中职数控铣工实训教学策略提升探析
2023-01-24福建经贸学校林崇文
福建经贸学校 林崇文
数控铣工实训是中职学校数控专业的学生把课堂上学到的理论知识应用于生产实践的过程,是提高学生动手能力、获得技能的主要手段,是学生就业后能够胜任数控铣工工作岗位要求的保证。如何提高数控铣工实训的教学质量,让学生真正学到一门技能,是值得每一位中职学校实训指导教师思考和探究的。因此,要想获得好的实训教学效果,提高实训教学质量,实训指导教师不仅需要具备扎实的理论知识和专业素养,还必须了解企业对中职学校数控铣工人才的需求状况,结合项目教学法和信息化有效地实施教学。
一、中职数控铣工实训存在的问题
(一)中职学校数控专业学生的现状
从专业学习来讲,数控专业学生自身基础知识水平较低,学习积极性低,学习行为习惯较差,但是在动手操作能力方面较强,希望在校习得一技之长后能够马上就业,对实训操作课程感兴趣。
学生理论学习能力较差,但对书本以外的世界充满了好奇,对科技和网络发展进步所带来的新生事物,如电子游戏、虚拟社会、网络空间、互联网+等更是充满兴趣。面对这些新生事物的诱惑,中等职业学校学生自我控制能力较差,甚至会沉迷于手机网络中无法自拔。
(二)中职学校数控铣工实训的教学现状
1.中职学校的数控铣工实训设备投入不足
许多中职学校没有持续稳定的资金来源,很难配备基础、先进、价格昂贵的设备,而企业设备又不断更新,学校实训车间设备在数量、种类、质量上都无法达到企业的要求,甚至出现严重脱节。
2.校内实训时间严重不足
目前中职政策倡导升学型教学,使学校的教学教研重心发生改变,为了提高升学的通过率,压缩了专业实训教学时间,影响了专业实训技能的熟练程度,学生所学的实训技能有限,中专毕业生选择就业时很难找到合适的岗位。
3.中职学校数控铣工实训师资不足
中职学校的专业实训指导教师,大多数是由理论课教师经过各种师资培训、参与实践教学、师徒结对子培养而来的。理论教师在学历上已基本达到本科及以上,理论知识、教学方法、教学经验等各方面比较成熟,但是缺乏企业实践技能,技能实训课教学经验不足。而且专业实训教学时间较为连续,管理学生压力大,工作强度较大,有些还要负责学生该项目的竞赛,很多理论教师都望而却步。
4.中职学校铣工实训教学方法单一
实训指导教师在教学中主要还是运用传统教学方法,教师先讲授课程新知识并进行加工步骤演示,学生按照演示步骤加工零件,在练习的过程中教师加以指导,最后教师检验学生成果并对相关问题进行讲解。在传统实训教学方法中,学生虽有动手但缺乏动脑,被动接受知识,技能掌握不牢固,遇到问题容易束手无策。
5.中职学校铣工实训教学手段简单
数控铣工实训新课讲授常用的教学手段是现场演示数控铣床操作过程、通过斯沃仿真软件模拟演示数控铣床加工操作过程、通过播放视频或微课视频演示数控铣床加工操作过程等方式。
二、提升中职数控铣工实训方法策略
(一)引进校企合作,完善实训设备
1.学校对接企业,将企业设备引入校园
中职学校应该加强与本地区龙头企业的合作,企业提供设备进驻校园,学生能够学习企业生产一线的设备,既能紧跟实际生产又解决了学校实训车间设备不足的问题。学校组织专业团队到企业调研,根据企业培养模式修订专业人才培养方案,按照企业人才培养模式培养学生,将学生当作企业员工,理论知识和实践技能成绩优异的学生毕业后将直接进入企业工作,实现校企无缝对接。
2.教师对接企业,将企业专业技能师傅引进中职学校实训教学课堂
