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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篇數控機床維修實訓總結,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。
《數控機床故障診斷與維修》是數控技術、數控設備維修等專業的一門專業核心課程,它的教學效果直接影響到數控機床維修人才的培養規格和質量。針對本課程自身特點,分析教學與實踐中存在的問題,結合相關專業的就業需求現狀,依托FANUC0imateTD數控實訓平臺進行課程教學改革。重點突出理論與實踐教學相結合,使學生熟練掌握數控機床常見故障現象、故障產生原因及故障診斷和排除的方法,達到培養學生分析問題和解決問題的綜合能力、增強實踐動手能力的目的。
【關鍵詞】
數控機床;故障診斷與維修;教學改革;數控實訓平臺
數控機床維修工是我國勞動和社會保障部在2006年的新職業,主要從事數控機床的安裝、調試、維護保養和檢修工作。一名合格的數控機床維修工不僅要具有扎實的專業理論知識功底,還要具備檢查、分析、確定故障原因和快速準確的維修好機床的能力。為滿足社會需求,大多數職業院校在數控技術專業或數控設備維修等專業都開設了《數控機床故障診斷與維修》課程,并把它作為一門專業核心課程,為社會輸送了大量數控機床維修人員。然而高職院校數控機床維修課程在教學中存在重理論輕實踐,理論和實踐教學脫離的現象,學生的職業素質與企業的用工要求還有一定的距離。這就導致了企業招聘的數控維修工不能達到用工要求,相關專業的畢業生就業難以對口的矛盾。因此,對于數控機床故障診斷與維修課程的教學迫切需要進行改革與創新,探索出學校、學生和企業都能共同參與、共同獲益的教學方法。
1課程教學主要面臨的問題
(1)課程教學中涉及的知識面廣,包括了數控系統、數控機床機械結構、電氣控制、液壓與氣動等相關知識,這些知識在前置課程中進行了獨立設置。但是在前期教學中,學生基本只是孤立的接受知識,而本課程則是將這些知識融合到一起,并且要將理論知識應用于實踐解決實際問題,再加上職業院校的學生文化基礎相對比較薄弱,這就導致了大部分學生感到這門課程的學習難度很大,對知識進行綜合應用時無從下手。(2)課程教學仍然以理論教學為主。在本門課程的實踐教學過程中,數控設備通常會處于被保護狀態,不能進行拆裝,這就使得用于維修教學的設備不足,學生僅僅只是接收一些認知實驗,或者老師設定一些簡單的故障讓學生進行排除,實習時間得不到足夠保障,學生的綜合實踐能力難以提高。(3)數控系統的品牌、型號眾多,更新也快,其結構、參數設置以及故障診斷方法等在不同的品牌和型號中均存在一定的差異。而本課程在課堂教學中往往只是以一種數控系統為載體來進行教學設計與安排,最多再把學校擁有的其它數控系統作為輔助介紹,缺乏了對機床故障診斷與維修方法能力的培養,因此,難以培養出走出校門就能滿足企業基本要求的數控維修人員。(4)考核方式不合理,《數控機床故障診斷與維修》傳統的考核方式為:平時成績(50%)+期末考試(50%)=總評成績,這種考核方式已不再適應“雙證融通”人才培養模式,也不適合于本門課程的成績評定,為此該課程的考核方式需要進行改革??己朔绞讲缓侠恚稊悼貦C床故障診斷與維修》傳統的考核方式為:平時成績(50%)+期末考試(50%)=總評成績,這種考核方式已不再適應“雙證融通”人才培養模式,也不適合于本門課程的成績評定,為此該課程的考核方式需要進行改革。
2課程教學改革的研究內容
(1)研究以典型項目為載體的基于工作過程的課程教學內容,讓學生在真實或接近真實的實踐情境中獲得知識和技能。(2)依托FANUC0imateTD數控實訓平臺研究數控機床維修的典型工作任務,并結合維修工的國家職業技能鑒定標準對教學內容進行整合,確定出課程學習的不同學習情境,精選企業現場典型的維修案例作為教學任務。(3)研究新的課程考核評價方式。
3解決教學問題采取的方法
(1)采用項目教學法,以工程為背景,把項目作為載體實施課堂教學,依托FANUC0imateTD數控實訓平臺,學生親自完成各項目實施的整個過程。構建課程項目圍繞項目構思→設計→實施→運作的主線來進行,實現課程理論知識和實踐技能一體化教學。(2)課程項目要符合課程教學目標的要求,與企業實際相結合,還要考慮學生的綜合能力。課程項目的開發最好由學校教師、企業維修技術人員以及行業專家共同研討,精選出有代表性的項目案例;也可以讓學生利用學校建立的FANUC數控實訓臺參與開發一些簡單的課程項目,使學校資源得到更好的利用最大化。(3)課程教學實行雙導師制,尤其在實踐教學環節,安排企業工程師或學校的實訓教師與學校理論教師一起共同擔任該環節的指導老師。同時,學校也應多安排專業教師到企業兼職鍛煉,不斷提升教師的工程實踐能力。(4)對于強調實踐能力突出的課程,傳統的考核方式不能合適體現課程的學習效果。新的評價方法應該是注重學生的綜合職業能力,以過程性考核為主,采用多元化的評價方法。比如課程項目實施完成后做項目的展示;以小組為單位進行答辯;答辯完后學生撰寫個人項目報告,總結項目學習的成果,分享心得和體會。
4教學改革的主要特色
(1)課程項目的實施過程依托FANUC數控實訓臺,體現了“做中學”的理念。(2)課程主要在實踐教學環節實行雙導師制,能夠更好地達到對學生的指導效果。(3)評價方法的改革注重學生的綜合職業能力的培養。
5課程教學改革的預期效果
(1)數控機床維修課程項目教學法的實施,將會激發出學生的學習潛力。遇到技術問題時,能夠學會主動查找資料,探討和尋找解決方法;能夠正確進行故障的判斷、檢測和排除,使學生把抽象難懂的理論知識融到實踐過程之中,既提高了學生的動手能力和語言表達能力,也培養了學生獨立工作的能力和團隊合作的精神,同時也增強了學生的自信心,為他們今后的學習和就業打下良好的基礎。(2)制作豐富的教學資源。包括開發數控機床維修項目案例庫;編寫適合本課程教學內容的特色教材;搜集相關的技術資料和視頻教學案例等。并在教學過程中不斷積累更新,為本課程的后續教學順利進行提供有利的保障。
作者:羅應娜 單位:重慶工業職業技術學院
參考文獻:
[1]岑華.數控機床維修教學中CDIO項目教學法的應用[J].廣西教育c:職業與高等教育版,2014(47):147~148.
關鍵詞 數控機床;電氣控制系統;安裝與調試;教學改革
中圖分類號:G712 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2013)24-0081-03
工作過程為導向的職業教育理論核心是從職業需要的角度出發,以職業崗位典型工作任務為內容,開發出工作過程系統化的學習領域課程體系。課程體系以職業能力培養為主要目標,以典型工作任務為載體,將學習過程、工作過程與學習能力有機結合起來,在逼真的企業環境中邊學邊做,充分體現工學結合的高職教育特征,有效解決企業所需與學生所學之間的矛盾,提高學生“零距離”上崗的就業競爭力[1]。
數控機床電氣控制系統安裝與調試課程是數控設備應用與維護專業的核心課程。借著國家示范院校建設改革的精神,2009年,包頭職業技術學院數控設備應用與維護教研室對該課程進行全方位的教學改革,取得良好的教學效果。現在該課程已建設為自治區級精品課程。
1 課程定位
確定了專業人才培養目標后建立課程體系。數控機床電氣控制系統安裝與調試是為電氣裝調與維修崗位開設的一門課程,該課程實踐性強,與生產實際聯系緊密,知識覆蓋面廣,是強電與弱電的結合,對于培養學生的工程實踐能力、綜合素質及創新能力具有重要的作用,要求通過該課程及前續課程的學習,學生能獨立進行整臺數控機床電氣控制元件的布置、連接、調試及電氣故障排除、維修。
數控機床電氣控制系統安裝與調試課程開設在第三學期,共88學時,在電氣工程基礎1與2、機械技術應用基礎及相關實訓課程完成的基礎上,以數控機床裝調維修工國家職業技能鑒定要求為依據,選擇數控機床為載體,通過基于工作過程項目訓練,使學生根據數控機床電氣原理圖計劃、決策電器元件布置圖及接線圖,以決策結果實施元器件的布置、接線、電氣調試、機電聯調,掌握數控機床電氣裝調知識、技能,具有數控機床電氣安裝、調試、維修及設計的綜合能力,為后續課程數控機床PMC控制與調試、數控機床故障診斷與維修、數控機床裝調維修工中級工、畢業頂崗實習等奠定堅實的基礎。
2 課程開發思路
根據高職數控設備應用與維護專業職業崗位(群)中的數控機床電氣裝調與維修的任職要求,參考數控機床裝調維修工中級工考核模塊之一——數控機床電氣裝調與維修的考核要求,并且結合包頭職業技術學院該專業人才培養方案的培養目標,經過多次走訪數控機床制造及應用企業,對其工作崗位的實際任職要求、典型工作任務及職業相關技能、知識、素質、能力需求進行分析、歸納、整合,進行數控機床電氣控制系統安裝與調試課程基于工作過程的完整工作任務的開發,設計教學過程,通過情境顯現、模擬仿真等方式組織教學,建設典型工作任務為主體的理實一體化教材及相關教學資源。課程開發思路設計如圖1所示。
3 工作過程系統化的課程教學內容設計
工作過程系統化的課程體系強調工作過程的整體性,強調方法能力、社會能力與專業能力的培養融為一體,在分析、整理典型職業活動工作過程的前提下,按照由簡單到復雜的工作任務進行重構。
3.1 崗位職業行為能力分析
在深入理解工作過程系統化后,本專業教師經過對包頭及周邊地區數控機床制造及應用企業的電氣裝調工崗位的職業能力進行分析與總結,確定數控機床電氣裝調崗位的崗位職業行為能力如表1所示。
數控機床電氣控制系統安裝與調試課程在進行崗位職業行為能力分析的基礎上進行教學內容的整合,原則是凡是與工作任務有關的知識都納入教學中,無關的知識盡量不講,針對其預設能力目標進行學習情境的設計。
3.2 學習情境設計
根據數控機床電氣裝調崗位職業行為能力擬定該課程教學目標,包括應知知識、應會技能和應具備素質三大項教學目標,其中歸納出如數控機床電氣原理圖識讀與分析等15項應知知識,能夠獨立完成數控機床電氣控制系統的安裝與調試等9項應會技能,強化安全生產意識,具備發現、分析和解決問題等5項應具備素質。
以課程教學目標進行學習載體的選擇,載體選擇的原則是強調工作過程的完整性,以數控車床、數控銑床、加工中心等3種典型數控機床為載體,為了保證教學內容的循序漸進,劃分5個學習情境,每個學習情境又分為3項任務,共計15項任務。
情境1 簡易數控機床電氣控制系統安裝與調試,實現1開環進給軸、1主軸及刀架換刀控制功能運行,計劃學時18學時;
情境2 簡易數控車床電氣控制系統安裝與調試,實現2開環進給軸、1變頻主軸及刀架換刀功能運行,計劃學時14學時;
情境3 數控車床電氣控制系統安裝與調試,實現2半閉環進給軸、1變頻主軸及刀架換刀控制功能運行,計劃學時16學時;
情境4 數控銑床電氣控制系統安裝與調試,實現3半閉環進給軸、1伺服主軸功能運行,計劃學時24學時;
情境5 加工中心電氣控制系統安裝與調試,實現4進給軸,其中3直線軸、有1直線軸是全閉環控制、1旋轉軸、1主軸、1刀庫換刀功能運行控制,計劃學生16學時。
4 課程實施過程
教學內容的組織遵循六步法原則:教師下發任務并提出相關問題;引導學生分析電氣原理圖;學生咨詢,提出問題、查閱資料,進行自主學習;學生分組討論,進行計劃與決策,主要是繪制電器元件布置圖和接線圖;教師給予指導、答疑、評價;根據下發的元器件清單和工具清單進行準備,依據計劃和決策的內容進行任務實施,即將數控機床電氣系統安裝調試好,實現該任務的功能運行。在計劃、決策、實施過程中貫穿小組及教師的檢查與評價。
4.1 教學方法及手段改革
在教學方法與手段上改變傳統的“一言堂、一張黑板”教學,堅持“教師為引導,學生為主體”的思想,采用行之有效的多樣化教學方法及手段,使教、學、做融為一體,提高學生的學習興趣,增強學生操作技能,達到理實合一、交互滲透、逐漸遞進的教學效果。下面以情境1的任務1“刀架控制電路”為例,來說明使用的教學方法及手段。
教師用任務驅動法引出任務1“刀架電路連接與調試”,用引導文法引出任務1需掌握的知識點和能力,可為學生自主學習提供方便;在進行刀架控制相關知識點傳授時用主講教學法;用演示法向學生演示刀架動作過程,可直觀形象地說明刀架動作過程;采用教師示范、學生實練法可以提高學生動手能力,消除學生心理害怕的顧慮。同時采用多種教學手段,在知識點傳授時采用經典板書、PPT課件相結合;用數控機床調試維修教學軟件進行模擬、仿真,可增強學生對元器件的布置和接線的感性認識;實物真做法可以提高學生實施的可操作性;學生可通過學院該課程精品課網站及其他相關資料進行自主學習。
從情境1至情境5的學習中,學生的主體性逐漸增多,教師的主導性逐漸減少。
4.2 考核方式改革
在課程教學中改變了傳統的“一卷定成績”的考核方式,考核方式分為過程考核和終結考核,并且過程考核占最終考核結果的70%。過程考核強調學生素質和能力,每一學習情境對學生每個工作過程進行評價,如表2所示。
5 教學質量保障
為了更好地達到改革后預想的教學效果,用學?,F有的條件完成企業真實工作崗位的任職要求,需要有相應的教學保障,分別是師資隊伍、實訓中心及教學資源。
5.1 具有“雙師”素質的師資隊伍
首先,教師要具有強烈的敬業、團隊和開拓創新精神,不斷研究和運用先進的職業教育理念和方法服務于課程開發與實施;其次,把握角色的轉變,強調學生學習的主體性,引導學生學會學習,成為學生困難的解決者、學生學習的協助者;最后,能運用各種教學方法與手段,了解學生的現狀,因材施教,把握所授知識的重點和深度,引導學生運用電腦、網絡等新型學習工具進行小組合作學習、自主學習。
5.2 具有企業真實環境的理實一體化實訓中心
需要有與企業合作,共同設計建設的具有企業電氣裝調工真實工作環境和職業氛圍的實訓中心,為學生提高實踐技能及資格證書考核建立一個良好的學習和實訓平臺,能夠創造良好的工學結合、教學做一體的理論、實踐教學環境和職業氛圍。除此之外,還應該充分利用校外實訓基地的有利資源,建設穩定的校外實訓基地,充分保證該課程及電氣裝調工崗位實訓、畢業綜合技能訓練和頂崗實習等。
5.3 豐富可利用的教學資源
為了保證該課程順利進行,需配套相應教學資源以滿足教師的教學和學生的自主學習?,F在該課程已為省級精品課程,配套資源有自編講義、項目任務書、引導文、考核評價標準、習題庫、PPT課件、配套說明書、精品課程網站、多媒體教室、網絡平臺等。
6 改革前后比較
“數控機床電氣控制系統安裝與調試”課程基于工作過程系統化教學改革后,與改革前的情況比較,主要有3個方面的不同,如表3所示。
7 結論
基于工作過程系統化的數控機床電氣控制系統安裝與調試課程教學內容、教學方法與手段、考核方式等的改革,經過筆者教學實踐證明,通過在教學內容上創設工作過程的完整性、應用性,教學方法與手段上強化工程能力的培養,考核方式中注重過程考核,是體現以能力為本位的學生的主體性逐漸增多、教師的主導性逐漸減少的詮釋,在整個教學過程中激發了學生的學習興趣,提高了學生的操作技能,達到了良好的教學效果。
參考文獻
[1]夏燕欄.基于工作過程的《數控機床控制系統的裝調》課程開發與實踐[J].職教論壇,2010(6).
