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中高職銜接教育是構(gòu)建現(xiàn)代職業(yè)教育體系的主要形式,數(shù)控技術(shù)專業(yè)在中職學(xué)校、高職院校中開設(shè)率很高,中職數(shù)控技術(shù)畢業(yè)生可以通過技能高考、高職單招、“3+2”多種形式進入高職院校升造學(xué)習(xí),提升專業(yè)技能。在崗位調(diào)查及其典型工作任務(wù)分析的基礎(chǔ)上,對數(shù)控技術(shù)專業(yè)中高職課程、課程體系、核心課程內(nèi)容等方面做一體化設(shè)計,以期達到中高職人才培養(yǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展。
1中高職數(shù)控技術(shù)專業(yè)課程體系
1.1總體設(shè)計
中、高職銜接關(guān)鍵是課程體系的銜接,它是實現(xiàn)中高職職業(yè)教育協(xié)調(diào)發(fā)展的核心。中高職課程設(shè)置面向工作崗位,來源于典型崗位工作任務(wù)分析。中等職業(yè)、高等職業(yè)教育目標相同,都是為社會各行各業(yè)培養(yǎng)需要的技能型人才。中等職業(yè)偏重于操作技能崗位人才培養(yǎng),高等職業(yè)教育偏重于技術(shù)技能型人才培養(yǎng),兩者在人才能力培養(yǎng)呈遞進式。因此制定中高等職業(yè)人才培養(yǎng)方案,關(guān)鍵是設(shè)置與行業(yè)企業(yè)對人才能力需求層次相適應(yīng)、體現(xiàn)能力遞進的銜接課程。中高職課程體系的銜接主要是基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程銜接、專業(yè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域的課程銜接、專業(yè)核心課程銜接、專業(yè)拓展領(lǐng)域的課程銜接、職業(yè)素養(yǎng)課程銜接、實訓(xùn)體系、教學(xué)方法及教學(xué)考核銜接等方面。本著知識能力螺旋上升的學(xué)習(xí)規(guī)律,中高職各課程模塊應(yīng)面向工作崗位構(gòu)建銜接課程體系,其核心課程的銜接必然是課程體系銜接的核心。
1.2核心課程設(shè)置
中高職數(shù)控技術(shù)專業(yè)課程體系是基于專業(yè)調(diào)研,典型工作任務(wù)分析,行業(yè)企業(yè)核心崗位工作能力及企業(yè)任職資格要求構(gòu)建,中高職分別確定核心能力與核心課程。數(shù)控機床已在機械加工制造企業(yè)廣泛使用,設(shè)備數(shù)控率達37%,制造企業(yè)數(shù)控機床通常有不同類型、檔次的數(shù)控機床,其中中低檔數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心機床使用數(shù)量大,高檔數(shù)控機床較少。數(shù)控機床加工是產(chǎn)品質(zhì)量的重要保證,在產(chǎn)品加工制造中是關(guān)鍵工序。數(shù)控設(shè)備的正常生產(chǎn)需要具有相應(yīng)的專業(yè)技術(shù)技能的人才,企業(yè)中有不同能力層次需求,需要面向數(shù)控機床的現(xiàn)場操作員、數(shù)控加工技術(shù)的工藝技術(shù)員、數(shù)控機床的維護維修技術(shù)員。操作工崗位能操作數(shù)控機床及機床日常維護,具備圖紙工藝識讀能力,簡單幾何形狀加工程序編制及零件加工質(zhì)量控制能力,具備數(shù)控機床結(jié)構(gòu)知識;數(shù)控工藝技術(shù)員崗位除具備操作崗位能力之外,還要有產(chǎn)品零件加工工藝編制能力,三維空間曲面編程與加工能力;數(shù)控設(shè)備維護維修崗位需要懂得數(shù)控機床操作,更需要熟知數(shù)控機床的機械及電氣控制結(jié)構(gòu),會運用數(shù)控技術(shù)知識,維護數(shù)控機床及數(shù)控機床故障診斷修復(fù)。這三類崗位就是機械制造企業(yè)的核心崗位。數(shù)控機床的操作崗位典型工作任務(wù)有零件圖圖紙、工藝文件識讀、加工前準備、加工操作數(shù)控機床、調(diào)整加工工藝參數(shù)、控制產(chǎn)品加工質(zhì)量;數(shù)控工藝技術(shù)員、數(shù)控設(shè)備維修技術(shù)員在工作中分別有零件圖紙分析、工藝方案設(shè)計及工藝擬定、工裝夾具設(shè)計、3D零件造型設(shè)計及工藝規(guī)劃、自動編程、操作數(shù)控機床調(diào)試程序、產(chǎn)品質(zhì)量分析與控制方案,數(shù)控機床故障診斷與維修,機床機械、電器裝調(diào)、精度檢驗與恢復(fù)等。核心崗位工作任務(wù)轉(zhuǎn)化成學(xué)習(xí)領(lǐng)域的情境學(xué)習(xí)課程,中職將數(shù)控機床操作加工能力的培養(yǎng)確定為核心能力,高職將數(shù)控工藝技術(shù)員、數(shù)控設(shè)備維修技術(shù)員所需能力確定為高職教育培養(yǎng)的核心能力。中職核心能力與高職確定的核心能力緊密相連,中高職分別設(shè)置《數(shù)控加工操作與編程》、《CAD/CAM軟件應(yīng)用》與《數(shù)控加工及夾具設(shè)計》、《3D造型與多軸加工》、《數(shù)控機床裝調(diào)》、《數(shù)控機床故障診斷與維修》為核心課程。
2核心課程銜接設(shè)計
2.1核心課程教學(xué)標準
課程標準是體現(xiàn)學(xué)生在知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀等方面的基本要求,是教材編寫、教學(xué)、評估和考試命題的依據(jù),是教學(xué)管理和評價課程的基礎(chǔ)。標準提出課程的性質(zhì)、目標、內(nèi)容框架,提出教學(xué)建議和評價建議,并提出了指導(dǎo)性的教學(xué)原則和評價建議、教學(xué)重點、難點、時間分配等具體內(nèi)容,合理科學(xué)規(guī)劃課程及教學(xué)內(nèi)容,實現(xiàn)中高職教學(xué)無縫銜接?!稊?shù)控加工操作與編程》、《CAD/CAM軟件應(yīng)用》為中職核心課程;《數(shù)控加工及夾具設(shè)計》、《3D造型與多軸加工》、《數(shù)控機床裝調(diào)》、《數(shù)控機床故障診斷與維修》為高職核心課程,按照企業(yè)崗位目標和職業(yè)能力要求,逐步提高要求,中職階段注重基礎(chǔ)素質(zhì)教育,高職階段注重學(xué)生知識、技能和職業(yè)素養(yǎng)全面培養(yǎng),提高學(xué)生可持續(xù)發(fā)展能力。中高職核心課程教學(xué)以國家職業(yè)標準(中、高級)規(guī)定的知識和技能要求為基本目標,將數(shù)控編程與加工的相關(guān)理論知識與加工操作融為一體。以學(xué)生為主體,以操作為重點,注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)和關(guān)鍵能力(方法能力和社會)的培養(yǎng)。中職階段更注重基礎(chǔ)訓(xùn)練,高職階段,注重知識面的擴展與提升,教學(xué)重點上,中職以熟練操作數(shù)控機床,手動編程加工2D幾何形狀零件,知道數(shù)控機床的基本原理與維護。高職階段,確立復(fù)雜手工編程及3D曲面零件,熟練掌握數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與維護,能診斷數(shù)控機床故障并修復(fù),以過渡鞏固與提升銜接。核心課程教學(xué)評價注重考查學(xué)生能力,中高職考核方式相同,實際操作考核與理論考核相結(jié)合,中職考核,實操比重70%,理論30%,高職考核均占50%;兼顧平時學(xué)習(xí)過程與學(xué)習(xí)態(tài)度考核。
2.2核心課程內(nèi)容銜接設(shè)計
按照企業(yè)崗位目標和職業(yè)能力要求,中高職核心課程內(nèi)容都是面向?qū)I(yè)崗位,避免中、高職課程內(nèi)容的簡單重復(fù),逐步拓寬和加深課程內(nèi)容,螺旋上升,實現(xiàn)課程內(nèi)容的銜接。中高職兩階段在知識技能教學(xué)的重點、難點要合理安排,以適應(yīng)學(xué)生漸進性學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的需要。中高職數(shù)控技術(shù)專業(yè)在技能人才培養(yǎng)上有共性,但培養(yǎng)能力層次不同,掌握專業(yè)技能與知識深度、廣度不同。數(shù)控加工與編程能力的培養(yǎng),中職階段能實現(xiàn)手工編程,操作數(shù)控機床實現(xiàn)零件加工,設(shè)置數(shù)控機床基本操作、零件圖紙工藝識讀、簡單軸內(nèi)外車削加工、螺紋加工、槽類加工、2D內(nèi)外輪廓銑削加工、對稱、旋轉(zhuǎn)幾何形狀編程與加工、數(shù)控機床基本原理與維護等學(xué)習(xí)情境;高職階段數(shù)控加工與編程,手工編程加工為基礎(chǔ),能運用CAM軟件實現(xiàn)復(fù)雜零件的自動編程,操作復(fù)雜數(shù)控機床加工零件,設(shè)置加工工藝及夾具、復(fù)雜軸內(nèi)外輪廓車削加工、特殊螺紋車削加工、端面槽加工、非圓弧2D輪廓加工、3D曲面加工、車銑復(fù)合加工、數(shù)控機床結(jié)構(gòu)裝調(diào)維修維護等學(xué)習(xí)情境。在教學(xué)上,中職注重數(shù)控加工與編程的基本指令應(yīng)用與經(jīng)濟型機床的操作,高職注重提升,學(xué)習(xí)高級數(shù)控加工與編程,中高職在學(xué)習(xí)內(nèi)容上實現(xiàn)課程內(nèi)容銜接的連續(xù)性、邏輯性和整合性。核心課程教學(xué)情境在內(nèi)容選取時需一體化設(shè)計。(1)知識由簡單到復(fù)雜,技能從低到高遞進培養(yǎng)充分做好崗位典型工作任務(wù)調(diào)研,行業(yè)企業(yè)崗位任職資格中高職技能分界點,構(gòu)建中職和高職學(xué)習(xí)情境內(nèi)容。企業(yè)行業(yè)一線現(xiàn)場數(shù)控機床操作崗位需具備中職職業(yè)能力及數(shù)控類中級職業(yè)資格證書,數(shù)控工藝技術(shù)員,班組工段施工員要求編制數(shù)控加工工藝及現(xiàn)場程序調(diào)試,熟知數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與性能及數(shù)控類高級資格證書。