企业师傅技能娴熟但缺乏教学经验,学校教师理论教学经验丰富但缺乏实训技能。把师傅引进课堂,鼓励教师带领学生共同承担实训任务、学习实训技能,提高教师的专业实践技能,带动中职学校专业技能的发展。
3.学生对接岗位,培养职业素养
通过情境教学、企业生产案例实训教学,改变学生在学校实训课堂中只学理论知识、实践技能的状态,使学生体验到企业文化、制度、氛围,培养学生具有团结协作、吃苦耐劳的职业素养和精益求精的工匠精神,未来走出校园能够与企业岗位零距离对接。
(二)调整实训教学计划安排
加强中职学校数控铣工实训教学交流,调整适合本校的实训计划安排。受到教育政策升学导向的影响,有些学校为了提高学业水平测试的成绩,提高学校的整体升学率,也为学校更好地招生宣传,严重压缩了专业实训教学时间。中职学生最主要的专业必备技能掌握不足,已经脱离了中职学校办学的初衷。应该多加强中职校之间的沟通与交流,灵活调整每学期的教学计划安排,在没有学业水平测试的学期,多安排实训教学;该学期有学业水平测试,可以暂停安排实训课程,待学业水平测试后,再增加实训技能的时间。通过调整教学计划安排,满足正常升学导向需要的学习,确保不影响中职学生实训技能的学习。
(三)培养实训教师的实践操作能力
1.加强中职学校数控铣工实训教学交流
中职学校之间应多组织实训指导教师进行面对面的研讨交流活动,相互探讨实训教学手段、教学方法、实训项目实施、实训场所管理制度、实训效果评价制度等,共同提高实训教师的实践教学能力。
2.鼓励实训车间指导教师到企业去参与生产实践
教师常年在教学岗位上,会与企业先进生产理念、设备等脱节,教学内容不能实时更新。中职专业教师应利用寒暑假参与企业生产一线实践、参与研发项目,提炼出本专业实训课题,培养教师的专业素质和双师型素质,提高教师实践操作能力。
3.中职学校要重视实训指导教师技能方面的提升
中职学校应该优先保证实训教师参加省市专业骨干教师培训,邀请省、市级名师工作室专家或专业带头人对实训指导教师进行培训,鼓励实训指导教师参加相关专业的省市各项技能比赛,提高实训教师技能水平。
(四)项目教学法在数控铣工实训中的应用
项目教学法就是在教师的指导下,将一个相对独立的项目交由学生自己处理,进行信息收集、方案设计、项目实施及最终评价,学生在完成该项目的过程中,了解并把握整个过程及每一个环节中的基本要求,达到相应的教学目标。
数控铣工实训课是实践性课程,需要完成一项项任务,这样的课程适用于项目教学法。在实践教学中,教师应引导学生以项目任务为依托,独立自主开展相关的学习活动,进而切实有效地掌握实训技能。下面以数控铣床实训教学——刀具半径补偿功能G41/G42的应用为例,探究项目教学法在实训教学中的应用。
1.确定项目
教师确定项目,安排学生完成项目任务。此项目为:当加工模具时,遇到同一公称直径的凹、凸型面,利用已学知识进行加工,考核学生是否掌握刀具半径补偿功能G41/G42的应用。
2.制定计划
根据我校班级的具体情况,班级40个学生根据不同层次分成8组,每组指定一名组长,负责本组项目的实施,每组同学深度参与项目过程,完成项目并进行评价。每组同学根据刀具半径补偿指令知识应用,通过分析零件图,制定加工工艺,编写加工程序,模拟仿真加工,在数控铣床加工零件。
3.实施计划
(1)教师讲授该项目的实施步骤以及注意事项。重点强调学生安全规范操作和车间安全教育。教师在项目实施过程中根据小组需求进行指导,学生独立自主完成项目,教师起次要作用。
(2)学生通过预习、利用网络查询资料、请教教师等方式,根据刀具半径补偿的应用,确定编程与加工方法,激发学生的学习积极性,推动学生为完成任务而查找资料。
