“理实一体化”教学模式在线切割教学中的探索

(天津现代职业技术学院，天津300350)

理论实践一体化教学方法，简称一体化教学方法。它打破了传统的理论第一、实践第二，两者不能有效统一的教学现象。首先,这种方法改变了教师以自我为中心的教育模式,强调教师的指导作用,通过设置教学任务和目标,使教师和学生教与学合二为一,要求学生完成教学任务，使学生成为教学过程的主导,使课堂教学和实践教学环节更丰富,提高学生的学习效率。在教学过程中，理论与实践交替进行，没有固定的谁先谁后，而是理中有实，实中有理，遇到问题先做，不会做就讲理论，讲会了再继续做。强调了培养学生实践能力和学习理论知识的方法，充分调动和激发了学生学习兴趣。

一、“理实一体化”教学模式的理论依据

国家大力推进和发展职业教育，有效促进职业教育走出困境，加快发展。职业教育培养的是注重发展第一、技术第一的初、中级应用型专业人才，也就是说学生要的不仅仅是简单的理论知识和操作技巧，更重要的专业的知识和专业的技能。学生的社会竞争力将由他所学的专业课程的内容来决定。

因此，“理实一体化”教学的模式自然而然成为了教学过程最具优势的教学法，大家也一直都很重视这种教学模式并在不断的学习和探索中。

二、“理实一体化”教学方法与教学效果

(一)方法

1.讲授法

先将项目展示给同学们，在其中引用到的知识提出来并引出相关的概念、原理等，并对原理进行分析、论证，详细讲解其推理过程，让学生了解推理的思路和方法，对结果进行着重指出并强化记忆。根据教材的安排，突出讲授的重点和难点，使学生能够整体把握课程内容。在讲课的过程中教师可以通过问题的提出、问题的分析、最后到问题的解决、由易到难，有系统的讲解、调理清楚，重难点突出。这与知识体系本身相符合，同时符合学生的理解规律。这样，更便于学生掌握专业知识。

2.演示法

演示法是教师对教学过程中的项目或任务进行现场演示。使学生通过观察获得感性知识的一种好方法。它可以使学生获得生动、形象的感性认识，使理论知识得到更深层意义的理解，这样理论与实践就能有机的联系起来，帮助学生树立正确的整体观念和操作技能。

3.练习法

对于理论性不强的项目，可以在理论课之后，学生在老师的指导下进行实践，从而掌握一定的操作技能和操作技能，同时也是对理论知识的验证和巩固。实践中最重要的是强调安全操作，提高实践的有效性，同时要掌握正确的方法，教师在学生中间巡回指导，及时发现并解决问题，确保练习的准确性和安全性。对每个学生的过程和结果做好记录进行对比，使教师掌握学生的学习进度。对于不操作的学生，要求他们仔细观察，指出其他同学在操作过程中出现的错误，老师及时提出问题，作为另一类的考核点。

(二)效果

“理实一体化”教学使理论教学与实践教学充分结合。一方面，提高理论教师的实践能力和提高实际培训教师的理论水平，可以一箭双雕，使教师的素质进一步提高。另一方面，教师将理论知识和教学实践结合起来，使学生在学习的同时能够利用学习的知识指导实践，同时实践的过程中加深对理论知识的理解。老师改变了与学生产生距离的尴尬，游走于学生中间，亲身指导，拉近了师生的距离和亲切感，这种方法可以极大地激发学生学习的积极性，提高学生的学习兴趣，使学生边学边练边总结，达到事半功倍的教学效果。

三、“理实一体化”教学模式的现状

理实一体教学模式面临很多的困难：

其一，当前职业教育的教学方法有很多,如行为导向法教学方法、教学与实践服务一体化教学方法等教学方法,同时采用先进的多媒体技术、信息网络教育技术等。这些教学方法需要一定的实验实训设备及场地作为前提。而学校教学设备陈旧，以及教学环境不理想。设备需要投资，资金不易保证；而且传统教学是理论与实践脱节，理论教室上理论，实践教室上实践，学和习分离。每次都是将完课后，在实训环节去车间进行实训操作。