中職階段偏重基礎(chǔ)知識、基礎(chǔ)技能的學(xué)習(xí),高職注重技術(shù)應(yīng)用,面向行業(yè)企業(yè)高端崗位能力需求。知識與能力按簡單2軸數(shù)控到3軸的數(shù)控機床操作學(xué)習(xí),簡單基本加工指令到復(fù)合加工編程指令學(xué)習(xí),2D軟件自動編程到3D自動編程,識讀零件圖紙工藝到零件圖分析到工藝方案制定的螺旋上升培養(yǎng)。中高職在相同課程中,重構(gòu)知識體系,由淺入深,先易后難,全面安排課程內(nèi)容。(2)優(yōu)化學(xué)材結(jié)構(gòu),提高教學(xué)效率學(xué)材就是實施教學(xué)的載體,學(xué)材的選取是依據(jù)人的認知規(guī)律由簡單到復(fù)雜、由單一到綜合、由淺入深原則而定。學(xué)材結(jié)構(gòu)是將學(xué)習(xí)材料符合學(xué)習(xí)者心理,科學(xué)呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者的序化,是具體教學(xué)的進程組織形式。中高職課程基于工作過程將知識技能訓(xùn)練以情景模式形成專業(yè)知識技能學(xué)習(xí)材料,依據(jù)知識技能從低到高的提升順序優(yōu)化數(shù)控技術(shù)專業(yè)核心課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)。中職階段以專業(yè)基礎(chǔ)知識與能力,選取數(shù)控機床操作、數(shù)控加工基本指令、簡單零件加工、特征零件等情境,達到國家四級職業(yè)資格證書能力要求;高職教育進一步深化學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)任務(wù)情景依據(jù)崗位要求及行業(yè)企業(yè)需求,選取多軸加工中心機床操作、宏程序編程加工、復(fù)合循環(huán)指令加工、3D曲面造型與加工編程等情境,達到國家三級職業(yè)資格證書能力要求。一體化設(shè)計選取教學(xué)內(nèi)容,優(yōu)化中高職教材結(jié)構(gòu),避免教學(xué)內(nèi)容的重復(fù),可以提高教學(xué)效率。(3)突出核心能力培養(yǎng),共編核心課程教材針對企業(yè)行業(yè)核心工作崗位所需核心工作能力,精心組織企業(yè)專家與相關(guān)教師共同編寫教材。中高職數(shù)控技術(shù)專業(yè)面向數(shù)控機床操作、數(shù)控工藝技術(shù)員、數(shù)控設(shè)備維修維護技術(shù)員等核心崗位,要針對中高職兩階段的特點,優(yōu)化學(xué)材結(jié)構(gòu),共同編寫《數(shù)控機床操作加工與編程》、《數(shù)控加工工藝及夾具》、《數(shù)控機床裝調(diào)與維修》教材的中高職版,固化中高職教學(xué)內(nèi)容,協(xié)調(diào)數(shù)控技術(shù)專業(yè)的發(fā)展,真正起到促進中高職課程銜接和提高教學(xué)質(zhì)量的作用。
3核心課程教學(xué)設(shè)計
中高職專業(yè)技術(shù)技能教學(xué)有著共同的特點,就是教授數(shù)控技術(shù)知識與技能,是職業(yè)教學(xué),不是單純的理論教學(xué),也不是單純的實踐教學(xué),需要新的教學(xué)模式,教學(xué)是一種師生共同的有目的、有組織的活動,教學(xué)活動的目的是使學(xué)生掌握知識技能,具備自我學(xué)習(xí)的能力,符合職業(yè)教育的,形成相對穩(wěn)定的教學(xué)結(jié)構(gòu)就是職業(yè)教學(xué)模式,如基于工作過程的理實一體化、行動導(dǎo)向、項目任務(wù)等。中高職核心課程是培養(yǎng)核心能力的重要學(xué)習(xí)材料,精心做好教學(xué)組織設(shè)計是達成教學(xué)目標的保障。中高職以就業(yè)為導(dǎo)向,本著理論知識夠用為原則,重點培養(yǎng)學(xué)生實際操作動手及技術(shù)應(yīng)用能力,理實一體化教學(xué)模式能較好融理論與實踐操作訓(xùn)練于一體,是一種效率高的教學(xué)模式。理實一體化教學(xué)的核心是以學(xué)生的學(xué)習(xí)活動為中心,教師與學(xué)生角色化,教師即師傅,學(xué)生即徒弟;學(xué)習(xí)環(huán)境情境化,數(shù)控機床搬進教室,教室即車間;學(xué)習(xí)內(nèi)容項目任務(wù)化,以數(shù)控技術(shù)專業(yè)課程知識點、技能點為中心,設(shè)計成產(chǎn)品加工項目,完成項目分解成子任務(wù),如零件圖分析擬定工藝方案、編寫工藝、刀具、夾具、量具、機床等加工前準備、程序編寫調(diào)試、操作機床零件加工、零件測量等子任務(wù),加工工藝理論、工件裝夾定位理論、金屬切削理論、測量理論等知識依據(jù)任務(wù)完成需要,確定知識內(nèi)容,在實踐中運用學(xué)習(xí),在實踐中歸納知識點,理論實踐相互印證;能力培養(yǎng)工作過程化,即實踐理論再實踐過程,各項目任務(wù)按程序完成,符合教育教學(xué)過程的模擬生產(chǎn)實際,教師在過程中指導(dǎo)、分配、檢查、督促實施、解答疑惑、總結(jié)任務(wù)知識技能學(xué)習(xí);學(xué)習(xí)效果評價個體化,學(xué)生自我評價、相互評價、教師評價等多種評價結(jié)合,學(xué)習(xí)效果現(xiàn)場評價,教師與學(xué)生面對面評價,及時總結(jié);學(xué)時安排集中化,任務(wù)的完成是一個連續(xù)過程,通常按4或8學(xué)時為單位設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù),較好保證教學(xué)效果。中高職在教學(xué)模式上有著共同的結(jié)構(gòu),不同在于學(xué)習(xí)知識技能層次,因此,學(xué)習(xí)內(nèi)容的設(shè)計應(yīng)區(qū)別對待。中職面向初中畢業(yè)學(xué)生,專業(yè)起始能力低,任務(wù)設(shè)計簡單難度低,以基礎(chǔ)知識能力為主;高職面向的是有著專業(yè)能力較高的中職畢業(yè)生,任務(wù)設(shè)計復(fù)雜些且難度要高些,以提升專業(yè)知識能力為主。為作好中高職課程的銜接設(shè)計,必須加強中高職學(xué)校之間的教學(xué)交流,進行科學(xué)的統(tǒng)籌規(guī)劃。
4核心課程考核與評價
中高職數(shù)控技術(shù)專業(yè)教育重點在數(shù)控技術(shù)知識及技能的掌握,既要評價數(shù)控技術(shù)必需夠用的理論知識掌握程度,又要評價數(shù)控機床操作技能及技術(shù)應(yīng)用能力。中高職在學(xué)業(yè)評價上具有相同的評價目標,構(gòu)建共同的評價體系,有助于中高職銜接的協(xié)調(diào)發(fā)展,共建構(gòu)建學(xué)習(xí)過程評價體系、專業(yè)理論知識評價體系,職業(yè)技術(shù)技能評價體系,技能測試結(jié)合必要知識測試,還需要參考學(xué)習(xí)過程的綜合評價,才能更好更全面評價學(xué)業(yè)狀況,以利于銜接。
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1.中職學(xué)校數(shù)控機床教學(xué)困境
1.1特殊的中職學(xué)生群體
雖然良好的教育政策已經(jīng)在全國實施,中職數(shù)控機床專業(yè)這些年也獲得了極大的人氣和重視,但是面對良好的發(fā)展機遇,很多中職學(xué)校都積極擴大招生,卻忽略了招生質(zhì)量。中職學(xué)生是一批在中考的“獨木橋”上摔倒的人,有些甚至都沒有嘗試過中考,他們的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識、機械基礎(chǔ)知識等與普通高中學(xué)生相去甚遠,學(xué)習(xí)接受能力和思考能力都普遍較差,學(xué)起來難度較大;另外,學(xué)生們的素質(zhì)和個性也參差不齊,教學(xué)過程還容易出現(xiàn)害怕操作、隨意操作等眾多問題。另一方面,對于很多中職學(xué)生來說,他們通常都存在著懶惰心理,加上基礎(chǔ)能力的薄弱,很多人都有著明顯的抵觸心理,更不愿意將精力投入到數(shù)控機床學(xué)習(xí)中。
1.2教學(xué)模式單一
在中職數(shù)控機床教學(xué)中,經(jīng)常出現(xiàn)的是灌輸知識。很多中職教師不考慮中職學(xué)生的基本情況,不考慮企業(yè)對人才的需求,盲目將學(xué)校發(fā)的教材一字不差的傳遞給學(xué)生。中職學(xué)生在他們眼里就像是一只容器,知識就像是水一樣,被源源不斷地灌輸?shù)綄W(xué)生的腦海里,根本不考慮是否會溢出,也不考慮容器本身的承受能力。在教學(xué)過程中,教師不將學(xué)生作為教學(xué)的主體,教學(xué)也只局限于教室,實訓(xùn)課程安排極少,學(xué)生平均上機時間不夠用,完全不能滿足學(xué)生實訓(xùn)的需要,在這種單一的教學(xué)模式下,學(xué)生的數(shù)控機床專業(yè)能力難以得到提高。
1.3教學(xué)內(nèi)容死板,不符合企業(yè)需求
現(xiàn)有的中職數(shù)控機床教材中理論知識體系不夠全面,教材內(nèi)容一定程度上脫離實際,與企業(yè)對人才的需求不符,很多內(nèi)容都已經(jīng)不符合現(xiàn)階段數(shù)控機床的操作內(nèi)容了,都是些陳舊過時的知識,在現(xiàn)實生活中無法運用。另外,跟普通中學(xué)的學(xué)生相比,中職學(xué)生基礎(chǔ)十分薄弱,很多高難度的課程無法開設(shè),例如CAD課程、CAM課程等,導(dǎo)致學(xué)生根本無法真正理解數(shù)控機床編程、維修、加工工藝等知識。教學(xué)內(nèi)容就圍繞著一些基礎(chǔ)或陳舊的理論知識來展開,教學(xué)效果不明顯,學(xué)生的實際能力無法得到真正提高。
2.解決教學(xué)困境的主要對策
2.1重視學(xué)生基礎(chǔ)能力和素質(zhì)培養(yǎng)
