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数控编程入门培训实用13篇

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数控编程入门培训

篇1

在入门课上,首先和学生讨论为什么选择数控专业,介绍数控专业美好的就业前景,吸引学生的学习注意力。接着讲解什么是数控技术,笔者先和他们一起回顾了普通车床的加工过程,之后引入数控技术――就是用计算机的控制技术和普通车床的结合,完成进刀和走刀的自动运行。结合学生感兴趣的机器人――也是通过数控技术完成各种动作,通过这个例子学生很容易对数控技术有个清楚的认识。

接下来引入机床的坐标系,讲解数控机床如何控制刀具精确运动,完成加工的。学生都知道,在报道汶川大地震时,精确到经纬度的点,还有精确制导导弹袭击我驻南斯拉夫大使馆,准确击中目标,都是通过地球的坐标系――经纬度。同样道理,让数控机床上的刀具准确完成加工轨迹,也是通过建立坐标系精确找点,引出机床坐标系,学生就非常容易理解了。

下个问题是怎么建立坐标系,建立机床本体和控制系统的联系,即对刀。笔者发现有很多同学甚至学完数控都不清楚为什么要对刀,不了解对刀的重要性。为此,笔者让学生尝试不对刀就运行程序,会产生什么后果。结果很明显,学生就有深刻的认识,以后就不会忘记对刀。通过这种简单的小尝试,比单纯讲解效果好得多。学生入门以后再讲解有关的知识就顺利得多。

二、知识与技能并重

对数控专业学生的培养目标和今后发展所需的知识及技能水平要有清醒的认识。现阶段的培养目标是培养具有吃苦耐劳的职业素质,能够掌握本专业必需的文化基础知识和必备的专业理论知识,能够熟练掌握操作技能,在生产一线从事数控设备的操作、编程、维护等方面工作的中等技术应用人才。通过对部分已就业学生的调查,发现很多学生在就业很短的时间内就跳槽,久而久之脱离了本专业,找不到理想的工作岗位;相反,如果能吃苦耐劳,顺利通过实习期,经过一段时间的努力,不但能很好地系统掌握本专业的技能成为技术骨干,还能享受良好的福利待遇和培训升迁的机会。

目前学生都是90后,吃苦耐劳精神差,但对今后的工作生活有太高的期望值,所以必须要求学生尽可能多的掌握专业知识,学会学习。对《机械制图》《机械基础》《公差与配合》《金属材料与热处理》等理论课,按照老师要求掌握的基本知识,联系生活实例,完全消化吸收为自己的东西,构建自己的知识体系。当然对《数控机床编程与操作》《数控铣床编程与操作》《CAD/CAM辅助设计制造》等专业课更要努力掌握。通过实训,熟练数控加工技能,为尽快地适应工作生活而努力。

篇2

一、教学材料的选择与制作 

1.应根据所任教学校的数控加工实训室中机床配备的数控系统型号,选择配套教材,以实现理论与实操内容的一致。任课教师还要根据学校的机床编程说明书和操作说明书制作教学多媒体课件,抓住重点和难点,将数控加工的实用知识形象地展示给学生,让学生通过实际案例编程的学习,快速学会相应数控系统编程的指令代码及格式,掌握数控加工工艺编制的方法,理论编程知识与实训设备操作要求匹配,防止不同系统指令代码及格式的混淆,造成学生的学习困惑。 

2.可通过网络下载视频教程,在课堂上播放,让学生感受企业中技术工人规范化的数控加工操作要领和流程。 

3.根据学校配备的数控设备型号,编写实验实训指导书用于加工仿真和实操,实践教学是一个重要的教学环节,由于数控设备价值较高,难于配套齐全,不能达到每个学生一台进行练习,从而成为制约教学质量提高的瓶颈,因此,可以采用计算机数控仿真加工软件辅助教学,制作实验实训指导书将有助于学生自学,提高学习效率。 

二、教学手段、方式的采用 

1.理论课程教学过程中,全程采用多媒体教学手段,如电子课件、视频、图片、录像、动画。实践证明,这些形象直观的教育教学手段有利于提高学生的学习兴趣,有利于突破教学重点和难点,学生可在短时间内掌握大量数控专业知识,入门快,有利于提高课堂教学效率和质量;模拟仿真与动画教学,通过模拟软件系统,能达到事半功倍的效果,在本课程的教学中,模拟仿真是重点使用的教学手段之一。 

2.在教学方式上,可以采用以课堂讲授为主,结合课堂讨论、集体答疑、仿真教学、实训室实操加工示范,手工编程与自动编程对比演练多种形式交叉并用的教学方式。 

三、教学方法的选择 

本课程灵活运用下列多种教学方法将有效地调动学生的学习积极性,激发学生的学习热情,挖掘学生的学习潜能。 

1.仿真教学法。数控仿真教学是指教师借助计算机软件技术,将数控加工技术通过计算机再现给学生的一种教学方法,通过交互式参与的方法将数控加工的每一个步骤或每个指令的各自含义,在计算机屏幕上以生动形象的画面再现给学生。 

2.知识成组教学、对比教学法。将含义相近的编程指令编为一组,进行教学演示,便于学生分清层次,归纳共性知识,形成有效的知识群;将数控指令功能相近,实际生产中使用条件不同的指令,采用对比法讲授,在总结出共性的基础上,分析各自的特点和不同,使学生牢固掌握各编程指令具体应用方法,可以通过对指令动作过程的仿真演示,比较出各自指令的不同之处和适用场合。 

3.案例教学法。在数控编程指令学习的基础上,程序编制部分的教学,可采取典型案例分析的方法进行讲授。学生在教师引导下,对加工工艺进行制定及程序编制,对工、夹、量、刀具等选择,案例教学的目的是让学生深化数控编程理论,综合运用所学的刀具知识、工艺知识、切削原理知识等分析出工程案例的加工工艺,切削参数,最后编制其加工程序,提出切实可行的解决方案,真正做到学理论、懂理论、用理论三者的有机结合,全面提高学生解决工程问题的能力。 

4.问题讨论式教学方法。教师针对工件所采取的不同工艺措施和编程方法提出几个讨论题,学生分组准备并派出代表发言,不同观点之间可以展开争论,最后教师进行归纳总结,如果答案不统一,则不同的观点可以允许存在,比较各自的优点和缺点,通过这种教学,可以拓宽学生解决问题的思路,相互学习,共同提高解决问题的能力。 

5.采用渐进式教学方法。在教学中分阶段、分层次设置教学目标,采用渐进式教学法,逐步建立学生的知识结构体系和提高技术应用能力。 

6.发挥学生的主观能动性。在实践环节训练过程中,教师与学生通过边教、边学、边做完成教学,让学生在生产环境中进行综合性的技术训练,在生产实践过程中发现问题、思考问题、分析问题、解决问题,充分调动学生的积极性与主动性。 

7.培养创新能力。引导学生利用业余时间积极参与企业实践,积极参加数控大赛学习培训,能熟练利用自动编程软件编制程序加工工件,让学生专业水平得以提升和创新能力得到提高。 

实践证明,以上几种教学方法都充分调动了学生的学习积极性,体现了以学生为主体的思想,学生学到了理论知识也掌握了实践技能。 

总之,在教学过程中,教师始终坚持教学内容要符合理论与实践相统一的原则,整合优质教学资源,采取现代化的教学手段,积极探索实践各种有效教学方式,采取灵活多样的教学方法,提高学生学习本课程的兴趣,提高学生实际加工的能力,那么本课程的教学效果自然会得到极大强化。 

篇3

然而,在国内各类职业学校热衷于一系列教学理念的创新或“照搬照抄”他人已初见成效的理念时,我们是不是忘记了职业教育的本质?是不是脱离了对我们的国情、教育制度和教育对象的研究?职业教育到底是什么?应该是服务型教育,是为市场服务,为经济发展服务,为企业服务的一种教育。职业学校(这里主要指中等职业学校)作为培养直接在生产、服务、技术和管理一线工作的技能应用型人才的教育机构,必须更多地关注实践方法,必须突出学生综合职业能力的培养,实现让学生“求职有技能,发展有基础,创业有潜质”的教育成效[1]。

笔者所在的江苏省常州技师学院于2003年实行分系分级管理,便积极展开对一体化教学模式的研究和探索,且在这几年的实践中取得了较为理想的成绩。下面笔者以数控车床编程与操作教学为例,结合课改实践中的具体做法,与同行相互交流,谈谈自己的课改体会。

职业学校只有创出自己的办学特色,只有打响自己的品牌效应,只有培养出合格的技术应用型人才,与企业实现用工的“无缝”对接,才能在职业教育改革的浪潮中立足、生存和突显。那么,如何才能做到呢?最重要的就是要进行有针对性、有实效性的课程改革。

