浅析基于一体化数控铣实习的能力本位教学

刘智勇

（广东省南方技师学院 广东 韶关512023）

随着现代机械化生产的飞速发展，数控机床加工以其独有的优势在机械行业中得到了广泛使用，致使社会对数控人才的需求日益增大。 数控铣床因其加工适应面广，特别适合于加工凸轮、模具、螺旋桨等形状复杂的零件， 在汽车、模具、航空航天、军工等行业得到了广泛的应用，且目前迅速发展起来的加工中心也是在数控铣床的基础上产生的，由此不难看出其在制造业中的重要地位。

“十一五”以来，我国的职业教育得到了空前的发展， 具备了大规模培养高素质劳动者和技能型人才的能力。近些年来，由于看到数控铣从业人员的良好就业前景， 不少职业院校纷纷添置相应的机床设备，在其开设的数控、 模具和机加工等相关专业教学中引入数控铣实训项目。 然而， 实际教学效果却不太理想：一方面，企业生产一线技能型人才仍严重短缺， 特别是高技能人才更加短缺；另一方面，职业院校毕业生达不到企业要求， 专业对口就业率低，招生困难成为不争的事实。因此， 职业院校在不断完善硬件设施的同时， 进行软件建设及教学模式的改革越发显得重要了。

一体化数控铣实习的现存问题

目前，大多数职业院校都意识到了教学改革的重要性和紧迫性。通过借鉴和吸收职业教育发达国家的先进经验，不少学校在积极探索适合自身的一体化教学模式。 然而，在实施过程中，由于受到固有的传统教学模式的束缚，还是存在一些问题。

一体化教学空有其形而无其实 理论教学与实践教学分开，各自独立，互不干涉。 专业理论课教师和实习指导教师各负其责，缺乏沟通，教学计划、教材、教学场所都分为两套，造成教学目标、教学内容、教学进度等严重脱节，很难达到培养技能型人才的目的。 有些学校在实施一体化教学时，存在“重实操、轻理论”的情况。 在学生学习相关工艺课程之前就安排数控铣实习，直接导致实习指导教师教得辛苦，学生学得吃力，厌学情绪随之产生，教学效果自然不会好。

一体化教学形式单一 教师在实习教学中只讲解书本知识，而忽视对学生运用知识分析和解决问题能力的培养，从而导致学生知识结构不合理、 专业技能不够扎实。 例如，在数控铣实习中，实习指导教师在讲授相关工艺和指令后，让学生按图纸要求练习加工工件。出现尺寸超差、 表面质量差等情况，如果不引导学生去分析这些加工误差产生的原因、总结改进的措施， 而是直接把解决方法告诉学生，就不利于学生养成自主思考的好习惯，造成学生缺乏技术钻研的主动性， 今后再碰到其他问题时，还是无所适从。

一体化教学内容与企业和市场的要求脱节 随着市场经济和现代加工技术的发展，现代企业对数控铣中高级技术工人有了更新、更高的要求。 如既要有一定的理论知识， 又要有很强的实际操作能力； 既要能解决生产实际中的问题，又要有技术创新的能力。 然而，不少学校在数控铣实习教学中，仅仅是围绕几套练习图纸进行，没有充分拓展学生的知识面和进行必要的技能拓展教学。 比如，图纸上是要求平面钻孔，只讲解平面钻孔工艺，而斜面钻孔或钻斜孔工艺却不作讲解； 在讲解装夹方式时，只讲解平口钳装夹方式，而对其他一些非规则曲面或薄壁件的装夹以及常见组合式夹具的应用不作介绍，这将直接导致学生的技能水平脱离实际生产的要求。

教学改进策略

数控铣是一门专业性和实践性都很强的技术工种， 在其一体化教学模式中， 要将理论教学与实践教学融为一体， 从而实现教学过程的四位一体， 即理论教学与实习教学一体， 一堂课同时完成理论知识和实践技能的传授； 教室与车间为一体， 教室既是学习理论知识的课堂，又是实习操作的车间；教师与师傅为一体， 教师既是理论知识的传授者，又是实践操作的指导者；学生与徒弟为一体， 学生既是理论知识的学习者，又是实践技能的操作者。