中職教師應(yīng)該意識到學(xué)生的基礎(chǔ)能力薄弱問題,緊抓重點問題。中職數(shù)控機床教育不應(yīng)該一進學(xué)校就大量輸入高難度、高技術(shù)的理論教學(xué),要重視中職學(xué)生的基礎(chǔ)能力和素質(zhì)培養(yǎng)。學(xué)??梢栽陂_學(xué)時對學(xué)生的基礎(chǔ)能力進行統(tǒng)一檢測,分析學(xué)生的基礎(chǔ)問題,先把學(xué)生的基礎(chǔ)問題解決,夯實好基礎(chǔ)往往可以事半功倍。另外,還要加強素質(zhì)培養(yǎng),讓學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣、操作習(xí)慣,學(xué)校可以多舉辦數(shù)控機床操作比賽活動,并設(shè)置相應(yīng)的獎項,提高同學(xué)對數(shù)控機床相關(guān)活動參與度,盡量保證每一個學(xué)生參與其中,讓學(xué)生們在一次次的數(shù)控機床活動中自覺養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣。同時,學(xué)校在學(xué)生的成長階段,要重視學(xué)生的心態(tài)培養(yǎng)。很多學(xué)生因為無法突破當前的學(xué)習(xí)困境,開始對數(shù)控機床自暴自棄的,教師們可以針對不同學(xué)生的不同問題,給予幫助和輔導(dǎo),讓學(xué)生在教師的幫助下突破數(shù)控機床學(xué)習(xí)的瓶頸,這樣,學(xué)生自然加強了數(shù)控機床學(xué)習(xí)興趣,中職的數(shù)控機床教學(xué)水平自然會同步提高。
2.2創(chuàng)新教學(xué)模式
由于課程學(xué)習(xí)難度大,學(xué)生對學(xué)習(xí)容易沒有信心,失去學(xué)習(xí)興趣,教師在教學(xué)過程中沒有學(xué)生的配合,也會感覺到教學(xué)無力,沒有絲毫的成就感。除了學(xué)生自身的原因,很多教師也只愿意采用“灌輸法”教學(xué),甚至有的教師直接放棄教學(xué),讓學(xué)生自己看書,課堂完全沒有活力。針對這些情況,教師應(yīng)該改變態(tài)度,改進教學(xué)方法和教學(xué)手段。例如,教師在教學(xué)過程中,可以采取啟發(fā)式教學(xué)方法,并結(jié)合鼓勵的教學(xué)手段。在學(xué)習(xí)深奧難懂的理論知識時,老師盡量把內(nèi)容簡化,去掉復(fù)雜的學(xué)術(shù)型表達,用通俗易懂的白話教授給學(xué)生,讓學(xué)生能明白其中的意思就是成功。另外,老師還可以通過把一些操作手法、操作過程拍成小視頻或小短片,以一種微課的形式,讓學(xué)生通過觀看視頻來熟悉操作,加深印象,直觀地感受更能體會書本中的理論知識。教師在教學(xué)過程中,還要鼓勵學(xué)生提出問題、回答問題,充分調(diào)動學(xué)生的積極性。對敢于發(fā)言的學(xué)生,教師要提出表揚;當學(xué)生回答問題錯誤時,不能“一棍子打死”,對學(xué)生進行言語攻擊,要適當?shù)墓膭顚W(xué)生。
2.3更新教材,聯(lián)系實際
由于中職學(xué)生群體的特殊性,對教材的難度以及與實際的關(guān)聯(lián)性都有一定的要求。教材的編寫不能過于枯燥乏味、深奧復(fù)雜,應(yīng)該更加簡潔易懂,圖文并茂,突出重點,切實降低教材的學(xué)習(xí)難度,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。另外,要及時更新教材,根據(jù)實際需求的改變來改編教材,讓教材貼合實際,讓學(xué)生能學(xué)以致用。教材中還應(yīng)該多加入對實訓(xùn)指導(dǎo)的內(nèi)容,無論是專業(yè)方面還是素質(zhì)要求方面,這對學(xué)生未來的就業(yè)都十分重要。
3.結(jié)語
總的來說,要想改變中職數(shù)控機床教學(xué)過程中的種種困境,就要重視學(xué)生的基礎(chǔ)能力和素質(zhì)培養(yǎng),豐富教學(xué)模式,改變單一的教學(xué)內(nèi)容,更新教材,聯(lián)系實際,讓學(xué)生的能力和素質(zhì)達到企業(yè)對人才的要求。這樣,中職教學(xué)才能進一步發(fā)展。
參考文獻:
[1]鄭海波.中職數(shù)控專業(yè)多種數(shù)控系統(tǒng)的教學(xué)策略探索[J]21世紀:理論實踐探索,2010(4):283-284
隨著我國加入世界貿(mào)易組織及改革開放的進一步深入,中國已經(jīng)成為世界制造業(yè)的大國,陳舊的制造設(shè)備正在被高精度、高效率、高柔性化的數(shù)控設(shè)備所取代,因此,制造業(yè)的競爭在一定程度上就是數(shù)控技術(shù)的競爭。數(shù)控技術(shù)的普及使企業(yè)急需大批的數(shù)控編程及操作人員,然而目前數(shù)控人才奇缺,特別是具備綜合基本知識、能解決數(shù)控技術(shù)工程實際問題的人員更為奇缺。這嚴重地制約了數(shù)控設(shè)備的使用和利用率,影響了企業(yè)的競爭能力。因此,數(shù)控人才的培養(yǎng)已迫在眉睫。作為培養(yǎng)生產(chǎn)一線的數(shù)控人才的中職學(xué)校必須順應(yīng)這個歷史潮流,利用這樣一個大好的發(fā)展機遇,培養(yǎng)大批在生產(chǎn)一線從事數(shù)控加工編程、操作)juar及設(shè)備的維修、維護等工作的技術(shù)技能型人才。
一、明確中職學(xué)校數(shù)控專業(yè)的培養(yǎng)目標,高度重視職業(yè)技能鑒定,嚴把質(zhì)量關(guān).
(一)中職學(xué)校數(shù)控專業(yè)的學(xué)生來源大部分是初中畢業(yè)生,入學(xué)前文化基礎(chǔ)知識普遍較差,能力參差不齊,他們在數(shù)控機床的應(yīng)用過程中,主要面臨著操作、編程及維修(主要是維護)三大問題。因此,我們必須明確,中職學(xué)校數(shù)控專業(yè)培養(yǎng)目標應(yīng)是熟練掌握數(shù)控機床的操作、編程及維護技術(shù)的生產(chǎn)一線的技術(shù)工人。
(二)職業(yè)技能鑒定是對操作者所具備的理論知識與技能水平的一個全面鑒別認證的過程,近年來,數(shù)控專業(yè)的職業(yè)資格證書已成為求職者的敲門磚和用人單位用工的首選。不可否認,我國的職業(yè)資格證書制度還不成熟,有待完善,雖然技能鑒定的通過率很高,但在知識與能力結(jié)構(gòu)方面仍然不能真正地滿足企業(yè)等用人單位的要求。因此,中職學(xué)校在追求職業(yè)資格證書達標率的同時,必須嚴把教學(xué)與實踐質(zhì)量關(guān),真正做到名副其實。
二、注重基礎(chǔ)知識、基本技能以及傳統(tǒng)的金工實習(xí),突出數(shù)控教學(xué)中的重點和難點內(nèi)容。
我們知道,普通機床經(jīng)過改造,加上數(shù)控系統(tǒng)和必要的電路、液壓、氣路等,便可成為數(shù)控機床,但其本質(zhì)仍然屬于機械加工范疇。因此,作為數(shù)控專業(yè)的操作人員,不僅要掌握數(shù)控編程、數(shù)控機床操作技能及其維護保養(yǎng),還需掌握普通機床的基礎(chǔ)知識和基本操作技能。目前,在數(shù)控專業(yè)的實習(xí)教學(xué)中存在著這樣一種誤區(qū),認為隨著機床數(shù)字化程度的不斷提高,傳統(tǒng)的車、銑、鍛、磨、刨的金工實習(xí)的教學(xué)要求可以隨之降低。例如刀具(車刀、銑刀等)的刃磨在普通金工教學(xué)中是非常重要且必須掌握的基本技能,如果數(shù)控專業(yè)的學(xué)生缺乏這種能力,絕對會發(fā)育不良??梢韵胂笠幌拢绻麛?shù)控機床的操作人員連刀具都不會刃磨、切削用量不會選擇、制造工藝、安裝和定位都不懂,他將如何操作數(shù)控機床加工出合格的產(chǎn)品?我認為,數(shù)控機床的實習(xí)最好安排在普通機床實習(xí)之后,實習(xí)
由于學(xué)生在普通機床上實習(xí)過,有一定的普通機床的基礎(chǔ),這樣,教師在講授數(shù)控機床的編程和加工特點時,可以和普通機床進行比較,分析它們的異同點,這會使得學(xué)生更容易理解,同時也可提高他們的學(xué)習(xí)積極性。目前,在國內(nèi)的企業(yè)生產(chǎn)中以日本的法納克(fanuc)和德國的西門子(sie慨ns)兩種數(shù)控系統(tǒng)居多,學(xué)校的教學(xué)也有華中數(shù)控和廣州數(shù)控等系統(tǒng)。不同廠家生產(chǎn)的數(shù)控機床在結(jié)構(gòu)上有所不同,在教學(xué)中應(yīng)強調(diào)這一點,并提出其共性部分的特征,以提高學(xué)生的適應(yīng)性。在數(shù)控系統(tǒng)的基本操作中,要突出對刀、取刀補及程序錄入的操作。因為對刀及取刀補的準確度直接影響到零件的加工精度,而加工程序又是數(shù)控機床得以運行的關(guān)鍵。在數(shù)控編程的教學(xué)中強調(diào)加工程序的工藝優(yōu)化和保證加工精度的方法,選擇最佳的切削參數(shù)。
對刀是數(shù)控加工中的主要操作和重要技能。數(shù)控機床在加工前,要進行對刀。對刀的準確性決定了零件的加工精度,同時,對刀效率還直接影響數(shù)控加工效率。通過指導(dǎo)學(xué)生數(shù)控實訓(xùn)發(fā)現(xiàn),學(xué)生普遍有這種觀點:數(shù)控機床的操作并不難,難就難在對刀。讓學(xué)生掌握簡便、實用、有效的對刀方法,是數(shù)控教學(xué)中的重中之重。
三、利用網(wǎng)絡(luò)和仿真等軟件組織教學(xué),以期提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。
隨著我國改革開放的進一步深入,中國已經(jīng)成為世界制造業(yè)的大國,陳舊的制造設(shè)備正在被高精度、高效率、高柔性化的數(shù)控設(shè)備所取代,因此,制造業(yè)的競爭在一定程度上就是數(shù)控技術(shù)的競爭。數(shù)控技術(shù)的普及使企業(yè)急需大批的數(shù)控編程及操作人員,然而目前數(shù)控人才奇缺,特別是具備綜合基本知識、能解決數(shù)控技術(shù)工程實際問題的人員更為奇缺。這嚴重地制約了數(shù)控設(shè)備的使用和利用率,影響了企業(yè)的競爭能力。因此,數(shù)控人才的培養(yǎng)已迫在眉睫。作為培養(yǎng)生產(chǎn)一線的數(shù)控人才的中職學(xué)校必須順應(yīng)這個歷史潮流,利用這樣一個大好的發(fā)展機遇,培養(yǎng)大批在生產(chǎn)一線從事數(shù)控加工編程、操作以及設(shè)備的維修、維護等工作的技術(shù)技能型人才。
一、明確中職學(xué)校數(shù)控專業(yè)的培養(yǎng)目標,高度重視職業(yè)技能鑒定,嚴把質(zhì)量關(guān)。
