錢偉忠
(常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院,江蘇 常州 213002)
數(shù)控加工技術(shù)是現(xiàn)代制造技術(shù)的核心和基礎(chǔ),數(shù)控技術(shù)的廣泛運(yùn)用不僅提高了企業(yè)的制造能力和水平,而且增強(qiáng)了對(duì)市場(chǎng)的響應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。由于該技術(shù)的重要性,現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)工科高職院校均開設(shè)了數(shù)控專業(yè)或數(shù)控方向的專業(yè)課程,并且有很多院校都作為國(guó)家級(jí)或省級(jí)重點(diǎn)課程來(lái)建設(shè),以求更好的傳授數(shù)控技術(shù)的知識(shí),培養(yǎng)此方面的人才來(lái)服務(wù)于社會(huì)[1]。我院是一所培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的院校,要求學(xué)生除了具有扎實(shí)的理論知識(shí)外,還必須具備較強(qiáng)的實(shí)踐操作能力?!稊?shù)控實(shí)習(xí)》作為《數(shù)控技術(shù)》課程后續(xù)的實(shí)踐性環(huán)節(jié),其重要性不言而喻,近10多年來(lái)學(xué)院在數(shù)控實(shí)習(xí)軟硬件上面的投入逐年增加,可見學(xué)院在此方面的重視程度,但由于我院的辦學(xué)性質(zhì)與職業(yè)技術(shù)學(xué)院不同,我院學(xué)生與職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生相比較在實(shí)習(xí)總體教學(xué)學(xué)時(shí)的安排較短,因此光靠硬件的投入,沒(méi)有好的教學(xué)內(nèi)容、先進(jìn)的教學(xué)理念、嚴(yán)格的實(shí)習(xí)管理制度等軟件支撐,學(xué)生不可能在短短幾周時(shí)間里學(xué)到很多的實(shí)踐知識(shí)。為了提高數(shù)控實(shí)習(xí)的教學(xué)質(zhì)量,對(duì)于類似我院這類辦學(xué)性質(zhì)的學(xué)院學(xué)生不能采用按部就班、循序漸進(jìn)式的教學(xué)方法,必須在有限的時(shí)間里增加學(xué)生在實(shí)踐知識(shí)方面的信息量,用科學(xué)的方法制定教學(xué)計(jì)劃并嚴(yán)格執(zhí)行,用先進(jìn)的方法縮短繁瑣的程序校驗(yàn)過(guò)程從而贏得更多的時(shí)間讓學(xué)生上機(jī)操作,采用項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)法,讓學(xué)生根據(jù)要求自行創(chuàng)建所要完成的項(xiàng)目和任務(wù),提高其學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,發(fā)揮其創(chuàng)造力,有效利用其課余時(shí)間,設(shè)置獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制鼓勵(lì)學(xué)生多實(shí)踐和完成高難度實(shí)踐項(xiàng)目。
我院數(shù)控實(shí)習(xí)的課時(shí)為2周,一周進(jìn)行數(shù)控車削實(shí)習(xí),一周進(jìn)行數(shù)控銑削實(shí)習(xí)。由于學(xué)院實(shí)習(xí)設(shè)備和實(shí)習(xí)教師的緊缺,不可能給每位參加實(shí)習(xí)的學(xué)生分配一臺(tái)數(shù)控機(jī)床,因此在傳統(tǒng)教學(xué)中一般把參加數(shù)控實(shí)習(xí)的學(xué)生先分成兩個(gè)大組即一組學(xué)生進(jìn)行數(shù)控車削實(shí)習(xí),一組學(xué)生進(jìn)行數(shù)控銑削實(shí)習(xí),另外再把兩組學(xué)生內(nèi)部再分成若干小組,每個(gè)小組中的成員合作完成一個(gè)工件。