数控车床编程与操作是一门理论和实践综合性较强的学科,是数控加工专业学生必须掌握的专业技能课程之一。数控专业传统的课程设置已与时代严重脱节,制约了教师的成长,束缚了学生的能力,阻滞了学校的发展,教育的最终结果是无法做到与企业生产实际有效整合,这是企业的损失,更是学生、教师和学校的最大损失。但课程体系的改革不是理论课程与实训或实验课程的简单“1+1”,而是必须根据教育的性质、学习年限、学生的接受能力对课程内容做适当取舍,对学校“硬软件”设施进行有效的整合或重构优化,以职业能力为本位,以职业实践为主线,以项目课程为主体,构建综合一体化的课程体系,即所谓的“三以一化”课程体系,具体可从以下几方面考虑。

一、灵活设计第一课,抛砖引玉定项目

《数控车床编程与操作》从课程的专业角度评价出发,的确存在着些许枯燥的成分,但专业技能课程的潜在价值或影响力在于,通过教师的“导演”,可以让“演员们”自由发挥,找到各自的角色定位,获得某种意义的成就感。考虑到中职生学习知识结构的参差不齐,考虑到中职生明显的职业倾向性学习兴趣,能否上好专业技能课的第一讲至关重要,我们要做什么呢?就是精心准备,设计组织好第一堂课,引导或激发学生主动拿起手中的钥匙,开启求知的大门。有一环节我曾这样设计:有专家分析过,绝大多数人的好奇心理主要是由视觉触发的。实施入门教学时,我一改以往空洞抽象地介绍“数控车床的主要加工对象”这一知识点,而是将历届(或前期同进度班级)数控加工专业学生的优秀车削作品的实物或图片资料展出,在学生欲望被点燃的瞬间,我再展出一些有创意的数控车零件(有的取自网络资源,有的取自假期师资培训或企业实践时的记录),旨在吸引学生的眼球,抓住最佳听课时机。

接着,便可将课堂活动的主导权转交给学生,适当引导学生,依据图片或实物对号入座,可自由选择讨论的方式(教师适时给出一定的参考意见),最后选派代表总结。在这个教学活动期间,教师不要对学生的思维横加干涉,无论学生给出的答案正确与否,教师都要给予充分的肯定(不是肯定他的答案,而是肯定他积极思考的态度,肯定他主动发言的勇气),因为学生的求知欲是瞬间效应或是其他,教师的评价尤为重要。学生在这样轻松、愉悦的心境中,无意识地主动完成了项目教学中的第一个任务——了解数控车床的加工对象和特点。绝大多数学生已经“习惯”了传统的教师单向授课模式,已经“习惯”了被动接受指示,这种新颖的能充当课堂主人的教学设计,会激起学生内心的动荡,激起学生极力想证明自己的欲望,这不正是职业教育的宗旨体现吗?

二、巧妙提炼项目或任务,发掘学生个体实践能力差异

学生已迫不及待地开启了“数控迷宫”的大门,那么,他是会勇往直前探个究竟,还是会在待在门口止步不前或徘徊不定呢?靠什么来帮助他做选择呢?靠屋内有足够吸引他的“东西”,靠老师的巧妙引导。数控车床编程与操作是一门系统性较强的复合型课程,为了更好地适应现代企业的用工需求,学生不能只是对车削编程指令的简单“搬用”,必须学会综合运用所学的专业基础知识和专业技能等来解决实践问题。因此,先前的那种“纯粹”的粗放型理实一体化教学课程设置或教学设计已显现了它的弊端,我们现在的课程体系改革,就要强调真实项目或真实典型工作任务(来源于企业生产实际的工作任务)的确立,只有在真实的学习情境中,当学生积极地完成具体任务(或项目),努力地思考其中的实践性问题时,这些知识才可能在学生的认知结构中与工作任务建立有机联系[2]。

典型工作任务的提取虽然离不开企业专家(一线技术骨干、班组长、车间主任为主)的深度参与,但企业专家对学校的课程设置理念,对学生的知识结构等方面均不了解,所以,真正要以学生的职业能力为本位,以职业实践为主线,以项目课程为主体,就必须依赖我们的“一体化教师”或“双师型”教师去理解、提炼、精心组织和安排这些任务,将它们针对性地转化为学生乐意接受的方式,让学生在整个项目(而非某个单一工作任务中)的学习过程中,学会质疑,学会思考,学会合作,让学生积极主动起来,让一体化教学“活”起来。

“三以一化”课程体系的设立宗旨就是为了彻底打破传统教学的唯结果论,为了找到有效的理实切入口或结合点。因此,本着遵循学生个体差异的原则,教师不能在给学生布置完项目或任务后,就完全交由学生“自由”发挥,而是必须多加关注学生在整个项目或任务学习过程中的点滴变化,坚持多元化价标准,使评价成为激发不同层次学生学好课程的催化剂,使中职生燃起自信心和勇气,提升自身的综合职业素养。

篇4

在航空制造工业中,大多数机械加工都是数控机床加工制造,数控加工技术已经是航空制造企业的核心竞争力,作为先进的制造工艺,数控加工技术主要体现在数控加工设计人员的设计水平。数控加工中数控程序的编程设计人员显得非常关键,人员的因素会导致数控加工的结果千差万异。数控加工程序的设计质量直接影响着零部件的建工质量,设计较差的数控程序严重降低了数控加工的生产效率,程序的复用性较差,造成零部件毛料的浪费,有时还会因为程序设计的质量问题导致机械加工中出现生产安全事故。

数控加工如何提高数控程序的复用性,如何提高数控加工的效率和加工质量是数控加工中迫切需要解决的问题。本文主要针对这个问题,在数控加工中把工艺进行标准化,主要是对数控加工设计软件标准化、加工工艺参数标准化、加工刀具标准化和加工策略标准化,通过这个方法来提高航空制造企业的零部件加工质量和生产效率。

2 数控加工工艺标准化

数控加工工艺标准化主要包括数控加工设计软件标准化、加工工艺参数标准化、加工刀具标准化和加工策略标准化等四个方面。具体如图1所示,下面详细阐述这四个方面。

图1 数控加工工艺标准化系统框图

2.1 数控加工设计软件标准化

目前机械数控加工设计软件非常多,不同软件之间的兼容性较差。在不同的设计软件上进行移植费时费力,在不同的设计软件上进行程序转换和移植,会增加数控设计程序的管理难度和出错概率,导致严重的人力资源浪费和效率低下。在航空制造企业内部对数控加工设计软件进行标准化,将会很好的解决不同软件平台程序移植问题。在企业内部根据实际设计软件使用情况及软件通用性,选用通用性和使用率较高的数控设计软件作为企业的标准数控加工设计软件,在企业内部使用唯一指定的数控加工设计软件,将会大大提升数控加工程序设计效率和设计质量,加快新员工的培训快速入门,使新员工能够快速上手进行数控加工程序设计,提高设计人员的设计效率。

2.2 加工工艺参数标准化

数控加工中,不同的设计人员会选取不同的加工工艺参数,因人而异,这样导致不同设计人员设计出来的数控加工程序加工出来的零部件参数会有差异,这样不利于零部件的质量提升,大大降低了机械制造产品的竞争力。在企业内部,对不同加工零部件的加工工艺参数进行标准化,工艺参数根据企业实际需要和机械制造的发展方向,对每一类零部件的数控加工参数进行合理化、标准化优化设计,将优化后的分门别类工艺参数制造成数控加工工艺参数标准手册,让设计人员有章可循,严格按照数控加工工艺标准手册进行数控设计,提高设计的通用性和兼容性。

2.3 加工刀具标准化

目前的数控机床大部分没有对刀具的补偿反馈,需要刀具和数控编程一一对应来进行数控加工设计制造,更换刀具需要对既有数控程序进行重新编程,数控机床的加工刀具的选取非常关键,选用不同的刀具用同样的数控加工设计程序会制造出大不同的零部件。针对机械加工需求,综合制造材料、零部件类型和数控加工工艺分门别类进行刀具标准化,对刀具的材料、刀具的几何尺寸、刀具的切削参数进行归一化。加工某个零部件直接选取进行标准化后的刀具,在机械加工刀具标准化手册中都会有详细的说明和具体数控编程设计。经过刀具标准化后,可以防止数控设计人员错误的将刀具参数设置错误,会大幅提高数控设计人员的设计效率和设计质量。