中職學(xué)校數(shù)控專業(yè)的學(xué)生來源大部分是初中畢業(yè)生,入學(xué)前文化基礎(chǔ)知識普遍較差,能力參差不齊,他們在數(shù)控機床的應(yīng)用過程中主要面臨著操作、編程及維修(主要是維護)三大問題。因此,我們必須明確,中職學(xué)校數(shù)控專業(yè)培養(yǎng)目標應(yīng)是熟練掌握數(shù)控機床的操作、編程及維護技術(shù)的生產(chǎn)一線的技術(shù)工人。
職業(yè)技能鑒定是對操作者所具備的理論知識與技能水平的一個全面鑒別認證的過程,近年來,數(shù)控專業(yè)的職業(yè)資格證書已成為求職者的敲門磚和用人單位用工的首選。不可否認,我國的職業(yè)資格證書制度還不成熟,有待完善,雖然技能鑒定的通過率很高,但在知識與能力結(jié)構(gòu)方面仍然不能真正地滿足企業(yè)等用人單位的要求。因此,中職學(xué)校在追求職業(yè)資格證書達標率的同時,必須嚴把教學(xué)與實踐質(zhì)量關(guān),真正做到名副其實。
二、注重基礎(chǔ)知識、基本技能以及傳統(tǒng)的金工實習(xí),突出數(shù)控教學(xué)中的重點和難點內(nèi)容。
我們知道,普通機床經(jīng)過改造,加上數(shù)控系統(tǒng)和必要的電路、液壓、氣路等,便可成為數(shù)控機床,但其本質(zhì)仍然屬于機械加工范疇。因此,作為數(shù)控專業(yè)的操作人員,不僅要掌握數(shù)控編程、數(shù)控機床操作技能及其維護保養(yǎng),還需掌握普通機床的基礎(chǔ)知識和基本操作技能。目前,在數(shù)控專業(yè)的實習(xí)教學(xué)中存在著這樣一種誤區(qū),認為隨著機床數(shù)字化程度的不斷提高,傳統(tǒng)的車、銑、鍛、磨、刨的金工實習(xí)教學(xué)要求可以隨之降低。例如刀具(車刀、銑刀等)的刃磨在普通金工教學(xué)中是非常重要且必須掌握的基本技能,如果數(shù)控專業(yè)的學(xué)生缺乏這種能力,絕對會發(fā)育不良。可以想象一下,如果數(shù)控機床的操作人員連刀具都不會刃磨,切削用量不會選擇,制造工藝、安裝和定位都不懂,他將如何操作數(shù)控機床加工出合格的產(chǎn)品?我認為,數(shù)控機床的實習(xí)最好安排在普通機床實習(xí)之后,由于學(xué)生在普通機床上實習(xí)過,有一定的普通機床的基礎(chǔ),這樣,教師在講授數(shù)控機床的編程和加工特點時可以和普通機床進行比較,分析它們的異同點,這會使得學(xué)生更容易理解,同時也可提高他們的學(xué)習(xí)積極性。目前,在國內(nèi)的企業(yè)生產(chǎn)中以日本的法納克(FANUC)和德國的西門子(SIEMENS)兩種數(shù)控系統(tǒng)居多,學(xué)校的教學(xué)也有華中數(shù)控和廣州數(shù)控等系統(tǒng)。不同廠家生產(chǎn)的數(shù)控機床在結(jié)構(gòu)上有所不同,在教學(xué)中應(yīng)強調(diào)這一點,并提出其共性部分的特征,以提高學(xué)生的適應(yīng)性。在數(shù)控系統(tǒng)的基本操作中,要突出對刀、取刀補及程序錄入的操作,因為對刀及取刀補的準確度直接影響到零件的加工精度,而加工程序又是數(shù)控機床得以運行的關(guān)鍵。在數(shù)控編程的教學(xué)中要強調(diào)加工程序的工藝優(yōu)化和保證加工精度的方法,選擇最佳的切削參數(shù)。
對刀是數(shù)控加工中的主要操作和重要技能,數(shù)控機床在加工前要進行對刀。對刀的準確性決定了零件的加工精度,同時,對刀效率還直接影響著數(shù)控加工效率。通過指導(dǎo)學(xué)生數(shù)控實訓(xùn)發(fā)現(xiàn),學(xué)生普遍有這種觀點:數(shù)控機床的操作并不難,難就難在對刀。讓學(xué)生掌握簡便、實用、有效的對刀方法,是數(shù)控教學(xué)的重中之重。
中圖分類號:U421 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)10-0222-01
《數(shù)控加工基礎(chǔ)》是數(shù)控機床加工技術(shù)的基礎(chǔ)課程。課程的主要任務(wù)是使數(shù)控加工專業(yè)的學(xué)生具備一定的數(shù)控加工基礎(chǔ)知識,對數(shù)控機床有全面的認識,對數(shù)控加工工藝有一定的了解,掌握一定的數(shù)控機床編程基礎(chǔ);能對一些簡單零件進行工藝分析和編程;引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)自動編程,了解數(shù)控加工的新技術(shù),會對數(shù)控機床進行簡單的操作和日常維護,為今后進一步學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)知識打下良好基礎(chǔ)。
由于本課程內(nèi)容范圍廣,對于大部分技工學(xué)校的學(xué)生來說,要全部學(xué)好有一定的難度,本人通過運用多樣化的教學(xué)方法和教學(xué)手段,引起學(xué)生對本門課程產(chǎn)生濃厚興趣,使學(xué)生更好的掌握知識。以下是本人多年從事該課程教學(xué)做出的一些教學(xué)探究。
1 合理利用實訓(xùn)車間
本課程的《數(shù)控機床基礎(chǔ)知識》和《數(shù)控機床的操作與維護》兩部分內(nèi)容可以合理利用實訓(xùn)條件,在實訓(xùn)車間進行教學(xué)。
首先,學(xué)生可以對數(shù)控機床的基礎(chǔ)知識有感官的認識。以數(shù)控車床介紹為例,以車間的數(shù)控設(shè)備作為教具,介紹數(shù)控車床的基本組成,各組成部分的功用,數(shù)控車床坐標系的方向確定,數(shù)控車床加工的內(nèi)容(車間的陳列架擺放已加工的零件),學(xué)生通過視覺感官認識,對數(shù)控車床的基礎(chǔ)知識有一個整體的印象。同時可用比較的方法介紹其它數(shù)控機床的基礎(chǔ)知識,這樣可以使學(xué)生對各類數(shù)控機床有相對全面的認識。
其次,學(xué)生可以即時熟悉數(shù)控機床的面板操作。以FANUC系統(tǒng)的數(shù)控車床為例,可以在車床的面板上進行講解各功能鍵的作用。由于該系統(tǒng)帶有圖形模擬功能,輸入程序后,可以調(diào)用圖形模擬顯示功能和操作面板上的空運行及鎖住功能,對刀之前,詳細地觀察主軸轉(zhuǎn)速,刀具的運動軌跡,刀具號的選擇,通過位置坐標的顯示來檢查刀具與工件是否會出現(xiàn)碰撞和模擬出來的圖形是否和零件圖紙一致。通過現(xiàn)場操作,學(xué)生可以進一步熟悉數(shù)控車床面板各功能鍵的作用。
同時,學(xué)生可以熟悉數(shù)控機床的日常維護。數(shù)控機床進行日常維護和保養(yǎng)內(nèi)容的講解時,可以對現(xiàn)有的機床維護操作示范給學(xué)生看,并對每個日常維護和保養(yǎng)的細節(jié)進行詳細的講解。
合理利用實訓(xùn)車間進行教學(xué),提供給學(xué)生動手操作的條件,使學(xué)生有感官的認識,從而對本門課產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。
2 分組討論課堂教學(xué)內(nèi)容
對于《數(shù)控加工工藝設(shè)計》內(nèi)容的教學(xué)時可以分組討論課堂教學(xué)內(nèi)容。具體教學(xué)過程如下:首先,詳細講解零件圖的數(shù)控加工工藝分析過程,并舉例說明;然后給出一組輪廓相似尺寸不一的零件圖,將學(xué)生分成幾個小組,再要求各組分別進行討論零件圖的數(shù)控加工工藝過程,每組一張零件圖,給定時間討論工藝內(nèi)容(包括工序劃分,最佳路線選擇等等),由每組推薦一位同學(xué)進行總陳述,到講臺當小老師進行講解,最后根據(jù)學(xué)生講解的情況進行必要的分析和補充。
此法可以使學(xué)生對自己所作答的情況有所了解,發(fā)現(xiàn)自己的不足,并及時得到糾正。這樣即可以滿足學(xué)生自我表現(xiàn)的愿望,形成互動學(xué)習(xí),引導(dǎo)學(xué)生積極投入討論中,增加學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望,同時使學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容加深了印象,不再犯同樣的錯誤。
3 運用學(xué)生間的幫帶學(xué)習(xí)
在《數(shù)控車床簡單編程》和《數(shù)控銑床、加工中心的簡單編程》的教學(xué)過程中,運用學(xué)生之間的幫帶學(xué)習(xí)可以起到良好的作用。
在學(xué)習(xí)編程的過程中,由于學(xué)生的領(lǐng)悟力存在一定的差異,有的學(xué)生接受能力較強,對于編程所需的基本指令能夠較快的理解,故而能較快的對簡單的零件進行編程,有的學(xué)生接受能力較差,為了使全班同學(xué)都能盡量同步學(xué)好,采用同學(xué)之間的幫帶作用,讓學(xué)得快的同學(xué)盡力幫助學(xué)得慢的同學(xué),從而達到較為良好的學(xué)習(xí)效果,也可以促進同學(xué)之間的交流。
4 應(yīng)用宇龍仿真軟件進行教學(xué)
為了使學(xué)生對所學(xué)的編程知識能有更深的印象,編程部分的課程可以借助宇龍仿真軟件輔助講解。應(yīng)用宇龍仿真軟件,學(xué)生可以模擬機床編程操作,從而熟悉仿真機床的操作面板,能建立工件坐標系的方法,能選擇刀具幾何角度、設(shè)置刀偏及刀補。同時,通過數(shù)控仿真軟件進行程序錄入,對刀,仿真加工出零件,并檢測所加工的工件的各部位尺寸,驗證所編的數(shù)控程序的正確性,加深學(xué)生對編程知識的理解。
由于仿真操作過程與實際操作過程基本一致,如果通過仿真軟件的檢驗得到已經(jīng)正確程序,到車間實訓(xùn)時就可以大大提高效率,減少設(shè)備的占用時間,而且由于所加工零件的程序已在仿真軟件模擬加工過,所以可以極大的降低出錯率;這樣可以做到有限的設(shè)備,最大的容納度,使所有學(xué)生都能得到較好的訓(xùn)練效果。
此外,由于本校沒有數(shù)控銑床和加工中心等機械設(shè)備,所以針對數(shù)控銑床和加工中心的零件編程加工,也可以在仿真軟件上進行。利用仿真軟件給學(xué)生講解數(shù)控銑床和加工中心機床的操作過程,由學(xué)生把寫好的程序輸入軟件進行仿真加工,從而學(xué)生對數(shù)控銑床和加工中心的操作有一定的認識。
5 利用多媒體技術(shù)