[2]陳志平,尹存濤.基于工作過程的數控設備應用與維護專業核心課程開發[J].當代職業教育,2011(1).
一、《數控機床》課程中實施虛擬仿真教學的意義
1.課程特點必須實施虛擬仿真
《數控機床》課程涉及知識面較廣,它的教學內容包含有識圖能力、金屬材料、力學、機械傳動、公差、電氣控制、液壓控制、數控原理等專業知識,其專業性很強,離開了實踐環境,課程的教學達不到教學目標和教學效果,更談不上專業素養的培養。本課程完全實施實踐是不能滿足教學內容系統化和基礎理論夠用的需求,根據本課程的特殊性,課程的教學應在虛擬仿真的環境中實施,完成數控結構、調試及保養等核心教學內容的學習。
2.實踐需求必須實施虛擬仿真
很多職業學校的數控機床課程教學缺少實習場所,目前添置的數控維修裝置一般采用實驗臺,對本門課程的教學不能完全適用。
3.教學改革必須實施虛擬仿真
很多學校的數控機床實驗室建設跟不上數控機床市場發展的步伐,仿真系統要做到數控機床硬件為較前沿狀態,能展現數控前沿技術。
二、《數控機床》課程與虛擬仿真的對接策略
1.數控機床虛擬仿真的特點
數控機床虛擬仿真的優勢有投資小、直觀、安全、耐用無損耗,學生可以自由地操作演練,實現反復訓練及多種層次的實訓教學。直觀的數控仿真運行過程,采用三維動畫的方式能真實地反映數控機床各系統的工作原理,把抽象的、難以表達的原理內容變得生動、形象、逼真,教師可以控制原理的演示進程。
2.數控機床仿真制作的要求
(1)數控機床仿真必須實現三維結構設計
數控機床虛擬仿真軟件及課件必須能提供數控機床中各個組成部分零部件的三維實體造型,虛擬仿真中實現零件的360度的回旋查看,實現移動及縮放,充分反映各個零部件的真實結構,通過零部件的透明、隱藏和剖面屬性設置,使學生能深入清楚地觀察數控機床的內部結構,最終實施交互式教學。
(2)數控機床仿真必須實施虛擬拆裝
虛擬拆裝是理實一體化的直接體現,通過數控機床的虛擬零部件的拆裝,讓學生了解數控機床裝配的基本知識、工藝要求及拆裝順序,既可以實現Z向、Y向、X向伺服拆裝,也可以實現整機的機械拆裝。仿真拆卸中列出本實驗所需要用的設備、儀器、儀表、工具等,所有設備等均制作三維模型,并可跟真機一樣操作使用。根據仿真中提供設備、儀器、儀表、工具等的操作使用方法或使用說明書,學生可以方便地找到故障現象、故障設置點,總結出故障原因,設定故障排除過程。
(3)數控仿真中應包含保養與維護
按照數控機床保養的內容及規定,讓學生進行了仿真保養及日常維護的操作,實現理論與實訓一體化的教學目的。
(4)數控仿真應加強資源庫建設
通過豐富的多媒體素材、三維模型,交互操作的課例不斷充實,形成專業教學的資源庫;編制大量的試題,運用練習程序實現交互式練習,實現自學與訓練結合,實現自動評分與教學進度管理,最終實現學生的鑒定與考核。
仿真是一種教學手段,實施仿真后再實施真實的實踐體驗,既是對知識的體驗和再認識,也是對學生安全保護的一種方法。目前,學生安全問題放到一個很重要的位置上,實施仿真教學在多個環節上具有較明顯的優勢特征,我們有理由相信:數控機床虛擬仿真教學是教學手段中不可缺少的一環。
參考文獻:
[1]吳波,伊延吉.仿真軟件在數控教學中的應用淺析[J].科技信息,2010(19).
關鍵詞 數控化改造 理實一體化教 項目任務
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2017.02.012
Abstract Lathe numerical control transformation of the course, with the transformation of ordinary CNC lathe and CNC lathe used during upgrading of typical project tasks as the carrier, through the integration of theory and practice of teaching practice, explore the "NC transformation" course teaching design and practice research. After the curriculum reform, the classroom learning atmosphere and enthusiasm of the students have been greatly improved.
Keywords Numerical control transformation; integration and theory and practice; project task
床的數控化改造課程是機床再制造專業的核心專業課程,它綜合了本專業機床電氣控制與PLC、數控系統連接與調試、數控機床PLC控制與調試、數控機床機械部件裝配與調整和數控機床液壓與氣壓傳動等課程內容,是前期這些課程知識和能力的綜合應用,對于提高本專業學生從事機床數控化改造或機床再制造方面所需核心技能具有重要意義。
1 課程的基本信息
車床的數控化改造課程是“機床再制造專業”專業綜合應用性課程,開設于二年級學生第四學期后半學期,實行理實一體化項目教學,集中上課,邊做邊學;整合課改前72學時理論授課,4周機床數控化改造實訓(實訓結束后進行數控機床裝調與維修工技能鑒定),變成目前課改后的理實一體項目化授課120學時,數控機床裝調與維修工技能鑒定前1周集中培訓。
2 課程的目標與定位
(1)專業人才培養目標。培養從事機床數控化改造或再制造方面的改造前評估、設計、裝配調試和測試檢驗等工作,具有職業崗位(群)所需的基礎知識及專業技能、具有較強綜合職業能力的高端技術技能型專門人才。
(2)專業典型工作崗位。本專業典型工作崗位包括:機床改造工程師、設計員、工藝員和一線操作工,本課程基于機床再制造專業人才培養目標,能夠滿足這些典型工作崗位所需專業知識和技能。
(3)課程定位?!败嚧驳臄悼鼗脑臁闭n程在專業課程體系中屬于專業綜合應用性課程。它具有較少的新知識和新能力要求,更多側重于前期課程知識和能力的綜合應用,是學生頂崗實習前夕重要的一門綜合類課程。
(4)課程教學目標。
①能根據給定的廢舊車床(包括廢舊的數控車床),考慮多方面因素,如改造成本、廢舊車床目前狀況,綜合評判是否適合車床的數控化改造-廢舊車床性能檢測與再制造性評估;
②按照國家標準(GJB 5481-2005機床數控化改造通用技術要求;GB/T 28615-2012綠色制造金屬切削機床再制造技術導則),能夠擬定或設計廢舊車床整體改造方案(重點:系統選型),并進行詳細設計,包括電氣原理圖繪制、機械結構改造設計等(20%);
③按照給定車床數控化改造要求,如改造用電氣原理圖和接線圖,裝配圖及裝配工藝,整機改造工藝流程,相關系統用連接、調試說明書等,初步具有完成局部或整機改造的能力-拆洗修換裝調(機電);
④能夠對改造后的車床,按照相關國家標準,借助相關工量具,完成精度檢驗和試切加工;
⑤綜合運用先修課程學到的知識和掌握的技能,解決車床改造過程中出現的實際問題。
3 課程整體設計
3.1 項目設計
由于學院車床的數控化改造過程目前做不到重復性改造,故把改造過程涉及到的主干知識學習和核心技能訓練,拆解成18個相關性項目進行訓練,具體項目設計詳見表1,這18個項目基本覆蓋車床改造過程的典型工作過程和任務,同時側重于車床安裝、裝配、系統連接與調試、精度檢驗和試切加工等,同時兼顧改造設計。
3.2 課程教學條件
校內實訓基地:兩臺普車改造完成的數控車床,兩臺廢舊數控車床經系統升級改造的數控車床,四臺數控車床CAK6150Di(配置fanuc 0i mate TC系統),可用于本門課程的理實一體項目化教學。
校外實訓基地:學院與山西智創科技有限公司、蘇州勤美達精密機械有限公司進行深入校企合作,在數控機床裝調維修、數控機床升級改造或普通機床數控化改造方面對頂崗實習的學生實施聯合培養機制,鞏固所學專業知識,強化機床改造方面的實踐技能。
課程參考資料:本門授課所用資料是機床廠家和數控系統廠家提供的全套技術資料,如:機床電氣原理圖、數控車床使用說明書(機械與電氣)、fanuc系統系列說明書,數控車床典型部件裝配圖紙和裝配工藝等;四臺改造完成的數控車床改造前及改造過程中整理完成的全套技術資料。
3.3 教學模式
課程設計理念:在整個教學過程始終貫徹邊做邊學教學理念,突出專業能力培養,將相關專業知識和實踐技能融入到每一次課程當中,實現“理論知識與實踐技能結合、教室與實訓室結合、學習與工作結合”的三結合。
教學過程:每一次課都通過案例或示范任務直觀引入,學生模仿并通過思考,逐步完成類似或難度等級漸增任務,在做任務、做項目過程不斷提高理論水平和實踐技能,同時在一些重要的項目中增加考核任務。
教學方法與教學手段:在教學實施過程中,以學生為主體,以學生是否掌握相關知識和技能來評價教學方法的科學性和合理性,善于采用引導法、分組討論法、情境法等教學方法,充分利用教學課件、技術資料、實訓設備、課程資源庫等教學資源,激發學生的學習積極性和主動性。
3.4 課程評價
過程考核、期末考核和技能鑒定考核三者相結合。過程考核側重學生平時學習態度、課堂上任務完成情況,考核項目或任務得分情況,過程考核占到總成績的50%;期末考試側重于理論考核,占到總成績的25%;數控機床裝調與(下轉第68頁)(上接第24頁)維修工技能鑒定考核占到總成績的25%。
4 課程單元設計
下面以fanuc系統選型為例,闡述教學實施過程:
(1)任務引入(15min)。學院有兩臺廢舊數控車床,1987年左右購置,系統為DJK-BS03A,該機床自購置后主要用以數控車削實訓,機械精度保持較好,現需對其數控系統升級改造。鑒于學院數控實訓中心大部分系統為HNC-210系統和FANUC系統,①為了便于維護管理;②同時近幾年在數控機床裝調維修與升級改造比賽項目中,使用fanuc系統較多;③改造完成后也主要用于機床改造課程實訓和技能競賽培訓用,所以經申請領導同意升級為fanuc系統,現需確定系統配置清單和價格。
(2)逆向任務實施(容易著手)(45min)。學院有四臺數控車床,配置的系統為fanuc 0i mate TC系統,請根據課前提供的相關技術資料(選型手冊、部件速查手冊、維修說明書、連接功能說明書等)和設備,確定機床的系統配置清單。學生可以通過現場查看各部件銘牌、系統開機查看系統軟硬件配置,翻閱相關說明書,以小組分工、討論、協作方式最終完成配置清單的填寫(表2)。必要的情況下,教師根據學生完成任務情況或遇到的典型問題進行講解。最終每小組向老師匯報工作。
(3)教師點評總結(30min)。展示學生的成果并點評,之后集中講解學生在做任務中遇到的難題或疑問。
(4)正向任務實施(上課時引入的問題)(45min)。在完成逆向任務的基礎上,已知主軸電機的功率和調速范圍要求,各進給軸電機的功率和扭矩,以及其他改造要求,確定fanuc系統配置清單。
(5)考核(15min)。任務考核分兩個階段,第一段在任務實施的過程中進行部分考核,另外一個階段為上置清單后進行考核(表3)。
關鍵詞:高職;數控專業;人才培養模式;崗位群能力;課程體系
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2013)02-0040-03
我國機械制造業已廣泛使用先進的數控技術,數控技術技能人才尤其是高技能型人才需求旺盛。高職院校如何適應市場需求培養企業急需的高質量數控人才,是一個亟須解決的現實問題。教育部文件明確提出:“高等職業院校要積極與行業企業合作開發課程,根據技術領域和職業崗位(群)的任職要求,參照相關的職業資格標準,改革課程體系和教學內容?!币虼耍剿鞴W結合人才培養模式的改革實踐具有重要的現實意義。我校近三年來在數控技術專業人才培養模式改革方面做了大量的探索與實踐,并取得了一些成果與經驗。
“1233”人才培養模式的內涵
根據人才市場需求、學校辦學層次和區域經濟發展,江蘇建筑職業技術學院確定的數控專業培養目標是:面向江蘇機械制造業,尤其是徐州工程機械裝備制造業,培養擁護黨的基本路線,具有現代機械制造的基礎理論知識和專門知識,具備較強的從事機械工藝設計、數控編程、數控維修及操作等實際工作能力,適應生產、管理第一線需要的,德、智、體等方面全面發展的高素質高技能應用型人才。職業崗位群主要包括工藝編程、數控維修及操作崗位。
