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数控编程实验教学是围绕数控编程能力培养,将数控编程技能和知识点设计在各个数控编程实验中,在进行数控编程实验教学时,将每个实验作为任务布置给学生,使学生在实验过程中掌握数控编程知识点和编程技巧的一种教学方法。实验通过数控仿真软件实现,以避免理论课结束后直接安排在昂贵的数控机床上进行实训而造成撞机和为了学生安全。
数控编程是数控加工的需要,所以数控编程通常包含有试切削加工的内容。考虑到数控机床价格昂贵和学生初学阶段直接上机练习的安全性等因素,借助现代教学手段即数控教学软件以实验的形式开展数控编程教学具有现实意义。而将任务引领教学法应用到数控编程实验教学中有以下好处:
知识的获得是一个主动的过程,学习者不应是信息的被动接受者,而应是知识获取的主动参与者。构建主义学习理论认为,知识不是通过教师传授得到的,而是学习者在一定的情景下,借助他人(包括教师和学习伙伴)的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构方式获得的。如何引导学生自觉主动地投入学习,激发学生的学习热情、兴趣极为重要。任务引领式实验教学法的开展,使学生在实验过程中,完成各自的实验任务,由被动地听课变为主动地学习,由被动地接受知识变为主动地学习知识,钻研编程技巧,并运用知识、技巧完成实验任务、解决实际问题。激发和提高学生的学习热情,培养学生自我学习能力,解决了教与学的矛盾,实现了“既授之以鱼,又授之以渔”的教学目的,有利于提高教学效果。
任务引领式数控实验教学学生为主体,教师是主导,需要教师对学生提出的问题给予解答,要求教师有相关数控编程实验的知识和数控仿真软件操作使用经验,需要任课教师充分做好准备工作,所以任务引领式数控实验教学有利于提高教师自身素质。
数控编程就是编制零件数控加工程序,编程是一种技能。任务引领教学法是以工作任务为核心来训练技能并构建专业知识的教学法。任务引领,以工作任务为中心引领知识、技能和态度,让学生在完成任务的过程中再学习相关理论知识,发展学生的综合技能,数控编程教学正是以培养学生编程能力为课程目标的。
根据上述数控编程特点,在数控编程实验教学中应用任务引领教学法拟安排流程如下:
1.知识点、能力模块确定阶段
分析数控编程教学任务,明确知识点和能力结构,确定不同层次能力模块。
2.任务载体确定阶段
根据不同层次能力模块,确定体现能力要素的数控编程任务载体――零件或零件图。
3.布置和接受任务阶段
按基础能力模块和特殊编程能力模块,以零件图为载体,将实验任务布置给学生。
4.任务实施阶段
学生接受实验任务,了解和分析任务,并完成任务;
5.成果验收阶段
提交程序及仿真加工产品,提交实验报告。
二、任务引领式数控编程实验教学中任务的确定
在“任务引领”教学中,“任务”的设置是最重要的,它将决定一节课学生是主动地学习还是被动地学习。任务的设置首先要有综合性,使学生既能学到新知识和复习旧知识,还能锻炼学生综合运用知识的能力;其次要突出实践性,任务必须通过实践来完成;然后任务要有吸引力,必须让学生感兴趣;最后设置任务要有创新性,需要考虑到留给学生一定的创新空间,有利于培养学生的创新意识。
(一)数控实验任务的提出
数控编程是一门实践性很强的课程,按照加工零件的类型不同,一般分为数控车床、数控铣床和加工中心编程。按照学习循序渐进的原则,根据数控编程教学的知识点和能力目标,根据教学内容难易程度及其关联性,将教学内容分成几个实验项目,由易到难划分,由简单到复杂,难度系数逐步增加,知识含量逐步加深,后面的实验项目可以包含前面的实验项目的内容或知识点,实验之间环环相扣,前面的实验项目的完成为后面的实验项目完成起到铺垫作用。用于任务引领教学法的实验任务以零件或零件图为载体,如表1所示。
(二)数控实验任务的目标和内容
实验任务一:编程基础实验
1.实验目的
让学生掌握数控及其数控编程相关知识(诸如数控机床坐标系及其零点、工件编程坐标系、数字控制原理、常用G功能、数控车铣床编程及其异同等),培养学生具备数控编程基本能力,为后续编程教学和学生完成后续实验任务奠定基础。
2.实验内容
(1)通过数控仿真软件熟悉数控机床操作面板;(2)选择数控机床和数控系统;(3)确认数控机床零点或参考点位置;(4)明确数控机床坐标系(含坐标系原点和坐标轴方向)和工件编程坐标系;(5)根据简单零件图纸(含简单直线、斜线、圆弧),输入简单程序段,确认M代码、G代码含义;(6)通过软件图形功能,观察点的移动轨迹,确认与图纸图线的吻合。
3.实验学习情景
开启数控仿真软件,进入数控机床仿真编程加工准备环节。通过点击操作数控机床操作面板按钮,进行回参考点或回零操作,理解其异同。输入绝对坐标和增量坐标编程编制的直线、圆弧的简短程序,通过数控图形仿真功能确认其轨迹移动,并分析原理。
4.实验结果
(1)机床零点或参考点显示;(2)图线轨迹显示。
实验任务二:编制数控车床加工程序
1.实验目的
在前期基础实验的基础上,使学生掌握粗精车、螺纹数车循环指令及其使用方法,掌握编程技巧,掌握数控车削对刀、加工的方法,具备一定的数控车床编程能力。
2.实验内容
(1)熟读车削零件图纸;(2)合理确定工件编程坐标系,正确进行节点计算;(3)掌握程序图形检验功能,快速正确输入、编制完成数控加工程序;(4)正确选择数控机床、工件、工装、刀具;(5)快速正确完成对刀、数控加工和测量。
3.实验学习情景
熟读典型车削(含锥面、圆弧外圆和螺纹及退刀槽)零件图纸;参照数控车床编程案例,复习数控车削加工程序编制技巧,确定工件编程坐标系,进行零件图形节点计算,编写数控车床加工程序;启动数控仿真软件,做好编程前准备,输入加工程序;利用图形功能检验程序正确性,完成加工程序编制;选择工件类型、工件尺寸,并安装工件;选择工装,并安装;选择切削刀具,并安装;进行对刀操作,建立工件加工坐标系;利用数控加工单节和循环控制功能,进行仿真加工,并进行零件轮廓和尺寸测量。
4.实验结果
(1)典型车削零件数控加工程序;(2)符合图纸要求的已加工零件。
实验任务三:编制数控铣床加工程序
1.实验目的
在掌握编程基础和数控车床编程方法的基础上,掌握刀具半径补偿功能及其在粗、精加工中的应用,掌握应用零点偏置、子程序编程等编程技巧和数控铣削对刀、加工方法,同时掌握孔加工固定循环指令等相关知识及其程序编制技巧,具备一定的数控铣床编程加工能力。
2.实验内容
(1)熟读铣削零件图纸;(2)合理确定工件编程坐标系,正确进行节点计算;(3)快速正确输入、编制完成数控加工程序,进行程序图形检验;(4)正确选择数控机床、工件、工装、刀具;(5)快速正确完成对刀、加工和测量。
3.实验学习情景
熟读典型铣削(含直线、外轮廓或内轮廓)零件图纸;参照数控铣床编程案例,复习数控铣削加工程序编制技巧,确定工件编程坐标系,进行零件图形节点计算,编写数控铣床加工程序;启动数控仿真软件,做好编程前准备,输入加工程序;利用图形功能检验程序正确性,完成加工程序编制;选择工件类型、工件尺寸,并安装工件;选择工装,并安装;选择切削刀具,并安装;进行对刀操作,建立工件加工坐标系;利用数控加工单节和循环控制功能,进行仿真加工,并进行零件轮廓和尺寸测量。
4.实验结果
(1)典型铣削零件数控加工程序;(2)符合图纸要求的已加工零件。
实验任务四:运用参数化编程方法编制数控机床用户宏程序
1.实验目的
在掌握一般编程理论、编程方法、编程技巧的基础上,掌握B类宏程序、A类宏程序及其变量赋值、运算、条件转移、循环控制等编程原理技巧,具备一定的参数化用户宏程序编制能力,提升学生手动编程整体能力。
2.实验内容
(1)确认并分析被加工零件(含矩形周边斜面、圆周球面或变截面抛物、双曲曲面)类型;
(2)运用A类或B类宏指令编制曲面加工宏程序,并完成数控仿真加工。
3.实验学习情景
分析确认被加工体(含矩形周边斜面、圆周球面或变截面抛物、双曲曲面)类型,应用变量赋值、运算、条件转移、循环控制等编程技巧,编制曲面B类宏程序,并完成数控仿真加工。
4.实验结果
(1)典型曲面体数控宏加工程序;(2)符合要求的已加工零件。
三、任务引领式数控编程实验教学的实施流程
数控编程实验教学安排在数控编程理论课之后和数控实训课之前进行,实验课安排在理论课之后,与理论课交替进行,而且必须安排在有数控仿真软件的多媒体机房进行。在理论课讲授完一个或几个知识点后,紧跟着安排相应的实验课。这样有助于使学生及时地很好地理解和掌握相关知识点,为后续课程内容的学习和理解打好基础。具体流程如下:
1.学生接受教师布置的实验任务。实验任务分为四个环节,由简单到复杂,不断深入,学生接到任务后首先要了解和分析任务。
2.不论是哪个环节的实验任务,都要根据数控编程基本步骤,首先分析零件和零件图,编制零件加工工艺,确定编程坐标系,进行数值计算。
3.每个环节的实验任务,都安排在相应的编程理论课之后,所以进入实验前首先要预填写实验报告,根据所学的编程原理和技巧编写相应的数控加工程序。
4.启动并熟悉数控仿真软件,然后将初步编写的相应的数控加工程序输入数控装置进行程序检验,利用图形模拟功能检查程序所存在的问题。根据报警信息修改程序,直到程序合格为止。
5.选择和安装合适的工件、夹具和刀具,进行对刀操作,完成零件加工。
6.利用仿真软件测量功能,测量各档尺寸,检查是否与零件图纸要求一致。
7.整理实验实施过程中出现的各种问题,完成实验报告,提交程序及仿真加工产品。
由上可见,基本流程为听课复习归纳准备实验报告进行实验进行归纳,学生带着问题,带着兴趣,带着任务,带着期待进入课堂,进入实验。要求学生多学习勤思考,遇到问题发挥主观能动性,积极解决问题。
要求学生提交写好预实验报告,最后的实验报告可以在预实验报告的基础上进行修改。实验报告要求写上实验进行的过程、发现的问题和解决的问题以及存在的问题。如在编写铣削零件内轮廓程序的编写中,如果左、右刀补(G41、G42)的选取与走刀路线不一致,那么在加工后测量轮廓时,会发生尺寸相差一个直径值的情况等。