2.4 加工策略的标准化

数控加工工艺策略是数控加工中最为重要的部分,与数控加工的程序设计和零部件的机械加工质量都密切相关。加工策略的选取将直接影响数控机床的使用效率和加工零部件的精度。数控加工的策略主要包括加工策略模型选择、加工切削参数设置、切削参数的优化、走刀路线匹配、工序步骤设计等。数控切削参数主要是切削速度、切削深度、切削宽度和给进量的标准化。对工序的设计划分、工序的优先级、工序的设计路径、工艺生产路线选择等也是加工策略标准化需要考虑的方面。对加工策略的标准化,将会大幅提高加工零部件的质量和精度。

3 结语

数控加工中加工工艺的标准化可以提高数控设计程序的通用性和鲁棒性,使数控程序的复用性更好,缩短了机械零部件的制造周期,提高了产品的设计质量和制造精度,大幅提高生产效率和经济效益,降低企业的制造成本。针对目前机械加工中存在的数控设计质量不高,数控设计程序的通用性太差,数控加工的零部件精度不高,如何提高数控加工的效率和加工质量,在数控加工中引入工艺进行标准化概念,通过对数控加工设计软件标准化、加工工艺参数标准化、加工刀具标准化和加工策略标准化等四个方面的标准化改造,大幅提高数控设计的质量和效率,进而提高机械加工零部件的精度和加工质量。通过工厂实际检验,在进行数控加工工艺标准化改造后,数控加工质量提高14%,数控设计加工的效率提高21%,对企业的经济效益提升明显。

参考文献:

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1.数控加工工艺的主要内容

经过几十年的发展,我国通过长期实践已具有相对完善的数控加工工艺。其中包括以下6个方面的内容:

1)经过分析和研究零件,判断其零件的加工生产能否在数控机床上进行,随后将加工工序方案制定出来。

2)对零件的工程图纸进行设计和分析,对零件加工内容的标准和相关技术要求进行确定,对零件的加工方案、加工路线以及工序流程进行分析。

3)初步设计零部件的数控加工工艺,在加工工艺中确定生产标准和工序划分,确认参数指标和生产材料、工具。

4)生产试运行,根据实际加工需求适当调整数控加工工序。另外及时调整相关刀具、材料以及技术指标。

5)对编程中存在的误差进行分析,并通过适当的参数调整来修正和控制误差。

6)对工艺文件进行相应的编著,有效处理机床的输入编程。

2.数控加工工艺的特点

自动化加工作为制造业生产的新技术,数控加工其精度较高、质量较好且效率较快,能够很好地适应企业发展的需求。

1)具有详细具体的内容要求。施工以前具体详细地规划了零部件的加工方案、技术指标、工艺参数等。

2)具有严密且精确的要求。数控加工过程中,很少出现人为干预,具有较快的生产速度。大量产品可能会因为一条指令的错误而全部作废,严重情况下会损坏机床自身。同时数控加工系统具有较长的自适应机制,即使出现问题也很难迅速进行调整。所以,数控加工技术具有更加精细和准确的要求。

3)具有具体的工艺设计要求。工艺设计过程中,需要将相关的数学处理融入到零件图形中,在编程过程中对零部件所需要的设定值进行计算。

4)具有严格的刀具选取要求。现如今,大部分机床的刀具补偿机制尚不完善,根据编程要求选取对应的刀具,如果刀具出现变更,则需要对编程进行重新规划。因此在对刀具进行准确选择时需要对材料、工艺和类型进行综合考虑。

3.数控加工工艺标准化存在的问题

在数控编程中,很多问题的出现都是因为编程人员经验不足和知识缺乏造成的,编程人员素质参差不齐导致数控程序出现较大的差异,有些程序出现问题后造成零件达不到加工的要求,这不但使生产效率有所降低,同时也无法保证零件的加工质量。另外,一些加工单位没有继承和重复使用比较优秀的数控程序,导致堆积大量的工艺文件,对工艺文件的规范管理造成不利影响,使管理成本有所增加。上述问题的出现,主要原因是没有合理利用零件的优秀数控加工工艺。在实际编程中,零件数控加工编程具有比较规范的流程,而且能够重复使用编程时所涉及的优秀工艺信息,比如电极、攘件等结构材料的加工均可重复使用,有些时候加工单位对零件之间的结构和工序等方面相似性有所忽视,导致优秀工艺得不到继承。

4.数控加工工艺标准化的途径

所谓的数控加工工艺标准化,主要是指分析零件工艺、设定零件参数、确定加工刀具以及确定工序流程时利用标准化的理论和方法进行一体化和规范化处理。标准化的主要目的是对类似或相同要求下的零件进行高效、大量的生产,不但能够避免工艺多样化造成的损失,而且可以使生产效率得到提高。下面主要围绕四个方面进行数控加工工艺标准化的方法分析。

1)加工工艺参数标准化。在进行数控加工时,加工工艺参数会因设计人员的不同而出现不同的选取结果,这就造成数控加工程序加工出来的零部件会因不同设计人员的设计而出现不一样的参数,这样进一步降低了零部件的施工质量,同时使机械制造产品的竞争力大幅下降。对于加工企业来说,需要根据机械制造发展方向和实际需求对于不同的加工工艺参数进行标准化,不断优化设计各类零部件的加工参数,在对工艺参数全面优化后进行汇总,制定出参数标准手册来规范数控加工工艺参数,使设计人员在数控设计时能够根据数控加工工艺标准手册进行,从而使设计的兼容性和通用性大幅提高。

2)加工策略的标准化。在数控加工中,数控加工工艺策略是最为重要的部分,与零部件的机械加工质量有着紧密的联系,影响着数控加工的程序设计。加工零部件的精度和数控机床的使用效率受加工策略选取的直接影响。其中,设置加工切削参数、匹配走刀路线、选择加工策略模型、优化切削参数以及设计工序步骤等内容均属于数控加工的策略。与此同时,加工策略标准化还需要对工序的设计路径、设计划分、生产路线选择、优先级进行综合考虑,实现加工策略的标准化,能够使加工零部件的质量得到保障,使零件精度大幅提高。

3)数控加工设计软件标准化。现如今,国内有非常多的机械数控加工设计软件,不一样的软件之间具有较差的兼容性。将一个设计软件移植到另一个软件需要耗费大量的人力和时间,软件程序在不同的设计平台进行转换会提升程序的出错概率,使数控设计程序的管理难度大幅增加,大大降低工作效率,浪费人力资源。在加工企业内部对数控加工设计软件进行标准化,能够使不同软件平台程序移植问题得到很好的解决。软件的使用情况及通用性根据实际情况在企业内部进行设计,企业的标准数控加工设计可以选用具有较高使用率和通用性的软件,将唯一指定的数控加工设计软件应用于企业内部,能够使数控加工程序设计质量和效率大大提升,对新员工加快入门培训,使新员工能够对数控加工程序设计快速上手,从而使设计人员的设计效率得到提高。

篇6

仿真模拟技术是指使用仪器设备、模型、计算机虚拟技术,以及利用场地、环境的布置,模仿出真实工作程序、工作环境、技术指标、动作要求,进行科学研究、工业设计,模拟生产、教学训练和考核鉴定等的一项综合技术。该技术正在得到教育培训领域广泛的重视和应用,为了提高数控教学的效率和所培养学生的适用性,我结合自己的教学实践谈几点如何在数控教学当中充分利用好仿真软件。

1.把软件仿真应用到数控理论教学当中

理论是深入学习数控的基础,数控作为一项技术很强的学科,要使学生扎实学习数控的基本理论和正确认识数控设备,软件仿真模拟作为一种图文并茂的教学手段是的一种不可缺少的教学资源,在教学中起到了激发学生学习兴趣,提高教学效果的作用。初学数控的学生认为数控设备非常神秘,既有探索的欲望又觉得无从下手,尤其是在讲述数控技术的发展和数控设备的基本结构时,更是让许多学生不知所云,这种状态如果在短期内得不到改善,学生的兴趣和积极性就会随之减退,从而影响学生的学习和教学效果。如果能及时利用仿真软件为学生揭开数控这层神秘的面纱,学习和教学效果将会得到明显的提高。因此,对于给学生建立基本的数控认识和改变认为数控深不可测的思想状态具有立竿见影的效果。

2.把软件仿真应用到数控实习教学当中

在数控实习教学中适当应用软件仿真,会对整个训练过程起到积极的作用,也能解决数控设备太少,学生太多的矛盾。对把软件仿真应用到数控实训教学当中谈几点不太成熟的体会;首先,可以利用软件仿真来训练学生的编程能力,尤其是拓宽对数控指令应用的知识面是一种行之有效的方法,软件仿真与实际操作相结合,可以通过实践给学生纠正在编程中出现问题而软件仿真又没有反映出来的问题。