根據培養目標、專業特點、區域經濟發展及學校情況,經過近三年的探索實踐,我院數控專業逐步形成了“1233”工學結合人才培養模式?!?”即一條主線,以職業能力培養為主線,構建課程體系;“2”即雙元合作,校企合作育人,合作就業;“3”即三階段,基本能力專項能力綜合能力三階段能力提升培養;“3”即三融合,在培養過程中注重教學環境與職業環境融合、專業教育與職業素質融合、課程與證書融合。
培養過程如圖1所示,前兩學年除第一學期企業崗位認知實習外,均為校內課堂教學和技能訓練教學,第一學年培養學生基本能力,第二學年培養學生專項能力,實施“任務驅動,學做合一”的教學模式,提高教學質量。第五學期為實踐教學學期,上半學期校內綜合實訓,下半學期和第六學期為就業實習,第三學年培養學生綜合能力,最終實現雙證融通和人才培養目標。
“能力主線,三段提升”課程體系的構建
原有的學科課程體系已不能適應新的人才培養模式和教學模式的需要。根據數控專業崗位群和人才培養目標,我院對崗位群工作任務和職業資格標準進行了分析、歸納、總結,確定了數控崗位群主要職業能力,構建了以能力培養為主線的課程體系,根據職業能力設置課程,如表1所示。職業能力課程是課程體系的主體,再加上基本素質課程和專業拓展課程,構成數控專業的整個課程體系結構,拓展能力課程開設了《多軸加工技術》、《模具技術》、《工程機械構造》、《特種加工》、《生產組織與管理》等課程,學生可以根據興趣和未來職業發展需要進行選修。
在“1233”人才培養模式下,依據人的認知規律和實踐專家的成長規律,安排課程開設順序,并根據實踐進行課程體系整體性優化和完善,目前課程體系已成熟穩定。第一學年開設基本素質課程,包括《計算機應用基礎》、《工程數學》、《實用英語》、《創業就業指導》、《體育》、《思想道德修養和法律基礎》、《思想和中國特色社會主義理論體系概論》等;基本能力課程包括《機械制圖》、《電工電子技術》、《機械設計Ⅰ》、《公差配合與測量技術》、《零件車削加工》、《零件手工制作》等,培養學生基本素質和基本能力。第三學期開設《機械設計Ⅱ》、《機械制造技術Ⅰ》、《數控機床編程與操作》、《液壓與氣動技術》、《機床電氣控制》、《零件車削加工》、《機械測繪》等課程,第四學期開設《數控機床》、《計算機輔助設計》、《計算機輔助編程》、《數控加工實訓及拓展》等課程,培養學生各項專項能力和職業素質。第五學期上半學期開設《數控機床故障診斷與維修》、《CAD/CAM綜合實訓》課程并安排畢業設計,下半學期至第六學期結束進行就業實習,培養學生綜合能力和職業素質。
項目課程的建設
在“能力主線,三段提升”的課程體系下,根據職業任職要求,以職業核心能力為主線,確定《機械制圖》、《機械制造技術》、《數控機床編程與操作》、《計算機輔助設計》和《數控機床故障診斷與維修》5門核心能力課程,并進行校級立項重點建設,并與企業合作開發適合學校條件的項目課程。2010年11月已完成課程標準、教學課件、校本教材及網絡課程建設任務并通過驗收,付諸實施,效果良好。以《數控機床編程與操作》課程為例,建設成果如圖2所示。每個項目以零件為載體,教學過程分為工藝規劃、程序編制、操作機床加工零件、質量檢測與評價4個教學環節,在數控車間實施教學,以學生為主體,任務驅動,學做合一,評價以過程評價為主,結果評價為輔。學生學習課程結束后,經后續數控加工實訓,數控技能可達到高級工水平。為鼓勵教師根據課程性質、內容和特點進行其他課程改革,機電學院制定了工學結合課程改革教學實施工作量獎勵方法,有效地推動了項目課程的改革與實施。
技能訓練課程是課程體系的重要組成部分,是培養學生職業素質和職業技能的主戰場。目前全部實施項目教學,確定以《機械測繪》(繪圖員)、《零件車削加工》(車工中級)、《數控加工實訓》(數控高級)、《CAD/CAM綜合實訓》(CAD/CAM應用師)為課證融合課程,學生學習結束時技能水平可達到職業資格要求,考取相應的職業資格證書。校內技能訓練課程項目教學由企業兼職教師和校內專任教師共同指導。校外就業實習學生已是企業的準員工,培養準員工是企業的內在要求,可使合作育人成為現實。
校內外實訓基地建設
校內實訓基地建設 人才培養模式改革必須要有硬件作支撐方能實現。為此,我院根據新課程體系建設的需要和專業群資源共享的原則建設了實訓室,投資300余萬元建設了機電工業中心,為零件車削加工實訓、零件銑削加工實訓和機械制造技術課程新建了機械加工實訓室,為數控機床故障診斷與維修和數控機床與數控系統課程新建了數控維修實訓室,共計新建了6個實訓室,再加上原有的數控加工實訓室、鉗工實訓室和機械基礎實訓室3個實訓室,面積達三千多平方米,滿足了前四個學期校內課堂教學、技能訓練和第五學期校內綜合訓練的硬件要求。硬件是基礎,軟件是靈魂,為此應大力加強機電工業中心的內涵建設。具體舉措如下:(1)采用企業化的運作模式,教學環境融合企業環境和文化。(2)引入企業產品作為技能訓練項目載體,企業兼職教師和校內專任教師共同指導實訓,實現合作育人,合作雙贏。(3)每年舉行一次職業技能大賽,以賽促學,以形成良好的學習氛圍。(4)依托機電工業中心積極開展技術服務和教科研工作。近兩年來,院級以上立項教育科研課題8項,《機電類創新創業教育實習實訓基地建設研究》立項作為我院的江蘇省大學生創業教育示范校建設子項目進行研究,并多次為企業培訓員工、承辦企業技能大賽,獲得了企業的好評。
校外實訓基地建設 面對企業接納學生頂崗實習積極性不高的問題,可以通過“合作就業,合作育人”的途徑加以解決,使頂崗實習變為就業實習。通過調研,企業樂于接受這種模式,但前提是要有企業接納學生就業實習。為此,機電學院專門成立了校企合作辦公室,負責就業實習基地建設。經過不懈的努力,開拓了就業實習基地10家,我院與徐工集團簽訂了戰略合作協議,每年在新生中組建“徐工班”,優先接收本校數控等專業學生就業實習,滿足了數控專業人才就業實習的需要。
我院進行的“1233”數控技術人才培養模式改革實踐取得了良好的效果。2010年以來,數控技術專業學生獲得數控機床操作工證書的占99.4%,其中獲得中級證書的占53.9%,獲得高級資格證書的占45.5%,獲得CAD中級證書的達到100%,在華東區首屆高校大學生CAD技能大賽上獲得三等獎以上的有10人。近兩年來,畢業生一次性就業率達95.4%以上,50%以上畢業生到徐工集團就業,就業質量明顯改善。該模式的可操作性強,有利于開展校企合作育人,就業實習方式頗受企業歡迎,解決了企業參與人才培養積極性不高的問題,具有借鑒意義。
參考文獻:
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作者簡介:
摘要:數控技術是一門新興的技術學科,數控技術課程是數控類專業必修的專業基礎課程。通過本課程學生能掌握數控原理、插補原理、伺服系統、檢測原理等基本知識,掌握典型的數控系統的應用與操作,以及數控機床的編程知識;熟悉相關的仿真軟件和CAM軟件的應用。本文根據數控技術應用課程的特點,指出當前數控技術課程教學中存在的問題,提出了提高和解決數控技術應用課程教學質量的方法和途徑。
關鍵詞:數控技術應用;職業教育;課程特點;問題;解決方法
【中圖分類號】G423.04
目前,隨著數控技術教育的普及,職業院校數控技術課程教學面臨著種種問題。這種情況嚴重制約著職業院校中數控專業的發展,有必要予以高度重視,進行深入研究。
現根據數控技術課程的特點,從數控技術課程存在的問題提出相應的的解決方法和途徑。
一、數控技術應用課程的特點
1、數控技術涉及面廣。數控技術涉及到加工工藝方面的知識、機床及機床夾具方面的知識、刀具及刀具材料的知識、金屬切削原理、工件材料、機電技術方面的知識、數字控制和計算機技術、CAD/CAM一體化技術、FMS、CIMS軟件技術、信息流管理與控制等等。
2、軟件技術更新快。目前,數控技術正在發生根本性技術更新,從專用型封閉式開環控制模式,向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在現代集成化基礎上,數控系統已經實現了小型化、薄型化,而且綜合了計算機、模糊控制、神經網絡等多學科技術,數控系統實現了高速、高精、高效控制,加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數,實現了在線診斷和智能化故障處理;
3、課程實踐性強。數控技術是實踐性很強的一門學科,數控技術教學中每一個環節,如數控機床伺服系統分析,機械結構分析、加工工藝分析、數控機床故障診斷與維修以及數控編程與操作等,都必須用相應的實訓教學來加深加強理論教學的效果,通過實操來驗證理論教學。離開實踐,既不能培養學生的數控編程能力、數控機床的操作能力,也不能培養數控系統的維護能力
二、當前數控技術課程教學存在的問題
1、適合的書籍太少。目前,適合職業院校使用的數控技術課程的書籍還是太少,教學上所使用的書籍從內容上還比較膚淺,大都比較重視理論,真正適合實訓教學的還比較少,在實訓教學操作中碰到的難題和集中問題在教材中基本沒有體現。而且深入反映科技前沿技術的教材缺乏,適應高層次人才培養的高質量教材更少。數控技術的特點是更新快,很多教材知識體系還停留在十年前。另外沒有與本校實訓設備的數控系統配套的教材。市場上相關的教材對每一種數控系統都是泛泛而談,沒有針對性。
2、專業師資技術不過硬。很多職業院校從事數控教學的教師都是高校畢業直接從事數控教學,或者從其他機械基礎專業轉數控方向。在理論教學上,沒有太大的問題。但是這些老師普遍存在一個問題,他們自己本身對于機械加工都極其欠缺生產實踐經驗,在數控技術教學中根本不能很好的把理論和實踐結合起來。導致教學過程按照概念照本宣科,枯燥無味,學生學不到真正有用的東西。
3、忽視傳統實習項目。很多職業院校不怎么重視傳統實訓項目,由于師資和場地的原因,傳統實訓簡單走過場。傳統的實習項目車工、鉗工、銑工、磨工等工種對學生動手能力的培養作用很大,在實訓過程中不容忽視。只有通過這些傳統項目的實訓,學生才能夠真正掌握加工參數的重要性,從而掌握刀具的磨削和使用,才能體會材料與刀具、刀具與加工參數之間的關系,進行數控編程時選擇加工參數才會更合理。數控專業學生不通過普通機床實習直接去操作數控機床是不合理的。
4、教學內容不太規范。很多職業院校安排課程,數控編程前期安排的課程對于數控機床的機械結構、伺服控制系統、刀具及數控加工工藝方面的知識相對安排較少。數控技術作為一門專業基礎課,許多實質性技術和最新技術講授得不夠深入,往往停留在書本概念上,新功能、新技術的講授也跟不上技術發展的理論,理論聯系實踐探討的深度不夠,課程教學內容不夠深入和前沿,導致學生只知道是什么,不知道為什么。
5、實訓教學環節條件較差。一部分職業院校學生的實訓教學遠遠達不到要求,實訓內容還存在著很大的缺陷,實訓時間安排不夠,實訓課題脫離生產實際,沒有系統性,學生對數控機床的認識還有相當的距離,對于數控機床的了解也僅停留在熟練使用操作面板上,對于操作過程當中出現的具體問題還不能應對。
三、提高和解決數控技術應用課程教學質量的方法和途徑
1、加強數控專業校本教材的開發。針對現在市場上合適的教材少的問題,結合本校實訓設備的數控系統,加大校本教材的開發,將學生實訓操作中碰到的難題在教材中一一解決,并且邀請生產企業技術崗位的人員參與編寫,結合企業產品加工中出現的問題,以企業產品實例為課題,多編寫實例。這種方法,在實踐中,已經取得了比較好的效果
2、加強數控師資培養。數控技術課程的師資和那些專業基礎課教師相比,所需要接受的專業訓練和從教資歷有很大的不同。他們既需要有扎實的理論,更需要有相當的生產實踐經驗。在師資培訓方面,不僅要邀請不同領域的數控技術專家來學校定期講座培訓,了解最先進的前沿技術的發展和應用。更要有計劃的選派一部分任課教師深入到生產實訓基地參與數控技能培訓,也可以深入工廠進行專業技能培訓,彌補我們的教學、實驗、實訓中存在的缺陷。
3、重視傳統實訓項目。數控專業的學生在操作數控車床之前必須進行普通車床的實習,掌握切削用量對加工的影響,掌握常規零件加工工藝。在操作數控銑床、加工中心之前必須進行普通銑床的實習。因為傳統普通機床的實訓,直接決定著數控水平的高低,所以機加工基礎的強化,是數控實習的重點。職業院校根據本校數控技術專業學生人數建設數控實訓、實驗基地的同時,也要配套建設傳統實訓基地。
