比較法教學(xué)在《數(shù)控加工工藝學(xué)》中的運用

福建省機械工業(yè)技術(shù)學(xué)校 王春暉

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比較法教學(xué)在《數(shù)控加工工藝學(xué)》中的運用

福建省機械工業(yè)技術(shù)學(xué)校 王春暉

從直觀比較、同類比較、課程比較三個方面討論了比較法教學(xué)在《數(shù)控加工工藝學(xué)》中的運用。實踐證明，該方法使學(xué)生易于接受和掌握課程知識，既達到了教學(xué)目標(biāo)，又發(fā)展了學(xué)生的邏輯思維能力，提高了學(xué)生分析問題、解決問題的能力，是一種事半功倍的好方法。

技校教育 數(shù)控加工工藝學(xué) 比較法教學(xué)

數(shù)控加工工藝學(xué)是技工學(xué)校數(shù)控機床加工專業(yè)的專業(yè)理論課。該課程是一門以數(shù)控技術(shù)基本理論為基礎(chǔ)，與生產(chǎn)實踐緊密結(jié)合的專業(yè)理論課程。它的特點是涉及多學(xué)科知識，理論和實踐性均較強，比較抽象，內(nèi)容繁雜、枯燥，難學(xué)難懂。根據(jù)教學(xué)計劃，一般在第三學(xué)期開課。由于技校學(xué)生入學(xué)成績普遍較差，知識面較窄,學(xué)習(xí)起來自然是很困難。為了保證教學(xué)質(zhì)量，提高教學(xué)效果，通過多年的摸索實踐，該課程采用比較法教學(xué)能取得良好效果。

比較法教學(xué)，顧名思義就是用比較的方法進行教學(xué)，在《數(shù)控加工工藝學(xué)》教學(xué)中有許多內(nèi)容既有聯(lián)系又有區(qū)別，在教學(xué)中巧用比較教學(xué)法，有助于突出教學(xué)重點，突破教學(xué)難點，使學(xué)生易于接受和掌握，既達到了教學(xué)目標(biāo)，又發(fā)展了學(xué)生的邏輯思維能力。下面，談?wù)劇氨容^法教學(xué)”在《數(shù)控加工工藝學(xué)》教學(xué)中的具體運用。

1 直觀比較

直觀比較是指在教學(xué)中，通過與客觀事物直接接觸的方式進行比較或引導(dǎo)學(xué)生用生活的直觀體驗進行比較的方法。如：在學(xué)習(xí)對刀點和換刀點時，我先跟大家講解了這兩個點的含義：“對刀點”是數(shù)控加工中刀具相對工件運動的起點。由于程序也從該點開始執(zhí)行，所以對刀點又稱為起刀點或程序原點。對刀點選定后，即確定了機床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系之間的相互位置關(guān)系。多刀加工時，應(yīng)規(guī)定換刀點。所謂“換刀點”是指刀架轉(zhuǎn)位換刀時的位置。該點可以是某一固定點（如加工中心機床，其換刀機械手的位置是固定的），也可以是任意的一點（如數(shù)控車床）。換刀點應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以刀架轉(zhuǎn)位時不碰工件及其他部件為準(zhǔn)。對于有加工經(jīng)驗的人來說，應(yīng)該是很容易理解這段文字的。然而對學(xué)生來說，由于還沒開始數(shù)控實習(xí)，無法和生產(chǎn)實踐相聯(lián)系，要想很快掌握這兩個點的含義并不容易。怎么辦呢？通過摸索，我發(fā)現(xiàn)采用直觀比較的方法效果很好。首先，我引導(dǎo)學(xué)生從字面上來理解，對刀點與換刀點都是跟刀具有關(guān)的點：所謂對刀點就是對刀時設(shè)的點，換刀點就是換刀時設(shè)的點。這樣一說，很多學(xué)生就表示認(rèn)同了。字面比較的方法體現(xiàn)了化繁為簡的教學(xué)策略。然后，我把學(xué)生帶到實習(xí)車間參觀，通過現(xiàn)場操作把這兩個點的含義直觀呈現(xiàn)在大家面前，抽象的知識一下子變得形象生動起來，這樣學(xué)生就真正理解了對刀點和換刀點的含義。通過直觀比較，學(xué)生加深了對理論的理解，模糊知識也變得豁然開朗起來，思維產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，大大增強了空間想象力，同時增強了學(xué)習(xí)信心，打破數(shù)控加工的神秘感。

2 同類比較

同類比較是指在教學(xué)中，用同類的事物或現(xiàn)象進行比較的方法。比如，在講零件加工工藝之前，我通常先讓學(xué)生自己制定加工工藝，然后找出幾個同學(xué)的加工工藝進行分析、討論，讓學(xué)生自己比較各種方案優(yōu)劣，最后再綜合起來提出一個合理的工藝路線。教學(xué)實踐證明，這種通過引導(dǎo)學(xué)生比較工藝優(yōu)劣的教學(xué)方法效果很好，這樣能使學(xué)生“真正”獲得分析問題、解決問題的能力，同時也能加深學(xué)生對這個工藝的正確理解。通過引導(dǎo)學(xué)生同類比較，學(xué)生能一目了然發(fā)現(xiàn)問題癥結(jié)，變“死學(xué)”為“活學(xué)”，積極主動投入課程學(xué)習(xí)。又如：在《數(shù)控加工工藝學(xué)》課程中，有很多專業(yè)術(shù)語，教師不易講清、學(xué)生很難理解，滔滔講說會使學(xué)生學(xué)之無味，學(xué)之困難。不妨根據(jù)技校學(xué)生活潑、好動、愛講的特點，運用比較法引導(dǎo)學(xué)生積極主動地參與教學(xué)。