由于本校沒有電火花線切割和電火花成形加工設(shè)備,而宇龍仿真軟件也無法實現(xiàn),為了使學(xué)生對電火花加工有一定的了解,此部分的內(nèi)容可以利用教材所配套的光盤在多媒體教室進行教學(xué)。光盤中錄有電火花線切割和電火花成形加工的加工過程短片,利用光盤中的短片進行理論知識的講解,學(xué)生對本章內(nèi)容能有較為深刻的印象。
6 應(yīng)用CAXA軟件
在現(xiàn)代化生產(chǎn)中,自動編程在數(shù)控機床的使用中發(fā)揮著很大的作用,所以有必要讓學(xué)生了解自動編程。自動編程所使用的軟件主要有、MasterCAM,PRO/E、UG等軟件,MasterCAM、PRO/E和UG主要是三維造型及編程,對于中級數(shù)控專業(yè)的同學(xué)來說,學(xué)會有一定的困難,CAXA軟件主要是二維造型及自動生成程序,相對易于接受,在本課程內(nèi)主要介紹CAXA數(shù)控車自動編程。
應(yīng)用CAXA軟件進行自動編程時,首先應(yīng)先進行零件造型;接著,進行加工工藝分析,工序劃分,選擇合適的刀具,設(shè)置相應(yīng)的切削參數(shù),確定加工路線和刀具軌跡;然后就可以自動生成程序,并可以自動進行軌跡仿真,觀察刀具走刀路線及是否存在干涉及過切現(xiàn)象,完成模擬加工;最后,為適應(yīng)本校數(shù)控機床的要求,對部分程序適當修改,從而得到滿足實際機床加工的程序。
利用CAXA數(shù)控車軟件自動編程得到的非圓曲線比用手工宏程序編程得到的輪廓表面好,零件加工精度更高,加工質(zhì)量更好,而且可以避免復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算,降低出錯率,提高零件的加工效率。
為了學(xué)生能及時掌握所學(xué)的知識,本課程還配套有一本練習(xí)冊。每講完一個章節(jié)時,要求學(xué)生獨立完成練習(xí)冊作業(yè),并進行講評,從而達到較為良好的輔助效果,使學(xué)生能夠及時回顧所學(xué)的內(nèi)容,扎實掌握所學(xué)內(nèi)容。
7 結(jié)束語
通過各種教學(xué)方法和教學(xué)手段的交替應(yīng)用,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性,取得了良好的教學(xué)效果。當然,對于數(shù)控加工基礎(chǔ)課程的教學(xué)還有很多方法值得我們?nèi)ヌ骄?,作為技工教育工作者,既要不斷的鉆研學(xué)術(shù),也要在實際教學(xué)中靈活應(yīng)用,從而使理論與實踐緊密結(jié)合,達到良好的教學(xué)效果。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,世界先進制造技術(shù)的興起和不斷成熟,對數(shù)控加工技術(shù)提出了更高的要求,目前我國制造業(yè)已開始廣泛使用先進的數(shù)控技術(shù),但掌握數(shù)控技術(shù)的機電復(fù)合型人才奇缺,數(shù)控編程、數(shù)控機床操作和維護人員更是不足。據(jù)調(diào)查目前我國高校數(shù)控方向的畢業(yè)生每人通常有4個以上的就業(yè)崗位可供選擇,畢業(yè)生一次性就業(yè)率在95%以上。來自大學(xué)、高等職業(yè)技術(shù)院校的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的畢業(yè)生,雖然具有一定的專業(yè)知識和動手能力,但缺乏工藝經(jīng)驗,難以滿足某些企業(yè)對加工和維修一體化的復(fù)合型人才的要求。這主要是作為培養(yǎng)技術(shù)人才的高校、高職院校在加大培養(yǎng)數(shù)控人才的力度的同時,沒有根據(jù)數(shù)控技術(shù)崗位需求的變化來相應(yīng)的改變教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容,仍在延續(xù)傳統(tǒng)教學(xué)模式所造成的。
目前市場對數(shù)控人才的需求有以下三個層次,所需掌握的知識結(jié)構(gòu)也各不同。
(1)金領(lǐng)層:這類人才需熟悉機械加工和數(shù)控加工工藝,具有熟練的數(shù)控編程能力、較高的數(shù)控設(shè)備操作能力和數(shù)控設(shè)備的維護、維修能力,且具有一定的實際經(jīng)驗和寬厚的綜合理論知識,能自行完成數(shù)控系統(tǒng)的選型、數(shù)控機床機械機構(gòu)的設(shè)計和控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試和維護,獨立完成機床數(shù)控化改造等工作。
(2)灰領(lǐng)層:具有較為系統(tǒng)的機械加工工藝理論知識,熟悉數(shù)控加工工藝的特點,能夠完成數(shù)控程序編制和數(shù)控機床維護等工作。
(3)藍領(lǐng)層:具有手工編程和調(diào)試數(shù)控機床的能力,熟練的數(shù)控機床操作能力,了解自動編程和數(shù)控機床的簡單維修,能夠完成數(shù)控機床的操作、調(diào)試和維護等工作。
本文從培養(yǎng)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用型通才的角度來探討其崗位所需的專業(yè)知識結(jié)構(gòu),并依此為基礎(chǔ)來討論專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課程的設(shè)置及課程教學(xué)內(nèi)容的整合。
數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字化信號對設(shè)備運行及其加工過程進行控制的一種自動控制技術(shù)。模擬控制系統(tǒng)中的控制信息是模擬量,而數(shù)字控制系統(tǒng)中的控制是數(shù)字量,在計算機技術(shù)迅速發(fā)展的推動下數(shù)控技術(shù)以其表達信息準確,可進行復(fù)雜信息處理且具有邏輯處理能力,使剛性機械設(shè)備具備了柔性。
從機床控制技術(shù)的觀點來看,數(shù)控技術(shù)的cnc系統(tǒng)把計算機引入數(shù)控系統(tǒng),可利用計算機的數(shù)據(jù)處理能力方便地實現(xiàn)各種控制策略,用軟件實現(xiàn)機床的開關(guān)量控制。當被加工對象的數(shù)字信息被送入到專用的或通用的計算機后,計算機對輸入的信息進行處理與運算,發(fā)出各種指令來控制機床的伺服系統(tǒng)或其它執(zhí)行元件,使機床自動加工出所需要的工件。數(shù)控機床就是將加工過程所需的各種操作和步驟,以及刀具與工件之間的相對位移量都用數(shù)字化的代碼來表示。這使數(shù)控機床與其它自動機床具有了一個顯著的區(qū)別:當加工對象改變時,除了重新裝夾工件和更換刀具之外,只需要更換新的控制程序,不需要對機床硬件作任何調(diào)整或少量調(diào)整即可。
從機械加工技術(shù)的觀點來看,數(shù)控加工技術(shù)屬于現(xiàn)代制造技術(shù)的范疇,是計算機技術(shù)、信息技術(shù)與機械技術(shù)交叉融合而形成的一門綜合性新技術(shù)。數(shù)控機床,是數(shù)字控制技術(shù)嫁接到金屬切削機床上的產(chǎn)物。數(shù)控機床的加工方法仍然是采用金屬切削方法。因而,數(shù)控加工與傳統(tǒng)機械加工的工藝規(guī)程從總體上說是一致的。由數(shù)控機床的成形運動的控制采用了計算機數(shù)字控制技術(shù),不但能夠使其成形運動實行兩軸或多軸聯(lián)動,使數(shù)控機床能夠在兩維和三維空間中實現(xiàn)任意曲面的加工,而且使機床結(jié)構(gòu)大大簡化,使數(shù)控機床所能采用的切削方法增多,加工工藝范圍增大。因而數(shù)控加工工藝過程與傳統(tǒng)加工工藝過程產(chǎn)生了較大差異,主要體現(xiàn)在:單臺數(shù)控機床可使用多種切削加工方法、工藝范圍增大,數(shù)控加工的工序內(nèi)容比普通機加工的序內(nèi)容復(fù)雜、工藝過程縮短,工藝裝備種類和數(shù)量減少,裝夾次數(shù)減少,加工精度和質(zhì)量主要由機床保證,特別是加工中心(mc),可實現(xiàn)除定位基面以外的其它大部分表面的加工,機床柔性增大。數(shù)控加工工藝的制訂不但涉及到傳統(tǒng)機械制造工藝制定的基本理論知識,還包括加工原點的確定、工序內(nèi)容的劃分、刀具軌跡的確定、刀具的選擇與使用和切削用量的選擇等具體內(nèi)容。
從以上分析,數(shù)控的金領(lǐng)層應(yīng)具備根據(jù)被加工對象的工藝特征和特殊要求,編制數(shù)控程序及調(diào)試、維護數(shù)控機床和使用數(shù)控機床進行加工的能力。
根據(jù)其能力需求,我們可以從以下兩個方面來分析其所需的知識結(jié)構(gòu)。
從機床控制方面,數(shù)控的金領(lǐng)層應(yīng)在電工電子、計算機原理及控制、計算機編程語言、數(shù)控原理及數(shù)控機床、數(shù)控軟件及數(shù)控編程等方面具備扎實的基礎(chǔ)知識;
從機械加工方面,數(shù)控的金領(lǐng)層應(yīng)在現(xiàn)代機械設(shè)計、機械加工工藝、金屬切削理論、夾具、刀具和量具等方面具備扎實的基礎(chǔ)知識;
從機械加工技術(shù)和控制兩個方面出發(fā),數(shù)控技術(shù)應(yīng)用所涉及的學(xué)科范圍廣、教學(xué)內(nèi)容多、課程內(nèi)容本身具有其系統(tǒng)性要求。怎樣在有限的教學(xué)時間里,將所需的基本知識傳授給學(xué)生,且能達到培養(yǎng)目標的要求,是課程體系建立和教學(xué)內(nèi)容的確定過程中應(yīng)解決的關(guān)鍵問題。因此,課程內(nèi)容的合理安排和整合是必需的,也是至關(guān)重要的。
Exploration and Practice in NC machine diagnosis and maintenance
Guan Wei
Dalian vocational technology college, Dalian, 116033, China
Abstract: By analyzing NC manufacturing and maintenance course approaches, the author explores some new teaching methods in order to maximize teaching effects in NC manufacturing and maintenance class.