這種教學(xué)手段易使一些學(xué)生“投機(jī)取巧”和“濫竽充數(shù)”,難以區(qū)別學(xué)生的真實(shí)水平,不能做到公平公正地評(píng)價(jià)學(xué)生,容易使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)消極情緒和實(shí)習(xí)懈怠情況。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和客觀評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)踐能力,必須在現(xiàn)有實(shí)習(xí)設(shè)備和師資的情況,制定新的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)習(xí)任務(wù),充分利用學(xué)生課余時(shí)間和提高學(xué)生實(shí)習(xí)的效率。
新的實(shí)習(xí)任務(wù)要求每個(gè)學(xué)生按照任務(wù)要求必須獨(dú)立完成兩個(gè)工件的數(shù)控加工即一個(gè)數(shù)控車削零件,一個(gè)數(shù)控銑削零件。這種任務(wù)安排使每個(gè)學(xué)生必須積極進(jìn)行實(shí)踐操作,從源頭上遏制了學(xué)生的惰性,端正其參加實(shí)習(xí)的態(tài)度。目前,我院數(shù)控實(shí)習(xí)的任務(wù)為(1)數(shù)控車削零件要求:圖形由學(xué)生自行設(shè)計(jì),所設(shè)計(jì)零件圖中必須包括直線、圓弧、圓錐、溝槽、螺紋,零件結(jié)構(gòu)要合理,尺寸標(biāo)注完善正確,編程時(shí)要求學(xué)生用到輪廓循環(huán)、切槽循環(huán)、螺紋循環(huán);(2)數(shù)控銑削零件要求:圖形由學(xué)生自行設(shè)計(jì),所設(shè)計(jì)零件圖中必須包括圓弧、直線、圓形溝槽、方形溝槽,零件結(jié)構(gòu)要合理,尺寸標(biāo)注完善正確,編程時(shí)要求有鉆削循環(huán)、陣列循環(huán)。以上任務(wù)在學(xué)生第一天參加實(shí)習(xí)時(shí)就布置,學(xué)生自行設(shè)計(jì)零件圖和編程的所有工作一律由學(xué)生在實(shí)習(xí)結(jié)束后利用課余時(shí)間完成,這樣有效利用了其課余時(shí)間,并且大大增加了學(xué)生實(shí)踐操作的時(shí)間。為了讓學(xué)生更好的理解實(shí)習(xí)內(nèi)容和完成實(shí)習(xí)任務(wù),我院負(fù)責(zé)數(shù)控實(shí)習(xí)教學(xué)的相關(guān)教師編制了相關(guān)的實(shí)習(xí)教材和零件圖冊(cè)以供學(xué)生參考,學(xué)生所自行設(shè)計(jì)的零件圖在上機(jī)加工前,必須經(jīng)過(guò)負(fù)責(zé)數(shù)控實(shí)習(xí)教師的檢查和認(rèn)可,否則不予上機(jī)實(shí)踐。
針對(duì)學(xué)生的實(shí)習(xí)任務(wù),數(shù)控實(shí)習(xí)的教學(xué)內(nèi)容主要是圍繞實(shí)習(xí)任務(wù)展開,以典型零件數(shù)控加工案例來(lái)進(jìn)行講解和操作,但在其講解和操作過(guò)程中內(nèi)容較傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容有所不同。傳統(tǒng)數(shù)控實(shí)習(xí)教學(xué)中,對(duì)學(xué)生數(shù)控程序如何編制以及程序正確性檢查方面占用了部分時(shí)間和師資,這也是傳統(tǒng)教學(xué)中理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)沒(méi)能緊密結(jié)合的后果。學(xué)生雖然在實(shí)習(xí)前已經(jīng)學(xué)過(guò)數(shù)控技術(shù)方面的課程,對(duì)于數(shù)控程序編制有所了解,但由于課堂教學(xué)的局限性,學(xué)生對(duì)加工工藝過(guò)程、刀具選用、數(shù)控系統(tǒng)以及數(shù)控機(jī)床的操作方法等知識(shí)的了解程度不高,僅僅局限于多媒體教學(xué)中所看的視頻或圖像。