4、改善教學實訓環節。因為數控技術課程不但具有理論知識面寬,而且具有很強的實踐性和應用性,所以需從系統出發,安排學生更多的實驗、實訓時間,才能達到滿意的效果。教學安排中要注意實踐教學所占比例,并使理論教學與實踐教學交叉進行。為使學生對已有知識做到融會貫通,在設計實訓課題時要注重循序漸進,能夠發揮學生的主觀能動性。
5、采用合適的教學方法和教學手段。數控技術課程部分章節的內容很抽象,剛開始學習數控技術的學生僅憑文字很難理解數控系統中各組成部分的含義和功能,也無法理解數控裝置到底是個什么設備,很難理解檢測信號反饋的意義在哪等等一系列的問題。如果僅僅只采用課堂講述的方法是無法達到很好的效果的。
采用多媒體輔助教學,制作多媒體課件,比如在編程坐標系的教學中,展示機床坐標系與主軸卡盤關系,加入工件后,描繪出編程坐標系所在位置,用不同顏色亮點顯示機器零點、換刀點,讓主軸卡盤動畫閃爍,在視覺上產生一種轉動感覺,對于理解直徑編程起到重要作用。
采取比較法教學,比如,在介紹數控車床時,采用比較法。采取比較法,使整個教學內容清晰有序,使學生在比較、歸納、總結的過程中,加深對數控機床的認識。
采用分組討論法。在實訓后期,可以結合學校產品或者企業產品,將學生分成幾個團隊,每個團隊針對產品拿出自己的設計方案、工藝方案、加工方案。給定時間讓他們自己完成整個零件,老師再比較優劣,引導分析原因。還學生主動思維的空間,避免了教師是主角,大部分學生是聽眾的教學模式。
采用仿真實訓輔助教學,在數控實訓中,適當的教學輔助手段是必需的,在編程教學中適當利用仿真軟件,可以滿足學生們檢驗編程的程序的正確性,也可以部分的代替數控機床進行實踐操作學習,增加工位。為了彌補仿真軟件的不足,可以讓學生們通過仿真軟件和實際機床輪流實訓,這樣能充分理解切削用量概念,掌握獲得工件加工質量的方法。
6、培養學生興趣。在進入數控技術課程學習時,組織學生觀看有關柔性加工系統、柔性加工單元、柔性自動化裝配線和數控機床概述等錄像帶,到工廠參觀數控車、數控銑、數控線切割、加工中心等設備和現場生產,使他們對數控加工有一定的認識。通過直觀的了解,學生的學習熱情容易被激發起來,才會充滿興趣地投入數控專業學習。如果還是采取老師滿堂講,學生被動聽、黑板上板書開機床的教學方法和手段,很難引起學生對數控技術課程的興趣。
7、合理節省實訓材料。部分職業院校為了降低實訓成本,有意識的減少教學環節、減少實訓時間等。其實可以通過合理節省實訓材料達到降低實訓成本的目的。數控實訓實習實訓材料全部采用鋼料加工不太現實。為了降低成本,提高安全系數,在實訓初期可先不用鋼,而用其它材料進行加工。初期可以采用石蠟,塑料棒等材料制成的產品,減少實訓初期學生對機床操作不熟練造成的失誤,但是,在用其它材料代替鋼件加工過程中,切削用量是無法體會的,因此,在實習最后采用鋁及鋼進行加工。更換材料的時間安排應視不同學生的情況靈活決定。
關鍵詞:精品課程;數控機床與數控編程技術;教學模式
作者簡介:劉芬(1981-),女,山東臨沂人,山東英才學院機械學院,講師。(山東濟南250104)
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)14-0075-02
精品課程是指具有鮮明特色和一流教學水平的優秀示范性課程。精品課程的建設要遵循“以服務為宗旨,以就業為導向”的教育理念,將最新的教學技術、方法與手段引入課程教學,在教學內容、教學模式、教學方法與手段、教材建設、實踐教學基地建設以及教師隊伍建設等各個方面均能體現現代教育思想的科學性和先進性。
精品課程的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。通過精品課程的建設,聚集優質的教育資源,提高課程的教學水平,使學生得到最好的教育,充分發揮學生的主觀能動性和創新意識,培養學生迅速適應社會經濟發展要求的基本素質和職業技能。同時,在專業課程體系建設中起到良好的示范與推動作用。
一、“數控機床與數控編程技術”精品課程建設概述
“數控機床與數控編程技術”是山東英才學院(以下簡稱“我院”)高職數控技術、機械制造及自動化、機電一體化等專業的一門專業核心課程。課程定位于高等職業教育,是培養學生職業能力和職業素養的關鍵課程之一。課程內容基于機械制圖、機械設計基礎、機械制造技術、工程材料與成型技術基礎、電工學、液壓技術、機械CAD等多門先修課程知識,同時,也為數控機床伺服系統、數控機床故障分析與維修等后續課程打下良好的理論和實踐基礎,具有較強的實踐性和綜合性。
隨著數控技術在現代制造業中應用的普及,社會對于數控人才需求的數量和質量都在不斷地提高,特別是對高素質、高技能型數控技術人才的需求已是迫在眉睫。因此,在課程建設的初期首先確定課程的培養目標,即培養具備良好的職業素質、較強的數控機床操作能力、數控加工工藝分析能力和數控編程能力,能在生產一線從事數控編程、操作、維修、生產組織和管理等方面工作的復合型數控人才。在此基礎上,積極開展了“數控機床與數控編程技術”精品課程的建設,著重在教學內容、教學模式、教學方法與手段、教材建設、實踐教學基地建設以及教師隊伍建設等方面進行了認真地探索與實踐,并取得了一定的成果。
二、課程建設的具體內容
1.教學內容
教學內容的選取和整合應從職業崗位能力分析入手,以就業為導向,以能力培養為主線,以“必須、夠用”為標準,充分體現職業崗位需求和先進性原則。通過市場調研和企業考察,從數控機床操作實際應用出發,并結合本校的教學現狀,對課程的教學內容進行了合理的的設計和調整,如圖1所示。
首先,根據數控車、銑、加工中心操作工崗位實際工作任務所需要的知識、能力和素質要求,將課程內容劃分為數控車床操作、數控車床程序編制、數控銑床和加工中心操作、數控銑床和加工中心程序編制等教學模塊。在此基礎上,以“任務驅動、項目導向”的原則組織實施教學,即以工作過程為導向,以企業的典型零件為載體,遵循由淺入深、由易到難、層層深入的原則對每個教學模塊進行具體項目的設計,保證每個項目都來源于企業的真實生產過程。如圖1所示,在數控車床程序編制模塊中包含有外圓柱面零件的編程與加工、外圓錐面、圓弧面及溝槽零件的編程與加工、外螺紋面零件的編程與加工、套類零件的編程與加工、典型回轉體零件的加工、非圓曲線零件的加工等六個項目。針對每個項目,首先提出擬實現的目標和具體任務,然后圍繞如何順利地實施該項目展開教學,包括所需理論知識的歸納、講解和實踐技能的示范、指導。最終使學生能夠獨立、正確地完成該項目,并可以將所學的知識和技能靈活運用于同類型的其他產品的加工。
通過循序漸進的理論學習和實際操作訓練,學生不僅能夠掌握數控編程的基本知識,而且能夠掌握企業典型零件數控編程及加工的方法,并達到高級數控車工、數控銑工或加工中心操作工的要求,為學生畢業后迅速進入工作狀態打下良好的基礎。
2.教學模式和教學方法
(1)教學模式。本課程的實踐性較強,為了將理論知識和數控加工生產實際操作結合起來,提高學生的學習興趣,保證教學效果,筆者采用理論講授、仿真模擬和加工實訓并行、并重的基于工作過程的教學模式,從而使學生建立起從“抽象的編程加工―半抽象的仿真加工―實際的操作加工”的思維轉變。
其中,理論課采用多媒體教學,充分發揮圖片、視頻的輔助作用,實現課堂教學的多元化;仿真教學利用仿真軟件,模擬實際的生產加工過程,強化理論知識,熟悉機床操作,提高實訓效率,降低實訓危險;實訓教學中由指導教師示范操作,邊講邊練,通過典型零件的加工,強化所學的理論知識,并針對學生在實訓過程中出現的問題,教師面對面引導解決,增強了學生的自信心、解決問題的能力和成就感,激發了學生學習的積極性。
(2)教學方法。在教學活動開展的過程中,重點強調以學生為主體,教師為主導的原則。針對課程中所設計的每個項目,采用了教學過程五步法,具體實施步驟如圖2所示。在這其中,根據教學內容的需要,融合了多種形式的教學方法,如任務驅動法、講授法、現場示范教學法、案例教學法、討論式教學法、類比法、分組教學、“一幫一”教學等。在提高教學效果的同時,更有利于學生獨立思考能力、實際動手能力和團隊協作能力的培養。
另外,筆者也不斷地充實和完善多媒體課件、電子教案、習題庫、實訓指導書以及拓展學習資料等教學資源,并建立了精品課程網頁,將優質課程資源在校園網上實現共享,使課程的課內學習與課外學習充分整合,學生隨時隨地都能進行學習和測試,將課堂延伸到學生生活的每個角落,有利于學生自主學習習慣的養成。
3.教材建設
教材的編寫是課程建設的重要組成部分,在確定了課程教學內容和教學模式之后,選用或編寫合適的教材就成為有效提高教學質量、實現更高層次課程建設目標的重要保障之一。
目前,我國有關數控機床編程與操作方面的統編教材有很多,但其中都或多或少存在一些問題,具體表現在以下兩個方面。第一,多數教材都是按照章節順序編寫,沒有把編程、工藝和加工操作有機融合,也沒有體現企業真實產品的生產過程,從而無法滿足項目化教學方法的需求;第二,不同學校對于數控人才培養目標的定位有所不同,具體的教學條件、實訓設施也均不相同,教學內容重點的選取也會存在一定的差別。而現有的多數教材都是概括性地講解數控編程的相關概念和方法,針對性相對較弱。
因此,課程組成員在完成了實訓教材《機械工程實訓教程》、校本《數控實訓指導書》的編寫和出版后,又積極開展了《數控機床編程與操作》教材的編寫工作。在該教材的編寫過程中,重點注意了以下幾方面的問題。
(1)教材的內容和形式必須與已經確定的課程教學內容保持一致,即采用基于工作過程的項目教學方式進行編寫,每個項目均由學習目標、任務導入、相關知識、項目實施、能力拓展五個部分組成。
(2)綜合考慮本地區企業對數控人才的需求狀況、學生的知識基礎和接受能力、中高級數控機床操作工職業技能鑒定要求以及本?,F有的實訓設備等各方面因素,按照“理論與實踐有效融合”“易學夠用”的原則進行編寫。
(3)作為高職高?!叭蝿镇寗印㈨椖繉颉毙徒滩模滩膬热輵獓@職業活動,突出崗位操作技能,重在培養學生的職業崗位能力。
4.實踐教學基地建設
精品課程的建設需要有一流的實踐教學基地作為保障。為了實現課程的培養目標,給學生營造一個良好的實訓環境,我院投入了大量資金于2007年開始建設數控加工實訓基地,經過幾年的不斷擴建和更新,已建設成為一個具備真實生產環境、能滿足教學需要、并兼有生產和職業資格技能鑒定功能的先進的實踐教學基地。目前,該基地已擁有數控加工中心、數控車床、數控銑床、數控線切割機床、數控電火花等主要教學設備,并配置了FANUC、廣州數控等多種數控系統。同時,還建設了多個數控加工仿真實驗室和CAD/CAM實驗室,每個實驗室內均配置60臺電腦,并安裝了AutoCAD、UG、CAXA、上海宇龍數控仿真系統等多種專業軟件。
另外,為了充分利用企業資源,實現優勢互補,學院積極開發了一些設備先進、管理先進、技術先進、環境良好的企業作為校外實習、實訓基地,并簽訂了長期、穩定的校企合作協議,如皇明太陽能集團、青島海信集團等。這些實習、實訓基地可以充分滿足我院學生的專業認知參觀、頂崗實習以及畢業就業等需求。
5.教師隊伍建設
擁有一支優秀的教師隊伍,才能將課程建設的成果的真正地應用到實際教學,充分提高課程的競爭力。為此我院開展了多項措施來加強教師隊伍,特別是“雙師型”教師隊伍的建設。
(1)充分發揮老教師的“傳、幫、帶”作用,通過開展公開課、示范課以及課程教學研討會等活動,交流教學方法和教學經驗,提高青年教師的講課水平。
(2)從企業聘請具有豐富實踐經驗的專業人才到學校擔任兼職教師或校外實習指導教師,并建立科學的評價機制和聘用制度。
(3)鼓勵和支持青年教師通過繼續攻讀更高學歷、外派到其他學校進行交流學習或參與各種校內外的師資培訓班等形式來優化自己的知識結構,提高自身素質。
(4)利用假期,有計劃地安排教師到企業進行鍛煉,積累實踐經驗,提高職業技能和基于工作過程的教學能力。或者組織教師技能培訓班,提高教師的實踐動手能力,并鼓勵教師通過本專業的職業資格鑒定,獲取相應的證書。
(5)鼓勵青年教師積極參與教材的編寫、論文的撰寫以及教研、科研項目的研究,進一步提高自身學術水平和教研、科研能力。