Key words: NC machine tool; fault diagnosis; maintenance; teaching method
近年來,隨著我國數(shù)控技術(shù)的普及和數(shù)控設(shè)備的大量應(yīng)用,大多數(shù)高職院校在數(shù)控技術(shù)專業(yè)或機電專業(yè)都開設(shè)了數(shù)控機床故障診斷與維修課程,在本課程教學(xué)中主要面臨的困難有如下兩方面:(1)課程教學(xué)中涉及的知識較多,如機械結(jié)構(gòu)、電氣控制、液壓與氣動、數(shù)控編程與工藝等,而高職學(xué)生底子薄,課程教學(xué)安排時間又有限,學(xué)習(xí)會有一定的難度。(2)數(shù)控機床維修要求學(xué)生有較強的故障判斷分析能力和實際動手能力,在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下很難培養(yǎng)出來。因此如何保證數(shù)控機床故障診斷與維修課程內(nèi)容的實用性、實效性?如何引導(dǎo)學(xué)生掌握該課程學(xué)習(xí)方法,提高技能?在有限的時間和空間內(nèi)如何提高課堂教學(xué)效率?如何進行理論與實際相結(jié)合?如何加強現(xiàn)場管理,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)?筆者針對以上幾個問題在教學(xué)中進行了一些有效的探索。
1 教學(xué)內(nèi)容選取
作為教師,只有了解現(xiàn)場維修人員的工作,才能知道我們教學(xué)中的重點是什么。20世紀七八十年代的數(shù)控維修人員要對模擬電路、數(shù)字電路有較深刻的理解,他們通過電烙鐵、萬用表、示波器修理損壞的電路板。但今天的數(shù)控技術(shù)緊隨IT技術(shù)發(fā)展,電路板已被專用的大規(guī)模集成電路所取代,數(shù)據(jù)傳送也由“并行傳送”為主改為“串行傳送”為主,目前示波器、萬用表僅作為一些并行信號或靜態(tài)信號的檢測工具,對于CNC本身和數(shù)字伺服部分維修幫助非常有限??梢赃@樣認為,今后現(xiàn)場維修人員能夠處理的硬件將越來越少,取而代之的是借助各類軟件及相關(guān)技術(shù)資料(廠家和數(shù)控系統(tǒng)提供),及時準確判斷故障類型,確定維修方法。為了達到上述要求,必須建立“理”“實”一體化教學(xué)體系,在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計上應(yīng)注重數(shù)控機床結(jié)構(gòu)和數(shù)控系統(tǒng)的多樣性,課堂上注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,使學(xué)生能夠觸類旁通,由于新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品的不斷應(yīng)用,要有一定的學(xué)習(xí)能力,跟上現(xiàn)代數(shù)控機床的發(fā)展。為了體現(xiàn)這一思路,可以將數(shù)控機床故障診斷與維修課程的教學(xué)內(nèi)容體系設(shè)計如下:
(1)注重3個層面訓(xùn)練:即學(xué)生閱讀電氣圖紙的訓(xùn)練;查閱相關(guān)維修資料的訓(xùn)練;故障檢測與排除的訓(xùn)練。(2)6個教學(xué)內(nèi)容模塊:即數(shù)控機床低壓電器部分的故障分析;數(shù)控系統(tǒng)的硬件裝接;數(shù)控機床機械拆裝及故障;可編控制器的應(yīng)用;數(shù)控機床機電聯(lián)調(diào);數(shù)控機床常見故障排除。
通過上述教學(xué)內(nèi)容的安排,使學(xué)生掌握數(shù)控機床維修的基本技能和方法。
2 做好相關(guān)知識拓展的教學(xué)
筆者總結(jié)自己多年數(shù)控機床調(diào)試維修的經(jīng)驗,認為要想快速準確地判斷故障,適應(yīng)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,必須拓展相關(guān)知識,加強理論基礎(chǔ)。如本課程所需的一些專業(yè)基礎(chǔ)知識包含在計算機原理、電子技術(shù)、電氣控制與PLC、數(shù)控原理、液壓原理、數(shù)控機床結(jié)構(gòu)等課程中。學(xué)生如果在學(xué)習(xí)數(shù)控機床維修之前,對上述相關(guān)專業(yè)知識缺乏了解或者遺忘,在上課時會感到很吃力,聽不懂,更談不上有自己對故障現(xiàn)象的分析理解,在實踐中無從下手,逐漸喪失對課程的學(xué)習(xí)興趣,缺乏專業(yè)知識,也不利于學(xué)生今后的職業(yè)發(fā)展。對于這種情況,教師在典型故障分析過程中,對所涉及的有關(guān)專業(yè)知識,要進行適當?shù)难a充和拓展,使學(xué)生能夠理論聯(lián)系實際,掌握所學(xué)內(nèi)容,拓寬維修思路。如在講解數(shù)控機床回參考點故障時,就必須增加數(shù)控原理中光電編碼器的知識點,這樣學(xué)生才能理解回參考點工作原理。而講解電動刀架常見故障分析時,需補充霍爾開關(guān)的相關(guān)知識,學(xué)生才能理解刀架轉(zhuǎn)不停的故障檢測方法。有理論做基礎(chǔ),能收到事半功倍的效果,數(shù)控機床故障才能快速準確地定位,增加學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的自信心和興趣。在數(shù)控故障中,往往是同一現(xiàn)象,原因卻很多,沒有理論作基礎(chǔ),光靠經(jīng)驗是不行的,這也是目前部分企業(yè)在崗電工,至今仍無法承擔數(shù)控維修的原因。
3 教學(xué)中合理安排實踐教學(xué)
一、數(shù)控專業(yè)人才的就業(yè)形勢
據(jù)報道,我國要達到“十五”目標,達到15%的數(shù)控化,還需要約70萬臺數(shù)控機床,所缺數(shù)控機床的人才短缺達100萬。因此,數(shù)控方面的人才肯定有著穩(wěn)定的需求量。而借助國外的發(fā)展經(jīng)驗來看,當進入產(chǎn)業(yè)布局、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整時期,與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高度化匹配、培養(yǎng)相當數(shù)量的具有高等文化水平的職業(yè)人才,成為迫切要求。而對于數(shù)控加工專業(yè),不僅要求從業(yè)人員有過硬的實踐能力,更要掌握系統(tǒng)而扎實的機加理論知識。我國迫切需要大量的從研究開發(fā)到使用維修的各個層次的數(shù)控技術(shù)人才。
二、對數(shù)控技術(shù)人才的分類
1.金領(lǐng)層(數(shù)控通才)
金領(lǐng)人才的要求是:精通數(shù)控編程員、數(shù)控操作技工和數(shù)控維護、維修人員所需掌握的綜合知識,并在實際工作中積累了大量實際經(jīng)驗,知識面廣,能自行完成數(shù)控系統(tǒng)的選型、數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)設(shè)計和電氣系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試和維修,獨立完成機床的數(shù)控化改造,并且適合于擔任企業(yè)的技術(shù)負責人或機床廠數(shù)控機床產(chǎn)品開發(fā)的機電設(shè)計主管。
2.灰領(lǐng)層
(1)數(shù)控編程員:掌握數(shù)控加工工藝知識和數(shù)控機床的操作,掌握復(fù)雜模具的設(shè)計和制造專業(yè)知識,熟練掌握二維CAD/CAM軟件如UG、ProE等,熟練掌握數(shù)控手工和自動編程技術(shù)。
(2)數(shù)控機床維護人員:熟悉各種數(shù)控系統(tǒng)的特點、軟硬件結(jié)構(gòu),掌握數(shù)控機床的操作與編程,能進行PLC和參數(shù)設(shè)置。清楚數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)和機電聯(lián)調(diào)。精通數(shù)控機床的機械和電氣維修。適合作為工廠設(shè)備處工程技術(shù)人員。
3.藍領(lǐng)層
數(shù)控機床操作技工:精通機械加工和數(shù)控加工,工藝知識,熟練掌握數(shù)控機床的操作和手工編程,了解自動編程和數(shù)控機床的簡單維修。
三、高職數(shù)控人才培養(yǎng)中存在的問題
高職院校要培養(yǎng)德智體全面發(fā)展,面向生產(chǎn)一線的數(shù)控技術(shù)人才,從事數(shù)控加工、數(shù)控一般編程,數(shù)控設(shè)備安裝、調(diào)試、維修和數(shù)控加工技術(shù)管理的中高維修應(yīng)用專門人才。數(shù)控專業(yè)的學(xué)生應(yīng)具備下列基本能力:(1)數(shù)控機床的操作能力;(2)數(shù)控一般編程能力;(3)數(shù)控設(shè)備的安裝、調(diào)試、維修能力。還應(yīng)具備下列專業(yè)綜合能力:(1)普通機床的使用能力;(2)數(shù)控加工工藝編制能力;(3)計算機操作及應(yīng)有能力;(4)CAD/CAM等軟件的使用能力;(5)數(shù)控專業(yè)外語的使用能力,同時應(yīng)具備相應(yīng)的職業(yè)道德素質(zhì)、文化素質(zhì)和身心素質(zhì)。
目前,我國通過對畢業(yè)生的信息反饋及用人單位的調(diào)查,了解到數(shù)控專業(yè)教學(xué)中存在一些問題,如理論教學(xué)過于強調(diào)系統(tǒng)性和完整性,忽視了其應(yīng)用;實踐教學(xué)中缺乏對數(shù)控設(shè)備的檢修、調(diào)試、故障分析能力和數(shù)控加工現(xiàn)場解決問題的能力等的培養(yǎng)。目前培養(yǎng)的數(shù)控人才普遍存在以下幾個方面的不足:(1)對本專業(yè)的基礎(chǔ)知識不夠扎實,如缺乏工藝意識,工藝知識欠缺,數(shù)控加工只停留在理論上;(2)對本專業(yè)的專業(yè)知識與技能不精,針對性不強,如數(shù)控加工專業(yè),不能很熟練地、正確地操作典型數(shù)控設(shè)備,要進行舉一反三就更加困難;(3)對本專業(yè)的新知識、新技能掌握不夠,如對ProE軟件的應(yīng)用不夠了解,缺乏高速切削技術(shù)概念。