四、数控编程实验考核方法
以上编程项目的每个实验任务,都准备多套难度不同的零件图纸。每种零件图纸的分值有所不同,难度大的分值高,难度低的分值低。如难度系数较大的分值定为100,中等难度的满分定为80,一般难度的满分定为60。学生可以根据自己的意愿选择不同难度系数的零件图纸进行编程。
每个实验任务目标明确,如图纸要求等。基础环节实验分组完成,同学之间可以相互讨论,但要独立操作完成。特殊编程实验要求学生各自独立完成。必要时教师给予指导,发现问题及时纠正,共性问题及时在实验课堂上进行指导加以解决。
根据数控程序编制的特点,将实验成绩分为程序完成情况分、知识点掌握情况分、实验报告分和平时表现分。教师应该掌握学生进行实验的全过程,并根据实验完成情况进行评分。如,在规定时间内完成的给予基本分,根据运行程序并测量加工轮廓曲线的正确性进行评分,根据检查程序结构的完整性进行评分,根据检查指令使用的正确性进行评分,针对程序中主要程序段进行提问,让学生回答,根据回答的准确程度加以评分,还有对实验报告的完成情况进行评分,根据遵守实验纪律等给予平时成绩分等。
五、结语
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一、项目教学法的内涵
项目教学法的使用一般要求是:(1)课前,学生预习完成基础知识问题,思考和量力完成探究预设问题和项目,仔细阅读认知拓展,尝试完成即时检测,交教师批阅。教师批阅或抽查预设项目并记录发现的问题为课堂教学做准备。(2)课中,教师引领学生借助预设项目这个平台,完成知识建构,着重组织问题探究的展示、争鸣,补充和完善思路,进行知识归纳小结,点拨认知拓展和评议即时检测。(3)课后,整理文本,完成反思。教师在使用预设项目时,坚持“学生自主预习,不看不讲;新知学习,不议不讲;课中训练,不练不讲”的原则,一般还要布置课后作业。
所以项目教学法为学生的自主学习提供了六个作用:(1)学生自主学习的路线图,为学生高效地自主学习提供了有效途径。
(2)课堂知识结构体系的呈现表。(3)学生课堂展示的备份材料。(4)学生课堂学习的随堂记录本。(5)自我反思小结的文本材料。(6)以后复习巩固使用的学习材料。项目教学法设计质量的高低决定了学生的学习质量,目标是让学生能够通过教师设计的项目教学法增长知识、形成能力。在教学过程中,教师不仅要关注学生认知的发展,更要重视学生兴趣、情感和动机的发展规律,这与科学探究中的“以学生为中心”的理念不谋而合,为探究教学提供了理论基础。人本主义为我国教育改革提供了重要的指导意义,强调了过程的学习方式。
二、传统数控编程教学存在的问题
传统数控编程教学实践行为大多是以教师为主体,教师在课堂中居高临下,一味地讲,肆意拔高,提高所谓的“课堂学习效率”,密集型的轰炸使得部分学生对数控编程这门学科逐渐产生了厌倦情绪,课堂参与程度低,最终导致学生学习困难。在这种“满堂灌”的课堂教学中,教师只是教给了学生一些知识结论,学生独立思考的空间和时间完全被教师占用了,忽视了学生强烈的表现欲望和创造欲望。我们知道,学生在课堂上只有参与了思维,亲身经历了活动,才算是真正获得了知识,也提高了思维能力。从现有的评价情况看,当前对学生的评价主要存在着评价形式单一的误区,有
很多人认为数控编程这门学科就是“背多分”,在强迫学生死记硬背中提高成绩,却扼杀了学生学习数控编程的兴趣。而新课改理念告诉我们,学业评价不仅仅是对学生某个阶段的学习检测结果给一个结论,更重要的是通过过程性评价激发学生探索新知
识的热情。
三、项目化教学模式在数控编程教学中的运用
1.整体教学设计
本门课程是以数控车削和铣削加工编程为主体的课程,所有知识都在实际编程技能操作训练过程中得以理解和掌握,本课程以训练学生数控机床实际操作技能为目标,将零件图知识、数控编程知识和数控加工等知识嵌入到各个模块工作任务中,通过分析、讲解和演示典型零件设计案例进行课程实际教学。技能训练分为五个环节:(1)演示:将学习情境中的案例进行分析、讲解和演示示范。(2)模仿:模仿教师操作的方法,进行零件工艺规划、程序的编制和数控机床实际加工,理论与实践相结合,“做、学、练”三者有机结合。(3)练习:根据案例实际编程方法和教师的引导文,自己实际编程,完成零件程序的编制、工艺的规划和加工的仿真模拟。(4)拓展:根据教师设计的典型零件图,由学生自己规划工艺,选择刀具和加工参数,编制合理、正确的数控加工程序。(5)实训:全面运用所学习的知识和所掌握的技能,选择手工编程或自动编程方式,利用数控机床进行中等复杂零件的加工。
2.单元(模块)教学设计
本门课程是分三个模块,分别在第二、第三和第四学期实施教学,每个学期学生的知识掌握和能力基础不断递增。第二学期,学生在掌握识图与制图、工艺、材料和机械设计与制造等基本知识的基础上,设计四个项目,进行简单零件的数控车、铣床实训,掌握数控车床、数控铣床的编程基本操作方法和使用技巧。第三学期,在学生掌握零件的基本数控编程和加工操作基础上,针对数控中、高级考试,设计四个项目,强化训练,完成各项目具体任务的数控编程和仿真模拟加工,结合数控机床操作完成各项实训任务。
3.教学方案设计
通过本课程的学习,使学生掌握数控机床的操作与零件的数控加工。通过做项目,包括上机演示、数控程序仿真和数控加工实际操作,提高学生主动学习的积极性,激发学生的学习热情和兴趣,提高教学质量和学生实际编程加工水平。根据教学模块的不同要求和教学需求,将本课程设计成三个模块,分三个学期实施教学,将各模块以四个由浅到深的项目引导,在每个项目具体教学实施过程中,细化每个项目,一般为2~5个任务驱动,采用项目式的教学实施方法。本课程涉及内容多,教学任务重。在教学中首先将课程内容分解成几个大项目,让学生在完成项目中进行学习,便于达到“做中学,做中教”的目的,确保实现课程的教学目标。
通过在数控编程这门课中采用项目化教学模式试验,得出采用项目化教学模式优点很多:(1)通过“做项目”激起了学生的学习兴趣。(2)通过“做项目”使学生快速掌握了知识要点。(3)通过“做项目”使学生角色发生变化,由原来的纯粹学生转变为可以直接上岗的企业工人。(4)通过“做项目”培养了学生自主学习的能力,同时也提高了学生的创新能力。(5)通过“做项目”提高了本课程教学效果和教学质量。(6)通过“做项目”使教学评价呈多元化评价形式。(7)通过“做项目”使本课程教学由难变易,达到了教书育人的目的。
参考文献:
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随着数控技术的快速发展,数控机床已经成为现代制造业的主要装备,使制造技术进入了数控技术的新时代。合理有效的应用数控仿真系统,把专业理论编程与操作课,变成在计算机上利用仿真软件的多媒体教学,激发学习兴趣,就可以快速提高中职院校学生的数控编程和操作能力,为学生实际操作机床、进行编程加工打下较好的基础,从而提高数控教学的效果。
一、数控仿真软件简介
随着虚拟现实技术及计算机技术的发展应用,出现了可以模拟实际机床加工环境及其工作状态的计算机加工系统,它是一个应用虚拟现实技术于数控加工操作技能培训的仿真软件,利用计算机的仿真培训系统进行学习和培训,可以迅速提高被培训人员的理论和实际水平,非常安全而且费用低。
二、数控仿真系统在教学中的应用
1.初次上课以数控仿真教学激发学生技能操作的积极性,用仿真演示激起学生的好奇心和求知的欲望
首先抓住第一节课这一契机,介绍数控编程知识的实用价值,有意识地让学生了解数控编程与今后工作的密切关系,充分展现数控编程及操作的价值,使更多的学生对数控编程产生浓厚的兴趣。老师设计较简单的零件图样进行示范性操作,同时提醒学生认真观察,掌握操作要领。当机床的模拟切削声响起来,切屑飞溅,毛坯随着刀具的加工变成图样要求的工件后,学生的好奇心和求知欲极度膨胀,此时也恰是让学生动手操作,进行模仿的最佳时机。及时表扬学生所取得的成绩,鼓励他们勇于战胜自己,激发每位学生的学习自信心。让学生在一种积极的情感体验中,学习知识,培养动手能力。又提高了课堂教学效果。
2.科学安排教学内容,循环渐进掌握数控编程与操作
在数控教学中,根据教学需要和“以就业为导向”的思想,可将数控编程教学内容安排为两大模块,其一为基础理论模块,主要讲解与训练最常用的数控机床的编程方法、操作及应用,这一模块是教学重点,必须使学生熟练掌握、灵活应用,为学生上机床操作奠定基础。其二为其扩展技能模块,利用仿真软件集合了各种数控系统面板的优点,可在基础模块训练的基础上,提高学生对不同操作系统、不同操作面板的操作能力,扩大学生知识面,这样,学生就业时能够信心十足的面对操作的数控机床,较快适应所从事的工作,提高他们的就业竞争力。
3.构建多元评价体系,充分调动学生的主动性和积极性。
教学评价直接影响学生学习的主动性和积极性,所以评价要做到;第一,一定是合理的加工工艺,且有一定的弹性,答案不能限制的太死。第二,既要评价技能操作结果,又要评价技能操作的过程。对在技能操作中学生的积极性与表现出来的良好个性品质要给与充分的孤立、肯定嘉奖。第三,转化评价主客体关系。对学生课堂上的技能操作情况及结果不仅仅有教师来评,还可以让学生自评或互评。可采用学生讨论评价的方式,在讨论中发现的问题,得出正确的结果。
4.利用仿真进行教学实验与研究总结
仿真课结束后,我都及时地引导他们思索,对于学生已经做好的零件,提出学生自己认为还有哪些缺点或更先进的方法。通过讨论,看看自己提出来的问题是否别人也存在,并通过小组讨论确定其可行性,然后在老师的辅导下,把创新后的零件作出来。对于一些有价值的零件或积极意义的零件,建议他们保留程序并作详尽的注释,在实际操作中加工出来,为以后工作的积累重要经验。实践证明,我校学生通过数控仿真过关,再进行机床操作的方法,已有不少学生在短时间内掌握数控机床编程与操作。并在省市数控大赛中取得优异成绩。
三、数控加工仿真在应用中出现的问题及应对措施。