比如,进给量和切削深度,软件仿真时把进给量设为F10.0/r,切削深度ap=20.0时也能正常加工,并且也不报警,但是在一般条件下数控机床是不能在这样的切削用量之下工作的。因此,软件仿真不能解决的问题可以通过实践来弥补。

其次,实习教学也离不开软件仿真,由于数控机床数量有限,不可能为每名学生提供一台机床,又鉴于中职学校学生不太成熟,有不教不学的共性,因此在上机床操作之余又能在软件上仿真不失为一种既能使其有所提高又能培养学生自觉、自律的习惯。再次是利用软件训练学生是一种合算而又有效的办法,既能形象加工又能节约实习经费,有的技术是需要多次重复训练才能掌握的,如果是在机床上实际加工来掌握这种能力,除了机床的折旧与磨损之外还有较高的刀具与材料消耗;在软件上我们可以重复加工,反复训练而没有上述消耗,只需要进行一两次实际操作就能达到事半功倍的效果。

3.数控仿真模拟软件应用于教学的弊

仿真教学不是真正机床的操作,具有局限性:采用仿真教学可以缩短学生实际上机操作时间,但决不能替代学生的实际机床操作这个重要教学环节。

学生无法通过仿真软件体会真实的加工环境:作为一个仿真软件,它和实际机床加工还是存在区别的,它无法代替机床在实际加工中的真实感受。在仿真系统中很难看出切削深度对工件及刀具的影响;不同材质、几何角度的刀具对切削加工的影响;主轴转速的对切削的影响等等。学生若想了解这些方面的加工信息,就必须在真正的机床上去不断的尝试、总结。

不利于学生严谨工作态度的养成:仿真中系统会对误操作给出提示和警告,学生根据这些信息可以进行相应的修改,时间长了就会对此产生依赖,容易造成学生的操作随意、不严谨的习惯。

不利于学生安全生产意识的养成:仿真中的误操作只提示操作错误,而在实际生产中哪怕一个很小的失误,都可能造成很严重的后果。轻则工件质量不合格、刀具损坏,严重时还会造成机器损坏和人员伤亡。例如撞刀,仿真中有声音报警提示,操作者只要将刀沿相反方向退回,报警随即消失,刀具仍然可以继续使用。而在实际加工中一旦撞刀,刀具基本就损坏了,不能再使用,必须更换刀具。

4.在使用数控仿真软件教学时,应注意以下事项

4.1严格按实际操作的要求进行。虽然是在计算机上进行仿真加工,但教师一定要按照实际操作加工中的要求来做,如正确装夹零件,合理选用刀具及切削用量;对刀的步骤和动作也要规范,让学生在学习的初期就养成正确的习惯。另外,应尽量避免使用计算机的键盘而采用鼠标点击仿真软件上系统面板,使学生尽快熟悉面板上各键的位置,等到实际操作时就能很快适应。

4.2及时说明软件与机床不符之处。对于软件中与机床的不同之处,教师应及时给学生说明,并根据机床的实际情况对学生详细讲解,以免使学生产生误解,影响到将来在机床上的编程与操作。

4.3分配好仿真软件学习和机床操作练习的时间比例。根据总的实习时间,合理分配好软件练习和机床操作的时间,特别是当实习条件较好时,上机操作的时间应占较大比例,因为数控仿真软件的优势体现在入门基础培训上,学生实际操作技能的提高主要还是要依靠上机实际操作练习。

参考文献

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随着数控加工在机械制造业中的广泛应用,数控操作人员的大量培训便成为迫切的问题。在传统的操作培训中,数控编程和操作的有效培训必须在实际机床上进行,这既占用了设备加工时间,又具有风险,培训中的操作失误常会导致昂贵设备的损坏。为此,许多学校想出了多种办法来降低实习消耗,比如高消耗性实习课题不开或尽量少开、或者减少学生实习时间和实习工位,或者在材料的重复利用上做文章。本文从仿真技术应用于实习教学的优势、以及如何把仿真技术引入实习教学进行了探讨。

一、我国仿真技术目前的现状

我国计算机仿真应用开发较早,目前许多职业学校参加数控实习的学生日益增多。由于数控设备精密、昂贵的特点,把数控加工仿真技术引入教学,用于数控机床操作与编程的培训,这样既可以避免因误操作造成数控机床的损坏,又可以使学生在对仿真数控机床操作过程中产生真实感。而且能够让学生们更快地熟悉和了解数控加工的整个过程,并且掌握每种数控机床的基本操作。最重要的是在不影响教学效果的前提下把事故发生率降到了最低。目前适用于实习教学的仿真软件还不是很多,在数控CNC仿真和电气仿真中较为集中,部分正版软件价格昂贵。但可以肯定的是,职业学校实习仿真类软件将具有较大的应用需求和发展空间。

二、应用数控仿真软件教学的必要性

随着全球制造业的不断发展,数控加工应用技术专业从高职院校逐步的推向了中职学校。各中职学校为适应市场需求,大力发展数控技术专业。传统的数控技术教学,理论教学抽象,学生学着没劲,教师教着乏味。而大部分中职学校设备不能满足教学,实习教学需要购置数控设备,这就需要雄厚的资金基础。这种教学方式已很不能适应当今数控专业教学的需求,掌握先进的教学方法、教学手段,教学媒介来提高教学效果就显得尤为重要了。

中职学校学生的底子薄,理论知识较差,而数控技术这门课程具有很强的实践性,要想达到理想的教学和实践效果,就必须探索出一种新的数控加工技术教学模式来达到投入少、见效快、培养适应性强、企业欢迎的学生势存必行。这就应运而生了许多数控仿真软件,而上海宇龙数控仿真软件是其应用比较广泛的一种仿真软件,这使它成为一种辅助中职数控加工技术专业教学的一种选择。

三、在数控实习教学中应用仿真软件的优势

数控加工设备价格昂贵、占地大,而数控仿真系统软件可以在微机平台上运行。解决了实习时学生多机床少的问题,为学校节省了大量设备采购经费。学生可利用此软件进行仿真操作,同样会达到真实设备的教学效果,使学生能几乎体验到实物机床操作的感觉,并且安全系数高。经过多年实践证明,在教学过程中通过动态的仿真操作使教学容易教、轻松学、是学生有一定的收获。教学效果体现如下:真实的CNC机床的控制面板和显示屏可以完全通过系统模拟,操作轻松。在仿真环境中对程序代码的切削轨迹进行安全校验,操作安全。在加工仿真的过程中,学生不但可以看到真实的图形模拟,而且还可以不断反复熟练操作CNC机床的加工过程,操作逼真。利用仿真代替真实机床的实习,在节能降耗的同时获得更佳的教学效果,使用更经济。

仿真实习能创造一个与实际近乎相同的环境。如上海宇龙公司研制的数控机床加工仿真系统,仿真操作面板与机床实际操作面板可以完全相同,仿真操作与实际机床操作在面板控制部分近乎完全一致。它可以实现对数控铣床、加工中心和数控车床的加工零件进行完全仿真,其中包括毛坯属性、刀具和夹具的选用、零件的测量、数控程序的输入、编辑和调试。拥有发那科数控系统、西门子数控系统、华中数控系统、广州数控系统等数控系统,具有多系统及多机床的加工仿真模拟功能,该软件的独创性已经达到了国内外领先水平。通过软件,学生可以从任意角度观察数控机床的加工过程,加工的毛坯变为成品的过程历历在目,仿真过程形象生动。

数控加工仿真软件不会对操作对象如机床、工件及刀具等造成物理损害,不会由于误操作危害到学生的人身安全,更不会造成机床损坏,如撞刀、撞机床等事故。而且仿真加工过程中的灯光颜色、声音、文字信息等报警,完全可以对学生的危险操作进行及时提醒和纠正。学校引入仿真实习,最根本的好处是对原材料、工卡量具、测量设备的节约。数控仿真中,虚拟毛坏替代实际材料,虚拟冷却液替代实际冷却液,极大降低实习消耗,且刀具不会因为进给量过大而损坏。由于数控机床属于机械加工中的高端设备,当然价格不菲,数控机床的加工操作若完全采用真实的设备进行实习,投入大、消耗多,即使是有实力的职业学校和企业都无力承担起这种消耗与投入。如果采用仿真模拟实习,可为学校节约不小的开支和场地。