四、加強數(shù)控專業(yè)教學(xué)改革的建議
針對以上各類數(shù)控人才需求的狀況,迫切需要我們對現(xiàn)時的數(shù)控專業(yè)教學(xué)內(nèi)容、課程體系進行改革,提高數(shù)控行業(yè)的整體素質(zhì)。主要應(yīng)做好以下幾方面的工作:
1.構(gòu)建以培養(yǎng)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用能力為主線的課程體系,突出實踐性。一方面,對傳統(tǒng)的基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課的教學(xué)內(nèi)容按“必需、夠用”的原則進行綜合整合;另一方面,減少理論教學(xué)課時,增加習(xí)題課、討論課、現(xiàn)場課教學(xué)。通過開設(shè)綜合實驗課,加強學(xué)生實踐動手能力,突出應(yīng)用性、實用性,以提高學(xué)生對新工藝、新方法的適應(yīng)能力、分析實際問題和解決實際問題的能力。
2.實行雙證書制。通過參加職業(yè)技能鑒定的培訓(xùn)和考證,既可拿到就業(yè)的“敲門磚”,又可以把理論知識同實踐很好地結(jié)合起來,全面提高專業(yè)知識與技能。
3.建立產(chǎn)學(xué)結(jié)合的教學(xué)基地。建立以校內(nèi)實訓(xùn)中心為基地、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的實踐教學(xué)體系,充分發(fā)揮產(chǎn)學(xué)結(jié)合、校企合作在人才培養(yǎng)中的作用。
4.加強“雙師型”師資隊伍建設(shè)。師資隊伍的教育、學(xué)術(shù)水平,直接關(guān)系到所培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)量。必須建立一支精干的具有較強的應(yīng)用能力、技術(shù)開發(fā)能力和科學(xué)技術(shù)水平的穩(wěn)定的雙師型隊伍。除加大高學(xué)歷、高職稱教師引進的力度外,更應(yīng)注意從生產(chǎn)一線聘請一些有實踐經(jīng)驗的高級工程技術(shù)人員參與教學(xué)工作。
針對教師隊伍建設(shè)提出以下建議:(1)對參與教改的老師進行培訓(xùn)?;A(chǔ)課教師應(yīng)了解專業(yè),掌握基礎(chǔ)理論在專業(yè)實際問題中的應(yīng)用;技術(shù)基礎(chǔ)課理論和專業(yè)課教師應(yīng)熟悉專業(yè)、熟悉生產(chǎn)、掌握專業(yè)發(fā)展前沿的信息,具有較強的實踐動手能力和科技開發(fā)能力。應(yīng)該鼓勵教師攻讀定向和在職研究生。(2)確定專業(yè)學(xué)術(shù)帶頭人和學(xué)術(shù)骨干,著力培養(yǎng)中青年骨干教師。(3)加強“雙師型”隊伍的建設(shè)。要求教師既能上理論課又能上實驗(訓(xùn))課。對老師來源一方面可以選派出教師參加工程實踐,推運專業(yè)教師在工程中從事生產(chǎn)、管理和技術(shù)工作,切實提高教師的工程實踐能力;另一方可以聘請有實踐經(jīng)驗的工程師促進雙師隊伍形成。
數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用是提高制造業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率必不可少的重要手段;數(shù)控機床是國防工業(yè)現(xiàn)代化的重要戰(zhàn)略裝備。數(shù)控專業(yè)教學(xué),就是要以提高新時代具有高素質(zhì)的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用性人才培養(yǎng)質(zhì)量為目標,以探索數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)高職教育模式為主題,以改革教育思想觀念為先導(dǎo),以課程體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法手段改革為核心,以培養(yǎng)數(shù)控機床的操作、編程、維護和技術(shù)管理等方面的中高級應(yīng)用型人才為宗旨,以實踐教學(xué)和理論教學(xué)有機結(jié)合、相互依存、相互促進為特點,以校企緊密結(jié)合所建立的共享、雙贏的機制為人才培養(yǎng)途徑。
參考文獻:
在數(shù)控機床實際加工作業(yè)中,制造加工企業(yè)可以配備專業(yè)人員對數(shù)控機床在機械加工過程中所涉及的各項加工設(shè)備、數(shù)控加工技術(shù)以及機械加工操作程序規(guī)范等問題進行詳細地分析與研究,以此作為研究人員在制訂數(shù)控機床機械加工效率優(yōu)化整合的依據(jù)與參考。當前經(jīng)濟形勢下,造成數(shù)控機床機械加工效率低下的主要原因有:
1.數(shù)控機床機械加工故障制度不健全,機械應(yīng)用水平低下。就我國而言,在整個制造加工行業(yè)領(lǐng)域中,研究人員仍然沒有在數(shù)控機床機械加工設(shè)備在損壞及質(zhì)量影響下對整個數(shù)控機床機械加工作業(yè)精度帶來的損失問題上形成較為統(tǒng)一的認識。再加上大部分專業(yè)人員對數(shù)控機床機械加工設(shè)備的依賴程度較大,重引進、輕研究,設(shè)備使用人員缺乏對先進數(shù)控機床機械加工設(shè)備的規(guī)范化使用意識,數(shù)控機床加工過程中粗加工與精加工之間存在的產(chǎn)品加工工藝差異也無法通過這些先進數(shù)控機床機械加工設(shè)備儀器的加工性能體現(xiàn)出來。在多種因素的共同作用下,最終造成整個數(shù)控機床機械加工效率低下。
2.數(shù)控機床機械加工的編程程序不夠規(guī)范。在新的經(jīng)濟技術(shù)形勢下,數(shù)控機床需要以計算機編程系統(tǒng)和編程技術(shù)為載體,實現(xiàn)對整個機械加工環(huán)節(jié)分布把握與整體控制的目的。然而,由于當前我國的計算機程序編程技術(shù)在數(shù)控機床機械加工中的應(yīng)用還不夠充分,在系統(tǒng)初始調(diào)試程序與機床走空刀故障的處理辦法上還存在明顯缺陷,整個數(shù)控機床機械加工無法在運行安全性及穩(wěn)定性方面作出保障,這也是造成當前數(shù)控機床機械加工作業(yè)效率低下的重要原因之一。
二、提高數(shù)控機床機械加工效率的措施
1.做好機床的維護和管理
數(shù)控機床的維護與管理工作在很大程度上影響了自身的工作壽命,其中,數(shù)控機床設(shè)備的是維護工作的主要手段,對于數(shù)控機床,裝置是自動進行工作的。對于數(shù)控機床的維修工作,應(yīng)注意需根據(jù)規(guī)定的標號按時加注,一般情況下,選用信譽較好企業(yè)的油。與普通機床相比,數(shù)控機床的造價成本較高,其對操作的精度有著較高的要求。倘若使用標號不對的油,將會影響機床的工作性能,比如機床對溫度的適應(yīng)性以及轉(zhuǎn)速特性等;倘若使用的油含有一定的雜質(zhì),不夠純正,將可能導(dǎo)致數(shù)控機床的油路發(fā)生堵塞現(xiàn)象,提高運動部位發(fā)生故障的幾率,影響數(shù)控機床的使用年限。所以,為了成功完成數(shù)控機床設(shè)備的工作,需要按時對系統(tǒng)進行必要的清洗,并定期更換過濾網(wǎng),使用規(guī)定標號的油。
2.提高工作人員的業(yè)務(wù)水平和職業(yè)素質(zhì)
處于生產(chǎn)第一線的操作、編程和維修人員直接面對設(shè)備,他們的技術(shù)水平和職業(yè)素質(zhì)的高低將直接影響到設(shè)備的使用效率和工件的加工質(zhì)量,也在很大程度上決定了設(shè)備的使用壽命。因此,提高上述人員的業(yè)務(wù)水平和職業(yè)素質(zhì),使之盡快適應(yīng)新設(shè)備的操作使用和維護保養(yǎng)要求,是非常重要的。在現(xiàn)實工作中,有些機床操作或編程人員由于對機床和系統(tǒng)了解不深,甚至理解錯誤而引起的編程或操作失誤一類的故障時有發(fā)生。例如參數(shù)或語句設(shè)定錯誤而造成機床不運行、動作失誤、工件加工時尺寸超差或是由于操作失誤而造成機床誤動作甚至撞車等。這類故障都是一些本來可以避免而又后果較嚴重的故障,直接影響了機床的有效使用;而維修人員由于業(yè)務(wù)水平不高,當設(shè)備發(fā)生故障時,不能迅速、有效地排除故障,使數(shù)控機床長期處于故障癱瘓狀態(tài)而影響生產(chǎn)的情況時有發(fā)生。因此,作為機床操作、編程及維修人員,在上崗操作設(shè)備之前,必須經(jīng)過崗前培訓(xùn),使之具備必需的數(shù)控機床操作、編程和維修知識。并且要對所操作的具體機床有更進一步的了解,這樣才有可能避免上述情況的發(fā)生。
對于新技術(shù),有些操作人員不善于使用這種先進的檢測工具,仍沿用老的檢測方法,在停機后(有時甚至要拆下工件)用常規(guī)量具進行檢測,這樣無形中降低了高效機床的加工效率。在編程人員中,同樣存在著類似問題。上述這些問題只有通過不斷提高操作、編程和維修人員的業(yè)務(wù)水平來解決。要最大限度地發(fā)揮數(shù)控機床的生產(chǎn)效率,在很大程度上取決于操作、編程和維修人員的技術(shù)水平。這就要求操作者頭腦清晰、思維敏捷,具有較豐富的實踐經(jīng)驗和有關(guān)的數(shù)控加工知識;編程人員要求有較高的理論水平和豐富的工藝知識;而對維修人員則要求有扎實的理論基礎(chǔ)知識、豐富的維修經(jīng)驗和較強的動手能力。另一方面,上述人員的職業(yè)素質(zhì)和敬業(yè)精神也是必須重視的問題??茖W(xué)技術(shù)越發(fā)展,設(shè)備的自動化程度越高,對相關(guān)人員的技術(shù)水平也要求越高,人員的素質(zhì)高低就越顯重要。機床的操作、編程和維修人員如果沒有主人翁精神,沒有積極自主的工作熱情和態(tài)度,很難設(shè)想能夠積極主動、高效快捷地用好數(shù)控機床這類自動化設(shè)備。因此,作為一個企業(yè),要把不斷地提高數(shù)控機床操作、編程和維修人員的職業(yè)素質(zhì)和敬業(yè)精神作為一個長久的工作予以足夠的重視。
參考文獻:
[1]楊曉京,陳子辰.微機數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)體系結(jié)構(gòu)的研究[J].組合機床與自動化加工技術(shù), 2003(5): 29-32.