数控加工仿真系统是一种模拟教学应用软件,具有强大的生命力。但不能也不可能全盘代替实际机床,在培养过程中我们应从实际出发,在保证学生具备相应的基本理论之后应使学生掌握过硬的操作技能,针对这样的情况,我们应拿出切实可行的应对措施。
1.作为一个仿真软件,它与实际机床还是存在很大的区别,仿真软件无法替代实际机床,也无法替代学生在真实切削加工的实际感受。对此,教师应引起高度重视。必须采用仿真软件与实际机床相结合的方法来培养学生,在数控仿真训练之后,必须进行实践加工。尽最大可能弥补应用数控加工仿真系统进行教学没有真实切削加工的实际感受这一缺陷。
2.正确引导学生利用数控加工仿真系统进行学习,利用数控加工仿真系统进行学习容易使学生对计算机产生依赖心理,沉湎于仿真加工,而疏于上数控机床操作。这就要求数控教师应提高管理能力和教学水平,合理科学安排数控加工仿真软件进行技能训练的时间,加强实际机床的操作。同时,教师要跟学生阐述教学仿真与实际加工的区别,使其对软件仿真有正确的认识,对实际操作加工有足够的重视,充分调动学生的求知欲。采用科学管理,有效组织数控仿真教学,从而使仿真教学工作及科学又客观,即高效又实用。
随着仿真软件的快速发展,与实际加工之间的差距越来越小,较高的仿真效果更加明显,但是毕竟不是真实的机床加工,只有我们在应用过程中做到科学、合理、有效,并积极应对在使用过程中出现的问题,仿真软件就会起到事半功倍的效果,就可以快速提高职业院校学生的数控编程和操作能力,为学生实际操作机床、进行编程加工打下较好的基础。
参考文献:
[1] 上海宇龙软件工程有限公司:数控加工仿真系统使用手册,2008
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随着机械制造业的飞速发展,数控机床加工技术的应用也越来越广泛,并有了更高的要求和标准。然而目前我国紧缺熟练掌握这项技能的专业人才,满足不了市场需求,这一现状严重影响并阻碍了我国制造业的深层次发展,因此大力培养数控人才迫在眉睫。
职业院校是培养和造就数控人才的摇篮,随着市场竞争的加强和需求的扩大,我们必须进一步明确培养目标,将学生的专业能力训练和职业能力培养结合起来,理清思路,找准方法,培养大批动手能力强、思想素质高的优秀数控人才,以顺应社会发展,满足市场需求[1]。
二、应用仿真软件是教学改革的重要举措
教师在数控理论课程中使用仿真教学,使课堂教学更加生动、具体,教学效果也得到更显著的强化。目前我国有上海“宇龙”、“数控加工仿真系统”、武汉“宇航数控加工仿真系统”等软件。仿真系统内容丰富、品种齐全,有数控车床、数控铣床、数控线切割、数控加工中心等机床操作,其中囊括了国外产品、中外合资产品,以及我国自主开发的较为先进的数控机床操作系统。数控机床的门类品种繁多,各种机床操作面板和软件系统各异,遍布我国大大小小的工矿企业。要把这门课程教好,要求各院校购买各类机床供学生实训和实际操作,这一问题是不容易实现的,所以积极研究和开发数控加工计算机电脑仿真系统,用于教学和培训就成了当务之急。
三、完善教学方法与教学模式
(一)在学生中组成科研小组,将理论与实践联系,激发学生求知欲。
我们把各班动手能力较强的优秀学生组织起来,分成若干攻关小组,由数控专业老师带队进行常规指导,并给每组下达进行数控研究课题开发的任务,及时总结研究成果,有计划地制成VCD教学光碟,以多媒体教学方式供大家学习,并将之装入数控实训中心的计算机,供学生自主学习,给他们创造了更广泛的学习空间及更便利的学习条件,学生可以戴上耳机,边看、边听,同步学习制图、编程和仿真加工。目前我们刻录了CAxA制造工程师数控车自动编程教学片,CAxA数控铣鼠标加工数控自动编程教学片,Master CAM数控加工中心自动编程教学片,武汉世纪星数控车操作加工产品教学片,西门子数控车操作VCD教学片等[2]。以上课题的录制和安装,以学生为主体,让他们参与其中,使数控教学收到了事半功倍的效果。
(二)课堂内外结合,营造学习数控技术的良好氛围。
在保证正常课堂教学的前提下,为了拓宽学生的视野,我们将课堂教学和课外训练结合,实现了课堂内外的统一与协调。
1.学校免费为有电脑的学生安装数控仿真软件,供他们在业余时间学习、复习和研究。数控仿真电脑室业余时间免费向学生开放,供无电脑的学生课余学习和做作业。
2.有计划地组织学生参与技能竞赛,给学习扎实、操作能力强的学生一个展示自我的平台,达到以点带面、全员提高的目的。
(三)成立学会组织,提高学生学习热情。
对相关专业的新生进行数控机械基础知识的学前教育,由各班选拔,经专业教师审核,每班选出2~3名数控学习积极性高的学生进入学会的“初级班”学习、训练。进入高年级、操作技能熟练的老会员可转入“提高班”继续学习。初级班主要学习数控初级技术,以提高兴趣,扩大影响。为学生升入二年级时学习数控知识打下基础,并力争将其培养成班上的骨干力量。“提高班”主要是引导学生超前学习,强化技能,并组织他们研究开发新内容,出效果、出成绩,培养他们的人生自信和探索精神。在学院领导和全体师生的支持、配合下,数控研究学会一届传一届,成果不断,这是启发式教学成果的体现。
(四)以点带面,提高学生对其他科目的学习兴趣。
我院“机电设备维修与管理”、“机电模具”等专业的相关班级都开设了“数控机床编程与操作技术”专业课。数控技术属于当代机械制造业的热门工种,数控高技能人才被列为国家四大紧缺人才之一,加速培养中、高级数控技术人才已刻不容缓[3]。数控技术是机电一体化课程范畴,这一课程的学习不是单一的,学生必须把其他机电类专业课程学好,打下良好基础,如机械加工工艺基础,车、铣加工工艺学等。只有学好了机电类基础知识才能更快、更好地学好数控课程,才能掌握由手工数控编程转入Master CAM数控自动编程、由数控车转入数控铣及数控加工中心等操作技能。要促使学生充分认识到各专业课的重要性,及各课程间的联系,让他们迅速进入学习状态,适应学习环境,积极主动地制订学习计划,规划学习目标。
总而言之,本院深入贯彻教育部对高职高专“必需、够用”的理论要求,以提高学生的技能水平为目标。学院积极采取诸多有效措施,完善数控课程教学方法与教学模式,带领学生进行更多实践活动,等等,取得了一定教学进展。但由于各种原因,在实际运行中仍存在个别问题,这是有待进一步改进和探索的。每位教育工作者都要积极探索,寻求更加有效的措施,提高教学质量,从而为社会培养更多优秀数控人才。
参考文献:
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课程体系建设的合理性是实现专业培养目标的前提条件。因此要制定合理、科学的课程结构,必须明确本专业的培养目标与人才培养规格,同时还应注重综合素质能力,的培养和体现理论与实践并重的原则,力求形成优化的课程体系,而技工学校招生对象主要是初中毕业生,要他们全面掌握数控机床简单的操作,只需经过一些专业基础和工艺课程的学习后,便可以学习数控机床操作和编程等方面的课程,但由于技工学校生源质量参差不齐,应对学生进行筛选以便因材施教,基础较差的学生只学习一般简单零件的手工编程,而基础较好的学生则可学习较复杂零件手工编程、CAD/CAM和自动编程等方面的知识。这样,基础较差的学生不会因为学习难度大而失去学习兴趣,基础好的学生也能充分发挥才能,学习更多先进的技能,不仅成为数控机床的操作者,而且可成为一名数控加工的程序编制人员。
2 数控专业的多元化
目前,职业学校开设数控专业主要以编程操作为主,而随着数控技术的飞速发展,已不能满足社会的需求,数控专业应逐渐走向多元化:
(1)重型数控设备的操作者:要求掌握数控机床结构的基本知识和大件加工与数控加工的工艺知识,具备数控机床的操作、日常维护和手工编程的能力,了解数控加工的自动编程。
(2)中小型加工中心操作者:要求掌握数控机床结构的基本知识和机械加工与数控加工的工艺知识,具备数控机床的操作、日常维护和手工编程的能力以及一定的自动编程能力。
(3)“操编修一体化”复合型数控技术人才:既精通数控加工工艺、编程,又能熟练操作数控机床,同时对数控机床的维护维修有一定基础的复合型的数控人才。
3 完善的实训基地
实训基地是学生技能训练的重要场所,应重点投入。学生实践能力的培养不能仅仅依靠毕业实习来实现。一般来说,学生在校期间,每学期都应开设一个月左右的实习时间让他们实习,因为数控机床,不可能等学生毕业后,一下子就让学生去工厂动手操作。因此,学生真正的实践能力的培养主要还得靠学校内部的实训场所。加强校内实习场所的建设是营造良好实践环境的首要条件,同时也是培养学生实践技能的重要保证,使学生可以在比较从容的环境中主动操作,学习掌握有关设备的操作并进行反复的练习,但由于每台数控设备非常昂贵,学校购置设备数量有限,每个学生的独立动手实际操作机会很少,实训效果并不好,这种安排,不能适应普及性的教学实验,只能给学生作“演示实验”。而数控技术是实践性很强的综合技术,没有通过实践体验很难获得良好的教学效果。目前我校已有数控车床四台,数控铣床一台,加工中心一台,已能基本满足在校数控专业学生的技能训练,使学生一踏上工作岗位就能在机床上加工操作。
4、高素质的“双师型”教师
要培育高技能人才,必须要有技能高超的教师。近年来,随着形势的变化,对老师的要求也越来越高,要求职高学校的专业课教师不能是纯学者型、教学型的,而是通教学、通生产科技的综合性人才,既要有丰富的理论知识,又要有熟练的操作能力。“双师型”专业教师的缺乏,严重制约着现代数控技术人才培养水平的提高。所以,在领导的高度重视和大力支持下,我校机械专业教师积极参加各种专业进修,迄今为止,本专业70%的教师已参加了数控高级工的培训,大大提高了教师的专业水平和操作能力,有力地保证了我校数控专业的教学质量,同时,还聘请了在企业生产一线工作的既有实践经验又懂理论知识的技术人员充实教师队伍,帮助教师解决教学过程中遇到的种种实际问题。
5 高水平的技能竞赛
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一、明确中职学校数控专业的培养目标,高度重视职业技能鉴定,严把质量关.