目前,“數控機床與數控編程技術”課程的主講教師均達到研究生以上學歷,并具備了“雙師素質”,全程參與了該課程的理論、仿真和實訓的教學工作,具有豐富的教學和實踐經驗。同時,還參與并完成了多項校級教改項目的研究和多個實驗實訓室的建設。實訓指導教師也均具備中級以上專業技術職務。通過建設,已逐步形成了一支以專業教師為主,專兼結合的高水平的“雙師型”教師隊伍,以滿足課程建設的需要。
三、結語
“數控機床與數控編程技術”精品課程的建設,使得該課程的軟、硬件教學條件都有了較大的改善。經過了幾個學期的教學實踐,取得了良好的教學效果,學生的專業能力和職業素養也得到了一定的提高。同時,作為我校數控技術專業的一門專業核心課程,該課程的探索和研究也帶動了專業內其他課程的改革和建設工作,在我院數控技術專業課程體系整體建設中起到了一定的示范和推動作用。
參考文獻:
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高職教育的目標是培養技能型、應用型人才,突出適用性和針對性,重在培養實際應用和操作能力,“以服務為宗旨,以就業為導向”是其教育方針。本課程是專業培養的最后課程,前導課程比較多,具有實踐性強、理論教學難度大、知識面涉及廣、師資培養和設備投資多的特點,而且高職學生普遍存在理論知識基礎薄弱,尤其電方面的知識對于機械學院的學生來說理解掌握難度較大。傳統的課程標準是基于學科體系架構設計的,設置單獨的實驗實訓環節,教師作為知識的壟斷者和傳播者以講授為主,學生學習是集體化和被動的。這樣,即使教師的水平再高,采用先進的教學手段如虛擬實驗室、先進故障檢測診斷設備和實驗教學用數控系統平臺等,也難以真正改變理論與實訓教學相脫節的現狀,難以充分發揮實訓設備和校企合作的作用,常會造成學非所用、學非所需、邊學邊忘、知識與能力割裂的狀況。另外,由于數控系統品牌多,技術發展迅速,不同數控系統機床在故障診斷與維修方面存在不小差異,傳統教學體系一般只以一種數控系統為主進行教學設計,缺乏方法能力的培養,難以提高學生的創造性和獨立解決問題的能力,造成學生的職業能力與企業崗位的需求脫節。傳統的課程標準已不能滿足新形式下高職教育的發展需求,本課程就是在課程改革的大環境下,用基于工作過程系統化的方法設計課程標準體系,開發融合“教學做”為一體的任務驅動的行動導向課程。
二、基于工作過程的課程改革理論研究
“以工作過程為導向”的職業教育理論源自德國的“雙元制”教育,其核心思想是從職業需要的角度出發,緊隨崗位典型工作任務需求,開發工作過程系統化的課程體系,強調教學過程與工作過程的深度融合,以崗位涵蓋的典型工作任務為載體,將理論實踐學習過程、崗位工作過程和學生職業素養培養過程結合起來,打破理論課與實踐課的界限,學生能夠在逼真的企業環境中做到邊學邊用,體現工學結合的高職教育特征。由院系領導、專業教師和教育專家組成的專業團隊與企業專家進行基于職業的深入分析,獲取足夠多的信息并提煉出專業的崗位群、能力群和一級典型任務群,建立校企合作下的課程體系群,并給出課程體系中各課程的性質、目標、地位和理念等,實現專業與行業之間的對接,落實專業的培養目標。由教育、企業和實踐方面專家進行基于工作過程的課程開發,經多維度的企業調研,對崗位群及其成長歷程和發展方向進行研討,對課程相關崗位工作過程、崗位需求和崗位技能等進行分析,結合國家職業標準,進行針對工作任務的行動領域分析,獲取一系列二級典型工作任務;由教育和企業專家對工作任務進行歸納、整理和提煉,形成若干個內部各任務相互關聯的任務集合;教師團隊和企業人員進行學習領域的分析設計,也就是基于工作過程的課程開發,得到工學結合的教學內容。學習情境的載體可以是項目、任務、案例、產品和工藝等。情境及其內部各載體按由淺入深、由易到難的順序安排,每個學習情境和情境下的各載體都有相應的能力目標。這一環節將實現課程與企業間對接,落實職業能力。由教師團隊和企業人員進行學習領域的分析設計和學習情境的設計開發,然后進行基于任務的以行動為導向的課程實施和推動改革,課程實施中要進行教學條件和教學模式開發、改進和革新,要對重要資料和經驗等進行保存,并向專業委員會和課程負責人等及時反饋相關信息用于課程調整或進一步改革。這一環節主要實現理論和實踐的融合與執行,落實培養。學習情境的開發包括5個方面,教學組織有個別教學、分組教學、開放教學、協作教學和設計教學等形式,教學組織的具體實施體現在學習活動設計上,應具有多樣性。課時安排指對每個學習情境和情境下每個項目所占課時的分配。課程評價指在學生完成課程的理論和實踐環節后給出的最后評價,采用百分制,主要依據平時項目完成的鑒定結果分、期末筆試分和學期綜合表現等。教學支持指課程實施所要具備的軟硬條件,包括教材、網絡教學、實訓設備、圖文視頻等資源,投影儀、幻燈機、網絡、虛擬平臺和計算機等教學工具,逼真的校內實訓基地、校內工廠和校外實訓基地等環境,課程專家、理論教師、實訓教師和助講組成的教學團隊,校企合作的互惠和資源共享。教學模式是實施教學的核心,分五個方面,針對每個學習項目,都要對學習者、學習需求和學習內容進行分析,然后以“六步法”的工作過程為引線進行教學策略設計。學習環境設計指學習者所需的問題情景、學習資源和認知工具設計,要考慮學校場地和宿舍、社會和家庭等因素。學習活動設計指自主學習、協作學習、學生知識與能力準備和教師指導等設計。過程控制是針對任務的每一個工作過程的教學控制,可以是觀察、口頭提問和書面問卷等,以一個或多個工作過程為單位進行鑒定,最后給出任務的綜合評價結果。
三、課程的改革與實踐
本課程的改革就是基于上述的思路逐步推進和完善的。
(一)課程定位、目標及理念
我院地處重慶市,依據地區產業特點,數控專業被我院定為重點建設專業。就業跟蹤調查結果顯示,數控專業就業崗位正從較低層次的操作工向較高層次的裝調、維修和管理等崗位遷移,本課程被列為我院數控、機設和數設專業的專業核心課,電工電子、數控加工、機械裝調、PLC在機床上應用和機床聯調等都是其先導課程,該課程為數控維修頂崗實習和獲得國家數控機床裝調維修工職業資格證書奠定基礎。按照“能力為本位,就業為導向”的職業教育思想,本課程的社會能力目標有團隊工作、交流組織協調能力、紀律性和環境保護等方面;方法能力目標有培養學習方法、邏輯思維、分析創造、信息獲取、判斷、解決問題策略和制定工作計劃能力等;專業能力含知識目標和技能目標,知識目標體現在情境目標和子任務目標上,技能目標指培養具有較高職業道德素養、掌握數控機床操作和維護、掌握常用機床維修和檢測工具儀表的使用、掌握數控機床的調試與檢測方法、掌握數控機床常見機電故障的診斷與排除,能從事數控機床裝調、維修維護工作的技能型人才。課程理念為:確定目標明確、現實可行、有教育意義的典型工作任務,在完成工作任務的過程中實現教學的能力培養目標,以學生為主體、教師為引導、體驗為先導、執行為目標,教學做一體化、學歷教育與技能認證相結合的理念方法。
(二)課程內容設計
典型工作任務體現了對象、手段、方法、組織、產品和環境6個要素,我們確定了表1所示的8個學習情境,并精選了企業典型維修案例作為項目教學任務,每個項目都具有典型性和可操作性,每個情境都對應崗位,任務設計遵循簡單到復雜。以FANUC、華中和西門子系統的機床為載體,各小組抽簽選擇載體。
(三)學習情境的設計開發
1.教學支持
經多年課程資源開發和條件建設,我院已擁有自編的精品課程教材和實訓指導書,并精選出一些同類教材作為參考,有豐富的圖片素材、視頻動畫、掛圖、電子教案和教學仿真軟件等資源,并組建了網絡課堂,含電子學習、電子作業、虛擬實驗室、電子測試批改、資料下載和視頻動畫播放等功能,有投影儀、幻燈機、局域網、攝像機和大屏幕液晶電視等教學工具,擁有國家級和多個市級稱號的校內實訓基地、FANUC應用中心、校辦工廠和工學結合教室等校內環境,與重慶長安、中國嘉陵和重慶機床集團等32家知名企業合作建立了多個校外實訓基地。擁有一個結構層次合理的教學團隊,多數教師都是雙師型,滿足了理論教學、實訓和科研的需要。
2.課程評價
本課程的最終評價由各項目總評占25%、實驗報告及課后小作業占10%、期末理論考試占45%和綜合實訓考核占20%組成,理論考試采用閉卷筆試的方式,綜合實訓考核有8個題目供6組學生抽簽選擇,每個實訓題目都細分為6個工作過程,讓組內成員抽簽選擇過程任務,按工作任務順序逐個完成并現場打分。3.教學模式教學中以工作過程導向和實踐行動內容為主,以科學性原則和理論的知識為輔,學習情境以項目任務驅動的形式進行行動導向模式教學。
(四)課程的實施
1.教學準備
項目教學開展前,要做好以下工作:
(1)分析學生的基本狀況、學習實際需求和本次學習內容,做好自評表、互評表和教師記錄表。
(2)做好學習環境、資源和認知工具的設計和準備。準備好任務中教學用的工具和設備,提前設好故障點,將相關說明書、學生用記錄表、原理和結構圖、工具、儀器儀表等分類集中擺放,讓學生自行查詢和使用。
(3)準備好任務頁、解決思路頁和聯網電腦。任務頁可發給學生,解決思路頁可供學生在討論研究之后仍有困難時備查,每看一次思路點要扣取相應分,若還未能解決,可申請詢問相關教師。
2.任務實施
按照表3所示設計的“六步法”實施教學,完成如下工作。
(1)明確任務完成場景和工作學習任務,下達任務書,告知學生資料、設備和儀器儀表的位置和不同階段的選用要求,針對項目中重要和比較難的知識和技能點進行現場集中講授,同時進行安全教育,教師可采用板書、多媒體和幻燈片等進行圖文講解。
(2)按異質分組的原則,將5~8人分成一組,由組長帶領組員先進行現場的“望、聞、問、切”,充分了解故障現象及產生過程等,查閱相關資料和記錄單。教師采用“頭腦風暴法”指導學生從機械結構、電氣控制、數控系統等不同方面進行分析,最后由學生給出任務解決、零配件和工具選用方案等,進而給出該方案的實施計劃和步驟,由組長負責填寫資訊匯總表和行動計劃表,并進行組內分工。教師在該階段也要做好過程控制、階段性鑒定、學生綜合表現記錄及問題和經驗的保存。這一階段鑒定主要由教師根據學生行為表現、提問和階段成果來給出相應分值。
(3)學生按照制定的工作計劃和任務頁的步驟要求,進行故障排查和設備調試,這一過程要求學生注意分工協調和操控安全,嚴格執行科學的方法和步驟,采用循序漸漸的策略。教師要積極巡視,及時發現問題并進行單獨或集中指導,必要時可進行引導性示范,但不能包攬,同時教師要做好該階段的控制、鑒定、記錄和保存工作??刹捎媒處熢u價與學生互評結合的鑒定方式。
(4)在項目完成之后要根據任務的驗收標準進行任務實施中關鍵點的自檢和互檢,并給出自檢和互檢的模糊評價,最后由教師給出檢查階段的終結性評價。
(5)學生計算維修成本、記錄工作過程和經驗、提交總結報告、成果展示、嘗試給出維修和保養方面更好的建議。教師要在項目結束后對項目完成情況和學生綜合表現進行總評,兼顧過程評價和結果評價。教師根據學生的階段表現記錄和最后總評,填寫項目考核表。同時,做好信息保存和反饋工作,把問題所在及時反饋給學生,把過程經驗保存下來供教學改革研究用,并由教師給出改進和修改建議。
四、改革效果與結論
(一)改革效果
本課程于2008年成功申報為重慶市高等學校市級精品課程,2009年被評選為教育部高職高專機電設備技術類專業教學指導委員會精品課程。課程改革的實踐收到了顯著效果,我院數控、機設和數設專業學生理論知識、實踐操作技能和綜合職業素質都得到大幅度提高,受到用人單位的青睞。2012和2014年分別獲得全國職業院校技能大賽高職組“數控機床裝調、維修與升級改造”項目二等獎和一等獎,2013年獲得全國職業技能大賽高職組“數控機床裝配、調試與維修”一等獎。學生就業率逐年提高,越來越多學生被用人單位錄用從事專業技術工作,并被單位部門所器重。
(二)結論與建議
一、數控實驗室6S 管理的內涵
將6S 運用到數控實驗室的管理中,即可以改善實驗室的環境,提高相關教學人員的職業素質,更重要的是,它又可以提升實驗室管理的水平和實驗設備的利用率,使數控實驗室的管理達到一個新的水平,數控實驗室6S 管理的內涵為:
(一)整理:在數控實驗室將數控設備有序地擺放整齊,通道暢通、整潔;工作場所的實習設備、零件毛坯堆放整齊,不放置不必要的東西;資料柜、工具柜內物品資料歸類并放置整齊;待修設備要明確標識,且要注明故障原因;設備編號要明確醒目;料架的物品擺放整齊。將工作場所的任何工件區分為已加工的和待加工的。把已加工的零件入庫,目的是騰出加工空間,防止零件丟失,塑造清爽的實訓場地。
