机制专科专业兴趣数控教学模式研究

2013-07-31张亚新

赤峰学院学报·自然科学版 2013年23期

关键词：数控机床实训加工

张亚新

（赤峰学院建筑与机械工程学院，内蒙古赤峰 024000）

机制专科专业兴趣数控教学模式研究

张亚新

（赤峰学院建筑与机械工程学院，内蒙古赤峰 024000）

数控技术是制造业实现自动化生产的基础，因此数控专业教育是我国经济社会发展的重要基础和教育工作的战略重点.本文针对机制专科专业学生学习数控技术的现状，提出了符合教学实际的改革思路，建立了机制专科专业兴趣数控教学模式.

机制专科专业；数控；教学模式

机械制造业是国民经济的重要支柱，随着机械产品性能和质量的提高，传统的机械制造技术逐步被数控加工技术所代替.在这种大趋势下，企业对数控技术人才、特别是对大量的一线技能型数控人才，提出了更高的培养要求[1].世界各国都在积极的寻找适合本国的数控人才培养模式.目前，德国在数控技术人员培养方面处于领先地位.德国教育部上世纪八十年代初开始试行“双元制职业培训”模式.所谓“双元制职业培训”就是整个培训过程由学校完成相应的理论知识培训，企业进行实际操作方面的培训.学校和企业两方面共同完成对职业学校学生的培训工作[2].经过30多年的实践，这种“双元制职业培训”模式为德国培养了大量优秀的技术人才.

1 数控教学的改进

德国“双元制职业培训”模式虽然成熟有效，但由于人文、教育、经济基础等各方面原因使这种教育模式不能照搬到中国.在近年的教学实践中，按照能力目标，各专科院校尝试着以不同方式加大实践环节的学时，增加集中实训等[3].但这种按图纸加工简单工件的实践模式仅仅依靠增加实践环节的时间，很难从根本上改变学生数控实践效果.因此只有构建出符合人才培养规律的数控实践教学模式.才能保证数控人才培养的效果.

1.1 数控教学的探索

目前，很多高校机制专科专业的数控实践环节主要方式是指导老师讲授数控指令及部分加工实例，然后指导学生按图纸加工一些简单的零部件，这种方法不但枯燥而且禁锢学生的创造思维.机制专科专业学生除了需要培养专业操作能力，更需要培养创新技能.未来机制专业毕业生就业主要是针对高新技术设备的职业岗位.在这些岗位智能内涵的组成中，创造性智力技能占有较大的比重[4].

创造力的培养需要大量的训练和实践才能获的，是一个非常枯燥且需要超常毅力的过程.而专科专业学生缺乏的正是毅力和耐心.在大学阶段培养学生毅力和做事耐心能力明显不切实际，因此从另一个角度出发，首先培养学生对数控加工的兴趣.心理学认为兴趣是人们力求认识某种事物和从事某项活动的意识倾向，它表现为人们对某件事物、某项活动的选择性态度和积极的情绪反应.兴趣在人的实践活动中具有重要的意义，可以使人集中注意，产生愉快紧张的心理状态.因此机制专科专业学生数控兴趣的培养为学生创造力的培养提供了前提和心里基础.

1.2 兴趣数控教学的提出

要培养学生的创造力，首先要培养学生的兴趣，在兴趣中进行创造，在创造中培养更强的创造力.多数机制专科学生仅仅在实训初期对数控加工及数控机床产生浓厚的兴趣，但随着对数控机床的了解和理论指导课程的深入，学生的兴趣随之慢慢消失.当实训进行到按图纸加工简单零件阶段，绝大多数学生已全无兴趣，仅仅当成是一种任务来完成，学习效果非常的不理想，因此培养学生对数控加工的兴趣就凸显出其在数控实训中的重要地位.

培养机制专科专业学生数控兴趣，就要从数控机床的工作原理来分析.数控机床的加工过程就是根据被加工零件的技术要求和工艺要求编写零件轮廓线的加工程序.零件的轮廓线一般由直线、圆弧或其他非圆弧曲线组成[5].即数控实训的目的是培养学生直线插补、圆弧插补、换刀等操作的编程能力，而加工对象的材料选择在整个数控实训过程中影响非常微弱，因此可以选择木材作为兴趣实训加工材料.