(一)中职学校数控专业的学生来源大部分是初中毕业生,入学前文化基础知识普遍较差,能力参差不齐,他们在数控机床的应用过程中,主要面临着操作、编程及维修(主要是维护)三大问题。因此,我们必须明确,中职学校数控专业培养目标应是熟练掌握数控机床的操作、编程及维护技术的生产一线的技术工人。
(二)职业技能鉴定是对操作者所具备的理论知识与技能水平的一个全面鉴别认证的过程,近年来,数控专业的职业资格证书已成为求职者的敲门砖和用人单位用工的首选。不可否认,我国的职业资格证书制度还不成熟,有待完善,虽然技能鉴定的通过率很高,但在知识与能力结构方面仍然不能真正地满足企业等用人单位的要求。因此,中职学校在追求职业资格证书达标率的同时,必须严把教学与实践质量关,真正做到名副其实。
二、注重基础知识、基本技能以及传统的金工实习,突出数控教学中的重点和难点内容。
我们知道,普通机床经过改造,加上数控系统和必要的电路、液压、气路等,便可成为数控机床,但其本质仍然属于机械加工范畴。因此,作为数控专业的操作人员,不仅要掌握数控编程、数控机床操作技能及其维护保养,还需掌握普通机床的基础知识和基本操作技能。目前,在数控专业的实习教学中存在着这样一种误区,认为随着机床数字化程度的不断提高,传统的车、铣、锻、磨、刨的金工实习的教学要求可以随之降低。例如刀具(车刀、铣刀等)的刃磨在普通金工教学中是非常重要且必须掌握的基本技能,如果数控专业的学生缺乏这种能力,绝对会发育不良。可以想象一下,如果数控机床的操作人员连刀具都不会刃磨、切削用量不会选择、制造工艺、安装和定位都不懂,他将如何操作数控机床加工出合格的产品?我认为,数控机床的实习最好安排在普通机床实习之后,实习
由于学生在普通机床上实习过,有一定的普通机床的基础,这样,教师在讲授数控机床的编程和加工特点时,可以和普通机床进行比较,分析它们的异同点,这会使得学生更容易理解,同时也可提高他们的学习积极性。目前,在国内的企业生产中以日本的法纳克(FANUc)和德国的西门子(sIE慨Ns)两种数控系统居多,学校的教学也有华中数控和广州数控等系统。不同厂家生产的数控机床在结构上有所不同,在教学中应强调这一点,并提出其共性部分的特征,以提高学生的适应性。在数控系统的基本操作中,要突出对刀、取刀补及程序录入的操作。因为对刀及取刀补的准确度直接影响到零件的加工精度,而加工程序又是数控机床得以运行的关键。在数控编程的教学中强调加工程序的工艺优化和保证加工精度的方法,选择最佳的切削参数。
对刀是数控加工中的主要操作和重要技能。数控机床在加工前,要进行对刀。对刀的准确性决定了零件的加工精度,同时,对刀效率还直接影响数控加工效率。通过指导学生数控实训发现,学生普遍有这种观点:数控机床的操作并不难,难就难在对刀。让学生掌握简便、实用、有效的对刀方法,是数控教学中的重中之重。
三、利用网络和仿真等软件组织教学,以期提高学生的学习积极性和主动性。
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一、数控仿真软件介绍及安装,运行环境
数控仿真软件是通过计算机的编程和建模将加工过程用三维图形或二维图形以动态形式演示出来的软件。我校使用的是斯沃网络版数控仿真软件。它具有以下多项功能,可以在计算机屏幕上仿真完成数控机床操作包括:数控加工程序输入输出,定义毛坯,选择刀具、夹具,G代码处理;现时支持不同数控系统的选择训练包括:FANUC,SIEMENS系列,华中数控,广州数控;而对微机要求不高:16MB显存显卡,CPU是PⅡ266,内存128MB,硬盘1GB,并与多种计算机操作系统兼容;利用网可以搭建师生教学互动平台。
二、数控仿真软件在数控教学中的应用
1.仿真软件为初学者打基础。在现时大部分的中职学生素质不容乐观,学习主动性不高,对于刚接触数控的学生来说,数控课的上课内容是抽象的,而采用数控仿真软件一边演示,一边教学,将数控设备面板上按键、图标,机床坐标,对刀过程等在课堂上只能纸上谈兵,难以理解的数控基础知识进行形象、生动地教学,使学生较易接受,吸收,在加深认识的同时,打下较全面、扎实的数控基础。
2.仿真软件教学提高学生的学习兴趣和质量。我校的专业课实行模块教学,即将数控专业内容分成多个模块完成教学,以理论学习紧接对应实习操作为完成一个模块教学。引入数控仿真软件教学,使数控编程知识和操作相一致,学生所编程序可以直接在数控仿真上模拟加工,对程序上的G代码、格式、漏洞、语法的错误等可以直接看出来;机床面板操作,零件的加工过程直观形象,加工结束后可以测量检查,每次的编程与操作的作业可以在计算机上完成,且每次马上有结果,理论联系实际及时找出学习数控存在的问题或不足,明确下一个的学习目标从而激发了学生学习的积极性和兴趣,同时提高了学习质量。
3.明确课题,循序渐进掌握数控编程与操作技巧。应用数控仿真系统每次上机,告诉学生明确课题及要求。以华中数控为例,数铣、加工中心讲解刀具半径补偿编程G40、G41、G42的使用时,在仿真系统中分别以没有半径补偿的程序和使用半径补偿程序在同等的条件下各独立执行一次,得出的加工结果是鲜明的对比;再是左补偿G41、右补偿G42也是以各自编程内容演示,可以更容易分清两者的在加工过程中的补偿方向,以达到零件加工要求。同理得,其他编程知识也可以使用数控仿真软件教学令学生逐步掌握。
4.利用数控仿真软件教学允许出错的操作作为反面教材,使学生在数控实习中技能更全面。在我校专业模块教学中,实习是非常重要的环节,如果实习教学这环节抓好了学生的技能素质就能提高层次。在数控仿真中,可以设计出实际操作中可能发生的变化,包括事故、故障等出错情况,让学生在计算机屏幕上模拟到各类型非安全的操作事故。从而更全面掌握安全的加工方法和技巧。例如:手动操作时行程限位的超程,非安全位置的换刀,通过对刀建立机床坐标系偏置;或者在应用直线插补指令G01与快速移动指令G00时,如果G01后面没有加进给速度F值,刀具将以G00的速度切削工件,学生可以看到撞刀或损坏刀具的后果。只要在模块教学中合理分组、科学安排应用数控加工仿真系统软件实习时间,仿真实习与操作实习穿行,学生的数控技能就更全面的提升。
5.拓展技能。学校内的数控设备配套操作系统的类型是有限的,我校的数控铣床操作系统主要是华中和西门子系统,但是社会上机械制造业的数控设备的操作系统是多种多样。利用仿真软件集合各种数控系统的应用的特点,在模块训练的基础上,须讲解除了本校数控系统以外的数控系统的编程与操作方法,扩大学生知识面,提高学生对不同系统、面板的编程与操作能力。这样学生在就业时能够信心十足地面对所操作的数控机床,能较快适应岗位工作,提高就业竞争力。
三、数控仿真软件应用的利和弊
(一)优点
1.操作安全。在虚拟环境下对NC代码的切削状态进行检验,避免由于学生编程中疏忽或操作失误引起的人身及设备安全事故。
2.减轻教学成本。众所周知,一台数控设备的价格从几万到几十万,上百万都有,且实习时必须配套一定数量各类型的刀具,夹具,金属材料。我校使用了斯沃数控仿真软件,教师的数控编程与机床操作都能在计算机上实现,大大减少数控设备上资金投入及工件材料,能源的消耗,亦降低了办学成本。
(二)存在的问题
1.忽视机械加工的工艺性。数控仿真软件始终是模拟加工应用,不可能代替实习教学,例如:演示中可以选择不同工件材料,编程时选择任何切削用量都可以加工出来,往往容易忽视切削深度,转速的选择,数控刀具的选用,零件的装夹方法,而这些程序一旦应用在实际中便可能出现打刀或影响实际零件的加工质量或机床的轴向步进/伺服电机不够功率出现停车;更严重的是刀具在加工过程中会发生干涉现象。由于数控仿真模拟加工不会出现事故,使学生放松对加工工艺性的严格要求,对加工过程的刀具损坏、机床碰撞不在意,习惯一旦养成,很可能在实际操作中造成重大安全事故。
2.利用数控加工仿真系统软件实习时容易使学生对计算机产生依赖心理,沉迷于仿真加工,而疏于数控机床实际操作。部分学生通过几道程序的编写后沾沾自喜,从而放松学习、严重影响了教学质量和浪费了教学资源。
四、结语
随着职业教育的发展,软硬件会逐步到位,数控仿真软件在日常教学,数控等级证考试、各类型的数控技能大赛分担起重要的角色,数控仿真软件教学是适应时展的教学模式。我相信:教学改革将进一步深化,只要合理有效地安排教学内容,使仿真软件训练与实习操作有机结合,就能发挥仿真教学的最佳效果。同时可以使学生在校期间的技能素质达到一个较高的层次。