(二)整頓:數控機床定期保養,并配有設備保養記錄;刀具定位放置;零部件定位擺放,有統一標識;工、量、夾具明確定位,標識明確,取用方便;車間各區域有6S 責任區及責任人;照明燈、開關、插座等電氣設備完好,無灰塵;拖把、掃帚、抹布使用完畢應清洗干凈,并擺放于指定位置;實訓日志及時填寫完整;實訓室管理制度完善,并嚴格執行。把需要使用的工量具依規定位置擺放,并放置整齊。目的:工作場所一目了然,減少教師和學生尋找工量具的時間,整齊的加工設備,給大家提供一個良好的工作環境。
(三)清掃:保持通道干凈、實習場地無任何雜物,每次下課前清掃一次;數控機床內外、工作臺面以及四周環境整潔,每次下課前清掃一次;窗、墻壁、水池干凈整潔,每月末清掃一次;刀具、夾具、檢測平臺及時清理;鐵屑及時清理,并做好場地保潔。清除垃圾,美化環境;將工作場所內看得見與看不見的地方清掃干凈,保持實驗場所干凈、整潔的環境。目的:穩定品質,減少工業傷害。
(四)清潔:通道作業臺劃分清楚,通道順暢。地面、墻面、桌面干凈;垃圾桶,紙簍框定位擺放并及時清理;墻面,角落無鐵屑灰塵;工具柜、桌椅擺放整齊,并保持整潔;形成制度,貫徹到底;經常保持環境外在美觀的狀態。目的:創造明朗現場,維持上面3S成果。
(五)素養:實訓教師遵守學校各項規章制度,上課期間禁止擅自離開實訓室;學生嚴格遵守作息時間,不遲到、早退、無故缺課;對機床定期維護保養,并保持整潔規范;禁止做與上課無關的事;人走機停,節約能源,及時關閉電源;做好防火、防盜工作;禁止在實訓室內玩游戲,打電話;實訓室內不得打鬧,嬉戲;禁止將早點帶進實驗室,不得在場地內抽煙。妥善保管機床附件和量具、刀具,保持完好和清潔。養成習慣,以人為本;每位成員養成良好的習慣,并遵守實驗室規則,培養積極主動的精神。
(六)安全:操作數控機床時要把防護門關上;要穿上實習工作服,女同學帶上安全帽;禁止觸摸旋轉的工件和刀具;重視安全教育,實行現場巡視;實訓結束后,切斷所有電器設備電源,保持安全狀態;消防通道保持暢通,清潔、無堆積物;定期檢查電源線、開關、電風扇、照明燈、投影機等設備;定期檢查門窗、鎖,課后及時鎖門。重視成員安全教育,每時每刻都有安全第一觀念,防范于未然。目的:建立起安全生產的環境,所有的工作應建立在安全的前提下。
二、數控實驗室日常管理規范與6S
在日常管理工作上,將6S 作為一項重要工作來抓,滲透到每一個工作環節,使本部門每個成員逐步形成自律自查的工作習慣和良好的工作素養。6S管理工作原則:要在保證工作質量和安全的情況下進行,加強檢查與監督,部門全員參與,相互監督,共同實施和進行。建立管理目標:塑造一個安全舒適、整潔清爽的工作環境。開展培訓與學習,學習6S 管理技能,學習與借鑒其他學校經驗,做好6S 管理工作。
針對數控實驗實訓室的特點,結合6S 管理的實施要點及內涵,我們可以從多方面著手對實驗室的環境進行調整和完善,具體措施如下:
(一)設備管理標記
所有設備都要標識明確,粘貼必要的設備資產標簽,可用設備是否處于正常使用狀態,設備的使用率是多少,哪些設備處于閑置狀態,哪些設備處于維修狀態,設備的運行情況需要進行登記。
(二)按功能對數控實驗室進行劃分
數控實驗設備可以分為四大類:一類是數控車床,主要用于回轉體零件的精加工;第二類是數控銑床,主要用于平面類零件的銑削加工;第三類是加工中心,主要用于多道工序連續加工的平面類零件的加工;第四類是多功能的加工中心,主要用于復雜零件的平面曲面的加工。各類機床劃分區域整齊擺放,將數控設備按功能進行明確劃分,體現出數控實驗室的功能性,使得教師和學生在最短的時間內找到所要使用的設備,充分利用空間,節約時間。
(三)建立倉庫,所用刀具量具、加工零件歸類擺放
實習的毛坯材料入庫擺放整齊,一些零碎的小工具還容易丟失。應當在實驗需要的時候,由老師向設備管理員申請借用,本次實驗完畢,由教師檢查、清點后歸還倉庫。刀具量具要分類擺放整齊。加工好零件,貼上標簽,注上班級和姓名交給實習指導教師進行測量評分。測評后的零件歸類擺放在貨架上。
(四)建立嚴格的清潔制度
任課教師每次實驗課下課前要督促學生清掃實驗室,實驗實訓管理員要關注所有實驗室的整體清潔狀況,每天按時檢查。檢查機床內外是否清潔,有沒有定期維護保養;工量具和加工的零件是否按規定進行擺放整齊;實驗設備是否完好等等。
(五)綜合考慮,合理布置實驗室
首先要從硬件方面考慮。前面提到了不同功能的實驗設備要分開,實驗室必須寬敞明亮,必須保證學生的實習空間,實驗室都要配有座椅、黑板,以便教師教學和學生填寫實習報告,所以座位的擺放要以小組的形式,而數控實驗室主要以精加工為主,因此每個工位上都要有工量具擺放臺。
(六)安全第一,預防為主
要重視數控設備使用人員的安全教育。本專業的學生在進行數控實習之前,要由數控實驗室管理員帶領參觀實訓室,介紹相關實驗實訓室的功能以及設備使用的相關規章制度。實習指導教師更是要在實驗過程中時刻注意,一旦發現數控設備異?,F象第一時間與實驗室管理人員聯系。另外,要重視設備安全,每個實驗實訓室要安裝監控設備,時刻監控數控機床的使用情況,避免設備人為損壞或者丟失。
三 、當前數控實驗室管理存在的問題
(一)教師在進行試驗教學時,缺乏熟練的操作技能。
(二)大多數老師都是從學院理論教學中來,受傳統教育觀念及方法的影響,未能真正融入試驗室管理中,缺乏節約意識,忽視對試驗室環境的保護,導致試驗室環境不夠整潔,影響了實驗室整體功能的有效發揮。
(三)數控設備沒有按時維護保養,導致機床精度降低。
(四)刀具、量具沒有專門的擺放臺,導致工量具的丟失。
(五)學生實習沒有穿工作服,安全意識薄弱;
(六)實驗室沒有固定的座椅黑板,學生沒有地方填寫實習報告,給教師教學帶來不便。
四、實施6s 管理在數控實驗室的實踐
數控實驗實訓中心是面向全校機械機電專業的實驗室,下設數控車床、數控銑床、加工中心、電火花加工、激光切割等5 個實驗項目,承擔了全校數控實習教學工作,同時承擔校內頂崗實習的教學任務,以培養學生實踐能力、創新創業能力為宗旨,在我校機械機電類專業建設中發揮了重要作用。
(一)規劃現場,目視化管理
通過規劃試驗室布局,對實驗室設備工具等進行畫線、定位、標識等工作,將所有的設備工具展示在大家面前,讓我們在工作時一看就明白實驗室設備工具擺放位置,減少了尋找工具環節,大大提高了工作效率;還可避免一些沒有使用性的物品出現在實驗室,明確實驗室檢測環境要求,避免因外部因素影響檢驗質量,造成測量誤差。
(二)加強管理,分工明確
對實驗室管理人員、實訓指導教師進行定期培訓和考核,學院邀請相應的6s 專家來指導培訓完善相應規范,每學期開展相應的實驗室6s 評比,對做得好的要給予獎勵。定期對實驗室相關工作人員進行考核。實驗室工作人員要遵守崗位職責。實訓中心主任負責實驗室建設和督促與檢查實驗室各項安全措施的落實,負責對進入數控實驗室的師生進行安全教育,努力提高實踐教學質量。實驗室管理員及實訓教師要遵守實驗室各項管理規章制度,要保證實驗室良好的工作環境,參與數控機床的驗收、安裝、調試,定期對數控設備進行維護保養,及時排除故障。每學期結束實驗室相關工作人員結合崗位職責及本學期的工作完成情況,進行全面總結,上交實驗室期末總結報告,由院實訓中心考核評比。
【關鍵詞】 機床數控技術;案例教學;數控編程;數控操作;能力;素質
隨著現代科學技術及生產組織形式對高等教育要求的不斷提高,人們更多地傾向于采用案例教學法來培養學生的實踐創新能力、社會能力及其他關鍵能力。隨著高等教育的學校院校學生人數的逐年增加和企業職工培訓的需要,如何有效利用實驗設備,讓學生能在職業能力上有顯著的提高,是教師們探索的目標和努力的方向。
在本文中,筆者就在本人擔任的《機床數控技術》課程中如何使用案例教學來提高授課質量和學生的綜合素質作了研究和嘗試。
一、課程分析
案例式教學,是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動。主要通過案例完成的整個工作過程讓學生學習一定的教學內容,并能將教學課題的理論知識和實際技能結合起來,使學生具有獨立制定計劃并實施的機會。學生在一定時間范圍內可以自行組織、安排自己的學習行為,培養自主行為能力,最后有明確而具體的成果展示。在這一過程教學中盡量讓學生自己克服困難、處理在項目工作中出現的問題,綜合應用學習知識。
隨著現代加工技術的發展,《機床數控技術》已經成為機械設計制造及其自動化專業學生的一門專業基礎課程,其任務是在培養學生的數控機床基礎知識的前提下,使學生具備對數控機床程序編制和加工調試能力,為提高學生專業技能,形成良好的綜合能力做好準備。
從課程設置體系看,本門課程學習之前需要學習機械制圖、機械制造技術基礎、公差與配合、金屬切削原理與刀具等課程,與本課程同時開設的有PLC原理與應用、三維實體設計等,后續相關課程還有先進制造技術、模具設計與制造等,可見本課程在教學中起到承前啟后的作用。
從課程的內容來分析,本門課程既有機床數控系統組成、工作原理、加工工藝分析等理論知識,又有數控車編程、數控銑編程、數控機床操作等內容,可以說本門課程即重視理論知識的學習,又強調實際操作的動手能力。
所以,本門《機床數控技術》課程比較適合使用案例教學法,學生通過完成案例零件的加工過程分析和制作,在仿真平臺上進行加工,以及最終在數控機床上加工出真實的零件,既綜合應用了數控工藝和編程等理論知識,又培養了實踐動手能力。
二、案例的設置
《機床數控技術》課程大綱要求54學時完成教學任務,教學目標為使學生理解數控機床的工作原理,具備典型零件的加工工藝分析、數控加工程序編制的能力,并能夠在數控機床上將所需要的零件加工出來,即:通過本學期的理論學習和仿真操作,學生能夠在模擬的環境下完成零件加工的全部過程。課程的編程系統主要是數控車編程和數控銑編程,編程案例的選取好壞與否直接影響到了教學水平的好壞,本文主要分析車床的編程案例選取。
1、案例的標準
在設置案例時,應該充分考慮案例(零件)的典型性,即所設置的案例應該包括數控車床加工中常見大多數類型的表面,且加工精度、表面粗糙度也應符合實際生產要求。
綜上,在設置案例時,我們選用了中級數控車床操作工應會題庫中的實作題,并根據學生目前的知識結構和技能稍加改動,形成了如圖1所示的案例。該案例包含了數控車床加工中常見的圓柱、端面、圓弧、槽、球面等等,根據學生領悟能力和實際情況,還可以單獨增加螺紋、內孔等難度稍高的型面。
為培養學生的團隊精神,也為提高學生的交流能力,采取以小組形式完成項目,以3人為一組。
2、案例的分解
在總體目標確定的情況下,還根據學生現有的技能狀況和循序漸進的原則,將總體目標進行分解,為每一次課制定一個子案例。子案例可以是將圖中的某些型面單獨列出進行加工分析和編程講解。也可以是將整個工藝過程中的某個工序(或工步)進行分析和講解。但子案例的設置必須符合總體目標的要求,即將所有的子案例綜合在一起必定是圖1中的圖形。具體教學設計如下:
圖1. 總案例
在課程的開始,就將本學期的任務告訴給同學們,讓大家對總體目標有所認識,也讓好學的學生有自學的方向。在數控車床的熟悉環節,就讓學生利用手動的方式加工圖1的左端面和外圓(此時,學生尚未學習編程指令),完成該案例后,可以達到以下的目的:
(1)了解數控車床的基本操作;
(2)了解數控車床與普通車床的區別,善于思考的同學就會想知道數控車床怎么實現自動加工,激發了他們學習下一堂課的興趣;
(3)了解數控機床坐標系、編程坐標系、加工坐標系,為后續的操作加工打下了基礎。
在講授常用編程指令時,就以切削圖1的表面為目標,將G01、G02等指令的講授融入到了完成本堂課的目標中,學生為了完成本次設置的案例,學生就會主動學習或討論,在不知不覺中就學會了常用指令的用法,而且,在模擬過程中遇到問題時通過自己努力去解決,還是鍛煉了學生的分析能力,而且在以后的真實生產過程中學生就會牢記這些失誤。最后,通過教師再用很短的時間總結,就使學生掌握常用的指令。
按照這樣的原則,筆者為每一次課都設置好子案例。
3、考核方式
根據教學安排,理論和仿真加工穿行。每次仿真加工實訓課程是一個人人參與的創新實踐活動。學生在項目實踐過程中,理解和把握課程要求的知識和技能,體驗創新的艱辛與樂趣,培養分析問題和解決問題的思想和方法。