其二，高职院校的学生文化基础相当差，大多数学生的认知特征单线思维，直观认知能力还可以，举一反三能力几乎没有，缺乏逻辑思维能力，但实践动手能力好，属于善动手不动脑型。学生学习几乎都是被动学习，厌学情绪严重。加上手机的普及，使得学生上课偷玩手机现象严重。

其三，师资力量短缺,很多年青教师都是“刚走出校门有走进校门”的高校应届毕业生,教学经验,实践经验和动手能力的缺乏是阻碍教师发展的最大的短板。因此,目前大多数的教学方法还是以课堂讲授为主,教师本身动手能力不是很强。

四、“理实一体化”教学模式的必要性

理论实践一体化教学是将理论与实践教学内容进行重新整合；实现讲授与操作融在一起；教室就是实习场所；实训场所也是教室；专业知识与操作技能一体化训练。在项目或任务的教学过程中调整理论与实践的教学比例，增加实践的课时，结合一些生活实际来讲解理论，调动学生的学习兴趣，提高学生参与程度，从而提高实践操作水平。职业教育逐渐改变了传统教育模式，采取一体化教学的原因有很多，比如学生学了很久什么都没学会，理论与实践相脱节所学的理论不能很好的指导实践等等，在各种原因和大环境的作用下，一体化教学以学生为主体，给予学生动起来的机会，使他们参与课堂教学，把精力放在互动上，从而不再玩游戏、说话、睡觉。让学生从被动“填鸭式”教学，改变为主动索取模式。在动手提升操作技能的同时主动向老师索取相应的理论知识，让动手变得有理可寻，使其对理论知识的学习更有主动性、使学习过程不再枯燥乏味，让学生享受亲自动手获取他们需要的就业技能的快感。通过教学改革，采用理实一体教学模式，先解决硬件问题。将教室改为理实一体教室，机床、电脑、桌椅和多媒体设备。前边讲课，侧边进行电脑编辑，后边进行机床加工。其次应改进教学内容，对当天任务相关的知识进行分解，对知识点进行讲解，简单易懂的知识不会给学生带来太多的压力，让学生迅速解决问题。学生掌握了基础知识和基本技能，并运用其双基在解决实际问题中尝到了甜头，才会提高学生学习兴趣。

五、“理实一体化”教学在特种加工——线切割教学中的应用实例

在线切割技术的教学中，有如此任务(图1)：每组同学发一块长49mm宽32mm厚3mm的铁板，取和三边都相切的圆后，在剩余的部分，最大还能切割直径为多大的圆？

此任务来源于校企合作企业天津恒普利精密模具制造有限公司，该公司与学校实行校企合作的现代学徒制模式，由学校老师进行理论教学，由公司师傅带领学生进行实践，实践的任务均为企业一线生产的工件。

图1 加工图

(一)分析：此题主要包括两个大问题

1.数学问题

这是大多数学生比较头疼的问题，数学计算中的基础知识很多高职的学生掌握的不是很熟练。高职学生对于高中数学的基础比较差，对于数学问题的解决采用哪些数学知识，如何运用这些数学知识，成为他们最大的难题。在这里必须耐心的从头讲解，甚至直接运用结论去求解，忽略整个推导过程。尽管如此但是仍然不能忽略对学生数学知识的培养。解决数学问题不但能够对以前所学数学知识进行复习和巩固，还可以培养学生对日常生活现象的观察力和思维能力。

2.线切割的基础知识和基本技能问题

职业教育培养的是高技能人才，这就要求学生不但要掌握知识，还要掌握加工技能，培养动手能力。同时也需要学生对理论知识有一定的认知能力，会运用理论知识解决实际问题，能辨别用到哪些所学的理论知识。

(二)下面对教学过程进行引导：

1.任务一数控电火花线切割两圆的加工分析

(1)首先要想到要求的圆应该和矩形的两临边相切，并和大圆相外切。画出假设的小圆，圆心为o’，设半径为r。启发学生说出圆的切线的基本性质？相切两圆有什么性质？直角梯形通过平移可分成一个矩形和一个直角三角形，重温勾股定理？通过解勾股定理列出的方程得到小圆半径r为9mm。这里应用的是初中平面几何的知识，这些知识广泛应用于生活中，但是高职学生学习差，生活能力也差，所以对这些知识的掌握不是很牢靠。这个引导过程是让学生回忆知识，联系生活。但基本上都是老师自己在讲，很少有学生能独立完成。

