時間:2022-09-28 23:28:54
序論:好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程,我們為您推薦十篇數控技術教學論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質,帶來更深刻的閱讀感受。
1.1實踐性教學方法的提出
《數控技術》是比較偏重實踐性的課程,特別是一些相關的程序、概念,比較抽象,學生不容易理解,聽起來比較枯燥,學生興趣不是很高。在教學中加強課程與專業的聯系、課程與實際應用的聯系,開展實踐性教學改革是全面提高教學質量和教學效果的有效方法和手段。筆者認為,運用現代教學理論,積極探索實踐性教學模式,切實提高應用性學科教學質量,是《數控技術》教學改革的一種有效嘗試。
12實踐性教學的指導思想
“教學活動必須建立在學生的認知發展水平和已有的知識經驗基礎之上。教師應激發學生的學習積極性,向學生提供充分從事學習、活動的機會,幫助他們在自主探索和合作交流的過程中真正理解和掌握基本的知識與技能和方法,獲得廣泛的活動經驗。”這是開展實踐性教學模式研究的指導思想。
1.3實踐性教學三法
授課過程中,除了講解、提問和答疑等常用的方法外,筆者結合《數控技術》課程本身的特點,探索并完善了以案例式教學法、探討式教學法和現場式教學法為代表的實踐性教學三法。
1.3.1案例式教學法
案例式教學法主要是通過列舉實例,提高學生臨場解決實際問題的能力,引導學生對一些特殊情境進行思考的一種教學方法。
案例教學的目標是讓學生像一個真正的老師那樣去思考問題、分析問題、解決問題,用綜合的觀點來審視教育現象,案例答案的不確定性增強了學生面對教學實踐中的不可預期性問題的應對策略和能力。通過各種各樣的案例演示,學生不僅接觸到各種社會現象,而且這些針對性的演練對于學生畢業后走上社會,在經濟的大舞臺上施展才華無疑具有很強的使用價值。
本文介紹在《數控技術》授課過程中,案例教學法的一個典型應用。如圖1所示的切削零件,通過示例,介紹數控編程的基本方法。用螺紋切削復合循環G76指令編程,加工螺紋為M60×2,工件尺寸見圖,其中括弧內尺寸根據標準得到。
%2451
N1T0101(換一號刀,確定其坐標系)
N2G00X100Z100(到程序起點或換刀點位置)
N3M03S400(主軸以400r/min正轉)
N4G00X90Z4(到簡單循環起點位置)
N5G80X61.125Z-30I-0.94F80(加工錐螺紋外表面)
N6G00X100Z100M05(到程序起點或換刀點位置)
N7T0202(換二號刀,確定其坐標系)
N8M03S300(主軸以300r/min正轉)
N9G00X90Z4(到螺紋循環起點位置)
N10G76C2R-3E2A60X58.15Z-24I-0.94K1.299U0.1V0.1Q0.4F2
N11G00X100Z100(返回程序起點位置或換刀點位置)
N12M05(主軸停)
N13M30(主程序結束并復位)
2.3.2探討式教學法
探討式教學法的實質,首先就在于它不僅是“教”或“學”的過程,而且是一種全體參與的過程。要充分發揮學生的主體性,讓他們參與到你的整個教學中去,激發他們的學習興趣,才能提高教學質量。其次,教學的本質是一種師生交往、交流、互動、對話的活動。在這樣的活動中,老師作為一種知識資源出現在學生面前,應成為學生學習的合作者、促進者,而不是教材的代言人。所以教師應該學會在適當的時候設計適當的問題,從而有效地提高學生的學習興趣,激發學生的學習動機,提高教學效果。
《數控技術》這門課知識點多,相輔相成,完成一個項目需要較嚴密的邏輯思維能力。在編程學習階段,可以把學生分為幾個學習小組,共同完成。實踐的結果表明,在互相討論又各有其責的學習氛圍中,對知識的提高與鞏固有很大的幫助,同時也培養了他們的團隊合作精神。
例如,在講授絕對坐標編程和增量坐標編程兩種編程方法之前,通過學生討論,預測出其不同的用法,在這個預測和探討的過程中,學生已經對兩種編程方法的不同有了初步認識。此時講授起來,學生易于接受,學習的積極性也高。
方法一:用絕對坐標編程
N001G92X0Y18LF
N002G90G02X18Y0R18
F100S300M03LF
N003G03X68Y0R25LF
N004G02X88Y20R-20M02LF
方法二:用增量坐標編程
N001G91G02X18Y-18R18
F100S300M03LF
N002G03X50Y0R25LF
N003G02X20Y20R-20M02LF
2.3.3現場式教學法
因數控技術本身的特點,要求我們必須做到理論與實踐相結合,加大現場式教學力度,突出技術的應用性,并要強調教學內容的可操作性。