四、应用数控仿真软件进行教学时存在的问题及解决方法

(一)、存在的问题

数控仿真是借助计算机来运行的一个虚拟的加工场景,运行起来存在诸如走刀路径不明显,切削用量不切实际,对刀精度要求不高,无法检验产品的粗糙度等问题。然而学生在使用数控仿真软件编程加工时,不顾安全生产的要求,如果出现了机床碰撞事故,只需点击鼠标进行复位操作就可以重新开始了。这些正是衡量我们的学生对数控技术掌握程度的标准,它们一旦在实际加工中存在,可能就会出现撞刀、影响加工质量、降低生产效率等问题。

数控仿真系统虽然解决了数控教学中的效率和成本等方面的问题,但它只能作为入门级的培训工具,让学生快速熟悉机床的操作流程,方便编写和验证程序。不能完全取代真实的数控加工实训。所以在利用数控仿真系统进行教学时,实训指导教师一定要正确地引导学生,避免学生走进“仿真”的误区,在编程指令的教学过程中,要让学生对加工的工艺引起高度的重视。

(二)、解决的方法

首先,在进行仿真训练前,先进行机械加工的基本训练,使学生具备操作机床加工的各种方法及切削用量选择的技巧,并且对机械加工操作有较为扎实的基础。其次,教师要经常警告学生数控仿真与实际加工的本质区别,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,按照实际生产的要求来进行仿真教学。再者,既科学又客观地发挥仿真软件在数控教学中的作用,就要要求教师采用科学管理,有效组织数控仿真教学。

五、结语

总之,数控仿真软件在中职教学中发挥着不可替代的作用。随着仿真软件不断发展,其模拟仿真效果将越来越好,但它仍然存在与实际生产的区别。我们在教学中只有科学、合理、有效地利用数控仿真软件,才能起到事半功倍的效果,只有积极发现和解决数控教学中产生的问题,才能使其发挥的作用更强大,才能极大地促进中职数控教学改革的发展。

参考文献:

[1]张超.数控加工仿真系统在中职数控专业课教学中的应用 [J]. 大众科技,2011

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Practice Research to Build Conservation-oriented

Training Courses of Task-driven Orientation

ZHANG Hui, CUI Lingling

(Chien-shiung Institute of Technology, Taicang, Jiangsu 215411)

Abstract In CNC technology training courses, based on integration of theory and practice, cost-saving supplies under the premise, both improve students' comprehensive vocational ability, but also meet the demand for research when student employment, but also to allow students learn how to learn in the future career and self-improvement is the ability to make various vocational colleges, it often a confusing and difficult problem, this paper takes "Using CNC machine parts processing" course, for example, from several aspects to discuss the status of the issue.

Key words task-driven; work page; combination of work and study

“能力本位”是国际职教界的共识,然而对职业能力的内涵,不同的国家是有不同的理解,英语国家看重通过考核鉴定来确定的具体的技能和绩效,德国强调人的能力发展过程,而在我国,教育部门对能力的理解多是“综合职业能力”,但是劳动部门和很多院校的理解是英语国家式的。不同的理解会影响课程目标的定位:即职业教育是培养“岗位能力”,还是完成综合性工作任务的能力?是保证实现当前就业需要,还是奠定持久性职业生涯发展的基础?在数控技术实训课程中,如何能够在理实一体化、节约耗材成本的前提下,既提高学生的综合职业能力,又满足学生就业时对考证的需求?

工学结合目前已成为职业院校人才培养模式改革的主线,在宏观层面需要解决校企合作问题,在微观层面需要探索课程与教学问题。 工学结合课程教学的核心特征是理论学习与实践学习相结合,在课堂上实现“实践—理论”一体化,促进学生认知能力发展与建立职业认同感相结合,学生通过对技术(或服务)工作的任务、过程和环境进行的整体化感悟和反思,实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观学习的统一。

工学结合过程中,一些高职院校在此模式下实施人才培养时,并未真正做到在真实的企业工作环境中开展工学结合,真实的职业岗位有别于模拟工作岗位,其重要标志之一应该是与企业产品零件加工要求相一致的项目载体成为培养学生(或准员工)的主要载体,学生在学习如何工作的时候,不是听从于教师的安排,按部就班地完成零件的编程和加工,而是根据自身对零件的加工要求和开展生产所需的生产资料的分析,近乎独立地完成项目任务,成为课程的主体。

使用数控机床的零件加工课程是一项综合技能课程,为了达到提高技能和满足鉴定合格要求,需要对数控编程的各个指令和机床操作进行全面练习,因此需要消耗大量的耗材和刀具,由于人才培养经费有限,两者的矛盾成为了各个院校面临的难题。

1 课程改革、建设基本思路

(1)将数控编程练习项目和操作机床加工实训项目合二为一,使学生做到知行合一,能够对所学的东西进行理论联系实际的反复思考、质疑、锤炼、总结和提升,符合在工作过程中成长的规律,做到不唯书、不唯师、只唯实。

(2)充分利用我校目前已有的省级数控实训基地的硬件条件,根据基于工作过程的学习领域,开发一套以学生为中心的任务驱动型数控机床实训指导书(工作页),并在教学中实践应用。

(3)通过深入研究数控编程、数控加工工艺理论的内在联系和实际应用情况,开发出节约型实训项目,将基本的数控编程指令和数控加工工艺进行整合,使学生在项目练习的过程中,实现从完成简单工作任务到完成复杂工作任务的转变,在提高技能水平的同时提升职业素养。

(4)走访各兄弟院校,学习各院校在数控实训课程建设和改革中取得的成效和特色,加以借鉴。

(5)邀请数控领域的专家和企业的实践专家来指导,学习其他行业在知行合一节约型课程或培训中的做法。

2 待解决的问题

工作页原本是企业进行作业指导,或进行员工培训时常用的学习介质,由于其与工作岗位要求和工作内容结合紧密,指导性强,收效快,现在被很多职业院校用于工学结合实训课程的教辅材料,且取得了较好的成效,但是,一些高职院校在使用工作页作为教参的过程中,存在不少问题:

(1)将工作页当成教材或实习指导书;(2)引导文没有答案,很难解答;(3)对于没有确定答案的引导文或工作页,没有给学生指明实践或验证的方法,没有提供必要的、足够的设备供学生动手;(4)在使用工作页的过程中,没有正确引导学生的学习理念;(5)学校的设备与学习工作页不一致或不配套,成为纸上谈兵。(6)在课程实训过程中,将工作页的使用演变成了习题课。

3 课程实践内容和方法

(1)构建新的本项目课程的教学实施项目和评价方案,解决本课程实施过程中对毛坯和刀具等耗材消耗成本高的问题,减少课程的实施成本。

吸取数控领域中加工、管理等各方面专家在专业改革和人才培养方面的意见,充分考虑到学生的技能锻炼和个人成长,以及就业、择业或以后转岗的需要,充分考虑该课程教学模式本身的可操作性和可移植性,按照“产学结合、校企合作培养高技术应用能力和高职业素养”的主线来设计学生培养方案和课程项目结构,构建基于工作过程的课程内容结构和教学实施方案,使学生能快速满足现代制造企业和社会发展的需求。

项目分为基础项目、练习项目和提高项目,每个项目都做到使学生知行合一,基础项目主要是以实训耗材的高利用率、高节约性为原则,在不降低教学要求和质量的前提下,以尽量少的项目完成各相应模块的理论学习和实践入门,大大减轻学校经费负担;练习项目和提高项目分别以巩固学生实训技能和提高实训技能为目标,并分别能够满足数控机床操作工中级鉴定和高级鉴定的要求。

(2)构建新的“我要学”的“准员工模式”,培养学生如何学习职业技能、理论知识、自主学习和验证、自觉养成职业素养、工作主动的意识和本领。解决课程实施过程中“要我学”的“学生模式”,摆脱单纯被动式学习知识和技能的状态。

(3)编写出一套工学结合模式下知行合一节约型课程指导书(工作页)。指导书(工作页)的开发基于工作过程的规律和学生的学习角度出发,以完成简单任务到完成复杂任务为过程主线,整合引导文、工作页、学习手册的表现形式和优点,按照典型工作任务的需求,灵活组织应用,主要内容包括项目任务描述,引导信息,任务实施,过程记录,反馈评价等内容,组织形式多样,也结合国家职业标准,以本专业的各个典型工作领域内容为主线,由浅入深,循序渐进展开实训项目任务。

4 实践意义

(1)构建了新的知行合一的数控实训课程人才培养模式。本项目改变了课题实施过程中“要我学”的单纯被动式学习知识和技能的“学生模式”,通过新的“我要学”的“准员工模式”,培养学生如何学习的本领和工作主动的意识。