(3)每个小组经过充分讨论,分析零件图,制定加工工艺:选择机床、确定刀具、夹具、装夹方法、切削用量、走刀路线等,得出结论后并完成工序卡片。小组讨论的过程是团队的分工、合作。
(4)组员合作完成计算基点坐标,编写加工程序,通过斯沃仿真软件进行模拟加工。
(5)组员合作完成实操加工,合力解决加工中遇到的问题,提高解决问题的能力,加深学习内容印象。小组完成零件的加工步骤——输入程序、安装毛坯、安装刀具、对刀操作、设置工件坐标系、运行加工程序。
(6)小组完成项目,得出项目结论并制定实施推广:对同一公称直径的凹、凸型面,内外轮廓编写成同一程序,加工外轮廓时,将偏置值设为+R,刀具中心将沿轮廓的外侧切削;当加工内轮廓时,将偏置值设为-R,这时刀具中心将沿轮廓的内侧切削。当小组独立完成项目后,学生会获得成就感,收获学习的乐趣,激发学习兴趣。
4.检查评估
各组派代表说明本组编程与加工方法、工艺卡片、工件加工完成的情况,然后由教师和各组代表对该组完成情况进行评分。学生自评的过程是对知识的梳理过程。教师要重点对各组项目完成过程中出现的问题展开讲解,突破重难点,达到项目教学法的教学效果。
5.推广应用
项目教学法让学生在学习过程中主动参与、自主协作、探索创新,适用于编程与加工方法的实训教学,在模具加工中运用较多。
(五)在传统教学模式上融入信息化教学模式
在传统实训教学过程中,中职学校数控专业学生对电子游戏、虚拟社会、网络空间等爱不释手,抓住数控专业学生这个特点,融入游戏、手机、竞赛等方式,让学生积极主动地参与课堂;并结合中职数控专业学生感兴趣的社会热点、工匠精神和本节课的安全注意事项等进行课堂思政教育。教师融入一些有效的信息化教学手段,如微信平台、问卷星、学习通平台、希沃白板5、斯沃仿真软件等,让学生更加积极主动地学习。下面通过一次课堂实施呈现传统教学与信息化教学手段的融合。
1.中职数控铣工实训课堂导入部分
传统讲授课堂导入为一句简单的本节课要学习的内容、展示本节课实训最后成果、一段展示本节课成果的视频等。这些课堂导入是学生被动接受知识,而不是学生积极主动地参与课堂。教师可以通过融入短视频的方式,让学生积极主动地参与课堂。
以数控铣床对刀操作为例,使用对刀工具有偏心式寻边器和Z轴设定器。课前借助问卷星平台设置不同层次学生遇到以下四个问题如何解决:一是在对刀过程中,如何提高对刀精度;二是对刀时如何避免寻边器和工件发生碰撞、刀具和Z轴设定器发生碰撞危险;三是X、Y轴对刀时如何确定寻边器的基准;四是对刀完成后,如何完成工件坐标系设置,避免因工件坐标系错误而产生严重后果。让学生通过手机线上平台快速作答,了解不同层次学生预习新课解决问题的情况。从问卷星统计的数据得出,无法解决问题的学生比例分别为:49.12%、20.36%、85.12%、25.4%。从学生完成数据的分析可以确定本节课的重点是问题一提高对刀的精度,难点是问题三X、Y轴对刀时如何确定寻边器基准。考虑数控专业学生对本专业发展前景比较感兴趣,通过截取《大国工匠》中有关精度视频制作微课,用于课堂的导入,吸引学生的注意力,强调实训安全教育和大国工匠精神,作为本课导入部分,达到加强思政教育的目的。
2.中职数控铣工实训讲授新课部分
在学校实训设备少的情况下,教师演示操作过程,学生围着设备听课,一方面学生的安全堪忧,另一方面学生观察角度有限,导致听课效率低。此时,教师可以借助信息化手段,通过摄像机或直播实时同屏到投影屏幕或一体机上,方便学生从多角度、仔细观察示范操作。