對于機床操作教學,應盡可能地讓學生多摸、多動機床,尤其是手動(JOG、ING)工作方式,對于缺乏實際經驗的學生來說,其效果是顯而易見的,而且便于控制手動的安全性。
數控編程是數控機床學習的重點,在了解數控手工編程指令的基礎上,可由教師指導學生裝夾工作,指明欲加工的內容和將要使用的刀具,用單步運行的方式逐段運行程序,邊運靠邊講解,可收到事半功倍的效果。
3應解決的幾個問題
3.1學生學習觀念的轉變
首先,學生應轉變被動的學習觀念,樹立自主學習的理念,增強主體意識和自我建構意識,主動參與教學、積極思考、大膽探究。其次,要加強合作意識和能力的培養,學生之間應建立良好的學習合作關系,溝通交流,共同探究。
3.2教師綜合素質的提高
教師本人要具備科學研究和創新的基本能力,而且教師必須站在知識的前沿,用自身的創新成果不斷豐富和補充教學內容。教師還應提高教學的專業化程度,組織好研究性課程。
3.3網絡教學資源的建設
實踐性教學的形式與內容是開放的,因此優質的網絡教學資源是實施研究性教學的重要保障。網絡教學資源的建設應保證內容豐富、開放和動態,以提供研究性教學需要的資料和信息。教學網站中應當構建一個開放、互動的教學平臺,并創建各種虛擬的研究環境,為學生參與和自主開展課題研究創造條件。
3.4數控仿真實踐教學
由于數控設備投資較大,并且操作過程具有較大的危險性,通過引入數控仿真教學,使學生在機房能夠模擬數控機床加工工件,并且基本上與實踐加工現場相似,這既能節約數控實踐教學的成本,又滿足了大量學生實踐能力培養的需求。具體教學過程:運用CAXA、SolidEdge、MASTERCAM等三維軟件進行零件建模,并自動生成刀具軌跡和NC代碼(或者根據圖紙手工編程)后在南京宇航、VNUC仿真軟件上進行仿真加工,以驗證程序是否正確,同時又能熟悉機床操作面板各個按鍵的作用;此仿真實踐教學過程既體現先進制造技術內涵,又充分培養學生設計、分析和動手操作的能力。
4結束語
作者主要從事數控技術等課程的教學,并主持相關科研活動。多年來,通過實踐總結,摸索出實踐性教學模式在數控技術教學中的應用。實踐性的教學模式,教師應根據課堂教學的學習內容,創設教學情境,提供必要的學習材料,讓課堂充滿研討、探究、思考的氣氛。在實踐活動中,讓學生享受把所學的知識運用到生活實際中去的體驗感受和樂趣。培養學生靈活運用、解決實際問題、大膽創新等綜合能力。2004年,作者獲新疆大學《數控技術》講課比賽一等獎,《數控技術》課被評為新疆大學精品課程,并于2006年申報自治區精品課程,這是實踐性教學模式在數控教學領域成功的一個例子。
【摘要】數控技術是機械學科一門實踐性很強的技術課程。本文初步探討了實踐性教學模式在《數控技術》課程中的應用。旨在引導學生運用加工工藝、程序的編制等理論知識,實際操作和運用數控機床,構建數控技術課程的教學、生產、操作實踐相結合的新的教學模式。該模式已在施教過程中得以應用,并取得了顯著的教學效果。
【關鍵詞】數控技術程序編制實踐性教學模式
參考文獻:
2實踐性教學模式
在十余年的數控技術教學實踐中,作者以從知識到能力的轉化為契機,在傳授數控理論知識的同時,更加注重學生實踐能力的培養,逐步摸索出一套適合學生能力發展的數控技術實踐性教學模式。
2.1實踐性教學方法的提出
《數控技術》是比較偏重實踐性的課程,特別是一些相關的程序、概念,比較抽象,學生不容易理解,聽起來比較枯燥,學生興趣不是很高。在教學中加強課程與專業的聯系、課程與實際應用的聯系,開展實踐性教學改革是全面提高教學質量和教學效果的有效方法和手段。筆者認為,運用現代教學理論,積極探索實踐性教學模式,切實提高應用性學科教學質量,是《數控技術》教學改革的一種有效嘗試。
2.2實踐性教學的指導思想
“教學活動必須建立在學生的認知發展水平和已有的知識經驗基礎之上。教師應激發學生的學習積極性,向學生提供充分從事學習、活動的機會,幫助他們在自主探索和合作交流的過程中真正理解和掌握基本的知識與技能和方法,獲得廣泛的活動經驗。”這是開展實踐性教學模式研究的指導思想。
2.3實踐性教學三法
授課過程中,除了講解、提問和答疑等常用的方法外,筆者結合《數控技術》課程本身的特點,探索并完善了以案例式教學法、探討式教學法和現場式教學法為代表的實踐性教學三法。
2.3.1案例式教學法
案例式教學法主要是通過列舉實例,提高學生臨場解決實際問題的能力,引導學生對一些特殊情境進行思考的一種教學方法。
案例教學的目標是讓學生像一個真正的老師那樣去思考問題、分析問題、解決問題,用綜合的觀點來審視教育現象,案例答案的不確定性增強了學生面對教學實踐中的不可預期性問題的應對策略和能力。通過各種各樣的案例演示,學生不僅接觸到各種社會現象,而且這些針對性的演練對于學生畢業后走上社會,在經濟的大舞臺上施展才華無疑具有很強的使用價值。