(2)构建了节约型数控实训课程项目方案和评价体系。提出了一种结合德国职业技术工人培养模式的节约型数控实训课程的建设方案和实例,能够在理实一体化的基础上,在节约耗材成本的前提下,既提高学生的综合职业能力,又满足学生就业时对考证的需求,同时也能够让学生掌握在以后的职业生涯中如何去学习和自我提升的本领。

5 总结

以任务驱动为导向的节约型数控实训课程的建设方案能够在理实一体化的基础上,在节约耗材成本的前提下,既提高学生的综合职业能力,又满足学生就业时对考证的需求,同时也能够让学生掌握在以后的职业生涯中如何去学习和自我提升的本领。项目课程的实施将改变目前高职院校和国内高校数控实训课程耗材消耗量大,理论与实践不充分一致,知行不合一的教学模式,真正培养学生学习如何工作的能力,具备现代企业所需的职业素养。

课程将原本需要使用多个耗材零件才能完成教学目标的加工练习项目,改革成综合训练项目,既满足了数控编程指令的学习要求,又实现了将数控加工工艺知识融合在项目工作过程中,简约又高效,且具有良好的可操作性。

以工作页为载体,任务驱动型课程在专业改革和人才培养方面具有良好的实施效果,充分考虑到了学生的技能锻炼和个人成长,以及就业、择业或以后转岗的需要,充分考虑该课程教学模式本身的可操作性和可移植性,使学生能快速满足现代制造企业和社会发展的需求。

参考文献

[1] 高慧云.工学结合课程学习工作页的设计原则和类型[J].职业教育研究,2013(1):132-134.

[2] 张建超.基于工作过程的高职课程引导文[J].中国职业技术教育,2011(5):74-78.

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在过去的普通车床教学中,都是采用的单一的教学方式。例如:单一的学习几种加工方式,目的只是让学生学会基本的车床操作,实训完后,学生基本能够达到可以独自操作机床进行最简单的加工。但是,这样的技术将被社会淘汰,只有能够熟练地掌握一些普车典型零件(综合件)的工艺及车削方法,对以往的教学模式改革的基础上,同时促进数控实训教学的发展,才能满足今天企业的需求,与人才市场接轨。所以,虽然传统的普车工艺依然是必须掌握的基础,但是现在它的主要目的是为了数控车床服务,两者之间是相关联的技术,是属于一体化的教学。因此,构建好普通车床和数控车床的一体化的课程实训教学是关键。

一 双师型教师的培养

双师型教师,是指既有一定的专业理论知识,又有一定的专业操作技能水平。本文所指的双师型教师,是既懂得普通车床的实训教学,又掌握数控车床的一定操作技能,并达到一定的技术等级的一种双技师型教师。笔者认为:培养方式有以下几点作为参考:

1.有计划地安排相关专业教师参加普通车床的操作实践,提高教师的实践操作水平。从原有的普通车床实习指导教师中,选取具有一定文化功底和理论知识水平的教师,参与数控加工技术有关知识和技能的培训。

2.选拔青年教师参加数控车床实训教学。对普通车床和数控车床的一体化实训教学内容安排,将其划分为几个模块。让有不同的教师针对自己擅长的领域对实训模块进行重点突破。

3.一次实训教学完成后,对不同教师的教学内容进行调整,这样一来,每位教师就可以逐步掌握实训教学的全部内容。对于要求每位学生完成的模块,教师以身作则,首先完成。鼓励年轻教师多下车间,多到公司和工厂学习。以扩展自己的专业技能水平,并了解市场需求,保证自己的教学与社会不脱节。

二 教学模块的安排

普通车床和数控车实训教学一体化模块的安排,是整个实训训练的核心内容。只有确定好了最合理的实训内容与模块,实习才能起到最大的效果。其中,普通车床实训训练为第一阶段,使之能够更好的为数控车床实训打下基础。大体可以分为以下几个模块:①普车的文明生产、安全操作;②车床系统传动路线;③车床的维护与保养;④车削的基本知识;⑤车刀基本角度的定义及其初步选择;⑥典型零件的工艺分析与车削。这六大模块最终为数控编程与工艺、数控仿真、数控系统、CAD/CAM模块的教学服务。

从学生实训水平上考虑,可以将中级职业资格考核为要求,对于普通车床六个模块的实训,可以分三个时期进行(初、中、后期)实训时间可以在8-12周左右,接着安排数控车模块的实训为第二阶段,最重要的是要让所有学生都有实训工位,能够有充裕的时间来自己进行实际操作。同样可以分为三个时期进行,实训时间约12周左右。初期的任务是入门,打下数控车床相关的基础知识;中期根据学生整体接受情况,进行适当调整;后期可以以一些典型的零部件为实操对象,以学生自练为主,教师进行检查、辅导,进行模块的具体应用以及训练,并且通过一定时间的强化训练来达到相应的技术等级。而在其中,普通车床典型零件的工艺分析模块的教学是重点,也是难点,它是数控车床实训教学的基础。因此,只有加大普车典型零件的分析及车削的教学,抓住重点,分析难点,针对学生的具体情况来采取有效的方法,循序渐进,而对于比较难掌握的复杂内容,教师可以将难点分解成几个比较容易理解和掌握的部分,化难为易,层层深入来便于学生掌握,这样才能保证生产实训模块教学的质量。

三 普车实训为数车实训服务

在普通车床实训教学中,突出对学生自身能力的培养,在实训教学时,让学生成为教学活动中的主角。充分调动学生的主动性,而教师只作为引路人和答疑者,让学生在解决教师给出的项目中培养学习能力。在实训教学的后期,让学生有更多的自由支配,让学生学会时间的合理安排和分配,并学会协调与合作。鼓励和支持学生进行发明和创新。此时,教师可以加大指导有关专业学生课程设计的力度,使学生的理论能够真正和实训结合起来,让实训服务于课程设计,使学生的设计具有更强的实用性和说服力。通过这些形式的教学改革,学生的技能水平和素质得到提升,使学生在第二阶段的数控车床实训中的编程、仿真、上机、操作等能够更加的相互融通,训练内容更通俗易懂,并能在较短的时期内基本掌握,这样即避免了数控车床实训单一的教学模式,又降低了学生直接上机操作的难度,可以达到相互补充、相互促进的目的。

四 一体化教学的优势

普通车床和数控车床的一体化教学体现了教学内容和方法的适用性、针对性,调动了学生学习的内因,使学生想学、乐学,并能学会,提高学校的设备利用率,教学效果也上了一个台阶。同时,由于采用了综合模块化的教学课题,学生有充分的学习自由,真正体现了以学生为主体的教学原则,可以调动学生的学习积极性,学生有了兴趣,又能学有所得;因为实训与技能等级考核相关联,学生实训后还能通过自己的能力获得不同的技能等级证书。这样既达到了实训的效果,学生又取得了实际的利益,效果比以往的教学模式有了很大的提高。

普通车床和数控车床实训的一体化教学是是构建中等职业教育新课程体系的必经之路,是职业教育向社会输送高质量技能型人才的根本手段,它在提高教师素质和技能的同时,也可以为社会培养更多更好的技术人才。

参考文献

[1] 刘文勇.加大普车实训教学改革力度 促进数控车实训教学的发展,《辽宁教育行政学院学报》,2009年第6期

[2] 谢应善.浅谈职业学校数控车实习教学,《甘肃科技纵横》,2010年第4期

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一、近几年技工学校的办学状况

1、生源素质参差不齐,教学重点各有侧重。近几年,随着经济形势的好转,企业对技能人才的需求更加旺盛,由此带动了技校招生数量的大幅上升,但生源素质却不容乐观。针对这一现状,各技工学校都在探索和应用分层次教学模式。即新生入学后,进行全面的摸底考试,根据文化基础的差异,分成高职升学班、常规教学班、技能教学班等不同层次的班级。教学的侧重点有所不同,升学班强化文化基础、专业理论的学习;而技能班则以技能训练为主,弱化理论知识的教学。基础文化课教材经过几年的再版和改进,已趋向于更加实用,但对文化基础知识较差的学生来说,一年多的文化理论课的学习,无异于听天书,无异于浪费时间。

2、专业设置更加灵活,学制年限长短不一。对于技校的培养目标,国家虽有明确的标准规定,但各学校为适应人才市场的要求,在培训层次、专业设置、学制年限等方面都有着较大的灵活性。当前,技校招收的全日制学生,既有四年一贯制的高级工,也有二至三年制的中技工,也有一年制的初级工,还有三个月到半年的短训班。而技校教材对大多数专业来说,却只有一个版本,难以适应多样化的教学要求。

3、教学改革不断深入,教学模式不断更新。随着教学改革的不断深入,各学校都在探索和运用模块式“一体化”教学模式,该模式将专业理论教学和实习教学融为一体,能最大限度地激发学生的学习兴趣。但由于缺乏相应的“一体化”教材,模块式“一体化”教学的推广受到了限制。