作为兴趣实训加工材料具有两方面优势：一方面，很多木材被用来加工儿童玩具，木材玩具跟机械零件一样也是由一些直线、圆弧和非圆弧曲线组成的轮廓，因此数控编程和加工原理基本一致，所以利用数控机床加工木材玩具和机械零件都能锻炼学生的数控操作能力.另一方面每个人都有一颗童心，加工木材玩具能充分调动起学生兴趣，同时也能在兴趣中增加学生的创造力.因此在专科学生数控实训教学中采用加工木材玩具的方法.

2 兴趣数控教学的实施意义

采用加工木材玩具的方法进行兴趣数控教学，其趣味性强、经济性好以及增加冲击安全性等优点，具有较高的实施意义.

2.1 大多数的专科学生虽然在生理年纪上已经成年，但因为多数都为独生子女，家里的溺爱教育使他们的心理年龄远远没有成熟，“玩”在他们的心中仍然是第一位的.在这种情况下限制他们学习专业知识很显然有非常大的困难，因此转换教育方法，因势利导，从“玩”中找到共同的目标.用数控机床加工玩具不但满足了学生“玩”的天性，而且也让学生在“玩”中学习了数控机床操作，同时提高了学生对数控机床加工的兴趣，培养学生的想象力、创造力以及善于进行变革和发现新问题或新关系的能力.

2.2 现行机制专业专科学生教学模式还局限于过去的“基础课→专业基础课→专业课→实训实践→毕业实习”这种框架下，忽视了学生学习目的性和创造性的培养，造成学生对数控知识与技能不精，针对性不强，学习盲目，不能很好的将学过的知识联系到工作实际中.因此通过兴趣数控实训培训，培养机制学生在数控实训中触类旁通和举一反三的能力，帮助学生克服思维定式，能够综合利用自己学过的知识[6].

2.3 常见的数控机床加工材料有金属、塑料和木材，其中金属是高校常用的，但因其造价非常昂贵致使实训学生多数时间都在模拟操作不能进行实际操作，实训课变成了理论课，数控实训变得更加枯燥，不利于学生数控技能的培养；塑料材料塑形较好，这种性能的优点是在数控加工中成型容易，但缺点更加明显，塑料加工成品粘连非常严重，表面质量难以控制，加工出的成品可以说是“惨无人睹”，与设计构想相差太远，不适合数控铣削加工；反观木材则非常常见，造价便宜，且加工质量可控，实训学生根据自己的想法进行加工，而不受实训耗材的影响.唯一的缺点是做为数控铣床加工材料时有木节和斜纹理，加工中容易断裂.但选择中密度板作为数控铣床加工材料则可很好的解决这个问题，而且中密度板可以非常容易的加工成装夹方便的标准小件.

2.4 数控实训的过程中，安全直接影响着实训教学工作的质量，更直接影响到人身和设备的安全[7].数控实训加工过程中出现的安全问题主要集中在两方面，一方面是实训学生态度原因，学生没有按数控实训安全规章操作，这方面可以通过实训指导老师加强教育和监管来避免；另一方面是实训学生能力的原因，在学生编制的加工程序中，空走进刀是加工中非常重要的一项操作，空走进刀采用G00（快速定位）命令，一般在数控系统的参数设定中G00的走刀速度非常的快.如果加工工件是金属材料，一旦空走进刀不当，将直接影响到零件的尺寸精度，严重的可能引起撞刀或过切而使零件报废、刀具或机床损坏[7]，更有甚者会引起铣刀断裂蹦出或工件碎片飞溅，造成学生的身体伤害.如果加工工件采用木质材料，则上述由实训学生编程错误而导致的人身安全隐患将会大大的降低，甚至在某种意义上说可以完全避免.

3 兴趣数控教学方案的制定

3.1 兴趣数控教学的实施步骤

兴趣数控教学模式的建立是一个尝试-实践-修改-再实践的循环往复过程.建立和完善兴趣数控教学的实施步骤如图1所示，首先根据理论制定兴趣实训计划，然后按制定的计划培养学生的兴趣，这一步主要是通过理论课讲授和学生参观来实施；当学生对数控加工产生兴趣后，指导学生进行创新性数控加工，并在学生实训的过程中制定详尽的实训指导书和合理的评分标准；最后建立起详尽的、完善的兴趣数控教学模式.