方面加以保障,保持設備處于良好的運行狀態
數控機床維護保養和修理時,一定要在斷電后進行,因為通電狀態保養和修理容易觸電或引起機床誤動作,提醒學生不要用手觸摸數控電柜內帶警示符號的元件或電路板,否則有電擊危險。當數控機床出現電池報警時,應及時更換正確規格的電池,在給數控機床更換存儲器支持電池時,為不使存儲器內的零件程序、機床參數、數據丟失,千萬不要斷電。
5.從完善安全制度和加強場地管理加以宣傳教育,營造安全的實訓環境,牢固樹立學生的安全操作意識
一方面要制定相關的制度,特別是機床設備的安全操作注意事項:(1)進入機械實訓現場后,應服從安排,聽從指揮,不得擅自啟動或操作機床。(2)不得在實訓現場嬉戲、打鬧及進行任何與實訓無關的活動,以保證實訓正常、有序的進行。(3)操作機械設備時,對按鍵及開關的操作要規范,不要有多余的動作,以防止損壞。自動轉位刀架未回轉到位時,不能用外力強行定位。(4)安裝工件要放正,夾緊,安裝完畢取出卡盤扳手;裝卸大工件要用木板保護床面。(5)穿戴好衣帽,工作服要扎好袖口,頭發過長應卷入工作帽中,不準戴手套及穿涼鞋工作。(6)機械加工必須經指導教師認可后方可進行,以防止錯誤所引起的事故。(7)主軸開始運轉后,不能隨意改變主軸轉速;不能打開機床防護門;不能量度尺寸和觸摸工件,切削加工時要精力集中,并要防止各部件的碰撞。(8)若發生事故,應立即按下急停按鈕并關閉電源,保護現場,及時報告,分析原因,總結教訓。
6.明確安全責任,強化實訓教師的安全表率作用
每一位教職工都有維護保障學生實訓安全的義務和責任,安全教育必須列入學校實訓教學工作的重要議事日程,并認真組織實施職業院校應從落實教學常規合理規避安全風險入手,有效組織實訓教學工作,明確安全責任,強化教師的安全表率作用。
首先,應加強對教職員工的安全教育培訓,認真組織教師學習掌握安全管知識、應急處理的基本方法、應變技能,養成良好的安全教學習慣。
其次,指導教師是數控實訓的第一安全責任人,應明確指導教師的安全責任,規范教師安全從教行為。加強安全防范,做好安全預防工作,指導教師應起到安全表率作用,按時到崗,工作期間不得擅離工作崗位。
最后,實訓安全管理中貫徹預防為主、教育先行、實事求是、方便操作的方針,努力把事故消除在萌芽狀態,并妥善處理好實訓活動過程中發生的安全事故。同時,認真貫徹落實國家在安全教育方面的方針政策,組織開展安全、規范、文明的實訓活動,增強學生的安全意識,提高學生的安全防范能力,不讓自己的行為習慣影響到學生違章,最大限度地保護學生的人身安全。
參考文獻
[1]方沂.數控機床編程與操作[M].國防工業出版社.
[2]李河水.數控機床故障診斷與維護[M].北京郵電大學出版社.
關鍵詞: 數控技術人才培養專業建設
由于數控技術迅速發展,相關數控技術的人才培養已成為各種層次學校的熱點。我校也于2002年開辦了數控技術應用專業,配備了師資力量,花巨資引進數控設備,建立了實驗室、實習場所。為了提高教師自身素質和學校的教學質量,我校組織了暑期實踐活動。實踐企業為徐州天翔鐵業有限公司,實踐時間持續一個月。內容涉及如下方面。
(一)了解企業性質、生產產品、行業地位、市場輻射、管理模式、企業文化、發展戰略等。
(二)了解企業產品生產流程、技術特征、工藝方法、質量檢測等生產管理體系。
(三)了解企業生產目標計劃、協調、監督手段、考核方式。
(四)了解車間管理模式,目標計劃實現與考核,各崗位所應具備的知識、技能。
(五)深入了解學生在企業中的情況,收集企業對人才品質的各種信息和對人才規格的要求。
(六)嚴格按照企業管理要求參加企業生產實踐。
根據以上要求,現筆者將實踐報告總結如下。
一、企業基本情況簡介
徐州天翔鐵業有限公司始建于2001年8月,位于徐州市賈汪區工業園,占地面積60000多平方米,建筑面積8000多平方米,是一家與徐州天工鑄鐵有限公司合作加工工程機械零部件的股份制企業,現有固定資產5000余萬元,其中機械設備2300多萬元,公司于2005年9月28日通過GB/T19001-2000idtISO9001:2000標準質量認證。
公司現擁有各類數控車床、數控立式車床、普通車床、加工中心、坐標鏜床、銑床、鉆床等80多臺加工設備及三維坐標檢測儀等高精度檢測設備,如CK6180數控臥式車床、CKA6150DI數控臥式車床、CK516數控立式車床、VMC600加工中心、數控車床、B1-400K立式升降臺銑床、Z3050*16/1中捷搖臂鉆床、Z3050*16/1中捷搖臂鉆床、TGX4145B單柱座標鏜床,具備工程機械各類零部件的加工與檢測能力。公司產品深受山東臨工、上海龍工、美國卡特比勒的歡迎,并建立了長久密切的供求合作關系。公司工藝技術水平先進,主要產品有:卡特彼勒(CAT)徐州公司挖掘機球墨鑄鐵件,美國紐荷蘭(CNH)公司灰鑄鐵件,意大利卡拉羅(CARRARO)球墨鑄鐵件,美國漢尼斯(HENNESSY)鑄件,國內工程機械生產廠驅動橋用高韌性、高精度球墨鑄鐵件等。
二、調研實踐結果及分析
(一)企業數控人才需求層次
根據調研情況,我們可把數控技術人才分為三個層次。
1.“藍領層”
“藍領層”是指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,在企業數控技術崗位中占75%,是目前需求量最大的數控技術人才。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。
2.“灰領層”
“灰領層”是指在生產崗位上承擔數控編程的工藝人員和數控機床維護、維修人員,這類人員在企業數控技術崗位中占20%,其中數控編程工藝員占9%,數控機床維護、維修人員占11%。此類人員需求量相對少一些,但也非常缺乏,是企業(特別是民營企業)的搶手人才,待遇較高。此類人員專業知識與技能要求較高,可能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。
3.“金領層”
“金領層”人員具備并精通數控操作、數控工藝編程和數控機床維護、維修所需要的綜合知識,并在實際工作中積累了大量實際經驗,知識面很廣;精通數控機床的機械結構設計和數控系統的電氣設計,掌握數控機床的機電聯調;能自行完成數控系統的選型,數控機床的安裝、調試、維修和精度優化;能獨立完成機床的數控化改造;適合于擔任企業的技術負責人或機床廠數控機床產品開發的機電設計主管。
(二)數控技術人才的學歷狀況
調研數據表明,50%的數控技術人才為中專及以下學歷,38.2%為大專學歷,僅有10.3%為本科學歷,本科以上學歷僅占1.5%。可以看出,中等和高等職業技術教育在數控技術人才培養方面大有可為。
(三)數控技術人才的來源渠道
調研數據表明,在企業現有數控技術人才中,依靠企業自身力量培養提高的占16%,而直接從學校招收的學生占68.6%,從社會招聘占15.4%。
1.職業院校學歷教育培養的數控人才還很難完全滿足企業的需要。剛走出校門的畢業生,具有不同程度的英語水平、計算機應用能力、機械和電氣基礎理論知識和一定的動手能力,但由于在校期間難以積累工藝經驗,實際動手能力差,難以滿足企業對數控人才的要求。
2.數控人才的培養并非高不可攀,企業可以依靠自身力量從普通機床操作工中培養。這就要求職業院校進一步拓展辦學功能,加強校企合作,根據企業用人“訂單”培養人才,為企業職工提供在崗、轉崗數控技術培訓。
(四)對職業素質的要求
通過調查,我們發現畢業生的綜合素質越來越重要,企業往往要求畢業生能夠同時擁有多方面的技能,要求基本功扎實,應用能力較強,能夠團結協作,富于開拓和創新精神,要敬業愛崗,踏實肯干,吃苦耐勞,實際動手能力強,綜合素質高,具有很強的社會競爭力。
(五)企業對我校畢業生的綜合評價
為了更準確地了解我校往屆數控專業畢業生的工作情況,我們利用此次實地考察的機會對往屆畢業生進行了一次回訪,并進行了企業對我校數控專業畢業生綜合評價的問卷調查。統計數據顯示,企業對我校數控專業畢業生的稱職情況的評價較好,滿意度較高。綜合評價為27%優良,63%稱職,10%不稱職。數據說明數控專業畢業生在社會中的反映良好,基本能經得起社會的檢驗,基本能夠勝任本職工作,適應相關崗位的要求。另外,調查還包括了企業對畢業生其他素質項目的評價情況。企業對畢業生的職業道德的評價為15%好,65%較好,20%一般,0%差;企業對畢業生專業業務知識的評價為10%好,70較好,10%一般,10%差;對畢業生的基本素質的評價為24%好,56%較好,18%一般,2%差。數據說明用人單位對數控專業畢業生的職業道德、專業業務知識和基本素質較為認可,畢業生在企業中能夠表現出較高的職業素養和職業能力,數控專業開展的職業素質教育對學生今后的就業工作起到了積極的作用。
(六)存在的問題及其改進措施
1.存在的問題
在調研中我們發現,從總體來講我校數控技術應用專業的人才培養目標和培養模式是正確的,但是在具體實施的過程中還存在一些問題和不足。