二、对教材建设的几点思考和建议

1、建议编写一套教学课时相对较少的基础文化课教材

现行的基础文化课教材基本能够满足常规教学班、高职升学班的教学要求。针对技能班、初级工、短训班的教学,建议编写一套教学课时相对较少的基础文化课教材。该教材应以服务专业理论和实践教学为基础,以提高学生的人文素质和科技素质为目标,以“实用、有用、够用”为原则,内容选择上尽量做到少而精,不必过分强调知识的系统性。 笔者认为,可将原有的语文、政治、英语、数学、物理、化学进行整合,将语文、政治、英语整合成一本人文素质教育读本,同时融合进地理、历史、国学方面的内容,以提高学生的思想政治素质和人文素质为教学目标;将数学、物理、化学整合成一本科技素质读本,同时融入当前最新科技内容,以服务专业课教学和提高学生的科技素质为目标。该课程在内容的选择上,应少一些空洞乏味的理论推导,突出概念理论在专业基础课和专业课中的应用。

2、建议编写一套模块式专业基础课教材

当前的一些专业基础课教材,都是以系统理论构筑而成,也就是说,是以系统专业理论为主线的一个体系,具有一定的系统性和连续性。其明显优点是遵从了人的认知规律,对于以理论教学为主的高职升学班比较合适,但对于以技能训练为主的班级则存在着明显的不足。因为技能教学班以技能教学为主,相对来说弱化了理论知识的教学,在教材选择上一些课程干脆不开,比如机械专业,很多学校将工程力学、金属材料及热处理、机械制造工艺学、公差配合与技术测量等课程全部删减,只开机械制图和机械基础。由于这些课程相互关联、互为基础,课程的整体删减,造成了知识点的缺失,给后续课程的教学带来了困难,同时也不利于学生的长远发展。

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既然传统的教学模式已不能适应实现职业学校人才培养目标的需求,因此,构建一个“以就业为导向,以职业为本位”的符合职业教育目标要求的教学体系显得尤为重要。这种教学体系就是一体化教学体系。通过一体化教学,可以达到以下几个转变:教学从“知识的传递”向“知识的处理和转换”转变,教师从“单一型”向“行为引导型”转变;学生由“被动接受的模仿型”向“主动实践、手脑并用的创新型”转变;教学组织形式由“固定教室、集体授课”向“室内外专业教室、实习车间”转变;教学手段由“口授、黑板”向“多媒体、网络化、现代化教育技术”转变,从而以“一体化”的教学模式体现职业教育的实践性、开放性、实用性。而要达到这样的目标,就必须构建新的专业课程体系,即以能力为本位,以职业实践为主线,以项目课程为主体,构建综合模块化的课程体系。

一体化教学,简而言之,就是教师能够把专业理论与生产实训有机地结合起来,高效率地教会学生;而学生在通过一体化课堂的学习后,能够对这个行业领域的技能知识熟练地运用,并解决相关问题。

相较过去的教学模式,一体化教学模式,要求我们从根本上必须做出两个方面的改变:教学硬件与教学软件。教学的硬件主要包括:教学场地,教学设施、设备,教学软件等所具备的必备条件;教学的软件主要是:教师所具备的专业实力,具体包括专业知识量的多少、关联知识的辐射面、行业领域的了解程度、教学的方式方法等。

对于教学软件的提升,我们可以通过几个有效的可行方法:1、有计划地安排教师参加培训操作实践,提高有关教师理论和实践操作水平。2、根据数控实训一体化教学内容,安排具有不同特长的教师对实训项目进行重点突破。3、要求教师积极参与实践,要求学生完成的课题教师必须先完成,同时创造条件,鼓励教师参加各类技能竞赛,以赛促练,以交流促进教师职业技能水平的提高。

在教学的过程中,我们需要做到的是,真正的实现课堂连接车间,体现职业价值。

教学内容是数控加工实训一体化项目的核心内容。根据国家高技能人才培养计划和中等职业学校专业教学计划等文件,结合学校现有实训条件,我们确定了数控编程与工艺、数控仿真、上机操作、CAD/CAM四个子项目。数控编程与工艺是数控车床实习的理论基础知识,为学生进一步学习和提高职业发展潜力提供理论知识保障,该子项目的教学贯穿于数控车床实训整个过程,由浅入深,并与数控仿真、上机操作子项目相结合;数控仿真是解决实习工位不足的重要手段,也是实习教学安排中进行缓冲调节,鼓励学生自我学习,使一体化教学顺利进行的重要保证;上机操作是保证学生具备职业能力的根本途径;CAD/CAM子项目是保证学生适应未来市场需要,可增加学生对新知识、新工艺、新方法的了解和掌握,提高学生对先进制造技术发展趋势的适应能力。

数控加工一体化实习训练,按中、高级职业资格考核要求,将实习阶段分为三期:(1)初期按课表授课。主要是入门任务,使学生逐步熟悉实习的各个子项目内容,为主动学习和自我学习打下必备知识基础。(2)中期授课内容适当灵活把握。当实训进行到一定阶段后,为体现以学生为本的思想,让所有学生都有实训工位,各取所需,调动学生学习的主观能动性,教学上逐步打破原有课表的约束,根据学生整体接受情况,对各子项目的授课时间进行灵活把握,使编程、仿真、上机操作等训练内容保持同步、相互协调。(3)实习后期授课内容更加灵活。教师授课主要以布置子项目中课题和检查、督促、辅导作为主要工作内容,学生根据个人的实际接受情况分别安排时间完成编程、仿真、上机操作、CAD/CAM等课题内容,充分体现以学生为主体的思想,使学生、教师和教学设备三者之间能做到有机互动,一方面增强学生的主动学习意识,学会安排时间、学会学习、学会解决问题、学会同学之间的协调合作,另一方面教师可以有更多时间对不同学生进行个别辅导,因材施教,让每个学生都有进步。

在整个的教学阶段中,我们在一个专业的仿真软件教室,完成理论知识的传授与补充、所有作业的初级训练;其次,每个学生在完成自己这个学习任务的同时,对所有的问题进行总结,结合自己的生活,个性化的创造设计一个任务。教师在这个阶段的过程中,通过讲述生活故事、讲授专业知识、播放影像资料、探讨交流等方式,完成对学生学习兴趣的培养,专业的基础知识介绍,软件的介绍、使用,协助学生完成学习任务。完成初级训练之后,需要及时进行学习任务的实践训练,将一个个线条状、虚幻的物件,在自己的努力跟老师的指导下,变成真实的有价值的产品或者是工艺品。学生在这个阶段中,根据每个学生的特点,3-4人分为一个小组,20人左右为一个班,在初级训练的基础上,对前面的知识进行巩固,创新,完成所有作业的训练。

由于在实习教学中,实习内容是以项目课程课题作为教学单元,各项目课程课题在实习的中后期教学中具有很强的综合性和很大的灵活性,教师有时间和精力在教学中考虑学生点和面的问题,充分体现因材施教原则。一方面,其中必然会出现学习进度快、成绩优异者,可以增加训练内容或增加训练难度,让学有余力的学生能学到更多更深的知识,同时,这些学生可对一般学生起示范和榜样作用,另一方面,对正常学习吃力的学生,教师可以个别辅导,或者将学生适当分组,采用学生之间以强带弱的方式来达到训练目标。

职业学校的课程改革和职业技能实训一体化教学是教学改革的大势所趋,是构建职业教育新课程体系的必由之路,是职业教育向社会输送高质量技能型人才的必然选择。数控加工一体化教学的构想和实践,为其他职业技能训练开展一体化教学积累了经验,也为数控加工技术专业的全面课程改革打下了基础。

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1 引言

近几年我国加工制造业得到了空前发展,数字制造技术的提升促使了我国相关制造技术的更新换代,传统加工设备的使用率在合理的范围内逐渐减少,同时先进数控装备的使用率日益增加,然而为了满足不断提高的产品精度,速度,难度等要求,高端数控装备的发展与使用已经成为了制造业发展的必然趋势,五轴数控机床作为高端装备的代表,受到了制造业的广泛追捧,然而能够操作五轴数控设备的技术工人却出现了严重短缺,作为培养技术人员的职业院校,在五轴加工技术实训课程建设和开展方面的不科学,是造成技术工人短缺的主要原因,当然许多中高职院校的教育工作者亦发现了此类问题,并做出了相关改革和研究。

