基于理实一体化的 《数控机床编程与操作》课程改革探索

金初云

(浙江交通职业技术学院,杭州 311112)

0 引 言

数控加工技术是现代机械制造技术的基础,它的广泛应用,使整个机械制造行业发生了巨大的变化,同时在航空、汽车、造船等领域发挥着重要的作用。[1]因此,培养高水平的综合性创新性人才、高素质、高技能的实用性技工人才是当前职业学校的紧迫任务。

数控机床编程与操作是我院数控技术、机电一体化技术专业核心课程之一,实践性很强。在我们目前的教学中,采用了传统的教学方法,教师讲授数控机床编程方法,学生通过零件图进行编程训练,然后由教师检查零件程序的对错。然而数控机床编程与操作是一门实践性较强的课程,这种传统的理论教学方法显然不适合本课程教学。对于数控机床操作部分内容,学生只能粗略了解书本内容,对数控机床没有感性认识,到了工作岗位更是不敢触摸机床,从而导致培养的学生不能满足企业需要。理论教学和实践操作的严重脱节在传统教学中暴露无疑,因此,对本课程进行教学改革显得尤为迫切。

本课程以培养高端技能型人才为目标,注重职业能力和职业素质教育,重点培养和强化学生的数控机床操作能力和编程加工能力。课程改革思路是采用 “理实一体化”的教学模式。在教学中应始终坚持 “工作过程为导向”的教学改革思路,依据企业对操作技能的需求,紧密结合企业生产实际对数控技术、机电一体化技术专业理论知识的需要,以零件加工为载体,根据高职学生的认知规律,循序渐进的规划教学内容,设计工作任务。同时运用四步教学法、任务驱动法、项目法等多种教学方法及过程化考核等手段,激发学生学习兴趣,使学生顺利地完成本课程的学习任务,培养高端技能型人才。

1 按任务驱动法对教学内容进行模块化设计

数控机床编程与操作课程的教学,是以工艺、程序编制及加工实施的工作过程为参照系,以典型零件为载体,体现工学结合,按照任务驱动,将课程内容划分为九个模块,每个模块下设置若干任务来组织和实施教学。课程建议总课时为64,具体内容如下表1所示。

表1 教学内容划分

下面,以模块四和模块五为例来说明教学内容的设计过程。根据岗位典型工作任务和数控中级的国家职业标准,以齿轮轴作为典型轴类零件进行加工,该轴包含外圆阶梯、圆弧、槽、内孔、螺纹等车削内容。如果一开始就加工齿轮轴,学生肯定无从下手。因此,在模块四中设置3个工作任务 (如图1所示):

1)阶梯轴零件的编程与加工,使学生掌握简单外圆直线和圆弧的加工;

2)盘套类零件编程与加工,内圆加工方法于外圆有所区别,但内部的加工又要用到前面任务1的知识与技能;

3)螺纹零件编程加工。在这三个任务中,不仅要求学生加工的零件形状要正确,更重要的是要保证尺寸精度。如果精度没达到,对企业来说它就是一件废品。然后引入模块五的齿轮轴,学生通过思考,综合利用前面学过的知识技能,就能进行合理编程和加工,同时能保证加工精度。

图1 循序渐进教学设计

2 以开放性的学习情境组织教学

数控机床编程与操作课程学习领域的各情境是个开放的学习过程。首先,在学习领域课程设计中,按工作任务难度及教学规律对各学习情境的典型零件只规定了类型,如平面轮廓类、空间轮廓类零件等,任课教师可在此范围内再根据本班学生工学结合实习的工作任务选定实际教学零件,使课程教学内容更贴近工作实际要求。其次,在工艺方案制定中某一工艺参数的改变,会形成不同的工艺过程方案。因此,对同一个典型零件通过小组的交流,产生多个数控程序和工程方案,学生可以通过讨论、仿真加工等选取最佳编程与加工方案,使学生对编程及加工的认识和体验不断加深,从而拓宽了专业能力、方法能力和社会能力的培养空间。最后,学生完成加工任务对零件进行测量,并填写检验记录,进行小组评定。小组对所做工作过程及结果进行分析、总结,提出改进意见,进行汇报。教师对学生工作结果进行检查,听取小组汇报并进行总结和评价。整个教学过程以学生为主、教师为辅,教师通过制定工作任务书进行具体内容设定,学生通过资讯、计划、决策、实施、检查、评估等环节真正实现做中学、学中做。

3 改革课程的成绩评价

本课程采用任务驱动的模块化考核,依据学生出勤、课堂表现、解决问题、任务完成情况进行评价,不设期中期末考试,具体为:模块一至模块三15%+模块四15%+模块五50%+模块六至模块九20%。模块一至模块三和模块六至模块九是数控机床认知、面板操作、坐标系及对刀,是对数控机床和编程坐标的认识阶段,依据出勤、课堂表现、回答问题、简单的任务完成情况进行评价;模块四涉及具体编程,则依据具体任务进行评价;模块五是典型零件编程加工,里面有三个任务,其中任务二、三是典型轴类零件加工,根据解决问题的能力,具体任务完成情况进行评价;九个模块成绩累加就是课程的总成绩。

其中对模块五任务的评价主要分为成果评定、小组评价和教师评价三个部分。任务评价在每一项目完成时进行,即进行项目完成评价。成果评价是根据零件加工工艺、形状、精度等方面的客观评价;小组评价是组长对该组同学在工作过程中的学习目的、工作的主动性、在团队中作用的综合评价;教师评价是指教师对学生在工作过程中的态度、工具使用能力、学习方法总结等所作的主观评价。具体评价表见表2。

表2 任务评价

本课程的一个显著特点就是通过练习,学生将获得任务完成的成果。因而,对成果的评定是衡量学习质量的一个重要指标。小组评价主要是组长对该组同学工作态度和工作成果的评定,其本质是学生通过该环节对思维方式、工作方法以及能力进行反思,继而才能不断改进,获得提高。教师评价是指导教师对学生在学习过程中表现出的团队协作能力和方法能力的评价。主要包括:工作量的多少、工作的难易度、在小组中所起的作用、工作态度、沟通协调能力等[3]。

4 结 语

实践证明,教学方法和考核模式改革后,大大地激发了学生的学习兴趣,提高了学生主观的能动性,提高了教学质量。教学过程中,学生更加明确“学什么、为什么学、学好后怎样运用”,“学中做、做中学、边学边做”的教学理念贯穿了教学的全过程。学生的工程实践能力和综合水平大为提高,在实际产品加工时产品的合格率达到90%以上。

[1]李铁光.数控加工技术[M].北京:北京理工大学出版社,2009.

[2]关颖.《数控车床操作与加工实训》精品课程建设[J].机械职业教育,2008,(6):44-45,48.

[3]欧阳跃军,龚小娟.谈大学理工科教学中创新思维素质培养[J].中国科教创新导刊,2009,(34):29-30.