本文介紹在《數控技術》授課過程中,案例教學法的一個典型應用。如圖1所示的切削零件,通過示例,介紹數控編程的基本方法。用螺紋切削復合循環G76指令編程,加工螺紋為M60×2,工件尺寸見圖,其中括弧內尺寸根據標準得到。
%2451
N1T0101(換一號刀,確定其坐標系)
N2G00X100Z100(到程序起點或換刀點位置)
N3M03S400(主軸以400r/min正轉)
N4G00X90Z4(到簡單循環起點位置)
N5G80X61.125Z-30I-0.94F80(加工錐螺紋外表面)
N6G00X100Z100M05(到程序起點或換刀點位置)
N7T0202(換二號刀,確定其坐標系)
N8M03S300(主軸以300r/min正轉)
N9G00X90Z4(到螺紋循環起點位置)
N10G76C2R-3E2A60X58.15Z-24I-0.94K1.299U0.1V0.1Q0.4F2
N11G00X100Z100(返回程序起點位置或換刀點位置)
N12M05(主軸停)
N13M30(主程序結束并復位)2.3.2探討式教學法
探討式教學法的實質,首先就在于它不僅是“教”或“學”的過程,而且是一種全體參與的過程。要充分發揮學生的主體性,讓他們參與到你的整個教學中去,激發他們的學習興趣,才能提高教學質量。其次,教學的本質是一種師生交往、交流、互動、對話的活動。在這樣的活動中,老師作為一種知識資源出現在學生面前,應成為學生學習的合作者、促進者,而不是教材的代言人。所以教師應該學會在適當的時候設計適當的問題,從而有效地提高學生的學習興趣,激發學生的學習動機,提高教學效果。
《數控技術》這門課知識點多,相輔相成,完成一個項目需要較嚴密的邏輯思維能力。在編程學習階段,可以把學生分為幾個學習小組,共同完成。實踐的結果表明,在互相討論又各有其責的學習氛圍中,對知識的提高與鞏固有很大的幫助,同時也培養了他們的團隊合作精神。
例如,在講授絕對坐標編程和增量坐標編程兩種編程方法之前,通過學生討論,預測出其不同的用法,在這個預測和探討的過程中,學生已經對兩種編程方法的不同有了初步認識。此時講授起來,學生易于接受,學習的積極性也高。
方法一:用絕對坐標編程
N001G92X0Y18LF
N002G90G02X18Y0R18
F100S300M03LF
N003G03X68Y0R25LF
N004G02X88Y20R-20M02LF
方法二:用增量坐標編程
N001G91G02X18Y-18R18
F100S300M03LF
N002G03X50Y0R25LF
N003G02X20Y20R-20M02LF
2.3.3現場式教學法
因數控技術本身的特點,要求我們必須做到理論與實踐相結合,加大現場式教學力度,突出技術的應用性,并要強調教學內容的可操作性。
對于機床操作教學,應盡可能地讓學生多摸、多動機床,尤其是手動(JOG、ING)工作方式,對于缺乏實際經驗的學生來說,其效果是顯而易見的,而且便于控制手動的安全性。
數控編程是數控機床學習的重點,在了解數控手工編程指令的基礎上,可由教師指導學生裝夾工作,指明欲加工的內容和將要使用的刀具,用單步運行的方式逐段運行程序,邊運靠邊講解,可收到事半功倍的效果。
3應解決的幾個問題
3.1學生學習觀念的轉變
首先,學生應轉變被動的學習觀念,樹立自主學習的理念,增強主體意識和自我建構意識,主動參與教學、積極思考、大膽探究。其次,要加強合作意識和能力的培養,學生之間應建立良好的學習合作關系,溝通交流,共同探究。
3.2教師綜合素質的提高
教師本人要具備科學研究和創新的基本能力,而且教師必須站在知識的前沿,用自身的創新成果不斷豐富和補充教學內容。教師還應提高教學的專業化程度,組織好研究性課程。
3.3網絡教學資源的建設
實踐性教學的形式與內容是開放的,因此優質的網絡教學資源是實施研究性教學的重要保障。網絡教學資源的建設應保證內容豐富、開放和動態,以提供研究性教學需要的資料和信息。教學網站中應當構建一個開放、互動的教學平臺,并創建各種虛擬的研究環境,為學生參與和自主開展課題研究創造條件。
3.4數控仿真實踐教學
由于數控設備投資較大,并且操作過程具有較大的危險性,通過引入數控仿真教學,使學生在機房能夠模擬數控機床加工工件,并且基本上與實踐加工現場相似,這既能節約數控實踐教學的成本,又滿足了大量學生實踐能力培養的需求。具體教學過程:運用CAXA、SolidEdge、MASTERCAM等三維軟件進行零件建模,并自動生成刀具軌跡和NC代碼(或者根據圖紙手工編程)后在南京宇航、VNUC仿真軟件上進行仿真加工,以驗證程序是否正確,同時又能熟悉機床操作面板各個按鍵的作用;此仿真實踐教學過程既體現先進制造技術內涵,又充分培養學生設計、分析和動手操作的能力。