(1)學生專業理論知識轉化能力較差,很難將專業知識應用到實際工作中。
(2)學生對技能的熟練程度和企業的要求有距離。
(3)學生在學校進行的專業實訓和企業真實的生產環境有距離。
(4)學生專業面不寬,造成就業口徑過窄。
2.改進措施
為了達到教改方案的培養目標和業務規格要求,我們將采取以下措施:
(1)緊扣“實用”“實訓”兩個環節。
為培養面向生產第一線,專業實踐技能強,具有良好職業素質的應用性實用型人才,學校課程設置的架構必須緊扣“實用”、“實訓”兩個環節,把崗位技能培養融入到課程體系中去,充分開展項目化教學,使課程教學與技能培養充分“對接”。
(2)完善和加強數控專業的實訓基地建設。
我校數控專業雖擁有國家級數控實訓基地,但是在設備數量上和設備先進性上還有差距,還應該加大投入,緊跟我國數控尤其是企業數控發展水平,實現和企業的無縫對接。
(3)堅持開放式的辦學體系,實行校企聯合,產、學、研一體化。
雖然我校在數控專業的實訓上投入了較多的資金,實訓設備條件也相對較好,但是和企業的真實環境總是有距離的,學校不可能投入太多的資金。我們可以利用校企聯合、工學結合的方式實現產、學、研一體化。在辦學中堅持學校走出去,老師走出去,學生走出去,課程走出去。同時,我們也可以把專家學者請進來作高層次的學術報告,也可以請有一線工作實踐經驗的工程師來給學生講學,一些課程也可請外面工程師來上,甚至可以讓企業辦到學校來。
(4)推行“一專多能、一生多證”。
我校要安排學生多工種的專業實訓,培訓學生多方面的技能,同時要充分利用節假日和雙休日的時間,讓所有實訓室向學生開放。這樣不僅能充分利用現有的實訓場地,提高設備的利用率,而且能為學生考取多個技能證書提供條件。
通過本次調研活動,我們獲得了大量第一手信息,也得到了許多啟發。我們在今后的工作中除了繼續加強對學生專業知識和技能的訓練之外,更應進一步強調對學生基本素質的培養,注重對學生的職業道德教育,提高學生的誠信意識,同時增加學校與企業的交流,為學生的就業和工作創造良好的環境。隨著社會對人才的要求越來越高,走校企聯合、工學結合的辦學之路將是我校數控技術應用專業的發展方向。
參考文獻:
[1]林輝,漆軍.珠三角地區數控技術專業人才需求調研與分析[J].廣東交通職業技術學院學報,2008,(04).
任務引領式教學法是指教師在圍繞某種工作場景,設計帶有功能性目的的真實任務,以教學任務為中心,讓學生在完成任務的過程中學習專業知識,掌握專業技能,從而培養綜合專業能力的教學模式。
近年來,為了提高教學質量,有關教學法的研究有很多。其中任務引領教學法在數控編程教學中得到了廣泛應用。但大多應用于數控加工實習、實訓環節。關于數控編程實驗教學的研究很少。
一、采用任務引領式數控編程教學的意義及其實施流程
數控編程實驗教學是圍繞數控編程能力培養,將數控編程技能和知識點設計在各個數控編程實驗中,在進行數控編程實驗教學時,將每個實驗作為任務布置給學生,使學生在實驗過程中掌握數控編程知識點和編程技巧的一種教學方法。實驗通過數控仿真軟件實現,以避免理論課結束后直接安排在昂貴的數控機床上進行實訓而造成撞機和為了學生安全。
數控編程是數控加工的需要,所以數控編程通常包含有試切削加工的內容。考慮到數控機床價格昂貴和學生初學階段直接上機練習的安全性等因素,借助現代教學手段即數控教學軟件以實驗的形式開展數控編程教學具有現實意義。而將任務引領教學法應用到數控編程實驗教學中有以下好處:
知識的獲得是一個主動的過程,學習者不應是信息的被動接受者,而應是知識獲取的主動參與者。構建主義學習理論認為,知識不是通過教師傳授得到的,而是學習者在一定的情景下,借助他人(包括教師和學習伙伴)的幫助,利用必要的學習資料,通過意義建構方式獲得的。如何引導學生自覺主動地投入學習,激發學生的學習熱情、興趣極為重要。任務引領式實驗教學法的開展,使學生在實驗過程中,完成各自的實驗任務,由被動地聽課變為主動地學習,由被動地接受知識變為主動地學習知識,鉆研編程技巧,并運用知識、技巧完成實驗任務、解決實際問題。激發和提高學生的學習熱情,培養學生自我學習能力,解決了教與學的矛盾,實現了“既授之以魚,又授之以漁”的教學目的,有利于提高教學效果。
任務引領式數控實驗教學學生為主體,教師是主導,需要教師對學生提出的問題給予解答,要求教師有相關數控編程實驗的知識和數控仿真軟件操作使用經驗,需要任課教師充分做好準備工作,所以任務引領式數控實驗教學有利于提高教師自身素質。
數控編程就是編制零件數控加工程序,編程是一種技能。任務引領教學法是以工作任務為核心來訓練技能并構建專業知識的教學法。任務引領,以工作任務為中心引領知識、技能和態度,讓學生在完成任務的過程中再學習相關理論知識,發展學生的綜合技能,數控編程教學正是以培養學生編程能力為課程目標的。
根據上述數控編程特點,在數控編程實驗教學中應用任務引領教學法擬安排流程如下:
1.知識點、能力模塊確定階段
分析數控編程教學任務,明確知識點和能力結構,確定不同層次能力模塊。
2.任務載體確定階段
根據不同層次能力模塊,確定體現能力要素的數控編程任務載體――零件或零件圖。
3.布置和接受任務階段
按基礎能力模塊和特殊編程能力模塊,以零件圖為載體,將實驗任務布置給學生。
4.任務實施階段
學生接受實驗任務,了解和分析任務,并完成任務;
5.成果驗收階段
提交程序及仿真加工產品,提交實驗報告。
二、任務引領式數控編程實驗教學中任務的確定
在“任務引領”教學中,“任務”的設置是最重要的,它將決定一節課學生是主動地學習還是被動地學習。任務的設置首先要有綜合性,使學生既能學到新知識和復習舊知識,還能鍛煉學生綜合運用知識的能力;其次要突出實踐性,任務必須通過實踐來完成;然后任務要有吸引力,必須讓學生感興趣;最后設置任務要有創新性,需要考慮到留給學生一定的創新空間,有利于培養學生的創新意識。
(一)數控實驗任務的提出
數控編程是一門實踐性很強的課程,按照加工零件的類型不同,一般分為數控車床、數控銑床和加工中心編程。按照學習循序漸進的原則,根據數控編程教學的知識點和能力目標,根據教學內容難易程度及其關聯性,將教學內容分成幾個實驗項目,由易到難劃分,由簡單到復雜,難度系數逐步增加,知識含量逐步加深,后面的實驗項目可以包含前面的實驗項目的內容或知識點,實驗之間環環相扣,前面的實驗項目的完成為后面的實驗項目完成起到鋪墊作用。用于任務引領教學法的實驗任務以零件或零件圖為載體,如表1所示。
(二)數控實驗任務的目標和內容
實驗任務一:編程基礎實驗
1.實驗目的
讓學生掌握數控及其數控編程相關知識(諸如數控機床坐標系及其零點、工件編程坐標系、數字控制原理、常用G功能、數控車銑床編程及其異同等),培養學生具備數控編程基本能力,為后續編程教學和學生完成后續實驗任務奠定基礎。
2.實驗內容
(1)通過數控仿真軟件熟悉數控機床操作面板;(2)選擇數控機床和數控系統;(3)確認數控機床零點或參考點位置;(4)明確數控機床坐標系(含坐標系原點和坐標軸方向)和工件編程坐標系;(5)根據簡單零件圖紙(含簡單直線、斜線、圓弧),輸入簡單程序段,確認M代碼、G代碼含義;(6)通過軟件圖形功能,觀察點的移動軌跡,確認與圖紙圖線的吻合。
3.實驗學習情景
開啟數控仿真軟件,進入數控機床仿真編程加工準備環節。通過點擊操作數控機床操作面板按鈕,進行回參考點或回零操作,理解其異同。輸入絕對坐標和增量坐標編程編制的直線、圓弧的簡短程序,通過數控圖形仿真功能確認其軌跡移動,并分析原理。
4.實驗結果
(1)機床零點或參考點顯示;(2)圖線軌跡顯示。
實驗任務二:編制數控車床加工程序
1.實驗目的
在前期基礎實驗的基礎上,使學生掌握粗精車、螺紋數車循環指令及其使用方法,掌握編程技巧,掌握數控車削對刀、加工的方法,具備一定的數控車床編程能力。
2.實驗內容
(1)熟讀車削零件圖紙;(2)合理確定工件編程坐標系,正確進行節點計算;(3)掌握程序圖形檢驗功能,快速正確輸入、編制完成數控加工程序;(4)正確選擇數控機床、工件、工裝、刀具;(5)快速正確完成對刀、數控加工和測量。
3.實驗學習情景
熟讀典型車削(含錐面、圓弧外圓和螺紋及退刀槽)零件圖紙;參照數控車床編程案例,復習數控車削加工程序編制技巧,確定工件編程坐標系,進行零件圖形節點計算,編寫數控車床加工程序;啟動數控仿真軟件,做好編程前準備,輸入加工程序;利用圖形功能檢驗程序正確性,完成加工程序編制;選擇工件類型、工件尺寸,并安裝工件;選擇工裝,并安裝;選擇切削刀具,并安裝;進行對刀操作,建立工件加工坐標系;利用數控加工單節和循環控制功能,進行仿真加工,并進行零件輪廓和尺寸測量。
4.實驗結果
(1)典型車削零件數控加工程序;(2)符合圖紙要求的已加工零件。
實驗任務三:編制數控銑床加工程序
1.實驗目的
在掌握編程基礎和數控車床編程方法的基礎上,掌握刀具半徑補償功能及其在粗、精加工中的應用,掌握應用零點偏置、子程序編程等編程技巧和數控銑削對刀、加工方法,同時掌握孔加工固定循環指令等相關知識及其程序編制技巧,具備一定的數控銑床編程加工能力。