以数控铣床对刀操作为例,在理实一体化教学场地,按照不同层次的学生分组,每组指定一名组长,观看《大国工匠》短视频,培养学生热爱专业、认真严谨的工匠精神。学生观看一体机上教师现场操作数控铣床对刀步骤的同屏视频,教师通过手机同屏做好操作步骤细化讲解,利用希沃白板5课堂活动中的知识配对互动环节,增加与学生的互动。在一体机上播放错误演示对刀的微视频,通过检测发现对刀有误,突破重点,让学生掌握通过改变进给倍率提高对刀精度。最后借助希沃白板5思维导图呈现对刀操作的注意事项。学生做好课堂笔记,对不理解的步骤做好标记,教师将演示操作短视频发到学习通平台,为接下来的课堂练习做准备。
3.中职数控铣床实训课堂练习部分
常规教学实训课堂练习操作时,经常会出现以下两种问题:一是由于设备数量不足,学生分组轮流操作练习,部分学生无法操作、练习周期长;二是教师通过巡查发现学生遇到的问题,效率低。可以从这两方面来解决以上问题:一是针对设备不足,可以借助机房斯沃仿真软件进行模拟仿真加工操作,实现一人一台电脑进行仿真操作,增加学生的课堂实操时长,避免初学者误操作导致损坏机床设备;二是通过分组找碴的方式快速找出学生练习操作中遇到的问题,并进行针对性的讲解,这种方式中需要充分利用信息化手段——录制视频、学习通平台。
以数控铣床对刀操作为例,按照分组进行仿真模拟对刀训练,通过学习通平台引导各小组进行组内讨论,思考并解决这三个问题:“一是对刀的步骤要点有哪些?二是如何才能完成快速对刀?三是如何才能保证对刀的准确性?”完成仿真练习对刀的操作步骤,记录工件坐标系的数值,并做好课堂记录,完成学习通平台上的小组任务。为了突破本节课的难点,借助斯沃仿真软件。当学生通过仿真软件理解如何保证对刀的精度后,以小组为单位轮流操作训练,其他小组旁观,借助手机录像的方式对正在训练的小组进行找碴,各小组把视频发到学习通讨论群上进行线上评分,并说明评分的依据。学生线上评分与实习指导教师评分相结合,实习指导教师对各小组完成的情况进行点评,给出指导意见,最后对本次比赛获得前三名的小组给予相应的加分奖励,对没有获奖的小组给予鼓励。
4.中职数控铣床实训课后部分
主要是根据本节课学习的主要内容,布置相应的作业或写实训报告。传统教学方法无法检验学生课后复习的效果,只能通过下次课才能了解学生课后复习掌握的真实情况。在信息化教学方法中,可以借助学习通、问卷星和秒应等软件或小程序线上平台发布作业,学生通过线上客户端完成作业并提交到线上平台。对数据进行分析,了解学生掌握的情况,并对本次课堂教学进行反思。
以数控铣床对刀操作为例,课后作业主要是巩固对刀的操作步骤及注意事项和训练对刀操作,通过微信平台发布仿真对刀步骤视频,让学生观看视频进行查漏补缺。针对学生对刀步骤不熟练,可以借助课余时间开放学校仿真实训室,学生进行仿真模拟对刀训练。让学生有充足的时间训练,提高数控铣床实践操作技能。
在数控铣工实训课程中引进企业、完善设备,教师、学生融入企业的生产一线,对接企业岗位进行课程开发,让企业师傅领进门,迅速提升自身技能水平。在“生产”过程中,学生提高了动手解决问题的能力、团结协作能力,培养了吃苦耐劳的职业素养和大国工匠精神。融合传统教学、项目教学法、信息化教学模式,抓住“互联网+”的时代特点,充分利用信息化平台进行教学,激发了学生学习兴趣、提高了自主学习能力。学生也有明确的学习目标,实训效果不再受到校内实训时间、设备的影响,学生技能水平稳步提高,为提供企业所需人才、培养工匠型人才打下了坚实的基础。