该模式体现了以能力为本位，突出实践技能培养的主导思想，即在理论指导下进行实践，又通过实践来巩固理论知识，使专业教学形成连贯的、完整的教学体系，提高专业操作技能水平。 在具体贯彻、执行这一教学模式时，我们应当重点培养学生以下几方面的能力：

工艺分析能力 数控铣一体化教学不仅仅只是数控铣床的操作和加工训练，更重要的是使学生能应用所学的专业知识正确分析零件的加工工艺，进而采用正确的方法来完成零件的加工。 为了达到这个教学目标，在专业课程设置方面必须严格保证机械制图、 公差配合与技术测量、金属材料及热处理、金属切削原理与刀具、 金属切削机床（含数控加工机床）、机床夹具和机械制造工艺学等专业课程的课时量以及教学深度。 掌握这些专业知识是进行工艺分析的前提。 在数控铣实习教学环节，我们可以采用“创设问题情境”这种教学方式，把加工图纸发给学生后， 通过分组讨论的形式， 先让他们思考零件上需要加工哪几个面、各面的加工顺序，再根据毛坯的硬度和热处理状态， 考虑如何合理选用夹具、 刀具及数控机床的型号，最终确定加工路线、切削参数等。在学生思考和讨论过后，教师再来作点评， 这样做能使学生更好地掌握类似问题的解决方法，在实际操作中少走弯路， 同时也有助于培养学生自主钻研的能力。

软件应用能力 随着我国经济全面与国际接轨，并成为全球制造业中心，我国制造业进入了一个空前蓬勃发展的时期，制造业信息化成为一种必然的趋势。 目前，模具制造和数控加工行业基本上都应用了CAD/CAM 软件和模拟仿真加工软件进行产品的辅助设计和加工，使得产品的研发周期大大缩短。 因此，在职业院校机械相关专业中开展CAD/CAM 软件教学就变得十分必要。 在数控铣实习教学中，有条件的学校可以引进一些主流 的CAD/CAM 软 件， 如Pro/E、UG、MasterCAM、CAXA 制 造 工 程师等软件。 在教师集中讲解和示范操作的同时，也可采用软件学习兴趣小组的形式，让学生利用课余时间在机房进行软件的三维造型和自动编程训练。 通过引入CAD/CAM 等辅助设计和制造软件，学生可以在机房里模拟零件从设计到加工的全过程。 这样，不仅能够解决实习教学中因机床设备数量有限所造成的学生拥挤和空闲的问题， 还能充分发挥CAD/CAM 软件强大的加工模拟演示功能，帮助学生查找加工程序当中的错误，有效避免学生在实际加工中撞刀事故和过切现象的出现。

熟练应用宏程序能力 宏程序编程是手工编程的高级形式和精髓，其最大特点就是引入了变量和表达式，还有函数功能，具有实时动态计算能力，可以加工如抛物线、椭圆、双曲线、三角函数曲线等规则曲面。 宏程序与自动编程相比，程序更简单，加工时间更短，而且精度更易控制。 由于职业院校学生基础知识比较薄弱，知识水平差距较大，因此，在宏程序教学中，应采用渐进式的教学方法。 可先给学生讲解一些基本的三角函数知识，在此基础上帮助学生梳理出典型的圆、椭圆、双曲线等规则曲线方程，然后再介绍宏程序各语句和表达式的意义。 最后，精选一些宏程序编制的简单实例（如椭圆轮廓和规定角度斜面的加工）与学生一起进行分析，逐步使学生明确宏程序的计算过程和计算特点，掌握其运算的原理，进而增强学生运用宏程序编程的熟练程度。

总之，数控铣一体化教学是一项有很强探索性和实践性的工作。教师所要做的就是在教学中研究教学，在搞好各相关专业课教学的基础上优化数控铣实习教学的效果。 在实际教学中，我们应紧跟现代制造业的发展趋势，着力于学生技能应用水平和专业适应能力的培养，力争把学生培养成高素质的技能人才。

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