2.實驗內容
(1)熟讀銑削零件圖紙;(2)合理確定工件編程坐標系,正確進行節點計算;(3)快速正確輸入、編制完成數控加工程序,進行程序圖形檢驗;(4)正確選擇數控機床、工件、工裝、刀具;(5)快速正確完成對刀、加工和測量。
3.實驗學習情景
熟讀典型銑削(含直線、外輪廓或內輪廓)零件圖紙;參照數控銑床編程案例,復習數控銑削加工程序編制技巧,確定工件編程坐標系,進行零件圖形節點計算,編寫數控銑床加工程序;啟動數控仿真軟件,做好編程前準備,輸入加工程序;利用圖形功能檢驗程序正確性,完成加工程序編制;選擇工件類型、工件尺寸,并安裝工件;選擇工裝,并安裝;選擇切削刀具,并安裝;進行對刀操作,建立工件加工坐標系;利用數控加工單節和循環控制功能,進行仿真加工,并進行零件輪廓和尺寸測量。
4.實驗結果
(1)典型銑削零件數控加工程序;(2)符合圖紙要求的已加工零件。
實驗任務四:運用參數化編程方法編制數控機床用戶宏程序
1.實驗目的
在掌握一般編程理論、編程方法、編程技巧的基礎上,掌握B類宏程序、A類宏程序及其變量賦值、運算、條件轉移、循環控制等編程原理技巧,具備一定的參數化用戶宏程序編制能力,提升學生手動編程整體能力。
2.實驗內容
(1)確認并分析被加工零件(含矩形周邊斜面、圓周球面或變截面拋物、雙曲曲面)類型;
(2)運用A類或B類宏指令編制曲面加工宏程序,并完成數控仿真加工。
3.實驗學習情景
分析確認被加工體(含矩形周邊斜面、圓周球面或變截面拋物、雙曲曲面)類型,應用變量賦值、運算、條件轉移、循環控制等編程技巧,編制曲面B類宏程序,并完成數控仿真加工。
4.實驗結果
(1)典型曲面體數控宏加工程序;(2)符合要求的已加工零件。
三、任務引領式數控編程實驗教學的實施流程
數控編程實驗教學安排在數控編程理論課之后和數控實訓課之前進行,實驗課安排在理論課之后,與理論課交替進行,而且必須安排在有數控仿真軟件的多媒體機房進行。在理論課講授完一個或幾個知識點后,緊跟著安排相應的實驗課。這樣有助于使學生及時地很好地理解和掌握相關知識點,為后續課程內容的學習和理解打好基礎。具體流程如下:
1.學生接受教師布置的實驗任務。實驗任務分為四個環節,由簡單到復雜,不斷深入,學生接到任務后首先要了解和分析任務。
2.不論是哪個環節的實驗任務,都要根據數控編程基本步驟,首先分析零件和零件圖,編制零件加工工藝,確定編程坐標系,進行數值計算。
3.每個環節的實驗任務,都安排在相應的編程理論課之后,所以進入實驗前首先要預填寫實驗報告,根據所學的編程原理和技巧編寫相應的數控加工程序。
4.啟動并熟悉數控仿真軟件,然后將初步編寫的相應的數控加工程序輸入數控裝置進行程序檢驗,利用圖形模擬功能檢查程序所存在的問題。根據報警信息修改程序,直到程序合格為止。
5.選擇和安裝合適的工件、夾具和刀具,進行對刀操作,完成零件加工。
6.利用仿真軟件測量功能,測量各檔尺寸,檢查是否與零件圖紙要求一致。
7.整理實驗實施過程中出現的各種問題,完成實驗報告,提交程序及仿真加工產品。
由上可見,基本流程為聽課復習歸納準備實驗報告進行實驗進行歸納,學生帶著問題,帶著興趣,帶著任務,帶著期待進入課堂,進入實驗。要求學生多學習勤思考,遇到問題發揮主觀能動性,積極解決問題。
要求學生提交寫好預實驗報告,最后的實驗報告可以在預實驗報告的基礎上進行修改。實驗報告要求寫上實驗進行的過程、發現的問題和解決的問題以及存在的問題。如在編寫銑削零件內輪廓程序的編寫中,如果左、右刀補(G41、G42)的選取與走刀路線不一致,那么在加工后測量輪廓時,會發生尺寸相差一個直徑值的情況等。
四、數控編程實驗考核方法
以上編程項目的每個實驗任務,都準備多套難度不同的零件圖紙。每種零件圖紙的分值有所不同,難度大的分值高,難度低的分值低。如難度系數較大的分值定為100,中等難度的滿分定為80,一般難度的滿分定為60。學生可以根據自己的意愿選擇不同難度系數的零件圖紙進行編程。
每個實驗任務目標明確,如圖紙要求等。基礎環節實驗分組完成,同學之間可以相互討論,但要獨立操作完成。特殊編程實驗要求學生各自獨立完成。必要時教師給予指導,發現問題及時糾正,共性問題及時在實驗課堂上進行指導加以解決。
根據數控程序編制的特點,將實驗成績分為程序完成情況分、知識點掌握情況分、實驗報告分和平時表現分。教師應該掌握學生進行實驗的全過程,并根據實驗完成情況進行評分。如,在規定時間內完成的給予基本分,根據運行程序并測量加工輪廓曲線的正確性進行評分,根據檢查程序結構的完整性進行評分,根據檢查指令使用的正確性進行評分,針對程序中主要程序段進行提問,讓學生回答,根據回答的準確程度加以評分,還有對實驗報告的完成情況進行評分,根據遵守實驗紀律等給予平時成績分等。
五、結語
教育家陶行知先生所倡導的“在學中做,在做中學”的教育理論,以具體的任務為學習動力或動機;以完成任務的過程為學習過程;以展示任務成果的方式來體現教學的成就。任務引領式教學,是“以完成任務為目的”的教學方式。這種教學方式對學生綜合能力的培養十分重要,正日益受到職業教育界的普遍關注。在任務引領式教學中,任務為主線、教師為主導、學生為主體,學生參與到教學當中來,學生在接受老師布置的任務后,針對任務,主動地仔細消化課堂教學的編程理論,制定實施計劃,最后完成任務。整個教學過程充分體現著學生的主體地位,實現做學合一,使良好的教學效果得以實現。
關鍵詞:數控專業; 適應能力
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1006-3315(2012)04-120-001
據調查通過中等職業教育來培養的數控技術人才,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,在企業數控技術崗位中占70.13%,是目前需求量最大的數控技術人才。企業59.16%的數控技術人才為中專及以下學歷,中等職業教育在培養企業人才需求方面顯示了越來越重要的作用。但是,就目前中等職業學校數控專業的教學現狀來看,存在著教學設施、師資水平、教學模式以及學生接受能力等方面的問題,已影響到學校數控專業的發展及學生就業后工作的穩定。
一、影響就業適應能力的因素
1.課程設置和教學內容的原因
專業課程的設置近幾年雖有所改進,但教學內容仍較陳舊。學生所學到的知識與企業的要求尚存在差距。例如,數控加工刀具和工藝的教學還較薄弱。企業急需的數控機床的編程、操作、維護的培訓,部分學校因實訓條件所限,仍以理論講授為主,缺乏實踐,效果較差。
2.在實踐技能培訓方面
很多院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、數控機床機電設計與聯調技術、數控機床的維護、維修等專業技術能力訓練不夠,操作訓練較少。
3.數控專業師資隊伍力量薄弱
數控技術在近幾年的廣泛應用,引起了數控人才的大量需求,同時造成數控師資、特別是同時具備相當的理論知識和豐富的實踐經驗的數控師資隊伍嚴重不足。尤其缺乏熟悉企業生產實際,并能夠承擔數控教學工作的“雙師(教師、工程師)型”專業教師,嚴重制約著現代數控技術人才培養水平的提高。
二、改善的措施及建議
1.在課堂教學中強化對學生就業適應能力、特別是崗位適應能力的培養
課堂教學是教師對學生施加影響最長久、最有效的方式,因此,教師不僅要具有某一個專業的理論教學水平、實際操作能力以及一定的實踐經驗,還要具備相關的理論知識和基本操作技能。
當前就業市場上,具有專業技能的技工很走俏,社會急需大批量的技術工人,企業作為生產經營單位,無不希望新來的工人技術素質高,操作技能嫻熟。來了就能用,上崗就能干,既能頂崗生產又能獨擋一面。因此學生在學校要加強專業技能教育,提高就業適應能力。
2.開設特色課,拓寬專業課設置,提高學生的素養,增強學生就業適應能力
2.1特色課。社會分工越來越細,企業要求員工要有各自特色(長)。在就業過程中,我們發現不少學生填寫的表格字跡潦草,讓人難以辨認,首先遭到用人單位淘汰,而往往一手漂亮的好字首先會獲得他人的好感,覺得你素養較高,被錄取的機會就增大不少。我們開設書法課程,陶冶了學生的心靈,更重要的是提高了學生的審美能力。不少學生的鋼筆書法,進步神速,成了一個特長,為就業競爭增加了一個籌碼。
2.2專業課。隨著市場經濟的發展,過去那種單一的培訓目標已經不能適應市場經濟的發展的需要了,必須根據市場經濟走勢和勞動力市場的需要設置專業。鞏固所學舊專業,開辦所需新專業。新設的專業要遵循適應性、靈活性和超前性原則。
2.3學生信息素質培養。學校適應現代信息技術發展的需要,開設計算機信息專業科,在學生中開展現代信息技術教育,培養學生的計算機應用能力、網絡應用能力、信息搜索、信息加工和信息創新能力等信息素養。