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1.1 多媒体技术应用和解决问题
多媒体是指用计算机交互式地综合处理文本、图像、图形、动画、音频、视频等多种信息,在课堂教学中可引进投影机、幻灯机、录音机和录像机等教学媒体。在职业教育、教学过程中,运用现代的多媒体手段与传统的教育手段的结合,可以更有效地传递教学信息,达到教学目的和要求。学生在学习上更加主动体现在多媒体的交互性。信息媒体的多样性可使原本抽象、枯燥的教学内容更加生动,从而更直观的了解学习内容,增强了学生学习兴趣,在数控教学中使用多媒体,可以极大地提高教育效果和教学水平。通常使用的多媒体设备投影仪、幻灯机和录像机,电脑网络教室等教学媒体。
1.2 数控仿真系统应用
(1)数控仿真技术解决的问题。现代数字控制技术与数控机床给机械制造行业带来了巨大的变化。现在数控技术的应用非常广泛,我院已为社会输送了大批以数控机床编程操作为主的优秀人才。以往的上完《数控编程》课后续就是《数控综合技能训练》,因为本专业学生数量多,编程水平有限,往往实习时在机床上浪费大量的时间进行编程,占用了实操时间,效率低。因为初学者操作失误还会损坏刀具和设备,造成安全事故,使实训工作量增大、加工效率低,实训费用高。这些问题都成了制约教学的效果。数控编程是本专业核心课,要想达到理想的教学和实践效果,使用数控仿真作为辅助教学方法手段,能解决一次性在实训中心的学生多,工作量大、效率低,并且学生初学操作易出错的问题。
(2)数控加工仿真系统教学可实施性。为了迅速提高学生的编程理论水平和数控机床实际操作水平,仿真软件应用能实现虚拟现实技术实现数控加工操作技能培训的效果,利用它进行学习和实训,且经济实用。我院是从国内众多数控加工仿真教学系统中选用的上海宇龙公司的数控仿真正版软件。该仿真软件可以通过真正的三维加工仿真过程使同学亲身体会,并观察仿真加工后的工件,迅速掌握数控机床的操作过程,仿真过程逼真;同学可以在一个窗口观察程序执行仿真时,程序段、坐标值、出错信息及工件与刀具的相对切削过程的真实显示。为了达到的目的,我们可通过仿真软件教学使学生在联系编程是模拟实际机床编程操作加工,真实仿真模拟零件加工,即可大大减少昂贵的数控机床设备投入问题,有提高学生学习编程课的兴趣。该仿真系统具有FANUC、华中、SIEMENS等多个数控仿真系统功能,学生通过在编程理实一体化教室操作仿真软件,在较短的时间内就能学会操作FANUC、华中系统的数控铣、数控加工中心及数控车的编程与操作加工。
(3)数控加工仿真软件的优越性。使用数控加工仿真软件可以帮助更好的学习和复习《数控编程》课程、为后续课程《数控综合技能训练》提供基础。
2 多媒体技术和数控仿真系统在教学中的应用教学效果
2.1 通过项目教学,提高学生学习的兴趣和主观能动性
随着大学的扩招现阶段高职的学生学习能力大幅度下降,所以学习基础差和学习习惯不好,这样就给教师教学带来极大的困难。我院2008年评为示范院校以来,我系教师经过不断的教学改革,使用多种灵活的、先进的教学方法和手段提高学生的学习兴趣。通过多媒体技术和数控仿真系统结合的理实一体化教学,改进后的教学方法不仅激发了学生的好奇心和求知欲,而且增加了感知深度,培养起了学习兴趣,进而提高学习效率。我们职业院校培养学生要具有过硬的操作技能,才能达到岗位能力要求,找到适合的岗位工作。我们尊重教学体系建设,渗透能力训练,将理论知识和实践能力有机结合。以数控仿真软件和多媒体技术应用相结合能较为娴熟地运用行为导向教学方法,在教学过程中真正体现学生为主体突出显示学生动手动脑的能力,使学生从以往的被动学习变为主动学习。通过理实一体化教学,即可培养学生的的分析问题及解决问题的能力,也可大大提高了学习兴趣和主观能动性。
2.2 加强理实一体化教学,提高学生的自学能力
数控编程理实一体化教学过程中教师应重视应用多媒体技术和数控加工仿真系统来实施的理论和实践教学效果,为发挥教师在教学中的引导作用,在教学中实施原先的一只粉笔一块黑板的常规教学方法,改为使多媒体技术和数控仿真系统结合应用的教学手段实现互动教学。大大提高学生自学和沟通能力,发挥了多媒体和数控仿真系统在编程理实一体化教学的作用。新的教学方法使教师重点解决编程方法、简单数控加工工艺安排方面的问题,而在数控编程理实一体化教学中,可以利用仿真系统解决解决不同系统、机床程序校验及操作问题,加深理论教学中学过的机床选用、刀具选择、切削用量的选择等方面的相关知识。
2.3 运用多媒体技术和数控仿真系统,增大数控编程教学中知识的信息、容量,具有省时、省力的优势
在数控编程课堂教学中进行知识总结和巩固训练等活动,传统的教学因学时短复笼统,总结的知识不全面,学生掌握的不好。通常我们把学习的课程内容和训练的知识通过课件的体现,在投影上播放,即加强了训练密度,提高效率,又能减轻师生教学负担。多媒体教学还能适应学生知识程度高低不平的问题,便于为基础差的学生课下复习本次课程知识,进度快的同学更快的掌握本次课程知识或预习下一个学习内容,达到本课程的教学目的和要求。
2.4 科学合理安排教学内容,提高学生的就业能力
(下转第188页)
(上接第181页)
在数控编程课教学过程中,我们主要教授的编程指令是企业上最常用并易学习的FANUC、华中系统的编程方法知识和数控操作加工应用,学生能很快熟练掌握、并灵活应用;等学生初步掌握编程知识后讲解SIEMENS系统的常用的一些编程与操作方法,数控仿真软件上讲解不同操作面板在加工中的功能键使用方法。提升学生的基本编程知识,并提高学生对不同操作系统、面板的编程与数控操作能力。2.5实时考核反馈,提高学生的学习意识和自觉性。
每一次课程安排一次训练课题,比使用理实一体的教学方法实现教学内容,使每次项目都有一个考核,具有较强的目的性。通过对学生考核评价击破各个知识点,掌握全面编程知识,通过考核评价还可以提高学生的学习意识、学习热情、学习自觉性和自信心;通过考核评价结果的反馈也能使教师适时的调整教学,有针对性地讲解共性问题和个别问题,做到有的放矢。
2.6 提高教学效率,节约教学成本
使用多媒体技术和数控加工仿真系统结合教学法运用到数控编程教学中,即可解决授课班级多,又可解决机床少问题。教学中把引入仿真系统可避免因初学者误操作造成价格昂贵的数控机床的损坏,增加学生在教学过程中感受仿真数控机床操作过程中如临现场的真实感。当授课学生增多时,为了每位同学有足够的仿真实践机会,只需通配置大量计算机终端,可彻底解决了数控机床数量不足的难题。同学们在学习过程中即掌握数控编程课中各种编程指令知识,又能够让很快的熟悉和了解数控操作加工的工作过程,掌握各种数控机床的操作方法,为后续课程数控综合技能训练做好准备。这种理实一体的教学方法和手段使学生独立地对数控编程知识进行学习、练习和复习,这样在后续数控综合技能训练在实际机床上操作时,节约工件材料和刀具的消耗,节约了教学成本,提高了教学质量。
2.7 提高教师的教学质量和教学效果
传统的编程课是上课时教师一味的灌输编程知识,学生只是听课,但做不到及时掌握编程知识。期末终期考核时,试卷中程序的繁重批阅更是让数控教师头昏眼花,因编程针对个人的差别性,比如:每个学生掌握知识的程度不同,有的同学会使用固定循环编程,有的同学会使用用子程序编程,造成教师批改试卷工作量达的问题。应用了多媒体技术和数控仿真系统教学以后,教学变得更加生动、具体、形象,提高了学生的学习兴趣,教学效果明显得到提高,并能自我评价或互相评价工零件的几何形状精度,对学生操作能力和培训起到了极大的提高和加强作用。我们采用项目考核,每次的教学项目都可通过仿真软件直观看到最终工件的形状,在屏幕观察刀具运动轨迹和坐标变化,及时发现数控编程和工艺是否存在问题,真正达到了课程考核的效果,提高了教学质量。
3 结束语
我院在2008年开始示范院校课程建设,在数控编教学中使用多媒体技术和数控仿真系统,并在学习数控编程知识时使用理实一体化的教学方法和手段,使课堂的教学由教师的满堂灌变成以学生为主体的教学后,既提高学生的自学能力和学习兴趣,又使教学效果明显得到提高。示范课程建设教学经验来看,多媒体技术和数控仿真系统已成为数控编程教学中一种不可或缺的重要方法手段。
参考文献:
[1]曾小惠,吴明华,潘铁虹.在线数控加工仿真教学系统的实现[D].1998.