作者簡介:吳剛(1978-),男,湖北漢川人,三峽大學(xué)機械與材料學(xué)院,副教授;陳從平(1976-),男,湖北荊州人,三峽大學(xué)機械與材料學(xué)院,副教授。(湖北 宜昌 443002)
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)22-0096-02
制造業(yè)是一個國家發(fā)展的基礎(chǔ),數(shù)控機床的水平標志著本國的制造業(yè)水平,也是一個國家綜合國力的重要標志之一。作為數(shù)控機床的理論基礎(chǔ),“數(shù)控技術(shù)”課程早就是各大院校機械工程專業(yè)的專業(yè)課程之一。隨著機械行業(yè)數(shù)控機床的普及,對數(shù)控專業(yè)人才需求的不斷增加,但企業(yè)普遍反映學(xué)生的理論水平多于實踐知識,且在工作中難于將理論和實踐結(jié)合起來。作為一所以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為根本任務(wù)的普通高校,我們有必要從提高學(xué)生實際動手能力上出發(fā),改進“數(shù)控技術(shù)”課程教學(xué)過程中的目標和方法,培養(yǎng)具有較強實踐能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。這對于適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的要求,增強我國制造業(yè)的綜合實力和國際競爭力有著重要意義。
一、“數(shù)控技術(shù)”課程的特點
與其他機械類課程不同,“數(shù)控技術(shù)”課程有著如下三個典型的特點:
首先,數(shù)控技術(shù)是集機械制造技術(shù)、材料科學(xué)與技術(shù)、控制技術(shù)、傳感檢測與監(jiān)測技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等于一體的多學(xué)科交叉型科學(xué)技術(shù),涉及的知識面寬,對教師的知識結(jié)構(gòu)要求較高。
第二,數(shù)控技術(shù)在最近幾十年中得到了長足的發(fā)展,高新技術(shù)不斷在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域被刷新。與其他專業(yè)課程相比,數(shù)控技術(shù)的知識更新速度極快,需要授課教師能及時獲取最新的行業(yè)動態(tài),并融合到自己的授課環(huán)節(jié)中。
第三,“數(shù)控技術(shù)”是一門實踐性極強的課程?!皵?shù)控技術(shù)”教學(xué)中的大多數(shù)環(huán)節(jié),從機床結(jié)構(gòu)、數(shù)控機床的操作、數(shù)控加工工藝到數(shù)控機床故障診斷等,都應(yīng)該有相應(yīng)的實踐環(huán)節(jié)來支撐,才能加強理論教學(xué)的效果,讓學(xué)生對數(shù)控機床和數(shù)控技術(shù)有更直觀和深刻的理解。
二、“數(shù)控技術(shù)”課程改革思路
對于大部分高校而言,本課程的目的是讓學(xué)生了解數(shù)控技術(shù)的理論知識,并具有一定的動手操作能力,以適應(yīng)社會的實際需求。針對上述“數(shù)控技術(shù)”課程的特點,應(yīng)該從教學(xué)思路、教材師資隊伍、考核方式等方面進行改革,以應(yīng)用為主旨和特征,設(shè)計能全面發(fā)展學(xué)生知識、能力及專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)方案,構(gòu)建新的教學(xué)內(nèi)容體系。
1.教學(xué)思路上的改革
“數(shù)控技術(shù)”課程中應(yīng)包含完整的理論教學(xué)和實踐教學(xué)環(huán)節(jié),如圖1所示,在課程設(shè)置時就應(yīng)注重對學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)。本課程的前導(dǎo)課程為CADCAM技術(shù),在授課時可以適當向數(shù)控技術(shù)方向傾斜,講授數(shù)控技術(shù)中的部分基礎(chǔ)知識。在“數(shù)控技術(shù)”課程的理論授課環(huán)節(jié)中,因?qū)W生已有一定基礎(chǔ),教師可花較少的課程時間講授理論學(xué)習(xí),將更多的時間用于課程實踐中,從而突出“實際、實踐和實用”的原則。在教學(xué)內(nèi)容上,目前數(shù)控機床均已采用自動編程技術(shù),學(xué)生對手工編程原理及技術(shù)有所了解即可;對于相對偏深的數(shù)控原理、數(shù)控機床控制電路等理論內(nèi)容,學(xué)生的興趣不大,而且在實際工作中也很少接觸,可以進行淡化處理;而對于學(xué)生今后更有可能接觸的知識,如車削、銑削各種常見零件的加工特點和加工工藝等,則應(yīng)當結(jié)合實際操作來重點組織教學(xué)和進行實踐。
圖1 數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)體系及內(nèi)容
2.教材和師資隊伍的改革
目前通用的《數(shù)控技術(shù)》教材,主要以介紹機床結(jié)構(gòu)、數(shù)控原理、控制原理、數(shù)控程序編寫及機床的維修與維護等基礎(chǔ)知識為主,對于實踐環(huán)節(jié)中的車削模塊和銑削模塊則涉及較少,不僅教師講授起來枯燥無味,學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣也不大。除理論知識外,數(shù)控技術(shù)的教材應(yīng)結(jié)合培養(yǎng)目標與學(xué)校自身的設(shè)備情況,組織教師和實驗人員共同編寫實習(xí)教材,選取一些典型的軸套類零件(車削)、盤類零件(銑削)作為例子,通過學(xué)習(xí)這些實例,學(xué)生對數(shù)控技術(shù)的理解更加深刻。這不僅解決了實習(xí)教學(xué)中的空白,又推動了教師隊伍的建設(shè),更讓學(xué)生能從中學(xué)到有用的技能,對數(shù)控技術(shù)的教學(xué)有著積極的作用。此外,也可引進和聘任一批具有豐富數(shù)控技術(shù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗的技師、高工擔任實習(xí)教師,或定期開展專題講座,使實踐教學(xué)達到較高水準。
3.教學(xué)手段上的革新
在課程上通過采用多媒體教學(xué)手段,學(xué)生能充分理解課本上的理論,但對于教學(xué)內(nèi)容中實踐性較強的車削模塊和銑削模塊,必須經(jīng)過實踐環(huán)節(jié)的鍛煉,才能讓學(xué)生對數(shù)控技術(shù)有更深刻的理解。但實際中教師不可能為每一個學(xué)生提供機床和材料進行實踐。為讓學(xué)生能自己動手,加深對數(shù)控技術(shù)中各類零件從設(shè)計到制造的全過程的理解,在教學(xué)過程中教師可采用學(xué)習(xí)和實踐相結(jié)合的教學(xué)模式,實行理論講解、案例演示、分組練習(xí)、小組答辯為一體的培養(yǎng)方式,利用數(shù)控仿真軟件的模擬功能,讓學(xué)生在計算機上對數(shù)控機床進行模擬操作,可有效解決學(xué)生多、實驗設(shè)備少、機床操作時間短的矛盾。仿真軟件對零件的加工操作流程與實際機床相同,使學(xué)生對加工過程及機床實際操作更加熟悉,這不但有利于提高數(shù)控理論教學(xué)效果,更有助于學(xué)生編程能力的提高,也為以后的實際操作奠定良好的基礎(chǔ)。
4.革新課程考核方法
除通過閉卷考試考查學(xué)生對相關(guān)理論知識的了解外,更應(yīng)該著重考核學(xué)生綜合運用所學(xué)知識、解決實際問題的能力。
(1)采取常規(guī)考試的方式,考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握和理解能力。
(2)提前將課程的考核課題發(fā)下去,讓學(xué)生利用課余時間完成。利用最后一次課堂時間,采取分組答辯、現(xiàn)場演示和操作等考核方式,重點考查學(xué)生專業(yè)思維能力、動手能力、獨立/協(xié)作解決問題的能力和綜合運用知識的能力。
(3)鼓勵和培養(yǎng)學(xué)生獲得數(shù)控相關(guān)的技能等級證書。如通過等級鑒定取得數(shù)控車(銑)床的中、高級工證書,通過參加全國數(shù)控工藝員考試取得相應(yīng)的數(shù)控車(銑)床工藝員證書,可獲得額外的學(xué)分獎勵。
三、新型教學(xué)模式的實施
圖2 數(shù)控技術(shù)課程的教學(xué)模式
根據(jù)上述課程改革的思路,新型“數(shù)控技術(shù)”課程的教學(xué)模式如圖2所示。
1.理論講解
在學(xué)生能理解的程度上,盡可能只講授理論知識中較難的地方,而一些基礎(chǔ)的、學(xué)生能看得懂的地方則讓學(xué)生自學(xué)。這不僅能節(jié)約較多時間用于后面的實踐環(huán)節(jié),也能鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力。
2.案例演示
選取難度適中、具有多種教學(xué)特征的零件,結(jié)合數(shù)控技術(shù)的相關(guān)知識進行講解。為加深學(xué)生對數(shù)控過程的理解,把數(shù)控仿真軟件系統(tǒng)引入教學(xué)中,根據(jù)加工工藝的原則和給定零件的實際形狀,選擇進行數(shù)控加工的工藝,并規(guī)劃合適的加工路線,最后利用軟件的演示功能演示零件的加工過程,還可以在加工過程中故意設(shè)置錯誤的工藝參數(shù)和刀具行走路線,讓學(xué)生指出其錯誤原因并進行更正,通過這樣的互動學(xué)習(xí)和演示,不僅能充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,更能讓學(xué)生在實踐中印證理論教學(xué)中的知識點。
3.分組練習(xí)
為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目的,提前尋找難度合適零件的圖紙,讓學(xué)生在練習(xí)的過程中完成整個零件的加工,使學(xué)生學(xué)習(xí)的目的性更強。為進一步貼合實際,同時鍛煉學(xué)生的團隊協(xié)作能力,可以按照“車間組織”的教學(xué)模式,將班級的學(xué)生分成3~5人一組,將“大班”教學(xué)“小班”化成車間的班組,每個小組選出一位組長,負責各組的生產(chǎn)、組織與管理。教師充當車間主任的角色,從宏觀上對各小組進行督促和幫助,強化學(xué)生的自我管理能力和組織能力,鍛煉學(xué)生的合作、溝通能力和責任心,培養(yǎng)學(xué)生的綜合職業(yè)素養(yǎng)。
教師在進行理論講解的同時,將任務(wù)下發(fā)給各小組,讓小組成員在課后查閱資料和分組討論,完成指定零件的工藝參數(shù)的選擇、刀具夾具的選擇等任務(wù),教師對學(xué)生出現(xiàn)的普遍性問題加以詳細講解,在隨后的仿真教學(xué)過程中,讓學(xué)生利用仿真軟件,按工件實際加工工序完成零件的整個工藝過程: 選擇機床和數(shù)控系統(tǒng)、安裝毛坯與刀具、對刀與校驗、工藝參數(shù)選擇、仿真加工、零件檢測等,最終實現(xiàn)整個工件或是工件某一部分工序的仿真加工。教師對學(xué)生在實踐過程中容易出現(xiàn)問題的夾具設(shè)計、工藝參數(shù)、走刀路線等環(huán)節(jié)進行重點指導(dǎo),以進一步提升學(xué)生對數(shù)控技術(shù)內(nèi)容的理解程度。
4.小組答辯
經(jīng)過一段時間的小組討論實踐后,教師可安排時間讓小組進行答辯。答辯時學(xué)生須運用仿真軟件,現(xiàn)場演示從毛坯選擇到零件加工完成的整個過程,教師重點考查小組成員對零件各加工工藝選擇的合理性和加工路線的設(shè)置的準確性,也可讓其他學(xué)生指出其中的優(yōu)缺點。小組答辯結(jié)束后,教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的完成情況,針對性地作出評價,并根據(jù)各位學(xué)生在課題難度、課題完成過程中的貢獻和現(xiàn)場表現(xiàn)進行評分,并作為平時成績。通過理論和實踐相結(jié)合的教學(xué)模式,能有效增強學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
四、結(jié)束語
“數(shù)控技術(shù)”課程不僅要學(xué)生掌握數(shù)控技術(shù)的基礎(chǔ)知識,更應(yīng)該以“實際、實踐、實用”為宗旨,革新課程的教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容,突出實踐、課程設(shè)計等教學(xué)手段,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,使學(xué)生成為社會所需要的高級應(yīng)用型技術(shù)人才。
參考文獻:
[1]葉邦彥,劉建萍,張承忠,等.面向數(shù)控技術(shù)課程的創(chuàng)新教學(xué)模式研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2010,11(20):140-143.