2.4開設專題講座。學生對今后的就業既感到陌生又有點向往,利用這一心理對學生開設相關的擇業就業講座,請學校分管就業的校長作講座,介紹就業形勢就業要求。有意識地開展職業指導和職業能力培養問題專題討論;通過講座、輔導、座談會等形式,幫助學生理解愛崗敬業、與人合作的重要性,培養學生的職業意識,幫助學生掌握綜合職業技能,提高學生的社會適應能力和生存與發展能力,為其走出校門、走向社會,順利實現就業和轉崗奠定了基礎。
2.5請公司領導和已畢業的優秀學生到校作報告。由于學校老師對公司動態、管理要求不甚了解,教育缺乏針對性,說教較多,學生不感興趣。可以邀請公司領導到學校給學生作報告。公司領導一個個活生生的事例很可能是學生今后走向社會要碰到的,這些都是學生走向社會后適應社會的關鍵之處,學生興趣極大,引起共鳴,收到良好教育效果。
2.6加強個案指導,注意對個案的跟蹤,多保持聯系及談心。我們可以選擇了幾個比較典型的學生,進行個案研究。了解學生情況,制訂指導計劃,觀察學生變化,反思教育效果,調整教育方法。這種形式面不夠大,但對于個別學生的成長和積累教育經驗還是有很大作用的。
【關鍵詞】機床數控技術 課程建設 人才培養
【中圖分類號】TG659 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2014)01-0248-02
一、引言
機床數控技術,是數控機床的核心,它融合了精密機械、電子、計算機、自動控制、伺服驅動、精密檢測等技術的最新成就,有效的解決了復雜型面、精密、小批量、多變零件的機械加工問題,其發展和應用水平是衡量一個國家制造業現代化程度的核心標志,體現了國家綜合國力[1]。機床數控技術課程作為體現機械工程專業特色和實現學生知識、能力、素養培養的專業核心課程,具有多學科交叉、多領域技術集成創新、實踐性強等特點,在機械工程專業教學體系中占有重要位置。
近年,成都理工大學的機械工程及自動化專業結合省級卓越工程師培養計劃,不斷研究、探索培養創新能力強的高質量工程技術人才的新思路、新體系、新模式,深入開展了包括專業教學團隊、實踐教學平臺、人才培養方案、課程教學改革等方面的建設。機床數控技術課程結合相關平臺同時進行了大量的探索和實踐。
二、機床數控技術課程教學中的幾個關鍵問題
1.難于把握課程理論知識的深度和廣度
機床數控技術是由各種技術相互交叉、滲透、有機結合而成的一門綜合性學科,具有很強的系統性和實用性。一方面,現代機床數控技術在社會生產需求的推動下高速發展,而在教學學時普遍不足的情況下,出現了相關理論基礎、知識難點和前沿技術三者的取舍、綜合問題;另一方面,由于數控技術理論知識教學內容相對枯燥,當教學手段、方法無法提高學生的學習興趣時,更加大了對理論知識講授深度和廣度的把控難度。
2.課程實踐教學資源不足
傳統的數控實踐教學平臺往往以各種數控車銑床、加工中心為主,這類以操作實踐為主要目標的教學設備價格昂貴,建設成本極高,除非資金非常充足,否則很難在短時間內建起功能豐富、具有一定規模的實踐教學平臺。這種思路,往往惡化了設備建設的循環發展條件,造成數控培養系統功能單一,甚至技術落后;同時,精密、昂貴的數控機床對操作者提出了很高的要求,從實踐教學安全性等方面考慮,有時不得將某些綜合性實驗、實訓內容等轉變成演示性實驗,難以達成學生實踐動手能力以及創新能力的培養。
3.教學方法與課程多方位實際應用特點的不協調
數控技術是一門典型源于實踐、用于實踐的多學科理論與多方位實踐運用的課程。不僅是技術集成創新的產物,也是科技再創新的重要源頭[2]。而傳統教學模式以教師為中心、知識灌輸為主,這種“填鴨式 ”的教學方式和學生“被動接受”的學習模式破壞了實踐主體的主動性、獨立性和創造性,學習者必然缺乏面對多方位工程實際應用環境所需的看問題、想問題和解決問題的行動能力。
三、課程建設的思路和目標
為了培養出具有扎實理論基礎、先進技術理念、寬泛工程視角,創新精神突出,實踐動手能力強、綜合素質高的高質量人才,機床數控技術課程的教學改革勢在必行。
按照大學課程建設要符合現代教育思想、符合科學性、先進性和教育教學的普遍規律[3],結合機床數控技術課程自身的特點,本課程以“理論與實踐并重,實用與先進并重,突出創新,強調應用”為指導思想創建教學內容;以強化學生創新精神和實踐動手能力,形成以學生為中心的先進教學方法;以豐富功能,教、研結合,構建多層次遞進式實踐教學體系,實現從靜態知識傳授向智能教育的轉變。
四、課程教學建設與實踐
1.整合、深化教學內容
在專業課的教學中,教學內容的組織對實現培養目標十分重要。在有限的學時數里,一方面必須精簡教學內容,同時注意知識體系完整;另一方面必須順應技術的發展,抓實用性和先進性。為此,我們對教學內容進行了結構性調整、重組和更新。比如,在緒論中注重對數控機床基本工作原理、機床數控技術知識體系及相關專業術語介紹;要求學生利用搜索引擎工具和校園網圖書館電子資源廣泛查閱文獻資料,完成一份數控技術國內、外應用現狀、發展方向的研究報告,為課程后續學習內容的展開和帶著興趣的自主學習打下基礎。然后以學生熟悉的機械設計技術作為切入,介紹數控機床的機械結構設計特點。該部分教學內容不僅能加強學生對前期各種機械設計類課程知識的再應用,也要體現出機床技術的發展前沿。為此在探討提高數控機床結構剛度時,引入對有限元分析的應用,選擇學生們相對較熟悉的PRO/e軟件,介紹如何分析數控機床工作臺結構剛度問題,同時要求學生根據這個實例,課后自主研究學習PRO/e軟件的CAE功能,從而拓展了他們在CAD/CAM軟件應用方面的實際能力。接下來將數控系統的教學內容分作了四部分。首先介紹連續控制系統的數控插補原理,這是數控系統的核心計算功能。在這部分內容的教學過程中,設計了一個自主開發的插補運算平臺,使學生可以在該平臺上完成各種插補算法的學習和程序編寫(自選內容),極大地激發了學生學習的興趣,同時增強了他們的高級語言編程能力。然后以有形的NC系統技術著手,展開到CNC系統技術,再擴展到伺服檢測技術的介紹。這部分教學內容抽象,是重點也是難點。但對機械專業的同學來說,由于電子技術、計算機技術方面的知識能力普遍不足,成了比較薄弱且難于突破的環節。其教學內容的組織必須注重先進性和實用性,為了減少學生在學習過程中的茫然,我們抓住了一個簡單機電一體化系統研發的技術路線這個關鍵,處處緊扣這個核心,使學生對學習對象的認識更加清晰。最后部分的教學內容安排對數控工藝及編程技術的介紹,在內容上除了注重基本的數控工藝分析和編程指令的講授,同時加強了對CAD/CAM軟件自動編程技術的學習。要求學生在設定的工程環境中具有較強的操作能力和編程能力。
2.改進教學方法
教學方法是達成教學目標的關鍵。為了配合上述教學內容的開展,在有限的學時內完成基礎理論、實用技術和前沿知識的傳授,學生必須在學習目的明確的情況下具有自主學習的能力和積極性,因此,著眼于促進以學生為中心的教與學方式的轉變是十分必要的。
首先根據內容特點采用靈活的授課形式,包括課堂講授,討論,自學,現場課,避免“填鴨式”的一講到底。在課堂教學形式上,加強師生交流,重點講思路,講方法,提問題,啟發學生對老師所提問題進行獨立的邏輯思考和研究探索,培養他們的創新意識和終身學習能力。精心設計討論課的內容,討論題目大多無標準答案,具有較強的探究性。比如以一個實際的機械零件的數控加工工藝分析及編程為例,同學們可以分組研究討論,然后派代表上臺主講,展示程序及仿真加工效果,互相問辯,最后由老師總結、點評。針對比較抽象、難于理解的某些教學內容,則采用現場課,如數控系統的結構和伺服檢測系統的基本工作原理等,則可在數控綜合實驗平臺上一邊講解一邊演示來完成。
其次,充分利用多媒體、視頻和動畫來提升教學效果,改變知識表述方法的單一性,建立多工程實際應用環境,使學生在生動活潑的教學過程中牢牢掌握理解困難并且抽象的數控知識,熟悉以工程師視角分析問題、解決問題的方法。多媒體教學中同時要注意活潑課堂氣氛,抓住經典內容,以多媒體結合板書推導,調動學生積極參與教學過程,不斷啟發學生跟隨老師思路積極思維,做到“學、思、行”結合,不僅可以培養學生分析、解決問題以及邏輯思維的能力,也加強了師生間的互動交流。一般來講,機床數控技術課程的動畫演示(尤其是各部件工作的動態展示),難以通過實際部件組建實現,也很難在網絡資源里找到相應資源。為了讓學生對所學內容有直觀而清晰的認識,可以利用自主研制開發的教學平臺或設備去獲取動態知識素材。比如對數控插補的含義、原理、特點的理解我們就借助了一個基于VB的數控加工預處理系統來演繹,使抽象的知識也能通過視覺直觀的獲取。
3.注重實踐教學平臺建設
本課程的實踐教學必須以培養學生的工程視角、技術應用能力、操作技能和創新精神為目的,創建真實的多工程應用環境,將“主動實踐”貫穿于整個教學過程,抓“基礎性、認識性、創新綜合性”三個層次的實踐教學內容,在實踐教學環節的開展中使實踐教學和理論教學有機結合并相互補充,教學和科研相互促進,構建多層次遞進式實驗教學模式。