[2]王晓楠,王仲海.虚拟现实技术及其应用[Z].2002.
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2、职业院校的现状
近几年来,国家政策倾向职业教育,使得大批学生涌入职业院校,但是职业院校尤其中职院校的硬件建设远远没有跟上学生增长的速度,实习设备配比不均衡,造成人机比过大不能保证学生有充足的独立操作时间。
3、学生的基本情况
高级工大专班生源来自于中专毕业生和高考落榜生,因此学生学习基础相对较差并且参差不齐,所谓“差”,不仅表现在学习基础比较薄弱,还表现在道德水平低,学习方法不得当[1]。由于长时间接受应试教育且没有取得成功,他们大都厌倦了传统的教育模式,对理论性的知识没有兴趣并且对此失去了信心。他们内心渴望的是一种新的教育模式,一种新的方式进行学习。所以,职业教育的课堂教学,面对的是一个由个体差异悬殊,且同时抱有学习梦想的学生组成的群体。因此,运用恰到好处的教育教学策略显得尤为重要。
二、开展《数控机床编程与操作》课程改革在实际教学中的重要意义
1、课程的基本特点和重要性
《数控机床编程与操作》是高级工大专班的自考科目,是数控加工工艺的后续课程,是学生在校内实践性比较强的一门专业课,要求理论与实践紧密结合。该课程涉及数控车、数控铣、加工中心等专业工种。每个工种的专业性都很强不容易在短时间内掌握,编程指令极容易混淆。该门课的教学效果直接影响到学生能否顺利获得大专学历,同时更关系到学校为社会培养高级应用型人才的质量。
2、传统教学方法在教学过程中的不足
《数控机床编程与操作》教材内容比较抽象,单纯的理论教学方式,内容枯燥乏味。教师单向灌输知识,学生消极被动地接受知识,很多学生学习的内驱动力受到抑制,变成书本和分数的奴隶。教师受传统的教学理念与教学方法的束缚,一味要求学生适应自己,这样学生的学习积极性、主动性和成就感被扼杀,其结果自然会造就一批分数低的“差生”。即使学习成绩较好的同学也是纸上谈兵,不能将理论与实际相结合,缺乏实际操作经验,不能满足当今用人企业的需求。
3、进行教学模式改革的重要意义
首先,优化后的教学模式不但能使学生学到理论知识还能学到过硬的操作技能,学生很容易将理论知识和实际操作联系到一起。同时,学生能够顺利的通过高自考,为顺利走入工作岗位打下坚实的基础。其次,新的教学模式能够提高学生的学习兴趣,充分调动学生的主观能动性,使学生在学习中,正确认识自我,完善自我,提高自我。再次,新的教学模式能够将学校有限的教学设备充分利用起来,以便于更好地提高教学质量。最后,新的教学模式能够提高学生的迁移能力,拓宽就业面。
三、《数控机床编程与操作》教学模式的改革思路
1、教学方法实施的总体思路
针对当前学生特点及本课程的重要性,为了激发每一个学生的潜能,让他们学有所得,教师要坚持“缓起步,慢爬坡”的总体教学思路,不让学生输在起跑线上,在课程初期放缓讲课速度,把知识给学生讲懂讲细,争取让每一名学生都有所收获,从而引起他们的学习兴趣。然后逐步提升教学速度。
教师在授课过程中,遇到实践性较强的章节时,力求“理论够用为度,重在培养动手能力”。理论和操作合理的结合起来,可以让学生运用有限的理论知识,通过学、练习相结合的方式,让学生们在做中学,降低学习难度,提高学习兴趣。
2、教学模式的构思与设计
教学模式:采取分阶段教学模式,在编程部分采取理论实操一体化教学模式。在原有的教学过程中,增加实践操作环节,使理论与实践教学紧密结合,教学内容同步。
教师配备:每班配备两名双师型教师,每名教师都能够承担理论、数控车操作、加工中心操作教学。
计划制定:教学计划按17周制定,每周上5天课,每天4课时。共计340学时。
设备要求:加工中心4台、数控车床4台(数控系统尽量与教材统一)
3、教学过程的整体安排
为了将教学改革落到实处,使学生在新的教学模式下真正掌握知识和技能,我将本门课程的实施过程安排如下:
(1)基础性理论教学阶段(20学时)
在该部分主要通过讲授法讲解数控机床发展史、数控机床工作原理、数控机床特点、数控系统的分类等基础内容。可采取大量的多媒体信息,给学生以感性认识,同时可以配合参观让学生亲临操作现场,揭开数控机床的神秘面纱,提高学生的学习兴趣。
(2)基础编程阶段(20学时)
由于程序指令在不同类型数控机床上含义不同,因此在此阶段主要讲解G00、G01、G02、G03等描述轨迹的基础指令,刀具半径补偿指令和M功能指令,为后期分工种学习奠定编程基础。在这个阶段教师一定要照顾到班里所有同学的学习状况,尽量不让一个学生掉队。体现“缓起步、慢爬坡”的总体教学思路。实践证明,只要在这个阶段学生能听懂,练会,后期的编程基本上不会出现问题。学生上课听得懂,学习兴趣自然就会提高了,教师的课堂管理压力也就相应减少了。
(3)分工种操作阶段(240学时)
《数控机床编程与操作》教材要求学生掌握数控车工、加工中心、数控铣工的操作方法。考虑到机床数量有限,保证学生有充足的操作机床的机会,我们建议采取分组教学。具体地说,本班学生有40人,把他们分成两个小组,即数控车组和加工中心组,进行分头学习,经过6周时间互换学习工种。
在实习具体工种的时候,要紧贴教材内容,补充相关工种所必须的编程指令。具体地说,数控车工实习后要求学生能够对一般回转体类零件进行熟练加工(包括工艺、编程、刀具选择);要求学生能够熟练的运用G71和G73编制加工程序。在实习过程中添加学生平时比较厌烦的刀具相关知识,通过操作更有利于学生理解和掌握。在实习加工中心时,要让学生熟练掌握二维轮廓、型腔以及孔的加工方法,并且能够熟练操作机床。考虑到数控专业学生多,学校数控设备少,实训时间少,上机单独操作时间更少的现状,结合学生的实际水平,我们可以合理利用数控仿真软件,学生通过仿真练习可达到进一步熟悉数控程序的编写,进一步熟悉数控车床、数控铣床与加工中心机床加工中等难度零件的方法。
经过了实际动手操作,学生对数控车和加工中心编程有了一个更深刻的认识。学生对于理论编程题能够做到灵活运用,不会像以前一样死记硬背了。
(4)理论知识复习阶段(60学时)
该阶段主要是帮助同学复习本书重点、难点问题,查漏补缺。为数控编程这门统考课做最后的冲刺。采用练习为主,讲授为辅的教学方法。
四、《数控机床编程与操作》教学模式改革在实施过程中应注意的问题
1、新教育模式改革的成功需要一支理论基础深厚,技能过硬且全面的双师型教师队伍。作为职业院校应该注重师资队伍的建设,鼓励教师到企业进行学习,提高自己的业务水平。
2、《数控机床编程与操作》是自考科目,在实习过程中不能忽略理论知识的学习,要有计划、有目的的讲解教材内容,让学生在做中学。
五、新教学模式在实践中的效果
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高等职业教育作为高等教育发展中的一个类型,肩负着培养面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才的使命,在我国加快推进社会主义现代化建设进程中具有不可替代的作用。高职教育更强调对职业的针对性和职业技能能力培训。数控技术专业是培养“懂工艺、会编程、精操作、能维护”的高技能人才,数控加工工艺及编程是能培养面向企业数控生产、管理和服务第一线,牢固掌握数控加工专业职业岗位所需的基础理论知识和专业技能,能从事数控机床操作、制定加工工艺、数控编程及数控设备维护等工作的高技能型人才。
数控加工是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善的一种应用技术,实现数控加工,编程是关键。但是,在编程之前必须有充足的工艺准备。在数控加工过程中,如果数控机床是硬件的话,数控工艺和数控编程则相当于软件,两者缺一不可。
二、理实一体化教学平台的建设
1.理实一体化教学的特点
著名教育学家陶行知先生曾说过,““教学做”是一件事,不是三件事。我们要在做上教,在做上学。”在做中学才是真学,在做中教才是真教,高职教育最大的特征就是把求知、教学、做事和技能结合在一起。教、学、做理实一体化教学模式,是将理论教学内容与实训教学内容有机地揉合在一起,打破原有教材的系统性,将原来的课程同与之相配套的实训课题组合成教学模块,一门课程的全部教学内容由若干个模块组成。教师的“教”和学生的“学”有机结合,边教边做,边学边做。这样,学生学的过程也是做的过程,教师教完了,学生也学会怎么操作了,这就是现在的““教学做”理实一体化”的内涵。