4結束語
作者主要從事數控技術等課程的教學,并主持相關科研活動。多年來,通過實踐總結,摸索出實踐性教學模式在數控技術教學中的應用。實踐性的教學模式,教師應根據課堂教學的學習內容,創設教學情境,提供必要的學習材料,讓課堂充滿研討、探究、思考的氣氛。在實踐活動中,讓學生享受把所學的知識運用到生活實際中去的體驗感受和樂趣。培養學生靈活運用、解決實際問題、大膽創新等綜合能力。2004年,作者獲新疆大學《數控技術》講課比賽一等獎,《數控技術》課被評為新疆大學精品課程,并于2006年申報自治區精品課程,這是實踐性教學模式在數控教學領域成功的一個例子。
【摘要】數控技術是機械學科一門實踐性很強的技術課程。本文初步探討了實踐性教學模式在《數控技術》課程中的應用。旨在引導學生運用加工工藝、程序的編制等理論知識,實際操作和運用數控機床,構建數控技術課程的教學、生產、操作實踐相結合的新的教學模式。該模式已在施教過程中得以應用,并取得了顯著的教學效果。
【關鍵詞】數控技術程序編制實踐性教學模式
參考文獻:
數控技術應用實踐教學體系分五個層次貫穿于整個本科教學的全過程:
第一層次:學科教授做學科講座,觀看數控加工錄像資料,參觀學校教學設施,培養學生學習數控技術的興趣。
第二層次:校內外結合,開展認識實習和金工實習,進行機械工程認識與訓練。
第三層次:實驗、實踐、設計和創新實踐結合,進行數控技術應用實驗與實踐教學。
第四層次:將數控技能培訓和課程設計相結合,培養學生利用數控實踐知識分析問題和解決問題的能力;并組織學生參加數控大賽、進行數控技能訓練。
第五層次:開展廣泛的創新活動,并通過畢業設計,提升學生分析問題、解決問題的能力。
2數控技術及應用實踐教學體系結構
2.1認識實習
新生入校的第一學期,組織學生觀看數控加工錄像資料,請專家教授進行數控加工技術講座,組織學生參觀學校實驗室的數控教學設備,在校外工廠參觀先進的數控加工設備及數控加工過程,使學生對數控技術有一個感性認識,提升學生學習數控技術的興趣。
2.2金工實習
學生金工實習的過程中,設置數控機床操作和自動編程等兩個數控技術的實習項目。在數控機床操作項目中利用教學型數控機床所含有的簡易自動編程軟件,讓學生自己設計加工圖案,然后自動生成加工程序,再在蠟塊或有機玻璃上雕刻出所設計的圖像,這樣極大的激發學生的學習熱情。在自動編程項目中要求學生在CAXA制造工程師軟件中完成三維實體造型,然后根據教師提示完成加工工藝設置,生成數控加工刀具路徑,最后生成數控加工程序。完成比較好的程序還可以上傳到數控機床上,加工出零件來。
2.3課程實驗
通過認識實習和金工實習,學生對數控技術建立了一個初步認識,第三學年開設數控技術及其應用課程,在課程中開設教學實驗,實驗教學圍繞課堂教學內容設置,加深學生對所學知識的理解。課程實驗開設數控機床認識實驗、數控原理實驗、數控編程實驗和數控機床操作等四個基本實驗。數控機床認識實驗通過對工業用數控機床觀察,了解數控機床(如SK50數控車床、XK715D數控立式銑床、DK77型數控電火花線切割機、數控電火花成型機等)的基本結構、加工對象及其用途;了解FANUC0i系列數控系統;掌握數控機床(如SK50數控車床、XK715D數控立式銑床等)的坐標系建立、基本運動和回零操作。數控原理實驗通過對華中數控生產的HED-21S數控系統綜合實驗臺的拆裝調試,要求學生了解數控系統的特點、基本組成和應用;了解數控系統常用部件的原理與作用;熟悉常見數控系統與數控機床的連接與基本調試操作。數控編程實驗通過在浙大辰光軟件和宇龍數控仿真模擬軟件上完成指定零件的數控加工程序編制與調試,使學生掌握數控加工程序的手工編制方法與程序調試技巧。數控機床操作實驗,通過對CGM4300B數控銑床的操作,在蠟塊上加工零件,使學生了解數控銑床的基本特點和機床坐標系的建立;掌握數控機床常規操作方法,重點學習數控機床回零操作、手動對刀操作、工件坐標系設定、程序輸入與編輯、程序調試、自動加工等操作。
2.4數控工藝技能培訓