在有限的資金條件下,我們重點建設三種類型的實驗平臺。第一類平臺擬建成以PPCNC系統為主的集數控編程與加工一體化的實驗平臺。傳統數控設備“買不起、養不起、用不起、責任擔不起”的特點使一般學校要么無機可用,要么有機怕用,進而造成學生們在數控加工實踐動手能力方面始終“眼高手低”。個人便攜式數控機床(Personal Portable CNC,簡稱PPCNC)是一種針對數控加工教學的新型教學設備,它以塑料、代木作為加工對象,能滿足數控加工核心內容的培訓要求,具有現場教學互動性好、造價低、安全性高、場地要求低、運行維護成本低等特點,能較好的應對上述數控教育的困擾,滿足開放性教學的要求。第二類平臺數控系統電氣設計、組裝、調試、維護等多功能綜合實訓系統,可以將課堂教學和實訓緊密結合,以學生主動探求知識為前提,圍繞研究性教學內容展開,通過分析問題和解決問題,重點培養學生的創新精神和實踐能力。第三類平臺CAD/CAM及數控加工仿真系統,主要提供數控加工仿真及自動編程技術的學習,旨在提升學生對工程實際應用中各類數控系統操作的應對能力及利用CAD/CAM軟件進行編程的能力。在上述三類平臺上精心設計實踐教學內容,有利于構建起多層次遞進式實驗教學模式。
五、結束語
本課程的教學建設探索旨在面向市場需求,提高數控技術人才培養的創新性、實用性和先進性。從教學內容的整合、教學方法的改進、實踐平臺的建設等三方面出發,以培養創新精神和實踐能力為核心,激發學生主動探究、學習的興趣;訓練學生的工程視角,提升面對實際工程環境分析問題和解決問題的能力。MOOCS風暴強烈地沖擊著傳統大學教育模式,必將促進機床數控技術課程的一線教學人員對構建網絡化、開放型的教學和實踐環境,以及與之適應的課程知識體系和教學方法進行更多的研究探索。
參考文獻:
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Abstract: In this paper, combining training requirements of the applied mechanical undergraduates and enterprise job skills, according to the actual teaching situation, teaching reform and practice on NC machining and programming technology course is demonstrated from the aspects such as teaching content, teaching method and appraisal method.
關鍵詞: 教學改革;數控加工與編程技術;應用型本科
Key words: teaching reform;NC machining and programming technology;applied undergraduate
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)10-0285-02
0 引言
數控技術的應用已經得到我國各級政府和企業家的高度重視,數控加工技術已經成為機械加工標志性技術并逐漸得到普及,而數控人才已經成為國家緊缺人才,社會需求巨大。
目前雖然我國各類高等院校加大了培養數控專門人才的力度,但始終不能滿足我國數控人才的需求,主要原因之一是教學方法、教學內容和教學模式所培養的學生不能滿足企業需求,操作技能不高,實踐能力不強,綜合應用與創新能力不足。
陜西科技大學機械工程學院在專業建設和教學過程中,擺脫“學科本位”的課程思想,以能力培養為主線,以能力訓練為軸心。充分發揮學生學習的主動性,將理論知識和實踐技能滲透到一系列的項目教學和實驗中。使學生牢固掌握理論知識,熟悉零件的數控加工過程,提高學生的綜合能力。
1 教學內容的改革
①解構數控加工與編程技術課程的理論與實踐脫節、知識模塊相互獨立的傳統知識體系,把實踐與綜合應用創新能力的培養融入到相互緊密關聯的數控加工工藝、數控加工與編程技術、數控加工綜合實驗的核心課程中;對課程的內容和實驗環節進行重構,實施數控加工工藝-數控加工與編程技術-數控加工綜合實驗教學模塊的系統化串聯,即三位一體。
②精選傳統內容,強化課程內容的應用型部分。注重編程技術及應用技巧等、實際案例的講解;注重與機床實際操作、人際互動等相關知識點原理、概念、設置方法等內容的講解與演示。
③增加CAD/CAM技術在傳統編程教學中的比例,強調學生對工具軟件的應用能力。增設實驗上機環節,給定行業典型零件,要求完成三維建模、工藝規劃、程序生成及加工仿真等環節。
④積極擴展新技術應用的內容,使學生及時了解專業前沿動態和應用“熱點”,注重課程教學的實用性和前瞻性,合理更新教學內容,改變教學滯后的狀況。數控裝備的功能復合化、高速切削技術及刀具系統的多樣化發展,帶來了數控加工工藝的巨大變化,同時也對現代化數控編程技術的改進提出了更高的要求;通過播放日德等先進設備加工視頻,查閱資料等,讓學生了解數控領域發展的最新動態。
2 突出實驗和實踐教學
數控加工與編程技術是實踐性很強的綜合技術,沒有實踐體驗很難獲得良好的教學效果。在教學過程中,制訂了金工實訓數控部分實習指導書、數控加工綜合實驗指導書、現代加工技術綜合實驗指導書,以滿足學生不同階段訓練需要,對學生進行規范性指導。培養學生獨立分析問題、解決問題以及理論聯系實際的能力。
在教學設計過程中,把實踐教學內容分成三大模塊:基礎技能、專業技能和綜合技能。
基礎技能和專業技能階段,實訓工件應完全按教學思想來設計,而不形成產品,遵循由簡到繁、由淺入深、循序漸進的教學原則,培養學生全面、扎實的專業基本技能;綜合技能階段,完成實際典型產品的數控綜合加工。
①理論教學之后接著進行實踐操作(計算機加工仿真實驗),充分利用完善的實訓條件,強化理論的理解與提高實操的能力,為實際操作數控機床提供了有效訓練途徑; 教學中,我們利用宇龍數控加工仿真軟件,通過數控機床模擬仿真的操作,讓學生扮演生產者的角色,在模擬仿真中進行工件的程序編寫、程序調試與數控機床的操作,這樣學生可以更好理解整個工件的生產過程。
②開設數控加工與現代加工技術兩個綜合實驗,選取制造業中的典型零件,以小組為單位,實現零件的三維造型、工藝規劃、程序生成、加工仿真、程序傳輸、機床操作與加工、零件精度檢測等環節,訓練學生對數控編程技術及相關工藝知識的綜合應用能力。
③在傳統的《機械制造技術基礎》課程設計中,鼓勵學生使用數控裝備及工輔具等進行工藝規劃,針對方案展開小組討論和優化,提升學生的團隊合作意識以及在傳統制造領域應用數控加工與編程技術的能力。
3 教學方法與手段改革
①課程采用“教中學、學中做,學做結合”一體化的教學手段,通過以學生為中心、以數控加工過程為導向的授課方式,項目引領,任務驅動。
以數控銑床編程為例,將原來的內容分解為平面加工、輪廓加工、型腔及孔加工四個模塊,分別講解編程指令、編程技巧、工藝知識等相關內容;在課程實驗中分別設置相應的四個模塊實驗,理論與實踐相結合,起到了良好的效果。
②現場教學與教師示范相結合,針對課程中實踐性很強的內容,如試切對刀、程序的編輯與調用、安全操作規范的步驟等,安排在工程實訓中心進行,達到現場教學與教師示范相結合的教學效果。
③以學生為中心的案例教學方法,教學內容盡量選擇有代表性、實用性的案例來進行分析講評,通過案例教學,教師組織協調,讓學生參與討論,充分發揮學生的主動性、積極性和創新精神,調動學生的學習興趣。
④采用多媒體教學,改變以往的“單純課堂”的傳統教學模式。充分利用現代化教學設施和手段,采用啟發式、互動式、項目驅動等新的教學模式,對于促進教學改革具有重要意義。
⑤建設網絡教學資源,推進網絡教學發展。在教學建設中,本院建成了《數控加工與編程技術》省級特色精品課程網站,并在學校BBS上開設數控加工論壇版塊,充分利用先進的信息技術、豐富的校園網絡資源,構建一種教與學的新模式,進一步提高課程的教學質量。
4 考核評價方式改革
建立能力考核為主的評價體系,改革傳統的單一卷面考核和一次性終結考核方式來評定學生成績的方法。考核由卷面考核和項目過程考核相結合,重點按項目和任務進行過程考核,著重考核學生完成工作任務的實際能力。
任課教師結合學生的日常課堂表現給出評價成績;根據小組的產品精度檢測結果及綜合實驗報告給出小組實驗成績,結合各小組組長提供的貢獻率及答辯表現,給出每個組員的實驗成績;期終采用筆試給出理論考核成績;上述三者分別以2:4:4的比例給出總評成績。
5 總結
由于數控技術的飛速發展,《數控加工與編程技術》課程的教學始終處在不斷摸索的過程中,我們仍將積極實踐與探索,以推動教學改革,提高教學質量。
參考文獻:
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關鍵詞 開放式;實踐教學基地;信息化;仿真技術;高等職業教育
中圖分類號 G717 文獻標識碼 A 文章編號 1008-3219(2012)08-0064-03