例如數(shù)控加工過(guò)程的對(duì)刀動(dòng)作,學(xué)生在課堂教學(xué)中很難理解和掌握,在數(shù)控實(shí)習(xí)教學(xué)中就必須重點(diǎn)講解和操作演示。為了使理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)緊密結(jié)合,我院負(fù)責(zé)數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)的教師和負(fù)責(zé)數(shù)控實(shí)習(xí)的教師針對(duì)我院現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備,在教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行了全方面的協(xié)調(diào)、溝通和完善。學(xué)生在數(shù)控程序如何編寫、加工工藝如何編制以及所編程序的正確性由負(fù)責(zé)理論教學(xué)的教師解決,負(fù)責(zé)數(shù)控實(shí)習(xí)的教師主要負(fù)責(zé)講解數(shù)控設(shè)備的操作和使用,教學(xué)以典型零件數(shù)控加工案例為主,其中當(dāng)然也涉及加工工藝和程序講解。通過(guò)改善教學(xué)內(nèi)容,使數(shù)控實(shí)習(xí)的教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)完全放在了教授學(xué)生如何操作數(shù)控機(jī)床,如何動(dòng)手實(shí)踐上,避免了和理論教學(xué)內(nèi)容的過(guò)多重復(fù),大大增加了學(xué)生上機(jī)操作的時(shí)間,節(jié)省了負(fù)責(zé)數(shù)控實(shí)習(xí)教師的精力,讓其更好的投入在實(shí)踐教學(xué)中去,這樣也使學(xué)生能把理論知識(shí)更好的運(yùn)用到實(shí)踐中去。
目前全國(guó)各個(gè)院校在實(shí)訓(xùn)這一環(huán)節(jié)均存在教學(xué)瓶頸,其原因有二:(1)資金原因,數(shù)控設(shè)備昂貴,一般學(xué)校很難滿足大量學(xué)生實(shí)訓(xùn)設(shè)備和材料的需求量;(2)安全問(wèn)題,數(shù)控加工具有危險(xiǎn)性,由于程序錯(cuò)誤或者操作失誤,很容易造成設(shè)備損壞或人員受傷[2]。通過(guò)改善教學(xué)內(nèi)容,的確能大量節(jié)省負(fù)責(zé)數(shù)控實(shí)習(xí)教師的精力,但同時(shí)增加了負(fù)責(zé)理論教學(xué)教師的工作量,如一個(gè)班學(xué)生參加實(shí)習(xí),以40名學(xué)生計(jì)算,每人完成兩個(gè)工件,意味著有80個(gè)程序需要校驗(yàn),即便是教師在檢查中也可能出現(xiàn)差錯(cuò),并且在學(xué)生進(jìn)行正式上機(jī)加工工件時(shí),一旦出現(xiàn)問(wèn)題,負(fù)責(zé)數(shù)控實(shí)習(xí)的教師必定要再次檢查,無(wú)形中增加了工作量和不安全因素。如何有效解決這一教學(xué)瓶頸,在數(shù)控技術(shù)教學(xué)和實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)中采用數(shù)控仿真教學(xué)是一個(gè)行之有效的方法。目前我院已經(jīng)購(gòu)置了相關(guān)數(shù)控仿真軟件,通過(guò)該數(shù)控仿真軟件,學(xué)生只要輸入其所編制的數(shù)控程序,軟件能檢查其程序語(yǔ)法問(wèn)題,并在界面上能顯示其程序的走刀軌跡,學(xué)生和教師能通過(guò)此方法快速判斷其程序的準(zhǔn)確性,大大節(jié)省了教師的工作量,同時(shí)大大增加了學(xué)生實(shí)踐的時(shí)間。后續(xù)我院將在此方面增加投入,爭(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)更為現(xiàn)代化的數(shù)控實(shí)習(xí)教學(xué),讓學(xué)生接觸和掌握更為先進(jìn)的技術(shù)和手段。