比如：在講授“機械加工精度及表面質(zhì)量”時，有一個專業(yè)術(shù)語：冷作硬化。這個專業(yè)術(shù)語的意思是，表面層因加工中塑性變形而引起的表面層硬度提高。學(xué)生看到這么專業(yè)的解釋，理解起來自然很困難了。怎么才能讓學(xué)生理解呢？在這個專業(yè)術(shù)語里，首先要搞清楚“塑性變形”到底是什么樣的變形？為此，我引導(dǎo)學(xué)生：“與塑性變形相對的是彈性變形，大家在日常生活中見過什么東西是彈性變形的？”他們很快想到了熟悉的橡皮筋。我又接著問：“為什么說橡皮筋是彈性變形呢？”同學(xué)們爭先恐后發(fā)言：因為橡皮筋把它拉長了一松手又恢復(fù)了原來的形狀。我回答說：“完全正確。彈性變形的重要特征是可逆性,即受力作用后產(chǎn)生變形, 除去外力后,變形消失。而塑性變形跟彈性變形是相對的，那么塑性變形的重要特征就是不可逆性,即塑性變形就是物體受力的作用后，產(chǎn)生不可恢復(fù)的永久變形。加工零件就是通過力的作用，使工件產(chǎn)生塑性變形而成為零件的” 。我最后再問道：大家知道武俠小說中的劍是怎么煉出來的嗎？同學(xué)們顯得非常興奮的說：電視上有看過，就是放在爐子里燒，然后用鐵錘敲使它成形，再浸在水里冷卻，不斷重復(fù)就煉好了?！?我回答說：“完全正確，這就是冷作硬化的過程”。在這個例子中，我并沒有就冷作硬化這個專業(yè)術(shù)語進行過多的解說，而是引導(dǎo)同學(xué)們通過變形的比較（彈性變形與塑性變形），從古人煉劍領(lǐng)悟冷作硬化這一專業(yè)術(shù)語。通過同類比較的方法，學(xué)生由此及彼，由淺入深地理解、掌握教學(xué)目標(biāo)。

3 課程比較

這里的課程主要指《數(shù)控加工工藝學(xué)》與《車工工藝學(xué)》。因為數(shù)控加工工藝的基礎(chǔ)是普通機床加工工藝。正因為此，目前，我校將數(shù)控機床加工的實習(xí)安排在普通機床實習(xí)之后進行。學(xué)生通過普通車床的實習(xí)，懂得了一些基本的切削原理，對切削用量的選擇、加工路線的制定等有了一定的認(rèn)識。這些對切削加工的認(rèn)識，將來可以作為操作數(shù)控機床的基礎(chǔ)。課程比較，就是通過數(shù)控機床和普通機床對比來教學(xué)使學(xué)生能夠很快地進入角色。比如在講數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)時，可以跟普通車床的結(jié)構(gòu)進行對比：數(shù)控車床的外形與普通車床相似，即由床身、主軸箱、刀架、進給系統(tǒng)、冷卻和潤滑系統(tǒng)等部分組成。但數(shù)控車床的進給系統(tǒng)與普通車床有質(zhì)的區(qū)別，傳統(tǒng)普通車床有進給箱和交換齒輪架，而數(shù)控車床是直接用伺服電機通過滾珠絲杠驅(qū)動溜板和刀架實現(xiàn)進給運動，因而進給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大為簡化。很多經(jīng)濟型數(shù)控車床就是在普通車床的基礎(chǔ)上加以改造得來的。通過比較打破了學(xué)生對數(shù)控機床的神秘感。又比如在講授“脈沖當(dāng)量”時，也可以跟普通機床進行對比：數(shù)控機床的數(shù)控裝置每發(fā)出一個進給脈沖，刀架或工作臺就移動一個距離，這個距離就是脈沖當(dāng)量。數(shù)控裝置按照一定的頻率持續(xù)不斷地發(fā)出進給脈沖，數(shù)控機床就持續(xù)運動起來了。而普通機床移動是靠手輪，手輪每轉(zhuǎn)過一小格，刀架或工作臺就移動一個距離。連續(xù)轉(zhuǎn)動手輪，普通機床就持續(xù)運動起來了。這兩者本質(zhì)上是一樣的，只不過數(shù)控機床用脈沖代替普通機床的手輪轉(zhuǎn)動罷了。《數(shù)控加工工藝學(xué)》與《車工工藝學(xué)》比較教學(xué)的內(nèi)容還有很多，比如數(shù)控機床用的刀具、數(shù)控切削的加工工藝等，這些內(nèi)容都可以通過與普通機床對比來教學(xué)。實際上《數(shù)控加工工藝學(xué)》與《車工工藝學(xué)》的比較也是教學(xué)中用得最多的比較，通過比較，學(xué)生可以了解數(shù)控機床工藝和普通機床工藝之間的聯(lián)系和區(qū)別，能夠很快地進入角色。

總之，《數(shù)控加工工藝學(xué)》中可以運用“比較法”教學(xué)的內(nèi)容還有很多，比較的方法也還有很多，具體使用哪種“比較法”，如何使用“比較法”，主要是根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生實際來選擇。實踐證明，在《數(shù)控加工工藝學(xué)》教學(xué)中巧用比較教學(xué)法，學(xué)生易于接受和掌握，既達到了教學(xué)目標(biāo)，又發(fā)展了學(xué)生的邏輯思維能力，提高了學(xué)生分析問題、解決問題的能力，是一種事半功倍的好方法。

[1] 劉春. 數(shù)控加工工藝學(xué)[M].北京:中國勞動社會保障出版社, 2005.