“311”工程在《數(shù)控車工實(shí)訓(xùn)》教學(xué)中的實(shí)踐探索

張小強(qiáng)

摘要：在數(shù)控專業(yè)數(shù)控車工的實(shí)訓(xùn)中實(shí)施“311”工程，即完成3種不同的準(zhǔn)備工作，完成1個(gè)階段的實(shí)訓(xùn)過程，完成1件自我創(chuàng)新設(shè)計(jì)、制造的作品，引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)數(shù)控車工知識(shí)，掌握數(shù)控車床操作技能，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生對數(shù)控車工的職業(yè)榮譽(yù)感，實(shí)訓(xùn)效果事半功倍。

關(guān)鍵詞：《數(shù)控車工實(shí)訓(xùn)》教學(xué)；“311”工程；實(shí)施

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-9094-C-（2014）05-0064-03

《數(shù)控車工實(shí)訓(xùn)》是中等專業(yè)學(xué)校數(shù)控專業(yè)的一門核心課程，對于學(xué)生掌握數(shù)控車床的基本結(jié)構(gòu)、數(shù)控車工的編程原理和數(shù)控車床操作技能起到至關(guān)重要的作用。因此，學(xué)會(huì)、學(xué)好、學(xué)成《數(shù)控車工實(shí)訓(xùn)》是擺在職業(yè)學(xué)校數(shù)控專業(yè)學(xué)生面前的一個(gè)不可忽視的重要任務(wù)。

在學(xué)習(xí)過程中，由于數(shù)控車床的操作系統(tǒng)不一致，職業(yè)學(xué)校在設(shè)備采購時(shí)的不同，導(dǎo)致了學(xué)校數(shù)控車床操作系統(tǒng)的不同。學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中需要學(xué)習(xí)不同的操作系統(tǒng)，適應(yīng)不同的操作面板，給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來了一定的難度。而且，學(xué)生的個(gè)人基礎(chǔ)不盡相同，對于知識(shí)理解能力和技能操作能力參差不齊，導(dǎo)致教師在教授知識(shí)和技能的過程中需要照顧全體學(xué)生，教學(xué)要求很難統(tǒng)一。筆者在《數(shù)控車工實(shí)訓(xùn)》教學(xué)過程中，總結(jié)了一套行之有效的方法——“311”工程（三種必要的準(zhǔn)備，一個(gè)階段實(shí)訓(xùn)過程，一件創(chuàng)新作品），既讓學(xué)生打破了數(shù)控車床不同系統(tǒng)和操作面板的限制，又能夠使不同學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的學(xué)生得到提高和發(fā)展，每一個(gè)經(jīng)過數(shù)控車工實(shí)訓(xùn)的學(xué)生都能在知識(shí)和技能方面獲得提升，學(xué)校畢業(yè)出去的學(xué)生深受企業(yè)的好評。

一、三種必要的準(zhǔn)備

（一）充分的知識(shí)準(zhǔn)備

知識(shí)準(zhǔn)備包括文化知識(shí)和專業(yè)課知識(shí)。知識(shí)是基礎(chǔ)，是做好實(shí)習(xí)訓(xùn)練的前提。教師做好知識(shí)的傳授，把一些在實(shí)訓(xùn)過程中必須用到的知識(shí)一點(diǎn)一滴地教授給學(xué)生，把一些使用不多的知識(shí)簡單地作一番介紹就可以了，把一些理論公式的推導(dǎo)直接簡化，強(qiáng)調(diào)學(xué)生公式的使用能力，本著能用、夠用、會(huì)用的原則對學(xué)生進(jìn)行知識(shí)傳授。

在進(jìn)行“三針法測量梯形螺紋”學(xué)習(xí)時(shí)，直接把公式展示給學(xué)生，說明公式中的有關(guān)參數(shù)，用實(shí)物進(jìn)行測量，現(xiàn)場使用公式。讓學(xué)生親自動(dòng)手，學(xué)生會(huì)感到輕松，教學(xué)過程也會(huì)更加順暢。這樣教學(xué)，只需讓學(xué)生能夠理解公式，并能夠進(jìn)行正確使用，教學(xué)目標(biāo)就達(dá)到了。