為了提高學(xué)生參加實(shí)踐環(huán)節(jié)的積極性和實(shí)習(xí)質(zhì)量,我院在數(shù)控實(shí)習(xí)方面設(shè)置了獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制,即把參加數(shù)控實(shí)習(xí)的學(xué)生都作為比賽選手,并在其參加數(shù)控實(shí)習(xí)第一天就講明了比賽規(guī)則和獎(jiǎng)勵(lì)內(nèi)容,為此負(fù)責(zé)數(shù)控教學(xué)的教師專門制定了比賽規(guī)則和章程。具體細(xì)則大致如下:每個(gè)學(xué)生必須參賽然后擇優(yōu)評(píng)選,為了把獎(jiǎng)勵(lì)面廣泛點(diǎn),先同班學(xué)生評(píng)比,然后再同年級(jí)學(xué)生評(píng)比。目前,我院一學(xué)期大約有10個(gè)班的學(xué)生進(jìn)行數(shù)控實(shí)習(xí),每個(gè)班設(shè)定兩名同學(xué)參加學(xué)期結(jié)束時(shí)的評(píng)比,要求這兩名同學(xué)在班里的競(jìng)賽中達(dá)到零件設(shè)計(jì)難度大、繪圖標(biāo)準(zhǔn)、零件結(jié)構(gòu)性好、加工工藝路線合理、程序編制合理,加工出來(lái)的工件符合圖紙要求及精度要求,這樣10個(gè)班選出20名左右學(xué)生參加學(xué)期總評(píng)比,按比例憑選出特等獎(jiǎng)、一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)。該獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制使學(xué)生對(duì)數(shù)控實(shí)習(xí)產(chǎn)生了濃厚的興趣,激發(fā)了學(xué)生的斗志,增加了師生互動(dòng),正真做到了教學(xué)相長(zhǎng)。
通過(guò)教學(xué)任務(wù)的制定、教學(xué)內(nèi)容的改善、教學(xué)方法的改變以及獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制的設(shè)置,使學(xué)生改變了原來(lái)對(duì)數(shù)控實(shí)習(xí)那種枯燥無(wú)味的看法,學(xué)生的積極性得到了充分地調(diào)動(dòng),很多學(xué)生在數(shù)控實(shí)習(xí)報(bào)告心得體會(huì)中寫到:通過(guò)實(shí)習(xí)提高了自己獨(dú)立思考處理問(wèn)題的能力,明白了做事要嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的態(tài)度,給其學(xué)習(xí)提供了另一種學(xué)習(xí)思路。另外,通過(guò)這些手段使一些動(dòng)手實(shí)踐能力強(qiáng)的學(xué)生脫引而出,在江蘇省工科院校第五屆先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)習(xí)教學(xué)與創(chuàng)新制作比賽中,我院兩隊(duì)學(xué)生在比賽中發(fā)揮出色,其設(shè)計(jì)的零件難度大,結(jié)構(gòu)合理,程序編制規(guī)范,操作熟練,尺寸精度高,分別獲得了二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)的佳績(jī)。當(dāng)然,我院在數(shù)控實(shí)習(xí)教學(xué)過(guò)程中還存在一些不足之處,今后在實(shí)踐中將不斷改進(jìn)和完善,從而更好的提高教學(xué)質(zhì)量,更好的培養(yǎng)數(shù)控加工技術(shù)方面的人才。
[1]黃志榮,俞 慶,錢偉忠,UGNX軟件在數(shù)控加工教學(xué)中的應(yīng)用[J],中國(guó)現(xiàn)代教育裝備,2011(19):16-17.
[2]陳小怡,談CAM軟件在數(shù)控教學(xué)中的應(yīng)用—以MasterCAM為例[J],瀘州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2008(3):17-19.