數控高級人才的培養,必須十分注重學生動手能力的培養,我們在課余時間,充分利用學校現有的資源,對學有余力且對其感興趣的學生進行120學時的數控加工工藝培訓,培訓分為數控工藝分析、自動編程軟件(CAXA制造工程師)的應用、數控機床操作等三個方面。數控工藝培訓要求學生通過培訓具有基本零件的工序劃分、刀具卡具的選擇、工藝基準的制定、切削用量的選擇和切削液的選擇等數控加工工藝分析與設計能力。自動編程軟件的應用要求學生通過培訓,掌握功能齊全的實用型自動編程軟件,如MasterCAM,Cimatron,Delcam,CAXA等自動編程軟件,利用這些軟件編制較為復雜的零件或模具加工程序,同時具有駕馭目前國內市場上流行的集成度高的諸如CATIA、Pro/E、UG(Unigraphics)等CAD/CAM軟件的能力。數控機床操作培訓要求學生熟練掌握數控機床的各種基本操作,掌握加工程序的輸入與加工程序調試,掌握自動編程后的程序傳輸方法,掌握在線加工方法。總之,通過數控培訓增強了學生的數控技術實踐能力,培養學生創新能力。數控技能培訓將數控技術理論與實踐有機結合,鞏固理論知識,培養學生的動手能力。
2.5數控加工工藝分析與數控加工編程課程設計
為加強學生的數控技術實踐能力,機械設計制造及其自動化專業在學習了數控技術及其應用與數控加工工藝等課程后,安排數控加工工藝分析與數控編程課程設計,要求學生從零件圖的識圖開始,通過數控加工工藝分析和設計,選擇刀具、卡具(包括專用卡具的設計),然后編寫數控加工程序,并對其進行調試,最后操作數控機床,加工出要求的零件來。課程設計兩周時間,要求每個學生零件圖都不相同。課程設計開設后收到了良好的效果,達到了預期的目的。
2.6數控技術創新實驗
重視創新實踐環節,大力發掘資源,調動學生的主動性和創造性,根據不同年級的特點,分層次開展開放性數控創新實踐活動,要求學生根據學校現有的設備狀況及自身的理論知識與教師一起設計創新實驗,并在實驗的基礎上逐步完善設計內容。數控創新實踐活動基本上圍繞三個方面進行,一是圍繞產品建模、系統仿真、NC代碼生成、網絡傳輸到零件的數控加工進行;二是圍繞數控系統構建、普通機床的數控化改造、專用機床控制系統的模擬設計等內容進行,三是圍繞數控機床的故障分析與數控機床的維護維修等內容開展。通過創新實驗的設計,培養和強化學生綜合運用知識的能力、工程實踐能力和創新能力。
2.7生產實習
我們始終將生產實習環節視為強化教學效果、實現理論聯系實際的最有效手段。對高層次數控人才培養來說,生產實習基地一般選擇在數控機床制造廠。要十分重視實習基地的建設,對已建成完善的實習教學基地,實現制度化的管理。為學生的實踐能力的提高搭建一個更好的平臺。
學生在實習基地實習內容一般分為兩大部分,一是在數控機床組裝車間了解數控機床的裝配調試,包括電器部分裝配調試和機械部分裝配調試。二是在零部件制造車間掌握數控機床主要零部件的制造工藝過程,了解數控制造廠的工藝設計規程,掌握典型零件的數控加工工藝與數控加工程序的編制。三是跟隨數控機床維修人員進行售后服務,掌握數控機床維護維修的基本方法。通過生產實習,使學生進一步掌握數控機床的結構原理,更加了解數控加工工藝分析的方法和數控加工程序編制。更加強化學生的工程意識、工程實踐能力和創新意識、創新能力。
2.8數控競賽
利用校團委在校內組織數控大賽或與兄弟院校的數控對抗賽,組織學生參加兩年一屆的六部委舉辦的全國數控技能大賽,促使學生帶著問題去學習,克服了學生理論學習的盲目性,提高了學生學習的興趣與積極性,更有利于學生工程實踐能力和創新能力的提高。
2.9畢業設計
通過理論、實踐、培訓、創新四位一體的教學過程,把數控技術基礎理論、實踐能力和創新能力培養融為一體,在畢業設計中將這些知識綜合應用,培養學生綜合應用能力。學校高度重視學生的畢業設計環節,所有指導教師深入現場獲得了第一手資料,結合現場實際,精心遴選題目,提供給學生科學、合理的論文題目。為部分學生選配現場工程技術人員為畢業設計指導教師。要求學生除查閱資料外,用一定的時間到現場去學習、調研。有條件的時候,學生可直接在現場完成畢業設計。通過各種方式將畢業設計與現場實際相結合,收到良好的效果。
2課程教學改革的方法和實踐
2.1教學環節突出側重點
針對本校學生的實際水平,在教學環節中突出側重點。由于本課程的第一部分主要涉及計算機控制的基礎知識、數學模型及控制原理和分析方法。這一部分內容在前期的自動控制原理、復變函數中都有所講述,那么在本課程的學習中主要是針對課程內容進行復習和總結,而不作為重點內容進行講授。而第二部分中,講述的是計算機控制技術的算法和應用以及系統仿真的算法。該部分是眾多學科實踐與應用的理論支撐,包括了經典控制算法如PID控制算法及其改進等,復雜控制算法如最少拍控制及達林算法等以及數字濾波等數據處理方法,同時包括了系統仿真算法。這一部分作為重點內容講授。而第三部分是控制系統的MATLAB仿真和SIMULINK仿真。該部分需要學生動手實踐來完成,實際應用也很廣泛,在講授中同樣以舉例的方式讓學生能親身體會到軟件方面的使用。
2.2教學與教材有機結合