根据数控技术专业人才培养方案的目标是培养高素质、高技能的应用型人才,是为社会的发展输送各级各类专业技术人才。这类人才不仅要具备一定的专业知识和技能,而且要有良好的思想道德素质。要达到这一要求,是不容易的。笔者对学院2006、2007、2008级高职数控班学生的学习情况进行了分析。大部分学生的认知特点是形象思维长于逻辑思维,实践学习长于理论学习,动手能力较强,且学生的能力起点和学习态度不一样,如果在专业课教学上继续沿用传统的理论和实习教学各自独立进行的方法,很难实现“以服务为宗旨,以就业为导向”职业教育教学的目标。数控加工工艺及编程是一门与实践紧密结合的课程,运用理论实践一体化教学法,可以更合理地利用教学时间,突出技能教育,使学生既具有一定的理论基础,又具有较强的操作技能,使专业理论知识与实践技能的学习有效地融为一体。
2.理实一体化教学方案的实施
(1)根据教学内容,将该课程分成若干个教学模块数控加工工艺及编程涉及到的内容包括数控机床的基础知识、数控机床编程基础知识、数控铣削加工工艺及编程、数控车削加工工艺及编程和加工中心加工工艺及编程。
数控编程可分为手工编程和自动编程。手工编程是从分析零件图样到程序校验各步骤主要由人工完成的,主要适用于点位加工或几何形状不太复杂的零件的加工,以及计算较简单、程序段不多、编程易于实现的场合。自动编程针对于几何形状复杂的零件(尤其是空间曲面组成的零件),以及几何元素不复杂但需编制程序量很大的零件,主要通过计算机软件来完成。在讲解该课程时,主要以手工编程为主,突出基础理论知识教学。
教学内容要涵盖国家职业标准(中、高级)相关应知、应会内容。根据学习规律,教学内容注重岗位能力培养,按由简到难、由单一到综合,应用范围由窄到宽,逐步提高任务的难度,逐渐提高工作能力,并以工作任务承载教学内容。
根据教学内容,把该课程分成若干个教学模块:第一,基础理论的教学,包括数控机床的工作原理、组成、分类,以及其它数控加工工艺的基础知识;第二,数控铣削和加工中心的模块教学,又可以分成若干个学习情境,如从基本指令G00、G01等开始讲解学会编制简单铣削零件的加工程序,直至复杂零件的铣削加工;第三,数控车削的模块教学,同理也分解成若干个学习情境。制定授课计划时,应将编程和操作的所有内容有机地分割并聚合成若干个教学模块。在每一模块中,根据所加工零件的教学需要,合理安排相关理论和操作任务。
3.校本教材开发
首先,对原有专业基础理论课进行资源整合,强调有用,够用原则,把《机械制图》与《AutoCAD》整合为《机械制图与CAD》;把《互换性与技术测量》《金属材料及热处理》、《机械制造工艺》整合为《机械制造基础》;《可编程控制器》《数控系统》《数控机床》等内容整合在《数控机床检测与维修》。在整合过程中,删除那些过深的、不必要的内容,同时对原不同科目进行优化组合,开发出符合实践为导向满足学生学习需求的校本教材,体现为实践服务的宗旨。其次,根据数控基地设备与学生学习需要,组织数控专业教师编制数控车与数控铣的实训教材。在实践课程建设中,提倡项目教学法,针对某一项工作任务,把相关的专业理论知识与技能要求、操作规范恰如其分地包含于内,提高实训的效率与质量。
4.采用多种教学手段
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一、让学生知道数控车床在机械专业中的重要性
随着科学技术的发展,机电产品日益精密复杂。零件加工质量和精度要求越来越高。而数控技术是现代化加工设备的基础,又是精密、高效、高可靠性、高柔性加工技术的支撑。发展先进制造技术必须以数控技术为基础。目前,数控车床是车削加工功能较全的数控机床。它可以把车削、铣削、螺纹加工、钻削等集中到一台设备上,使其具有多种工艺手段。由于产品的变化频繁,在一般机械加工中,单件小批量的生产约占70%以上。这样一来采用数控车床进行加工可以大大提高产品的质量,保证加工零间的精度,减轻劳动强度,为新产品的研制和改型换代节省大量时间和费用,从而提高企业产品的竞争力。因此,对于中职的学生来说,掌握好一门技术对于自己来说比什么都重要。
二、明确学习目的
学编程,做一名编程人员,从个人角度讲,可以解决在软件使用中所遇到的问题,改进现有软件,可以为自己找到一份理想的工作添加重要的砝码,有利于在求职道路上谋得一个好的职位;从国家的角度,可以为中国的软件产业作出应有的贡献,一名优秀的程序员永远是被争夺的对象。知识经济时代给我们带来了无限的机会,要想真正掌握计算机技术,并在IT行业里干出一番事业来,具有一定的编程能力是一个基本条件和要求。
三、学习方法与技巧
同其他知识和技能的学习一样,掌握正确的学习方法对提高数控编程技术的学习效率和质量起着十分重要的作用。应该掌握基本的理论知识,以实践为主,抓重点,实践所需的知识要查阅相关资料,掌握关键理论知识。切削加工基础、刀具知识、量具使用是在实际工作中慢慢积累起来的。数控机床结构、编程语言代码是不用花很多时间就可以掌握的。
1.理论与实践相结合
首先,掌握那些常用的指令,如G、M开头的指令,要求同学们不但要学会还要熟记它们。对于不是很明白的概念可以暂时不管,等到实训的时候,通过实际的加工操作就会自然而然地明白,因此,只有理论没有实践,有好些内容就理解不了了,而只有实践没有理论,接受起来就慢很多。
2.集中精力在一个较短的时间内集中完成一个学习目标,并及时加以应用,避免进行马拉松式的学习
数控加工步骤繁琐,如果不能静下心来,思想不集中,很容易出错。必须高度集中精力做好每一个细节,做到“心如止水”。
3.对软件功能进行合理的分类,这样不仅可提高记忆效率,而且有助于从整体上把握软件功能的应用
建议在学习软件编程之前,先熟悉数控机床的操作,并且要学会简单的手工编程。最好还能掌握对后期的处理软件的简单修改,以使程序能适应你使用的数控系统。在学习软件编程时,如果主要是加工一些形状较规则的零件,我认为MasterCAM非常好用。软件的学习其实没什么难处,不用花太多的时间就可以熟悉。
4.从一开始就注重培养规范的操作习惯,培养严谨、细致的工作作风,这一点往往比单纯学习技术更为重要
做数控加工其实很枯燥乏味,如果不能调节自己的情绪就会感觉做这一行很累,这也是很多人不愿做的一大原因。很多时候,因为一个无关紧要的小小的失误,影响自己的心情,造成更大的错误,甚至连犯低级错误。这就要求我们必须具有良好的心理素质,具有较好的心理承受能力和抗干扰能力。
5.树立长远的目标
数控编程是一门集大成的工种,必须掌握切削加工基础、刀具知识、量具使用、机械加工工艺、数控机床结构、编程语言代码、编程软件使用等相关方面的知识。而这些知识不是一朝一夕就能学会的,要达到熟练的程度需要三年左右的时间,而要融会贯通则需要五年甚至更长的时间。这就需要从业者树立长远的目标,并且不断学习,持之以恒。
6.积累经验,将平时所遇到的问题、失误和学习要点记录下来,这样对你以后避免犯同类错误非常有用,这种积累的过程就是水平不断提高的过程。
四、编程与实训加工的有机结合
当然,实践经验是数控编程技术的重要组成部分,只能通过实际加工获得,这是任何一本数控加工培训教材都不可能替代的。虽然大家都注重强调与实践相结合,但应该说在不同的加工环境下所产生的工艺因素变化是很难用书面形式来表述完整的。最后,同学习其他技术一样,既要对完成学习目标树立坚定的信心,同时又要脚踏实地地对待每一个学习环节。
参考文献:
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学习数控技术课程的目的是使学生能掌握数控原理、插补原理、伺服系统、检测原理等基本知识,掌握典型的数控系统的应用与操作,掌握数控车床、数控铣床、加工中心的编程知识,熟悉相关的仿真软件和自动编程软件,并通过实验、实训、实习增加感性认识,提高学生的动手能力和创新能力,达到知识、能力、素质的全面发展。如何提高数控编程教学效率呢?