根據課程的目標,考核方式也應該是理論和實際操作并重。故將最后的考核模式定為由三部分構成:平時成績,理論考試,仿真加工。具體要求為:平時成績考核學生的平時出勤情況,作業完成情況,上課表現等;理論考試主要考核學生對本門課程基本概念的掌握程度;數控加工操作仿真考試題目從中級數控機床操作工應會題目中選取,由學生自行確定加工參數、走刀路線,編制加工程序,并完成程序輸入,加工坐標系設定,零件加工等全部工作。考核標準參照中級數控機床操作工考核標準執行,由任課老師設定每個考核點的精度要求,評分標準,由仿真系統自動對每名參加考試的學生進行評分。
將以上三項成績平時成績占20%,理論考試占40%,仿真加工占40%折算后,即為學生本學期的最終成績。
三、實施過程應注意的問題
案例教學的目的是否達到,依賴于兩方面:一是教師作用的發揮;二是學生的總體與個體狀況。而教師作用的發揮,需要依據學生的狀況,有針對性地發揮作用。在校學生在基礎理論知識與素質能力上均有所欠缺,這種欠缺使案例教學必須有其特殊性。因此,筆者認為,在進行案例設計及教學的過程中時,需要注意以下的幾個方面:
1、案例的設計要符合高校學生的學習特點
首先緊扣主題,符合教學目標要求,與主要教學內容密切相關;其次應該注意難度,因為案例難度超出學生知識水平和理解能力,會打擊他們學習的積極性,導致很多學生會因為學不懂而放棄,故在設計案例時,應選擇敘述簡潔條理清晰、明白易懂的案例,或者對難懂案例改造。
2、在實施過程中充分發揮學生的能動性,并給予正確的引導
將要解決的問題化整為零,逐步深入,將大問題化小,由復雜問題變簡單。學生會在分析小的問題的過程中,逐漸加深對案例的理解。由依賴教材理論知識解釋問題,到最后依據自己的理解得出自己的結論。同時,正確度引導還能使老師更好的控制課堂教學的時間,提高授課的效率。
3、每次課后要進行概括總結
總結的目的有兩個:一是肯定那有創造性的見解和符合邏輯的分析,并從理論上講明,從而鼓勵他們參與課堂討論的積極性;二是再次強調本次課所涉及的知識要點,以便學生的課后復習,使理論知識更加系統。
四、實施的效果
通過案例教學,使理論教學走向更深的層面,使教師的教育理念、學生的學習心境、課堂氛圍發生了根本的變化,對教材建設、教學方式、學習方式也提出了更高的的要求。
從筆者所擔任班級的課堂狀況來看,學生的學習積極性明顯提高,學生積極思考,踴躍回答問題,缺席、打瞌睡的同學明顯減少。課后,很多同學還自發的組成興趣小組,自己聯系機房,將所學的知識進行遷移,用于其他零件的加工。
通過實施案例教學體,較好地彌補了教育理論與教育實踐之間的脫節,將很多專業課的知識較好的融合到了一起,更加貼近實際工作。重視受教育者的主觀能動性,體現了以學生為的主體的教育宗旨。發展了學生綜合運用知識和解決實際問題的能力,以及搜集、處理、利用信息的能力,提高了學生的人際交往能力,以及適應社會的能力。體現了目前我國“以素質教育為基礎,以應用型人才培養為核心”的本科校院人才培養模式。較好的實現了“授之以漁”的教學目標。
五、結語
高等院校是培養適應社會需要的各類應用型高級技術人才的重要場所,隨著數控技術在國民經濟的各個行業中的廣泛應用,我們培養的應用型人才應能夠熟練掌握數控機床編程與操作的基礎知識,具有解決實際問題的能力。
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關鍵詞:數控技術;人才培養方案;課程體系
近年來,各職業院校在人才培養方案制訂方面取得了一些成果,但是仍存在一些深層次問題,主要體現在:理論課程體系與實踐課程體系并存,沒有實現理論實踐一體化;第二課堂重視程度加強,但仍是發散的,沒有與第一課堂有機地互動和滲透形成整體;課內、課外培養目標不一致;學生就業競爭力與發展潛力、職業素質養成與職業技能培養不協調;人才培養方案制訂與行業、企業人才需求結合不夠等問題。
針對以上問題,淄博職業學院提出了創新設計高職人才培養方案的改革設想,重在突出教學過程的實踐性、開放性和職業性,把“工學結合”作為人才培養模式改革的切入點,引導課程設置、教學內容、教學方法的改革。本文以數控技術專業為例,從五個方面探索以“四個融為一體”為目標的人才培養方案設計思路。
一、依據“四個融為一體”,創新人才培養理念
在對人才培養現狀廣泛調研和系統分析的基礎上,數控技術專業明確了以“四個融為一體”、暢通培養與就業渠道為特色的人才培養理念,即“學生就業競爭力與發展潛力培養融為一體、學生工作與教學工作融為一體、職業素質養成與職業技能培養融為一體、課外與課內培養融為一體”,并以此重構了課程、師資、實訓等支撐體系。
課外與課內培養融為一體,學生工作與教學工作融為一體。將學生在校期間的教育教學活動按課程開發和設計的理念,納入人才培養方案組織實施。把新生入學教育、軍訓、校園文化科技活動、公益勞動、社會實踐活動等內容以課程開發設計的理念來建設;把車間、實訓室、社會活動基地等場地當課堂來運用;把師傅、教練、組織者等當教師來管理。從目標、內容到評價都力求符合課程管理的要求,使第二課堂成為第一課堂的延伸。將學生就業競爭力與發展潛力培養融為一體,將職業素質養成與職業技能培養融為一體,將基礎學習領域專業化、專業學習領域工作過程系統化,通過這“兩化”打造學生就業競爭力;將人文素養課程體系化、專業拓展學習領域前瞻化,通過此“兩化”打造學生發展潛力。
二、廣泛開展社會調研,明確專業的培養發展目標和規格
開展產業背景調研、企業人才需求調研和畢業生的跟蹤調查等多層次調研,確定了數控技術專業的主要職業崗位:機械加工工藝編制、數控編程、數控機床操作、數控機床安裝調試與維修。確定了專業培養發展目標與規格(圖1、表1)。
三、改革人文素養教育,貫穿人才培養全過程
數控技術專業人文素養課程教學在堅持服務專業以及專業群所對接的職業領域的前提下,大膽進行基礎課程系統建設的改革嘗試。以“學生就業競爭力與發展潛力培養”為核心,將學生的培養目標要求分為若干個指標,圍繞培養目標借助“專業實踐課和人文素養課兩系統”的交互融通,將課內、外活動進行設計,從目標、內容到評價都力求符合課程管理的要求,使第二課堂成為第一課堂的延伸,使學生在潛移默化中得到訓練,實現目標指向(表2)。
按照自入校至就業的人才培養進程安排,對入學教育、人際溝通、大學英語、高等數學、職業角色體驗、潛能開發、社會實踐等11門人文素養課程進行課題式管理和實踐,同時在將具體素質和能力要求單獨設置為課程的基礎上,將相關內容融入課程的講授和實訓過程中,強化和規范職業素質的養成。
四、實施“五步推進法”,構建科學的課程體系
明確課程體系建設思路和路徑,數控技術專業根據“逆向分解、整合重構、正向實施、動態反饋、循環提升”的“五步推進法”,推進課程體系重構和改革,以職業能力為導向,基于工作過程,以真實的工作任務或產品為載體,校企共同對課程進行系統設計,構建了工學結合課程體系,為人才培養模式的順利實施提供了有力支撐。
在人才培養方案的指導下,根據其對應的職業崗位能力要求,參照行業技術標準和職業資格標準,制定課程標準,形成了工作過程系統化的以專業能力、方法能力和社會能力培養為主線的課程開發方案。不斷增強課程設計和課程資源整合能力,著力解決了課程體系構建、教學內容重組和課程教學組織等三個關鍵問題,從課程建設理念提升、課程設計研討、課程實施案例教學等多方面、全方位提高教師的課程改革能力。
課程體系構建按照崗位跟蹤、動態反饋、循環提升的原則,以職業能力與崗位(群)需求為導向,企業人員參與共同分析數控技術專業崗位(群)工作任務,按工作任務和工作過程歸納序化,以典型的加工零件為載體,選擇由簡單到復雜的零件加工任務(數控機床操作、產品零件造型、加工工藝編制與編程、質量檢驗、現場管理),承載數控機床操作、加工工藝與程序編制、檢測、生產組織與管理等教學內容;融數控技術職業資格標準,職業能力與職業素質培養指向崗位(群)需求,職業能力與職業素質培養融合,校企共同對課程進行系統設計,構建了“基于崗位(群)工作任務的工作過程系統化課程體系”(圖2)。
以工作任務為載體建設了《數控加工程序編制》、《數控機床零件加工》、《機械識圖與制圖》、《機械加工工藝編制》、《數控機床安裝與調試》、《機械技術基礎》、《電工電子技術分析與應用》、《普通機床零件加工》8門優質課程,并以4門優質核心課程為基礎,制定了本專業新課程體系下的各門課程的課程標準。
五、融入真實的企業環境,創新人才培養實施過程
1.實施“六步四階段團隊教學法”,提升課程實施效果
將國內外先進的高職教育教學理念和教育教學方法,因地制宜應用到教育教學改革中,邊實踐邊研究,集團隊的力量總結提煉出了“六步四階段團隊教學法”,深受學生和企業界的歡迎與認可。六步指在學習工作每一個環節,按照“確定工作任務、制定工作計劃、實施計劃、質量控制、檢測、評估反饋”的六步進行。四階段指教、學、做一體化教學,按照“師說生聽、師做生看、生做師看、生做互評”四階段進行。
2.“四真實”校內實訓基地,柔性化教學管理
校內實訓基地建設凸顯真實工作情境、配置真實加工設備、加工真實產品,在真實的企業管理環境,完成工作任務。學生校內實訓以企業的典型產品為載體設計學習過程,學生參與生產和管理:按“圖紙分析工藝制訂程序編制零件加工零件檢驗機床維護”順序,培養適應崗位要求的工作方法、知識和能力。
課程實施采用的動態、可調整、可選擇的柔性化教學管理,為“六步四階段團隊教學法”的課程實施提供了極大的便利。一是采用課程“接力棒式”連續幾周串行的教學管理和實施模式;二是按任務單元采用半天、幾天一門或多門課程并行的教學管理和實施模式,有效利用實訓場地。
3.創新車間組織的學習工作模式
實訓基地管理實行企業化管理,營造企業化的職業氛圍。車間組織自上而下依次為:生產實訓部、車間、班次、工段、班組,各機構中分別設部長、主任、值班長、工段長、班組長進行管理。生產實訓部的宗旨、使命由學院的社會職能決定,業務目標根據教學工作計劃與生產任務計劃綜合考慮設定。業務計劃由生產實訓部的宗旨、使命、目標分解而來,并依據組織結構圖層層分解,下一級依據上一級下達的目標與指標制定完成任務的方法,達到目標一致。教師與員工角色結合,學生與員工角色結合,部分教師、企業人員到實訓基地兼職生產、技術、管理任務,同時承擔本崗位的教學任務。值班教師(值班長)負責生產組織、日??记?、過程控制、反饋處理、方案評估、技術咨詢、故障處理、技術反饋、質量控制、任務評定。
4.學生綜合素質測評創新
改革教學評價指標,由企業人員參與制定了《數控技術專業學生綜合素質測評辦法》,對學生進行能力與素質的綜合素質測評,落實“以全面素質為基礎,以能力為本位”的教育思想,培養學生的“就業競爭力與發展潛力”。立足專業,促進學生加強政治與身心道德修養,實踐動手能力提升,強化職業習慣養成。具體做法如下:
對數控技術專業所有學生實行了一學期一次的學生綜合素質測評。通過“基于生產性工作任務的六步四階段團隊教學法”,將學生的素質培養進課程,有效進行過程控制。通過編寫《生產(實訓)安全質量文化手冊》和實行“學生自我管理、開放、角色體驗式生產實訓教學模式”,對學生的職業素質培養提供良好的實訓環境,突出培養學生的職業技能,促進了學生良好職業習慣的養成。
素質測評主要從以下四個方面來考核:德育:技術:身心:創新=20%:60%:10%:10%。主要考查學生的人文素養、團隊精神、勞動態度、學習態度、學習成績、實踐能力、身體、心理、職業、創新能力、組織能力、協作能力等。對一個學生的評價不是只看學習成績,還要考核其思想品德、行為規范;評價既有課內,也有課外。
六、創新實施人才培養方案的效果
1.“立足區域經濟,培養職業人才”,學生就業率高
堅持學院“立足區域經濟,培養職業人才”的辦學理念,根據區域經濟發展特點,瞄準區域內中小型機械裝備制造企業,培養“肯干活、好學習、能創新”的高素質高技能急需人才。在2008年和2009年上半年,企業受“國際金融危機”影響的最嚴重時期,數控技術專業學生的簽約率仍達96%以上、就業率100%。
2.畢業生綜合素質高
堅持以職業能力培養和職業素質培養兩條主線融合進行培養。職業能力培養和職業素質養成融入專業課程,專業教師在教書育人中潛移默化地培養、企業實踐技術人員在指導實習中言傳身教地培養;校內實訓基地實行“5S”管理,按照職業人標準進行管理。課程考核包含專業能力、方法能力、社會能力,每學期對每位學生都要進行綜合素質測評。用人單位滿意率達到95%以上。