針對《計算機控制技術》這門課程的特點,現有的高校教材可謂是形形,各有各的特點,那么如何使學生更好的學習課程內容而又不依賴于教材呢?或者說如何使學生更好的理解教材內容而更深入的學習課程知識呢?這就要求將教學與教材有機的結合起來。針對本校學生特點,不能拘泥于一本教材來學習本課程,因此,在教學過程中,第一部分內容也就是前期的計算機控制技術基礎知識和數學模型等內容,主要針對學生現有教材以及自動控制原理等教材進行講解,第二部分內容主要是計算機控制技術的算法和應用以及系統仿真的算法。該部分的內容想對比較難,計算量大,因此既應用現有教材,還參考于海生等編著的《計算機控制技術》以及湯楠等編著的《計算機控制技術》等教材,針對算法的部分,結合不同教材的例題,使學生更好的理解算法的來源。第三部分即控制系統的MATLAB仿真和SIMULINK仿真,該部分更多的需要學生自己動手操作,那么在上課的過程中針對例題給學生通過多媒體演示的方法,引入知識點來提高學生學習的積極性。
2.3有效利用實驗環節
《計算機控制技術》這門課程不但有獨立的理論和方法,而且有相當強的實踐性和應用性。因此,要學好這門課程,必須有效的充分的利用實驗環節。本門課程安排在第六學期開設,該課程的實驗的設置充分結合課堂內容,考慮以實際應用為主,主要安排了數字濾波器、數字PID控制算法、最小拍控制、大林控制算法等等。并為了提高學生的學習興趣以及拓展學生的知識面,還安排了選做的步進電機控制、溫度控制系統等現實中廣泛應用的實驗環節。
2.4重視教學中的考核方式
考核是評價學生學習、了解教師教學效果的一個重要杠桿。而僅僅通過期末考試的方法來對學生進行考核的話,有可能使學生平時不注重學習,期末搞突擊,考后知識還給老師。我們把考核分為了4種:
①課堂作業。每次作業計10分,按照作業次數折合成滿分10分的平時成績。
②課堂表現。針對學生的課堂狀態以及回答問題的正確率和積極性,計10分平時成績。
③實驗環節。針對各個實驗中學生的預習情況、實驗過程中的參與情況,實驗結果的準確度來評價,滿分計10分。
④期末考試。期末考試成績折合成70%,再加上以上3項的成績即為學生的總體考核成績。這樣分配更加合理,也充分調動了學生的積極性。
隨著越來越多高精尖技術在我國裝備制造業中使用,以數控機床為代表的高科技裝備,已成為我國制造業的不可或缺的重要力量。雖然我國的數控機床的使用率還不如歐美發達國家,但是隨著我國“世界工廠”的地位凸現,數控機床的使用率將持續增長,成為我國制造業的主力軍。隨著數控機床普及率提高,隨之而來的就是需要大量懂得數控編程與機床操作的高級技術工人。中等職業學校便面臨著為國家培養高級數控技術工人的新的挑戰。
傳統的中職數控教學存在許多弊端。主要表現在:數控專業的理論教學與實踐教學被相對分開,各成一體。導致學生跟著理論老師學完一個學期的理論之后,利用期末集中到數控車間跟著實踐老師再學習實踐。因為數控技術對于中職學生來講比較抽象,學生在學習理論的時候,積極性普遍不高。通常一本書的理論學完了,真正掌握的學生很少。而期末到車間實踐的時候,很多學會的東西也已經忘了很多。這樣一來,導致學生覺得數控技術難學,普遍抱有恐懼心理,學習效果可想而知。
找到學生學習積極性不高,學不好的癥結后,我校從2005年開學以數控專業為試點教育教學論文,進行理論與實踐一體化的教學改革。即把數控專業學生第二年所學的專業課分成數控車削技術、數控銑削技術、鉗工技術、電器與PLC、CAD/CAM等若干素質技能模塊。將這些素質模塊全部進行理論與實踐教學并進,每一個模塊的理論與實踐教學由一個老師全部完成。學生在學習每一模塊時,先由老師講解當天所學理論,學生掌握后就直接到車間實驗室進行實踐練習。經過近幾年的試點,我校數控專業學生學習積極性相比以前有很大提高,學習效果也顯著改善。
但是隨著這幾年一體化教學的展開,其中的不足也在教學中顯現出來。數控專業學生所學的素質技能模塊彼此相對獨立,學生由于個人興趣不同等原因,往往只對其中的幾個模塊感興趣,而對剩余的模塊提不起學習興趣,造成學習過程中的偏科。這樣一來,使學生全面發展的教學目標便失去了意義。為此,我校機械系的教師以近五年一體化教學中積累的經驗為基礎,對數控一體化教學進行了一些新的探索與嘗試。
我們從學生在技能模塊學習中偏科的問題著手,分析學生偏科的原因。歸結起來主要是學生個人的興趣不同和學生學習的積極性不高所致。因此,在假期中,我系老師積極探索,把學生第二學年所學習的若干模塊進行了整體規劃。以數控車削技術和數控銑削技術兩個模塊為主線,把鉗工技術、電器與PLC、CAD/CAM等模塊的內容穿插在數控車削技術與數控銑削技術的學習中。