一、选择合适的教材
教材的内容应适合于实际编程应用的要求,以目前广泛采用的基于CAD/CAM软件的交互式图形编程技术为主要内容。在讲授软件操作、编程方法等实用技术的同时也应包含一定的基础知识,使读者知其然更知其所以然。数控编程技术的学习是一个分阶段不断提高的过程,因此教材的内容应按不同的学习阶段进行合理的分配。同时,从应用角度对内容进行系统的归纳和分类,便于读者从整体上理解和记忆。
教学内容以“必须,够用”为度,少一点公式推导,多一点应用实践,删繁就简,确保重点,突出针对性和应用性。例如:在讲“数控编程与操作”的内容时,理论方面应着重从编程思想与方法出发,将涉及到的工艺分析、程序的代码、结构、格式及数值计算进行详细讲解,多一些编程操作实例,突出实用、实践,而无需对数控系统或数控机床的维护维护保养等知识讲解。在教学中要充分与实践相结合,采用精讲多练,边讲边练,讲练结合的形式。
二、实行内容模块,构建“三化体系”
一个专业是由若干课程群模块来构建,一个课程群模块由若干门课程架构,一门课程由若干知识与能力构建的模块组成。课程是学校教学组织管理的最小单元,优化课程教学内容,是保证教学质量、培养人才的基石。
这里的模块,是指课程知识与能力浓缩的单位元。每个单位元包含具有共性的知识点、能力点,尽量在一堂课内完成教学。若要多堂课完成,则分解成几步实施,提高可操作性。如《数控加工实训》课程构架可分解为二十个小单元,每个小单元即模块是知识与能力的高度浓缩,在有限的教学时空里,教学更多的知识与能力点,教学内容含金量极高。成果推广以来,我们不断提高和完善,现在已逐步实施课程教学内容的“三化”,即:
教学内容体系化:理论教学体系、实践教学体系、职业技能体系等三者并进。实现理论与实践并重,能力与证书并举,证书与就业并行的格局。
知识能力模块化:将知识与能力点构建为一个小的单位元,提高教学效益。主要表现在:一是节省教学时间。如:数控加工实训,我校仅用4周完成高级数车、中级数铣及数控职业培训考试。二是增大教学信息量。单位时间教学信息量可增加50%~100%。三是节省实训材料。工件模块设计,一个毛坯从大到小加工多个训练零件,节约实验实训经费。
典型实例动态化:实例或操作经动态媒体或现场操作等手段实现4D(三维立体+时间的立体动态过程)的动态化。有效提高学生快速理解知识,提高应用能力。
三、应用信息技术手段进行教学
借助于装备完善的数控仿真、多媒体实验室和理论实践一体化教学实训室,使数控课程的教学手段基本达到了现代化的要求。在数控仿真加工的基础上,掌握数控机床的操作。教师们都能熟练地使用计算机、投影仪等先进的教学设施,根据优选的教学内容制作课件,营造出图文并茂生动逼真的教学环境,可促使学生更好地掌握教学内容,提高学习的效率。
1.编制电子教案,实施网络化教学,将讲述的内容通过网络教学,增加信息量,实现实时仿真,可以引导学生按照工作过程学习,可以提高学生的学习兴趣。
2.电子课件讲授,将抽象的知识用多媒体表示,形象易懂,提高学生学习效果。运用校园网和电子阅览室资料,制作图文并茂的多媒体课件,精心组织教学内容,使复杂问题简单化,抽象问题形象化,帮助学生深刻理解和掌握所学知识。
3.教学内容全部上网,促进学生自主性学习。本课程的教案、课件、习题集、鉴定题库、授课计划、实训指导书等资料全部上网,促进学生自主性学习。
4.开放实训室,为自主性学习创造条件。编写详细的实训指导书,学生可以利用多媒体教室,机房、一体化教室快速入门提高,使学生可以利用业余时间进行学习,提高学生的认识、理解、运用知识的能力。
四、加强实习教学
实习教学是数控专业的一个重要环节,由于数控加工牵涉到机床、夹具、刀具、工艺路线、切削参数及编程方面的知识,由于数控设备少,我们可先在普通设备上培训有关知识,避免一开始就就让大批学生涌向数量不多的数控机床,等到相关知识准备好了,需要进行程序运行时才上数控机床,这就大大减少了数控机床的工作量,从而缓解了设备不足的压力。
我建议实习应按普通机床加工(如普车、普铣)仿真模拟训练数控机床操作三步进行,其中,普车普铣旨在让学生掌握主要的机械加工工艺与装夹方法。训练其对不同材料,不同零件,采用何种工艺路线,及在不同的工艺路线、不同的主轴转速、进给速度及切削深度条件对工件的形位精度产生的影响。培养学生对切削加工参数和工艺路线制定的感性认识。仿真模拟训练主要是培养学生对编程指令和机床面板的熟练程度,为在数控机床上的操作打下坚实的基础,避免因指令不熟而损坏数控设备。
总之,在高职数控编程教学中,改变传统的教学模式,专业课进行实践化教学,在教学过程中实施精细化,重点培养学生综合运用知识的能力,是我校在全面提升学生素质、全面服务社会过程中所进行的一系列改革,同时也收到了很好的效果。
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二、数控加工仿真软件的应用方法
如何运用这套软件进行教学呢?我们在教学中主要从以下几个方面进行了探索与实践:
1.灵活应用教学方法,课堂教学中使学生被动学习变为主动学习
现在,由于大部分学习基础好的学生选择上大学,学习成绩差、厌学的学生进入职业学校。职业技术学校教师教学很困难,传统的教学方式已很难使学生接受,因此,利用先进的教学方法、教学手段来提高学生的学习兴趣显得尤为重要。数控专业教师应有较高的教学水平和教学能力,有较强的数控教学能力即数控编程能力、工艺处理能力、实际动手能力、自动编程能力,能较为娴熟地运用行动导向的教学方法,在课堂教学中真正体现学生为主体,突出显示学生动手动脑的活动,变学生被动学习为主动学习。在教学过程中,教师起引导作用,即对学生活动中遇到困难或无法下手的问题进行引导、讲解。课堂教学中每节课的知识点尽可能集中,深入浅出,便于学生掌握编程方法与技巧。
2.恰当运用数控加工仿真软件,充分发挥其教学中的作用
数控加工仿真软件主要应用于数控编程与操作这一理论教学课程,还可作为数控操作技能训练的辅助工具。教师应十分重视数控加工仿真软件在教学中的应用方法,摆正数控加工仿真软件在教学中的位置,既不能完全依赖数控加工仿真软件而放弃教师在教学中的引导作用,也不能在教学中教师唱独角戏采用常规的教学模式而忽视数控加工仿真系统的应用,应该科学地、充分地发挥数控加工仿真系统在教学中的作用。
数控编程与操作是理论、实践性均很强的课程,它应该是在已完成其它专业基础理论教学、专业教学以及完成了16周普通机床技能训练的基础上进行的,教学中应妥善安排该课程课堂教学与上机仿真教学的课时比例,一般为1∶1。教师在数控编程与操作的课堂教学中应重点解决编程方法并进一步强调在编程中工艺问题的处理,学生上机则利用数控加工仿真软件解决程序校验以及不同系统不同机床的操作问题。每次上机学生都有明确的课题,在上机前教师应利用数控加工仿真系统的示教模式或利用教学投影仪进行操作演示,并在学生上机中进行巡回指导,学生在计算机上应用数控加工仿真软件进行编程与操作,既可使学生更快更好地掌握数控专业技能,又能培养学生的自学能力、解决实际问题的能力。
3.科学安排教学内容,循序渐近地掌握数控编程与操作技巧
在教学过程中教学内容的安排分为三个模块:
其一为基础模块,主要讲解与训练最常用的FANUC数控系统中的数控车床、数控铣床、数控加工中心的编程方法、操作及应用。这一模块是教学重点,必须使学生熟练掌握、灵活应用。
其二为提高模块,主要讲解与训练SIEMENS数控系统的三种机床的编程与操作,以帮助学生进一步加强在不同数控系统下对不同数控机床的编程方法的理解与应用能力。
模块三为拓展模块,主要讲解国产数控系统中的华中数控系统和广州数控系统的数控车床的编程与操作方法,扩大学生的知识面,提高学生对不同操作系统、不同操作面板的编程与操作能力。
这三个模块的教学可根据学生不同的层次进行安排,中专中技层次难度较低,高技大专层次难度稍大,三个模块课时较多。经过这种训练后上岗,学生反映所看到的数控操作面板都已熟悉,能够信心十足地面对所操作的数控机床,较快地适应所从事的工作。
4.正确进行教学评价,提高学生的学习意识和自觉性
教学时所进行的教学评价包括学生的自我评价、学生相互之间的评价和教师评价。上机应用数控加工仿真系统进行数控编程与操作练习时以教师评价为主,对每次的练习成绩及时登记。课堂测试应有较强的目的性,不是为难学生,而是通过对学生进行测试,来提高学生的学习意识、学习热情、学习的自觉性和自信心。因此,测试题应与课堂教学、上机应用数控加工仿真系统的练习要求相适应。考前的复习应有较强的目的性,不应超出范围,课程的总评成绩不要过分注重一次期末考试结果,而是更多地、客观地关注学生在整个学习过程中的学习效果。教师在教学中有明确的教学目的,逐个系统、逐个机床进行讲解及安排练习,因人施教,因材施教,恰到好处。
三、数控加工仿真系统在职业技能鉴定中的应用
数控操作工按国家职业技能鉴定标准分成两大内容:理论考核和技能考核。其中技能考核分成五个模块,即数控机床操作(利用手工编程加工实际零件)、工艺编制、CAD计算机绘图、数控机床现场排故分析与讲解、CAM自动编程模块。数控机床三、四级操作工技能考核仅考核其中第一模块即手工编程加工零件的数控机床操作模块。如果按常规考核将技能操作考核模块全部安排在数控机床上进行,一般需占用数控机床4-6小时。我们采用数控加工仿真系统软件辅助考试,考生拿到所考核的零件图纸后,先在数控加工仿真系统的数控车(或铣)床上手工编程,检验合格后将程序通过数据传输送入数控机床进行加工,这样减少了在机床上手工编程、输入程序、校验程序、仿真加工的时间,占用数控机床仅约2小时左右,使占机时间至少缩短50%,鉴定效率大为提高,同时也大大提高了鉴定时的安全性。为了减少刀具和材料的消耗,进一步缩短上数控机床操作的时间,可将操作题目分成两个零件,将难度大的零件用手工编程在数控加工仿真系统上模拟加工即可,而将难度较小、用材较少的零件模拟仿真后再在数控机床上加工。
总之,数控仿真软件利用它的三维仿真技术,改善了当前数控教学中设备投入大、培训效率低的现象,提高了学生的编程能力及对不同数控系统不同数控机床的适应能力。数控仿真有利于加强互动教学,实现教学与实践的有机统一。