實踐教學基地信息化建設就是利用計算機技術、多媒體技術、網絡通信技術、遠程控制技術、虛擬仿真技術等,將實訓基地的各類硬件資源、軟件資源、人力資源等有效重組,實施信息化管理,充分發揮教學資源的使用效益,實現實踐教學基地運行的現代化、開放化和高效化[1]。
一、開放式實踐教學基地信息化建設模式
浙江機電職業技術學院開放式實踐教學基地信息化建設重點是“一個平臺、兩種實驗室”,即打造開放式實踐教學基地信息管理平臺,建設虛擬仿真實驗室和遠程控制實驗室,從而加強基地教學資源的使用效率,提高基地管理水平,促進實踐教學基地的全面發展。
(一)開放式實踐教學基地信息管理平臺
開放式實踐教學基地信息管理平臺是利用計算機技術、網絡通信技術、數據庫技術,將實踐教學基地中的各項教學資源集中在一個統一的平臺上,實現教學資源的開放共享,并通過計算機與網絡進行開放式管理與使用,使得實訓基地在時間和空間上得以延伸,是一個以學生為中心,開放性的、共享性的實踐教學管理平臺。
1.實訓基地信息管理系統
主要功能是實訓基地日常管理和教學信息,內容包括實訓基地功能與組成介紹、實踐教學課程設置、實踐教學課程變動公告,以及與實訓基地相關的規章制度、教學資源、科研成果、建設情況、師資力量等信息。實訓基地信息管理系統整合了實訓基地的各類信息與資源,教師和學生通過瀏覽,能夠全面地了解實訓基地的情況,并可以查詢所需信息,促進工作效率和管理水平的提高。
2.實訓基地建設項目管理系統
實訓基地建設項目管理系統是基于計算機技術和網絡技術的信息管理平臺,集合項目申報、論證、審批、采購、驗收、付款等過程管理于一體,具有實訓基地建設項目網絡申報、網上審批,確認書管理、合同備案、貨款支付等模塊,實現了項目建設過程數據的自動統計與匯總,各種信息的靈活查詢和共享,以及建設狀態實時監控等功能。該系統的應用使得實訓基地建設效率明顯改善,建設過程的信息透明度大大提高;學校監管部門可以全程跟蹤建設過程的各環節,實現網上監督。
3.教學儀器設備管理系統
設備管理是高職院校實訓基地管理工作中的重要組成部分。隨著高職院校規模的擴大和實訓室建設的快速發展,學校投入大量資金用于購買教學儀器設備,儀器設備的數量和質量有了明顯提高。由于受分散管理、封閉使用的傳統管理機制的影響,造成大量儀器設備,特別是大型貴重儀器設備的重復購置、利用率低、信息封閉等問題[2]。利用網絡技術、計算機技術開發教學儀器設備管理系統,可以及時準確地掌握實踐教學基地儀器設備的資源配置及運行情況,實現資源共享,最大限度地利用現有資源,提高儀器設備的使用率,達到儀器設備使用效益的最大化[3]。
教學儀器設備管理系統學校儀器設備使用、管理的相關政策,公布儀器設備名稱、型號規格、技術指標、服務領域、安裝地點、技術管理人員及聯系方式、收費標準、開放時間等各類信息,為教學和科研工作者提供便捷的查詢服務。
4.實踐教學信息管理系統
實踐教學信息管理系統是對實踐教學的各個環節和教學資源進行信息管理,實現遠程教學互動、網絡溝通的平臺[4]。通過信息管理系統,學生可以查詢教師、課程、實訓項目、儀器設備等信息,還可以進行網上實訓預習、實訓預約、提交報告等活動;教師可以在網上制訂教學計劃,進行日常教務管理、成績管理、查詢預約結果、實訓項目管理等活動。
(二)虛擬仿真實驗室
虛擬仿真實驗室是綜合運用多媒體、計算機網絡和虛擬現實等技術而產生和發展的開放式實驗平臺[5],采用JAVA編程語言、NET技術、VRML技術等進行開發建設。虛擬仿真實驗室具有沉浸性、交互性、自主性、開放性、共享性等特點,能夠降低認知難度,為學生提供身臨其境的體驗,激發學生學習的積極性和自主性,使學生更快更好地理解、掌握專業知識,從而提高實踐教學效果。
虛擬仿真實驗室解決了危險性大、費用高、儀器設備數量少、環境污染等實踐教學中可能出現的問題,尤其適合難以實現實際操作的航天航空、化工、熱處理、高壓電工、工業醫藥等專業的實踐教學。但虛擬仿真實驗室并不能完全代替實際動手操作,學生要具有扎實的動手能力和較強的專業技能,仍需要現場操作儀器設備,只有虛擬仿真與實際操作相結合才能取得更好的實踐教學效果。
(三)遠程控制實驗室
遠程控制實驗室將教學儀器設備特別是貴重儀器設備接連到遠程控制教學平臺,通過網絡、計算機、軟件進行遠程控制與互動,實現儀器設備的遠程操作,從而進行遠程實踐教學與技能培訓。遠程控制實踐教學平臺允許多用戶、多任務同時進行,實時遠程操作真實的物理儀器設備,操作結果實時反饋,借助軟件可實現對操作數據的實時分析,達到與現場操作相同的實驗效果。與傳統實驗室相比,遠程控制實驗室具有提高儀器設備使用效率和資源共享,避免貴重儀器設備的重復購置;突破傳統實踐教學模式的時間、空間限制,提高實踐教學效率等優點。
二、開放式實踐教學基地信息化建設實踐效果
(一)信息管理平臺開發
浙江機電職業技術學院為適應開放式實踐教學的需求,探索開發了高職院校開放式實踐教學基地信息管理平臺。管理系統平臺采用實訓基地四級管理模式,即學校—院(系)—實訓基地—實訓室,從實訓基地的信息化管理、資源管理、教學管理等幾個方面進行整合,充分實現了對指導教師和實訓學生、實驗實訓設備、教學課件、教學活動的高效管理。
開放式實踐教學基地信息管理平臺為實訓室開放管理提供了安全、有序、便捷的管理模式,改變傳統實訓室管理工作繁重和復雜的局面,減輕實訓室管理人員的工作負擔,提高了工作效率和服務水平,同時也適應了不同層次學生個性化學習需要。
(二)虛擬仿真技術應用
浙江機電職業技術學院在雙閉環直流調速實驗教學中,采用Matlab環境中的Simulink仿真工具箱的仿真功能,實現了雙閉環晶閘管不可逆直流調速系統的虛擬仿真,提高了學生的學習積極性與趣味性,使學生對雙閉環不可逆直流調速系統的工作原理、組成環節及各主要單元部件的作用有了更直觀的認識[6],從而更好地理解雙閉環的工作原理、調速過程以及速度調節器對系統性能的影響。
(三)構建數字化制造實訓車間
為了滿足企業對高素質數控技術應用人才的需求,學校啟動建設了數字化制造實訓車間。數字化制造實訓車間采用以太網接口將數控機床與互聯網相連,利用數控系統中的遠程控制系統,實現數控機床加工的遠程控制、狀態監測、故障診斷等功能,建成了數控加工遠程控制教學系統。學生通過遠程控制系統,實時采集數控機床的運行狀態、程序跟蹤和加工仿真等數據,實現對數控機床的遠程控制。通過數字化制造實訓車間,培養學生對數控系統和數控機床遠程故障診斷的技能,學習數控機床遠程維修與操作的前沿技術,提高了畢業生的就業競爭力。
信息化管理是實踐教學基地建設的發展趨勢,只有緊跟時代步伐,不斷將新的管理理念和管理技術納入實踐教學基地的管理體系中,才能推動高職院校實踐教學基地建設朝著現代化、信息化、開放化的方向發展[7]。
參考文獻:
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Exploration on the Informationalization Construction of
Open Practice Teaching Base
——The Case of Zhejiang Mechanical and Electronic Vocational and Technical College
WANG Zhao-peng
(Zhejiang Mechanical & Electronic Vocational and Technical College, Hangzhou Zhejiang 310053, China)
Abstract The informationalized management of practice training base can be achieved by re-organizing various resources of practice training bases using network communication, database and simulation technologies. In the process of building informationalized practice training base, Zhejiang Mechanical & Electronic Vocational and Technical College has developed information management platform, applied simulation technology and built numerical manufacturing practice training workshop, which created conducive conditions for cultivating students’ skills and enhancing benefits of teaching resources.