具體實施的步驟分為:首先,數控專業的學生升入二年級學習后,我系老師在新學期開學第一天對學生進行素質技能模塊學習前的動員中國期刊全文數據庫。在動員大會上,老師會向學生介紹整個技能模塊學習的總目標。總目標的實施依靠具體項目進行落實。具體的項目是由我系老師在假期中經過細致篩選,以數控中級工國家職業標準為考核依據,設計出的由軸類零件和平面輪廓零件組成的配合工件。通過把配合工件的內容分解,其中的知識點主要由學生將要學習的技能模塊組成。接下來,學生在進行每個模塊學習的第一節課里,專業老師都會向學生詳細介紹學生所學模塊在整個總體項目中所占的地位,學生所要掌握的知識點,以及如何完成所分配的目標。
在CAD/CAM模塊的學習中,老師會把學生要完成的總的配合工件的三維實體造型展示給學生,讓他們首先從直觀感受到學習完所有模塊后所要完成的配合工件的造型。然后,老師會把配合工件的實體造型進行逐步分解,最終分解成學生所要學習CAD/CAM模塊中的最基本的知識點,使學生明白,通過從最基本的知識點開始學習,逐步深化,最終才能完成整體的配合工件的實體造型。學生通過對CAD/CAM模塊中零件的實體造型有了了解后教育教學論文,在鉗工技術的學習中,首先從要完成的配合零件的毛坯入手。老師發給每名學生原始毛坯。學生通過學習鉗工技術的劃線、鏨削、鋸削、銼削、鉆孔、锪孔、鉸孔、攻螺紋、套螺紋、研磨、測量等知識后,對原始毛坯進行加工,以保證在數控車削和數控銑削加工中對毛坯的精度質量要求。得到達到精度要求的毛坯后,學生就開始在數控專業老師的帶領下,從數控機床的組成、基本操作、數控程序編制、自動加工和精度控制等知識點開始由淺入深地學習。學生學習數控車削技術和數控銑削技術同時,同步開始電器與PLC的學習。電器與PLC主要包括各種電器元件、控制電路和PLC編程。而這些知識點恰恰涉及數控車床和數控銑床的電器控制部分。在學生學習數控車床、數控銑床操作的同時理解機床動作的原理,使他們不僅知其然而且知其所以然。
學生根據第二學年開始時的總項目介紹,逐步隨著一體化教學的進行完成學習任務和目標。由于總目標劃分了若干小的模塊化目標。當學生由于興趣或其他原因完不成其中某一模塊學習時,就會造成后面的模塊學習無法進行,進而影響了整個總體目標的達成。在一體化教學中,教師還引入了團隊競爭,把一個教學班的學生分成若干小組。當完成一個基本模塊學習實踐后,各個小組會進行評比排名。基于以上兩點,學生在學習中偏科的現象大大減少,學生的學習積極性相比以往有大幅提高。學生考取兩個或多個國家職業資格證書的人數也有大幅提高。
事實證明我校在一體化教學中引入總項目引領各個分項目的一體化教學嘗試非常成功。但畢竟只是嘗試,肯定存在許多不足需要我們不斷改進與完善。只有我們不斷改進和完善一體化教學模式,不斷適應社會對人才需求的變化,才能為國家培養出更多優秀的高端技能型人才,使我國的裝備制造業始終立于國際不敗之地。
參考文獻:
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1 實施背景
佳木斯市是東北老工業基地,農機制造業、糧食加工業、煤機制造業十分發達,數控加工人才緊缺,佳木斯地區每年就有2000人的需求缺口。從全國來看,大量的企業正在從傳統的機械加工向數控加工方向轉變,因此數控技術應用專業的技術型人才具有很好的就業情景。
2 概念界定
“角色轉換”就是通過校企深度合作實現學生和員工的無形轉換,具體體現在以下五個方面;教學過程與生產過程的轉換、教室與車間的轉換、實訓項目與工作崗位的轉換、學生與工人的轉換、專業教師與技術人員的轉換。
3 實施過程
3.1 通過教學過程與生產過程的轉換,實現學生專業知識與企業人才需求無縫接軌
教學過程與生產過程的轉換就是改革教學模式。近2年陸續和人本集團有限公司、佳木斯電機股份有限公司等企業簽定了訂單培養協議。訂單班的學生按照企業人才需要的標準進行培養。由學校老師和企業師傅共同授課,學生通過老師的課堂教學掌握專業理論知識,由企業師傅講解企業人才在生產過程中所必備的知識,讓學生真實了解掌握企業生產中必備的知識,學習更有目的性,提高了學生學習的目的性。這樣就實現了學生專業知識和企業人才需求的無縫接軌。
3.2 通過教室與車間的轉換,實現學生學習環境與企業生產環境的統一
我校早在2007年就引進佳木斯市暢通汽車零部件有限公司入校,有深厚的合作基礎,為使學生能盡快融入企業,在校企合作企業并在生產車間建立了一體化教室,教室的設計不僅能夠滿足學生教學需要,還能夠讓學生看到企業生產的整個流程,成為學生的學習環境,實現了“把教室搬進車間”,實現了學生工學零距離。
3.3 通過專業課程與工作崗位的轉換,實現學生技能與企業崗位能力要求完美融合