3.畢業生社會適應能力強
課程設置注重提高學生就業后的社會適應能力。人才培養方案中設置了11門人文素質課,把人文素質培養作為基礎,提高學生的職業(社會)核心能力;同時,注重學生的行業通用能力培養,開設《機械技術基礎》、《機械識圖與制圖》、《機械加工工藝編制》、《普通機床零件加工》、《電工電子技術分析與應用》;開設專業拓展課程《企業管理》、《CAD/CAM軟件應用技術》等課程,最大限度地拓展學生的動手能力、創新能力、專業發展潛力。畢業生工作一年后,60%以上從事數控機床的操作、工藝編程、設備維護維修一體化的工作。
4.專業建設取得較大的成績
創新設計數控技術專業人才培養,數控技術專業現為山東省示范專業、山東省特色專業;現有3門省級精品課程,1項省級教學成果;2007年入選國家示范性高等職業院校建設單位、中央財政重點支持的建設專業,2010年通過驗收,評為“優秀”;數控實訓基地為“中央財政支持的職業教育實訓基地”。
參考文獻:
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[關鍵詞]高職高專 數控教學 教學模式 高端數控人才
[中圖分類號]G710 [文獻標識碼]A
引言
目前,隨著現代制造業的升級和數控技術的不斷發展,普通兩軸、三軸數控聯動加工已經廣泛普及,大量的四軸、五軸甚至九軸聯動數控機床投入制造企業進行高速、高精度加工。復雜曲面的加工,高速刀具的應用,以及CAD/CAM/CAPP軟件的功能不斷豐富,對數控人才不斷提出了新的要求。
近年來,許多學校的教學模式都由傳統的理論教學型轉變為企業培訓型,職校對數控人才的培養取得的一定的效果,學生能較快的適應企業的需要,得到了企業的認可。
但經過一段時間的工作后,學生明顯表現出后勁不足,缺乏再學習能力,不能適應行業的發展?,F在許多企業引進一臺先進設備的同時,還需要高薪雇傭國外工人,設備出了點小問題就需要停工幾天甚至幾個星期等國外維修人員。這不僅造成了巨大的經濟支出,更限制了我國數控人才的發展。
這不得不引起職校教師的重視。在人才培養體系中,高職高專所擔負的任務是培養動手能力強的應用型技術人才。在這種定位下,對學生培養由重理論轉向了重實踐。但在當今社會,科學技術的發展迅猛,學好一個技術,不可能像以前一樣能管一輩子。傳統的技術工藝不斷更新換代,我們培養的人才也必須是與時俱進的。
一、數控教學的特點分析
1. 理論教學
數控技術是一門集機械、電子、計算機、通訊、液壓、氣動、自動控制、現代測量技術等多學科為一體的應用型技術。涉及的知識面較廣,而職校學生基礎知識與學習能力有限。這也是前期重理論的教學模式效果不佳的一個重要原因。
2. 實踐教學
數控技術需要較強的實際動手能力,但在實際教學中發現,學生個體差異較大,一些動手能力強的學生,不但一教就會,而且能舉一反三。部分學生卻要反復訓練才能理解。另一方面數控設備成本過高,學校只能是多人在一臺設備上教學,學生動手的機會少。沒有反復的練習,學生難以滿足企業的要求。為解決這個難題,學校與企業聯合,在企業中教學,但經過近幾年的實踐,企業教學弊端凸顯,學生知其然不知其所以然。許多學生在實習報告中反映企業培訓重點一是安全性,二是生產效率,三是合格率。這三點不論是對學生還是企業都是十分重要的,也是企業實訓中學生最大的收獲。但很少有學生反映師傅會教他們為什么要這樣做。
二、教學模式的分析
1.傳統教學模式
課堂教學是整個教學過程中的重要環節,是學生獲取知識的重要途徑。數控技術涉及知識面較廣,只有具備一定的理論知識,才能指導實踐。特別是《數控機床原理》、《機械制圖》、《數控編程基礎》等基礎課程是必須掌握的,否則在以后的教學中,學生根本無從下手,依葫蘆畫瓢都存在很大困難。數控教學起步階段就是以理論教學為主,在這種模式下,學生兩級分化嚴重,一部分學習能力強的學生打下了堅實的理論基礎,這部分中一些在以后的工作中有很強的適應能力,一些卻動手能力差。另一部分學生越學越不懂,甚至放棄理論學習,只求考試及格。但在傳統模式下大部分學生都建立了比較系統的理論框架,有一定分析解決問題的能力,但到企業中需要再培訓,與企業銜接存在缺口。
2.近年來的教學模式
為解決傳統教學模式的問題,迎合企業的需要。很多職校引進了國外一些以實踐為主的企業化教學模式。典型的有德國的“雙元制”,新加坡的“教育工廠”等。這些模式為校企聯合,以企業的培養為主,具有很強的針對性,與生產緊密結合,為我國數控行業的發展提供了一大批技術過硬的優秀人才。
但經過一段時間的工作后,學生明顯表現出后勁不足,缺乏再學習能力,不能適應行業的發展?,F在許多企業引進一臺先進設備的同時,還需要高薪雇傭國外工人,設備出了點小問題就需要停工幾天甚至幾個星期等國外維修人員。這不僅造成了巨大的經濟支出,更限制了我國數控人才的發展。
出現這種現象一方面是學校與企業培養人才的目的不同。企業需要的是能適應現階段有利于企業發展的員工。而學校的目的是培養對國家發展有利的人才,傳授給學生的應該是對個人終身受用的知識與能力。另一方面是學生理論知識 相對薄弱,再學習能力差,而數控行業發展快,學生難以適應新技術新工藝的發展。
三、教學模式的反思
以理論為主的教學模式與以實踐為主的教學模式各有利弊。在兩種教學模式下都是既培養了一批優秀的人才,又有一部分學生在技術的發展中被新的人才取代。作為一名教育工作者,我們希望的是每個學生都能為國家盡己所能作出貢獻,同時也讓學生自身能夠很好的發展。縱觀現有的眾多教學模式,都有一個共同點,就是以教學本身出發,而忽略了學生個體的差異性。
國外其實有很多成功的典型模式值得借鑒,比較典型的兩個極端模式有,產生于二戰時美國的“CBE”模式(Competence-Based Education),現在在許多歐洲國家仍被廣泛應用,即能力本位教育,強調知識,技能,態度的全面發展。還有日本的“單元式”職業培訓模式,將完成某項具體工作所需的知識能力打包為一個單元,只要精通這一單元,就能很好的適應這項工作。所以我們可以看到歐洲國家的工人表現出很強的創新能力,協作能力,日本工人表現出很強的執行力和細節的把控能力。
在數控教學問題上,我們也一直在探索是培養全面發展的人才,還是在某一方面的精英。其實,這兩種人才我們都需要。教師都想“因才施教”,發揮學生的特長,但師資力量有限,數控教學又是一門理論和實踐要求都很強的學科,在實際教學中,照搬國外的教學模式,在教學過程中卻很難執行下去。
四、“骨干引導型”數控教學模式
高職高專數控技術教學分為兩個階段:第一階段是理論+實驗指導;第二階段是技能實訓。在上述教學模式之下,一個班大部分學生在理論+實驗指導階段都沒有具體掌握數控機床操作,于是技能實訓階段基本就在彌補實驗階段落下的實操進度,而沒能真正結合數控編程以及數控加工工藝的知識在技能方面有所提高,因此也不能讓學生真正領會畢業后的數控加工工作的要領。
在課程安排下,理論教學不敢講多講深,既怕學生接收不了,又怕占用實踐機會,實踐課程效率低下,學生差異明顯,難以有好的教學效果。
“骨干引導型”數控教學模式是基于改善傳統教學效果的目的而發展的,這種教學模式是一種“以學生為中心,以老師為輔助”教學模式,突出學生在學習過程中的地位,按學生個體的情況培養的模式。該模式將一部分優秀的學生參照“CBE”模式的培養方式,使其全面發展,另一部分學生注重單項技能的培養,使其成為某一方面的精英。
“骨干引導型”教學模式將教學活動分為四個方向同時進行。教師講授,搭建基礎;分組自學,深度發展;骨干引導,全面發展;協助學習,團隊發展。
1.教師講授,搭建基礎
理論基礎是數控技術的根本。只有知其所以然,才能在操作,調試,維修中不至于鸚鵡學舌,換臺設備,出點小故障或調整一下參數就傻了眼。對基礎理論熟悉,才能在不斷發展的技術中具備再學習的能力,而這種再學習的能力也是學生必要的技能。
在高職高專學校的教學中,基礎理論課時相對較少,而且是在學生還沒見過數控設備的時候就開課了。這樣的直接后果就是理論課枯燥乏味,學生聽得是懂非懂。到實習課程中又將注意力放到數控編程、對刀等操作細節上去了。
所以建議在教學過程中采用“橫縱結合”的教學模式,在純理論教學過程中,先讓學生建立起較為全面的理論框架,再實習過程中,讓學生在數控機床的安裝調試到拆解維修的全過程中,插入理論知識的深度教學,讓學生有更直觀的理解。
2. 分組自學,深度發展
課堂教學畢竟時間有限,為讓學生的理解不至于浮于表面,必須有一定的教學擴展,根據學生的興趣,將學生分成興趣小組。根據企業的需求,其實在數控編程,機床維修,加工工藝,機床操作,軟件應用上的人才需求都很大,而學校一般注重的是機床操作人才的培養。所以主要引導學生在這幾個方面,根據自身的興趣和優勢,選擇相應的方向成立興趣小組,進行擴展學習,教師為其把握方向,提供支持。
3. 骨干引導,全面發展
在理論教學階段就選班上優秀的學員組成一支骨干隊伍,利用課余時間對他們進行實操教學,這樣由于人數較少,教師的教學效果會非常不錯,另外設備也充足,骨干學生可以高效率的在數控機床上進行實操訓練,使他們能在較短時間內將數控實際操作練熟練精。
當教學安排的實驗課進行的時候,就將班級學員分組,由各骨干作為組長,教授每組學員進行機床實操。由于每臺機床都有能夠獨立操作的組長或組員,一個小組的成員很快就能掌握要領,有問題也能被及時發現并解決。在實踐中發現,很多骨干在動手能力上甚至超過了老師。由于在理論教學階段,通過了分組自學的擴展,在實際中以往遇到的許多難點,都有精通于某一方面的學生能站出來輕松解決。這不僅提高了整體的教學效果,更讓許多學生從中獲得了成就感,提高了學習興趣。
4.協助學習,團隊發展
經過了系統的訓練,學生已經在理論與實操上都有了一定的能力,為了讓學生能更快更好的適應企業需求,必須安排學生要到企業培訓?,F有的培訓方式主要是讓學生個體按照企業的要求完成某項實際生產任務,這樣的模式能夠培養學生了解實際生產的流程與注意事項,提高操作的熟練度,有一定的提高效果,但由于對實習員工,企業只能安排最簡單的重復性工作,所以這樣的培訓只能算是崗前培訓,而不是真正意義上的企業教學。很多學校更將學生分到不同公司,學習效果也存在很大差異。
協助學習就是將學生按照一個團隊分配到一個企業實訓,與企業溝通,讓有經驗的師傅帶領這個團隊,按照企業完整流程,完成一項較為復雜的任務。這樣的模式,企業對于人員的投入較小,師傅的精力也集中,團隊中的骨干也能協助師傅安排與控制任務。團隊的模式下,每個成員既能獨立完成一個分支任務,又能一起學習,一起提高,遇到問題或錯誤,團隊成員也能相互分析,共同進步。
經過一個實際項目的鍛煉,學生對生產流程,質量控制,生產管理,企業文化等各個方面都有了比較深刻的認識,對于自己的職業規劃與個人發展也有了一定的認識。在專業技能方面,有了較復雜的實際項目訓練,學生的收獲比在傳統培訓模式下大幅提高。
在項目完成后,對教學效果的總結與評價也是企業培訓中的重要部分,通過個人自評,小組互評,教師評價,企業評價四個部分對學生及團隊做出綜合評價。一方面,教師根據評價情況對學生的實習做出評分,更重要的是給予學生職業發展的指導,也讓學生對自己的情況有一個橫向比較,讓學生對自身有個較為準確的定位,為其職業發展把握好方向。
五、結束語
在“骨干引導型”數控教學模式下培養的學生,理論基礎,實際動手能力相對于以前都有較大提高。具體表現在以下幾個方面:1.具有較好的理論基礎,在學習能力強;2.與企業的銜接較以前更順暢,能很快獨立完成任務;3.部分具有管理能力的學生,經企業培養,能很快成為專業能力強的管理者;4.部分技術拔尖的學生能夠繼續深造,發展成設計人員,并且懂工藝,更具備競爭力。
如今,數控技術已經廣泛應用于各個工業領域,尤其是機械制造業中,普通機械正逐漸被高效率、高精度、高自動化的數控機械所代替。隨著我國數控行業新技術新技術的應用,企業對較高層次的第一線應用型人才的需求明顯增加。
高職高專的教學內容,教學方法必須要適應時代的發展。培養具有高等文化水平的職業人才,成為迫切要求。而對于數控加工專業,不僅要求從業人員有過硬的實踐能力,更要掌握系統而扎實的理論知識,具備再學習的能力。及時調整教學模式,為社會輸送合格的人才是學校與教師義不容辭的責任。
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