Key words openness; practice training base; informationalization; simulation technology; higher vocational education
收稿日期:2012-02-11
作者簡介:王召鵬(1977- ),男,山東萊州人,浙江機電職業技術學院助理研究員。
[關鍵詞]高職 數控技術專業 人才培養
數控技術專業如何培養高技能人才,本人結合10年來從事數控技術方面的教學與研究,進行探討。
一、專業人才培養目標
高職培養目標既不是研究型也不是簡單的操作型,為此我們對無錫及周邊地區進行廣泛的調研,以就業為導向,分析市場所需的數控人才層次,進行正確定位。針對我校情況,確定培養目標為:培養適應社會主義現代化經濟建設需要,德、智、體全面發展,具有機械、電子、微電子技術的綜合知識,具備數控應用能力,能夠從事數控設備的制造、安裝、調試、加工、維修工作的生產第一線高級應用型技術人才。
人才的就業崗位分析為:工藝規程的編制及實施;數控程序的編制;機電一體化設備的操作;數控設備的操作、調試、維護;車間生產與質量管理等。
二、人才培養模式
人才培養目標如何實現,需要有一定的模式。各制造業發達國家具有不同的模式,主要有: (1)以加拿大、美國為代表的CBE模式。即以能力為基礎,從職業崗位的需要出發,確定能力目標。通過有代表性的企業專家組成的課程開發委員會,制定能力分解表。以能力為目標,設置課程,組織教學內容,最后考核是否達到這些能力要求。(2)以英國、澳大利亞為代表的BET模式。以能力為基礎進行教育與培訓,組織專家確定能力標準,成立國家資格委員會,建立一種能力本位的國家職業資格證書制度。(3)以德國為代表的“雙元制”模式。由企業和學校共同擔負培養人才的任務,按照企業對人才的要求組織教學和崗位培訓。使學生能較熟練地掌握崗位所需的技術,畢業就能很快地頂崗工作。(4)以我國臺灣地區為代表的“建教合作”模式。學校與企業合作,企業為學校提供先進的實習設備和實習場地,實施教育與訓練,強調實務教學特色,注重職業證書的獲取,以技能考核檢驗教育成效,鼓勵學生在取得畢業證書的同時取得職業證書。上述人才培養模式適應其本國或地區技能人才的培養。我國高職教育起步較晚,我校地處我國制造業基地――長江三角洲,應該借鑒國外先進經驗,探索新的人才培養模式,通過努力,明確數控專業特色為“零距離”、“不斷線”、“雙證書”。
“零距離”指學生在學習期間,始終與企業“零距離”。學院利用地處無錫新區的獨特優勢,堅持以服務為宗旨,以就業為導向,通過“走出去,請進來”開展校企共建“訂單培養”等途徑,走產學研結合的道路。目前已有多名企業專家級技術人員受聘客座教授,定期為學生講授專業課程,學院則適時安排學生到企業跟班實踐。
“不斷線”是指學生在校學習期間始終貫徹三個不斷線,即外語訓練不斷線、計算機應用技能訓練不斷線、專業技能訓練不斷線,實行理論與實踐一體化教學,不間斷地對學生進行“滾動式”頂崗培訓,努力培養學生的崗位能力。
“雙證書”是指學生畢業時同時應具有畢業證書和本專業相關的技能證書,并把技能證書作為畢業的基本條件之一。
三、課程教學改革
為保證數控專業學生的培養質量,對課程體系進行改革。按“必需、夠用”為原則設置課程體系。數控專業的學習主要涉及到識圖、造型、加工工藝、編程、維修等,因此開設的主干課程包括機械制圖、數控機床、數控編程、數控機床電氣控制、數控機床故障診斷與維護等。努力減少其它系統性的理論課程的學習,增加實訓課時,如數控加工實訓、數控機床故障診斷與維護實訓、CAM實訓等,確保理論與實訓教學課時比例達到1:1,讓學生在各類數控實訓中強化理論知識,培養專業技能,同時開展正常的職業資格技能培訓,有效地促進了學生數控技能的培養。
四、教材的輔助建設
為確保人才培養的質量,教材建設不容忽視。近幾年高校教材的改革與建設在一定程度上滿足了高校教育發展的需要,但不可否認的是精品教材還占少數,數控專業作為較年輕專業,許多數控教材自成體系,內容重復,缺乏數控專業教材內容的系統性、整體性,而且許多教材參照本科教材的模式,過分強調基礎理論,實用性和綜合性不夠;另一方面教材內容有一定的滯后,缺乏新技術、新工藝。為此,我們盡可能安排雙師型教師承擔專業主干課程的教學,強調授課教師應敢于打破教材體系,結合數控生產實際,注重課程與崗位需求數控前沿的關系,自編講義作為補充教材。同時由于數控專業課程的圖片信息量大,實用性強,強調教師結合課堂教學,制作多媒體課件,盡可能進行直觀性教學。
五、實踐教學基地建設
數控技術是一門實踐性很強的工程技術,它的每一個教學環節都必須用相應的實踐教學來深化。實踐教學采取與理論教學體系并行、并重的實踐教學體系,既相互滲透,又相對獨立,以強化學生各種綜合應用能力的培養,實踐教學體系包括實驗、實訓、課程設計、畢業實習、畢業設計、社會實踐等多個環節。目前我們依托學校的大力支持與投入,建立了數控實訓基地,最大限度地促使學生就業前獲取數控職業技能,實現“雙證書”目標,目前已建成AutoCAD實訓室、Pro/E 3.0實訓室、數控編程仿真實訓室、快速成形技術實訓室、EMCO數控工業系統培訓室、數控加工實訓室、特種加工實訓室、機械拆裝實訓室、鉗工操作實訓室等,可滿足數控專業各類實訓的需要。
實踐性教學基地包括校內和校外實訓基地。校外長期合作的實訓基地有:綠點高科技股份有限公司、明和汽車零部件有限公司、德森精密模具有限公司、華達電器有限公司等。綠點、明和還成立了冠名班。學生通過校企合作到企業中去,深入到具體生產崗位,能感受生產氛圍, 拓展生產、技術、設備等方面的知識和技能,體驗實際生產勞動過程的組織方法及企業文化等具體工作內涵,有助于學生積累生產實踐經驗。校內校外實訓的運作,有效地保障了學生技能水平的提高,努力實現了學生“零距離”上崗目標。
六、結束語
數控技術是高速發展的先進技術,如何培養出理論知識過硬、又擁有專業技能的數控專業應用型人才,需要借鑒發達國家先進的辦學思想、辦學理念、辦學模式,不斷探索符合我國國情的高職教育的辦學方法。近幾年我校致力于高職教育的專業教學改革,不斷完善數控專業的人才培養目標和培養模式,在課程改革、教材的輔助建設、實驗實訓基地建設等方面進行積極探索,努力尋求滿足無錫區域經濟發展需求,符合數控高職教育規律的技能應用型人才培養模式,為社會培養受歡迎的數控技術應用型人才。
參考文獻:
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關鍵詞:教學改革 項目化教學 數控編程與加工 教學設計
數控專業及機電專業部分課程開展項目化教學后積累了一些經驗,現將數控編程與加工課程項目化教學實施過程與經驗總結如下:
一、 “項目化教學”的解讀
所謂項目化教學法就是以所制作的項目為載體,教師帶領學生對實際生產項目進行分析、研究、開發和制作。項目化教學也是師生共同學習、探討的過程。最后通過師生的共同努力完成項目的制作。
我們認為,必須摒棄“填鴨式”教學,充分發揮學生的主觀能動性,由 “被學習”轉變為“我要學”。教師已經不再是教學過程單一的講授者,而應成為學生項目制作的引導者。
二、數控編程與加工課程培養目標與內容
通過學習本課程,要求學生掌握數控加工工藝設計方法:熟悉并掌握數控編程方法及其操作;教學過程中采用多媒體和現場教學相結合方式,采用實踐性教學,讓學生自己分析圖紙,確定工藝路線,編寫加工程序并在機床上完成加工,使學生具有獨立使用數控機床并進行加工的工作能力。
該課程主要講授數控機床的工作原理、組成及其分類;數控加工工藝設計方法;數控程序的編制、數控編程中的數值計算、刀具補償概念和編程技巧;數控車床、數控銑床及加工中心的編程方法和編程實例。