為了讓學生真正地把自己學習的技能真正的用到企業生產崗位上,通過引入佳木斯市暢通汽車零部件有限公司作為生產性實訓基地。學生在校內實訓基地掌握基本技能后,在企業生產車間進行生產性實訓,通過技術工人的指導,使自身專業崗位技能得到強化,讓學生在真實的工廠和生產車間環境里實現“做中學”。讓學生從一開始就直接了解到企業生產崗位的崗位技能,通過生產性實訓,明確了自己的短板,學生的學習也就有了目的性,也為以后學生以后走上工作崗位打好技能基礎,使學生“畢業就能上崗”。實現學生技能與企業工作崗位能力要求的完美融合。
3.4 通過學生和工人角色的轉換,實現校企雙方人才綜合素質雙重提高
學生和工人角色的轉換是雙方面的。學生在校期間,不僅要在專業知識和技能上狠抓落實,而且要注重學生綜合素質的提高。學校定期聘請企業經驗豐富的技術工人擔任評委,通過開展安全生產知識競賽、職業技能操作比賽等活動,這樣不僅提高了學生的技能,還增強了學生的安全意識。
隨著企業的機器設備更新速度的加快,企業員工的知識層次已經跟不上新的企業生產要求,單靠企業的培訓遠遠不能適應企業的的要求。通過舉辦企業工人專業知識培訓的形式,發揮職業院校社會服務功能,發揮教師豐富的專業知識特長,讓企業工人迅速掌握最先進的專業理論知識,提高了企業工人綜合素質。對于企業來說,不僅能夠快速提升企業員工的理論知識水平,還能為企業節省高額的培訓費用,實現校企雙方人才綜合素質的雙重提高。
3.5 通過專業教師和技術人員角色的轉換,實現校企雙方合作共贏
現代企業的發展不僅需要經驗豐富的企業一線員工,還需要創新發展才能立于不敗之地。但是現在加工制造企業大多沒有成熟的研發團隊,還有就是因為周期長、成本高,導致企業創新能力不夠。作為中職學校專業教師,掌握先進的理論知識,同時專業技能也比較強。佳木斯市技工學校數控技術應用專業在通過在佳木斯市暢通汽車零部件有限公司設立產品研發中心,并在研發中心投入4臺高配置研發專業電腦,教師做為技術人員在這里配備辦公桌,與企業共同研發。
學校與企業簽訂協議,企業邀請具有豐富理論知識與實踐技能的老師作為技術指導,和企業一起合作開發新產品、改進技術,這樣不僅縮短了企業研發和改進的時間,更是降低了成本,產生了更大的經濟效益,實現校企雙方共贏。
4 保障條件
4.1 校企合作是實現角色轉換的基礎
學校先后先后與佳木斯暢通汽車零部件有限公司、佳木斯電機股份有限公司、蘇州寶瑪數控有限公司等簽訂校企合作協議,建設了暢通一體化教室、佳電一體化教室、暢通產品研發中心、寶瑪產品研發中心。這些企業不僅是佳木斯市技工學校學生企業實踐基地,還是教師企業實踐基地。企業根據學校情況,提供實習實訓機會、研發項目、技術人才、生產產品等資源,確保學校教育與企業需求緊密貼合,真正做到校企雙方的深度合作。
4.2 校企合作三級管理機制是實現角色轉換的關鍵
在學校校企合作委員會、校企合作工作小組以及專業建設指導委員會三級管理機構的正確指導之下,保障了數控技術應用專業能夠順利突破發展瓶頸,實現培養人才根本性的升級。
4.3 校內實訓基地建設是實現角色轉換的保障
學校不斷加大對數控技術應用專業硬件條件建設的投入,新建升級了數控車一體化教室、數控銑一體化教室等六個一體化教室,更新了實訓基地的實訓設備,成為實現角色轉換的物質保障。
5 主要成效與成果
5.1 學生綜合素質明顯提高
經過兩年的培養,學生的綜合素質有了明顯的提升。通過對企業畢業生滿意度的調查,企業普遍反映表示對我校數控技術應用專業畢業生十分滿意;在2013年佳木斯地區杏花杯職業技能大賽上我專業學生囊括了數控車前三名,普車第一名和第二名的好成績。2014年在黑龍江省第六屆數控技能大賽中獲得數控車工學生組團體第二名。
5.2 學校影響力增加
數控技術應用專業先后與佳木斯電機股份有限公司、佳木斯常發佳聯農業裝備有限公司、哈爾濱哈飛工業有限責任公司等20家企業簽訂了校企合作協議;先后與人本集團有限公司與佳木斯電機股份有限公司簽訂了訂單培養協議,成為教學模式改革的成功典型。
5.3 專業教師隊伍成長迅速
專業教師隊伍成長迅速,培養出具有專業開發能力的專業帶頭人2名,具有課程開發和研發能力的骨干教師12名,專業教師隊伍中的能夠承擔理論和實訓教學任務的雙師教師團隊比例已經達90%以上;教師教研教改能力明顯提高,申報建設了某級精品課3門,發表省級以上科研教學論文28篇,開發出版教材4本。
5.4 社會服務力提升
兩年來,我專業帶頭人、骨干教師為地區的佳木斯暢通汽車零部件有限公司、佳木斯電業局、佳木斯四海印刷廠、三江開關廠等提供技術服務6次;為佳木斯暢通汽車零部件有限公司、佳木斯電機股份有限公司、佳木斯常發佳聯農機裝備有限公司開展企業員工專業知識培訓,年培訓200人次以上,且培訓人數規模不斷增加,極大地提高了我校數控技術應用專業的知名度。
5.5 產學研成效顯著