2 五轴加工技术与实训课程特点分析

2.1 五轴加工技术发展趋势分析

随着数控加工技术的发展,五轴加工中心的应用越来越广泛。其优点在于使复杂零件的加工简单化。并缩短了加工周期,提高了加工质量[3],因此五轴数控装备的市场占有率正在逐年增加。我国为满足日益增长的产业需求,亦不断提升五轴加工技术及五轴制造装备的研制水平,虽然大多企业仍采用进口技术和装备,但国产五轴数控系统和五轴装备的市场占有率也在逐年提升。表1为国内主要机床生产企业1996年至2014年数控机床的产量。

由表1不难看出随着加工制造业的发展和企业的生产需求,五轴加工中心在我国实现了从无到有的过程,截止2014年,国产五轴加工中心产销量达723台套,且不包含统计之外的其它国产机床生产厂家的产销量。随着企业对五轴制造装备需求量的不断提升,对五轴技术人员的需求亦随之增加,职业院校是否需要开展五轴加工技术的相关课程已经成为了研究和讨论的重点。技术成熟度预测,能够推测技术系统处于生命周期的哪个阶段,以辅助确定研发策略。因此可用于预测五轴加工技术的未来发展。且技术的发展与相关技术的教育有直接联系,因此可以通过技术系统的发展趋势,得出对应技术领域教育发展的情况。

2.2 五轴加工技术实训课程特点

开展五轴相关课程,首先需要分析五轴加工技术的特点。五轴加工技术实践性强,需要开展实训教学[5]。为更好地模拟实际工作环境,实训教学对硬件配置要求较高,然而开展高新技术领域的实训课程一般很难模拟实际工作环境,配置昂贵的实训设备。以五轴加工技术实训为例,进口小型五轴加工中心每台在200万左右,国产一般水平的五轴加工中心每台在100万左右。因此五轴加工技术实训课程具有设备昂贵,设备量少;不易实现大范围实训教学;课程难度大,不易掌握;课程涉及知识面广,不易入门;设备操作和系统编程复杂,学习课时长;实训教学需要材料多,成本高等特点。

3 五轴技工技术课程内容构建

3.1 课程结构建立

虚拟仿真技术是一种由计算机生成的一个以视觉感受为主,也包括听觉、触觉的综合可感知的人工环境,提供给人们通过计算机对复杂设备进行可视化操作与交互的一种全新方式。虚拟仿真技术在许多领域得到了广泛应用,在实训教学中,由于五轴数控机床的体积大,购置成本、维护成本及运行成本都很高。与其它数控设备相比,危险程度高,一旦不能正确操作,轻则损坏刀具,刀柄。重则损坏机床,甚至发生人身事故。

3.2 考核评价方式

课程考核评价方式一直是教学研究的重点,随着研究的不断深入,实训教学的考核评价方式亦趋于多样化,但与国外对比,我国的考核评价方式仍有很大的发展空间,英国国家职业资格证书考试与传统考试有很大区别,它以多样化的实际工作效果作为评定方式。澳大利亚对培训课程提出了最低的能力测试考核要求。多样化考核评价方式的综合运用,比采用单一试卷的考核方法,更能反映出学生的实际能力,因此参考国外职业教育考核评价方式,结合五轴加工技术的课程特点,建立新的考核评价方式。

4 五轴实训课程开展效果分析

为了检验上述课程内容以及考核评价方式的有效性和可实施性,从我校机械制造工艺教育专业、机械设计制造及自动化专业选出两个实验班进行实验性教学对比,使两个班对应AB两组,采用方差分析法对AB组的总成绩进行F值检验从而得出AB两个组哪一组教学效果较优,A组采用新课程内容和考核评价方式。

其中为条件假设,、为自由度,为对象个数,、为对象人数,、为方差估计值。

根据=1,=28,F查值表[8],找到F(1,28)0.5=4.2,由于F=6.38>F(1,28)0.5=4.2,则假设不成立,即A、B两组教学效果存在较大差异,A组教学效果优于B组教学效果。结果表明采用新五轴加工技术课程以及考核评价方式的学生,教学效果更优。

5 小结

文章通过分析五轴加工技术发展趋势及五轴装备在国内的占有率,利用“S”曲线预测了五轴加工技术在我国职业教育领域的发展趋势及开展五轴加工技术的必要性和重要性,最后结合五轴加工技术的特点,建立了五轴加工技术实训的课程结构以及五轴加工技术的考核评价方式,并通过实验教学验证了课程结构和考核评价方式的有效性,对同类院校开展五轴加工技术实训课程具有一定的指导意义。

参考文献

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一、加强实习教学的组织领导

实习教学的可行性操作是高职专业教育的一个非常重要的基础。具体实施必须具备:1.善于科学管理的领导班子,2.高素质的师资队伍,3.针对性强的设备,4.完善的保障制度,5.可操作的条例等。职院主管领导要从培养合格的技能人才为目标出发,以就业市场为导向,根据自身特点、结合人才市场需求,制订出相应的管理流程;成立专门的管理部门;对理论和实践的合理比例进行探讨并且积极促成。那么高职教育的机电专业课实习教学才会落到实处。只有这样,高素质的教师才能引进,先进的或有针对性的设备才能买入,相应的制度或条例才能制订。这样才能保证实习教学的顺利实施。

二、加强实习教学的环节管理

学校要科学合理地实施素质教育与能力培养的要求,满足社会的需要,必须对教学环节进行全方位的管理和策划。

1.制定切实可行的教学计划。传统的教学模式强调的是知识体系的衔接。学生在校期间理论教学占用了大部分时间,从而忽视了学生动手操作技能的训练。高职教育的教学计划应该在体现“实际,实用,实效”原则下,开展行业或专业的社会调查,了解自己所从事的专业目前的生产、技术、工艺、设备的现状和发展趋势,以便在制定教学计划时,及时补充反映生产现场的新科技、新工艺的课程理念。

比如,目前机电一体化专业毕业生就业方向一般是机电一体化设备制造与维修和机床数控技术应用,以及自动机(线)的运行与维修。因此,实习教学计划应根据实纲并结合现代企业对人才类型的需要合理安排制订。

(1)机电一体化设备制造与维修。基础实习教学的重点应放在机械方面。(2)机床数控技术应用。应加强学生的车工实习及数控机床编程与操作实习,使学生达到中、高级车工的操作水平。(3)自动机(线)的运行与维修。应向电的方面适当倾斜,加强电工及单片机与可编程数控器实习,使学生达到中、高级电工的操作水平。

2.编写针对性较强的实习教材。专业实习应该按照循序渐进的自然法则进行逐步实施。即入门实习――提高实习――强化实习。教材中要体现实习过程的连贯性,实习阶段目标的渐进性和社会需求的应用性。各个实习阶段有明确的实习目的、任务、内容、方法和考核要求等。

3.规范实习教学的过程管理。实习教学过程管理是指对实习教学过程中影响实习教学质量的诸多因素进行组织、协调和控制,使实习教学按计划、有秩序地进行。实习教学过程管理包括:(1)对实习教学设施、设备、工具的管理。(2)对学生的管理。(3)对整个实习教学过程的管理等。其中对实习教学过程的管理尤为重要。规范实习教学过程管理对于加强学生技能训练、提高实习教学质量至关重要。

4.严格实习的考核要求。实习考核要求是实习目标的具体体现。科学合理的考核要求能够增进学生学习的自信心和积极性。实习考核要求应根据学生实际,采取分层次步步过关的方式,使学生通过自身的不断努力逐步达到考核要求。对于少数在规定的实习课时内不能达标的学生,实习教师要适当安排其他时间开小灶,进行个别辅导,使其达到实习教学的目的要求。

三、加强实习教师的队伍建设

实习教学目标的实现,主要在于有一支技术过硬、技艺高超的专业实习教师队伍。不仅要求教师具有扎实的专业理论功底,更要具有较熟练的实践操作技能。教师不仅是传统意义上的“双师型”人才,还要具有创新综合能力。目前高职实习教师存在专业技能水平不高、实习教学组织能力欠缺的现象。为了培养一批优质的“双师型”教师队伍,应该制定出一套切实可行的专业教师培养计划。组织教师参加骨干教师培训、具体岗位技能培训。同时积极与企业建立联系,请企业专家来院指导、协助教师开展相关工种的技能辅导。他们到学院任教,把自己多年的实践经验、操作技能和新技术带入学院,传授给学生,也与本院教师相互促进,形成互补,促进教学和实践的有机结合。

四、加强实习教学的基地建设

实习设施、设备是实习教学的物质基础和前提条件。而实习教学的实施是以校内基地为核心,校外基地为补充。为此,要提高机电专业毕业生的职业技能水平,必须切实建设好校内外实习基地。