(2)其次对于操作技能方面，此题首先分析要切割的是两个圆孔，属于外模加工。应考虑程序的编制过程中单边间隙补偿问题和打孔、穿丝的问题。单边放电间隙F=1/2d +δ，其中，d为钼丝直径0.18mm，δ为放电间隙。一般情况下，放电间隙δ为0．01mm左右，F=0.1mm。这里大圆半径为钼丝行进过程中的中心位置，实际切出的大圆半径为15.9mm。求得的小圆半径为也为钼丝行进过程中的中心位置，顾切出的小圆半径为8.9mm。这里应用到了机加工的常识，和线切割参数的分析与设置，是新知识。但这些并不难掌握，学生很容易接受。

2.任务二数控电火花线切割两圆的CAD图形设计

(1)图形绘制。启动CAXA线切割XP软件。

(2)图形编辑。在显示窗口将图形放大，保存文件为“shuangyuan.exb”。这一过程不是新知识，软件的应用在前面的章节已经熟练掌握，是对老知识的回顾过程，是老知识的应用。知识的前后呼应为学生的学习和记忆打下坚实的基础，同时也开拓了学生的设计思路。

3.任务三数控电火花线切割双圆的CAM程序设计及加工

(1)轨迹生成：

a.线切割轨迹生成参数表定义。

单击主菜单[线切割]>[轨迹生成]，弹出线切割轨迹生成参数表。

依次完成[切割参数]与[偏移量/补偿值]的定义。

b.加工轮廓方向及补偿方向定义。

系统提示，拾取轮廓，单击外轮廓线，点选顺时针方向。

系统提示，选择补偿方向，本项目完成的是外模加工，因此补偿方向向外，点选向外的方向。

c.穿(退)丝点位置定义。

点击右键，系统提示，输入穿丝点位置：选取相应位置并回车或者直接回车。

系统提示，输入退出点：选取相应位置并回车或者直接回车(回车则与穿丝点重合)。

生成外轮廓加工轨迹

(2)轨迹仿真：

a.单击主菜单[线切割]>[轨迹仿真]，根据系统提示设置步长值。

b.系统提示，拾取加工轨迹，点选外轮廓加工轨迹，进行外轨迹仿真。

(3)切割面积查询。单击下拉菜单[线切割]>[查询切割面积]，然后左键拾取加工轨迹，并输入工件厚度，回车，弹出切割面积计数值。

(4)代码生成：

a.单击下拉菜单[线切割]>[生成3B代码]，弹出对话框，选择合适的加工路径，输入加工程序文件名，单击保存。

b.根据系统提示，完成立即菜单的选择：

c.拾取加工轨迹，依次选取外轮廓轨迹。

d.右击，生成3B加工代码。

(5)代码反求(校核)。单击主菜单[线切割]>[校核B代码]，弹出[反读3B/4B/R3B加工代码]对话框；依据程序保存的路径，选择加工程序文件名，单击打开(或者双击)，生成反求加工轨迹。 至此，可以有效保证(校核)加工轨迹的正确性。

(6)代码传输。程序名为(应为英文字母)“shuangyuan.nc”，然后存储到U盘；启动系统进入WIN98平台，通过USB数据线导入到加工磁盘。

4.任务四企业师傅指导学生进行数控电火花线切割加工

(1)用钢板尺量取距离右侧16cm的地方，移动电极丝到o点正前方且距离钢板2～3cm的地方。

(2)开动电极丝及切削液，正式加工。学生边加工边观察，随时准备对异常情况进行修正。

通过理实一体教学，使学生的学习兴趣得到提高，动手能力得到了增强。理实一体教学为学院和专业的发展步入良性循环奠定坚实的基础。

职业学院是以培养技术类专业类人才为目标的学校，以实践教学和理论相结合为教学特色，本文阐述了在教学中以理论联系实际为指导方针，在教学改革中围绕着以学生就业为基本，让学生把理论与实践相结合、学校与企业相结合，让学生真正学到技术，了解实际生产过程，独立操作机床，让学生成为有知识、有技能，符合当代职业技术蓝领高级技术人才。