三、數控編程與加工課程特點與要求
本課程屬機械制造領域專業課,以技術應用為主,理論知識較少,實踐性很強。本該課程要求學生具備以下能力:(1)工藝分析及手動編程能力;(2)實際操作能力;(3)數控機床維護維修能力;(4)自動編程能力;(5)仿真加工能力;(6)創新研究能力。
四、實施方法
數控編程與加工設置為兩種工種,分為“數控車削與加工”和“數控銑削與加工”。數控車削與加工主要集中培養學生的數控車床實操能力,數控銑削與加工主要是加強學生數控銑床和加工中心的實際操作能力,這樣設置是為了更好教學。每周6學時,因難度和實際情況,理論指導2~4學時,實踐指導2~4學時。劃分知識模塊,每個模塊由若干課題組成,每個課題為一個教學項目。以車削軸為例:
1.確立項目
學生選擇感興趣的零件圖紙用作車削加工,例如 “子彈”“陀螺”等,也可以由教師依據學校教學資源提出若干個項目,再由學生選擇其中之一。所選項目最好是來源于生產一線的,有實際應用價值的。對學生今后的實踐和崗位培訓要有一定幫助,本節課學生最后選的項目是軸的加工。 如下圖示:
教師對學生提出要求:這個零件加工所需要的時間4課時,項目結束后,學生必須上交零件和自評報告。教師做出成績評定,作為平時成績,記入期末總評。
2.教師和學生的準備
教師在項目制作之前要準備好課件、實施提綱、仿真軟件、項目制作的工具和材料,以及該項目化教學周工作配檔,還要根據所選的項目確定數控系統。
數控系統可選擇范圍相對較小。目前主流的數控系統以西門子、法那克、法歌等為主。國產數控系統以華中數控、廣州數控等為代表。西門子數控系統價格昂貴,往往占機床價格一半以上,也因數控系統與機床硬件不匹配造成浪費。法那克數控系統在我國市場占有率很高,多數企業在使用,價格高于國內系統,精度控制較好。國產數控系統能滿足一般生產加工需要,且價格也能接受。華中數控系統從低端至多軸控制的高端系統都有,在各大高校應用較廣,所以選用華中數控系統。
把學生按數控實訓車床數,分為15個教學組。指導教師將項目的目標、任務、要求提供給每個學生或小組。學生之間相互討論,初步確定各自的加工方案(包括項目工作計劃、項目實施步驟和程序等),目的是使學生熟悉實際生產工藝過程,讓學生獨立思考,對知識點進行理解,探索工程中解決要點。
學生應該提前查閱項目相關資料,做好預習,為項目研究和生產做好準備。
3.項目實施階段
(1)知識銜接
在項目正式進行前,教師要完成學生知識銜接的任務,教師有必要說明加工這個零件的工藝基礎,如裝夾方式、加工工藝、刀具選擇、切削用量、程序編制和數控系統選擇等等。
(2)分組討論
15個組,每個小組選出一名負責人,在小組中組織同學討論,每個小組自行討論,研究制作方案,同時寫出項目實施計劃,計劃中應包括零件圖分析、所需材料的測算、工藝分析、程序的編制、相關技術參數確定等內容。
(3)計劃實施
計劃實施是項目化教學關鍵的一環,學生在小組討論后歸納出實施計劃,教師指導學生對該計劃進行修正,然后按形成的最終方案實施計劃。
五、教學總結
在嘗試項目化教學法近半年的過程中,我們認為項目化教學法的優勢在于,改變了單調枯燥的課堂教學,理論與實際相互融合,是“產學教”濃縮版,有利于培養學生的多種能力,學生專業素質也有很大提高。評價系統注重過程,不再單單看學生的理論課成績,而是采用理論和實操相結合的方式進行考評,更能全面地評價學生。
項目化教學,適合應用類學科的教學,應該普遍推廣。
參考文獻:
[1]王愛玲.現代數控原理及控制系統.國防工業出版社,2002
理實一體化教學主旨是要改變以往理論與實踐分開,將其劃分成項目進行實施,教學過程相對集中,既發揮教師的主導作用,又注重學生動手和專業技能的培養,學生積極性高。通常實施方法有以下幾種。
1.1講解法
即在課堂上,將項目難點重點分條理的展開,通過示范操作及操作注意事項內容的學習后,進行小結,然后在引出一些在理論課上的重要概念,原理解釋,通過分析,做到由簡入繁,這樣學生就能按步驟掌握專業知識。
1.2演示法
即在課題上,通過教師進行示范性實驗或操作等方法使學生通過自身的觀察而獲得自身所需的知識。它可以讓學生獲得清清楚楚、一目了然的知識,加深對書本知識的理解,并將抽象理論和實際現象聯系起來,有助于學生對概念的理解和技能的掌握。要求教師課前要做好演示的準備工作,根據課題選擇好對應的設備、工具、量具及原材料。
1.3實操法
即學生上完理論課后,緊跟著在實訓老師的指導下進行機床操作練習,提升自身的操作技能,做到活學活用,加深對理論知識的認識,同時實操時一定要掌握正確的方法、步驟,強調操作安全,提高實操的時效,實訓老師也必須認真巡回指導,加強實訓過程的管理,及時的處理實訓中的問題,保證實操的準確性和有效性。
2數控技術應用理實一體化的實訓條件
要有與數控專業和規模相適應的硬件設備和實訓條件。因此要求作為課堂的實訓車間要有足夠數量的數控機床,必要的教學場地及黑板,條件好的可以有多媒體投影設備。根據就業前景和用人單位需求,該校結合自身現實情況,主要的培養目標為數控操作人員、編程人員、數控設備維護維修方向。按照培養目標的需要,制定了該校的數控設備選擇方案,在設備的選擇上,按照有利于培訓對象熟練使用、操作、維修數控車、銑床為目標,在確保教學質量的前提下,既考慮機床的規格和配置,同時考慮人才培養所需的機床數量.同時滿足合理性、經濟性以及教學和企業的需求。在實訓工廠內專門設一定面積的講解場地,包括黑板,座椅,電腦設備等,從硬件上為理實一體化教學師生雙方邊教、學、做及理論與實訓的交替進行提供保障,在條件允許下盡量按照單人單機要求來配置。
3數控技術應用理實一體化課程設置
要具備與專業和規模相適應的課程體系設置。《數控編程與加工》課程,必須建立在學生已具備較為熟練的車工基本操作技能及相關的專業基礎課的基礎上開展,考慮學校實訓條件,借用比較直觀的宇龍仿真軟件,采用理論課堂教學和宇龍仿真軟件教學相結合以及實習課前集中講解和操作演示與現場巡回指導相結合的形式。及時發現學生學習過程中的問題并解決。注意每個項目中學生成績的記分,充分調動學生的學習積極性,以提高學生的動手能力。課程的任務包括:(1)掌握常用數控系統特別是FANUC(華中)數控系統的數控車床、銑床的編程方法,并熟練地運用手工編程方法編寫較復雜零件加工程序;(2)熟悉常用數控系統FANUC(華中)數控車床、銑床,能夠操作面板上的各項按鈕,手動輸入數控加工程序及修改有關加工參數的設置;(3)能夠正確對刀,確定工件坐標系,會對數控加工工藝進行分析與處理、會進行測量及計算、正確選用數控加工刀具及相應的角度、準確完成試切工件的任務、精確對刀偏值及刀補值參數的設置、正確對運行報警識別處理等操作,最終能加工出合格的零件,達到數控初級工理論和技能操作要求。
4數控技術應用理實一體化配套教材
要有與課程相適應的教材與之同步進行。教材要根據教學目標和內容,將各個知識點分解成實訓課題項目,有計劃地提升學生的技能水平。針對該校中等職業學生的培養目標,要突出與實訓技能相關的必備專業基礎知識。根據自身的實際情況,編寫適合該校教學實際的校本教材和教案,做到既適合學校教師水平及實訓條件的要求,又適合中職學生對知識掌握的能力的要求,同時注意用人單位的具體要求及學生的個性發展需要,著重突出學生潛在能力的培養,以需求為主體,對教材內容進行必要的取舍與組合。
5數控技術應用師資隊伍
由于教學內容進行了相應的項目化處理,從而改變了課時和講課方式,因此教師必須改變以往的傳統的灌輸式的教學方法,不僅要求教師具有扎實的專業理論功底,還要求教師具有過硬的社會實踐技能,而雙師型人才是突破點,解決方法應從鼓勵教師參加各種層次的學歷進修和組織教師利用寒暑假參加省培和國培或進企業頂崗鍛煉及技能培訓方面入手,提升師資隊伍的素質。
6合理的質量管理體系