（二）必要的物資準(zhǔn)備

職業(yè)學(xué)校實(shí)訓(xùn)教學(xué)不同于普通高中教學(xué)，不但要學(xué)會(huì)理論知識(shí)，還要對所學(xué)知識(shí)進(jìn)行運(yùn)用。《數(shù)控車工實(shí)訓(xùn)》就是應(yīng)用數(shù)控車床相關(guān)的知識(shí)，在數(shù)控車床上進(jìn)行操作，加工出合格的零件，檢驗(yàn)學(xué)習(xí)的效果。所以，學(xué)校必須給學(xué)生配置必須的硬件設(shè)備。筆者所在學(xué)校為了數(shù)控專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的需要，購買了大批數(shù)控設(shè)備，其中數(shù)控車床8臺(tái)（6臺(tái)FANUC系統(tǒng)，1臺(tái)GSK980TA系統(tǒng)，1臺(tái)JNC-10T系統(tǒng)）、數(shù)控銑床2臺(tái)（FANUC系統(tǒng)）、加工中心2臺(tái)（FANUC系統(tǒng)，配四軸）、電火花加工機(jī)床1臺(tái)、慢走絲線切割機(jī)床1臺(tái)、高速雕銑機(jī)1臺(tái)等，僅數(shù)控車床的價(jià)值就達(dá)86.7萬元，數(shù)控設(shè)備的總價(jià)值超過230萬元。

由于學(xué)校的數(shù)控車床主要是以FANUC系統(tǒng)為主，所以在日常的教學(xué)過程中，筆者就以FANUC系統(tǒng)作為主要的教授內(nèi)容，讓每一個(gè)學(xué)生掌握該系統(tǒng)，并能夠熟練操作數(shù)控車床；讓每一個(gè)學(xué)生能夠根據(jù)零件圖加工出合格產(chǎn)品。在此基礎(chǔ)上，再采用比較的方法學(xué)習(xí)其他數(shù)控系統(tǒng)。

根據(jù)我們對數(shù)控市場的調(diào)查，除了學(xué)校已經(jīng)有的日本FANUC系統(tǒng)、廣數(shù)系統(tǒng)，主流的數(shù)控系統(tǒng)還有德國的SIEMENS系統(tǒng)、HEIDENHAIN系統(tǒng)，西班牙的FAGOR系統(tǒng)，以及國產(chǎn)的華中數(shù)控、大森系統(tǒng)等，但是一所學(xué)校所有典型系統(tǒng)的數(shù)控車床全部購買是一件很不現(xiàn)實(shí)的事情。筆者所在學(xué)校購買了宇航數(shù)控模擬系統(tǒng)，在學(xué)生掌握一種數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，再通過計(jì)算機(jī)仿真，了解其他的數(shù)控系統(tǒng)。學(xué)校還購買了CAXA數(shù)控車軟件，通過繪制圖形直接編譯、生成加工程序，計(jì)算機(jī)與數(shù)控車床聯(lián)網(wǎng)，在線加工零件。學(xué)校為了學(xué)生的發(fā)展，想盡辦法、多方籌資購買了相應(yīng)的設(shè)備，為學(xué)生掌握數(shù)控車工技能以及就業(yè)創(chuàng)造了極佳條件。

（三）熟練的技能準(zhǔn)備

在數(shù)控車工實(shí)訓(xùn)之前，需要對普通車床的結(jié)構(gòu)及工作原理有一個(gè)充分的了解，掌握必要的加工工藝分析，能夠熟練操作普通車床。學(xué)校在進(jìn)行數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)之前，會(huì)安排3周的普通車工實(shí)習(xí)，讓學(xué)生熟悉車床的加工過程和車削加工工藝，因?yàn)閿?shù)控車床的加工工藝與普通車床的加工工藝在一定程度上有很大的相似性。

二、一個(gè)階段的實(shí)習(xí)過程

“萬事俱備，只欠東風(fēng)”。在一切必要的準(zhǔn)備工作完成后，帶著學(xué)生進(jìn)行4周的數(shù)控車削實(shí)訓(xùn)。從最基本的數(shù)控車床各個(gè)界面、按鈕的認(rèn)識(shí)到加工程序的編制、手動(dòng)輸入數(shù)控車床，從進(jìn)行數(shù)控車刀的對刀、模擬運(yùn)行到數(shù)控車床的自動(dòng)加工及尺寸控制，每一個(gè)過程筆者都是盡心講授，爭取讓每位同學(xué)學(xué)有所成。從簡單到復(fù)雜，從單項(xiàng)到綜合，從按照圖紙要求加工到自我創(chuàng)新創(chuàng)作，學(xué)生在數(shù)控車工實(shí)訓(xùn)中學(xué)到了技術(shù)，體驗(yàn)了成功的一個(gè)又一個(gè)快樂，自信心得到了極大的提升。經(jīng)過這一階段的數(shù)控實(shí)訓(xùn)，很多同學(xué)發(fā)出了這樣的感慨：“一個(gè)月的數(shù)控車工實(shí)訓(xùn)比一年的課堂學(xué)習(xí)收獲得更多，更有成就感！”

當(dāng)然實(shí)訓(xùn)階段并不是孤立的，它與前面的三種準(zhǔn)備相輔相成、互為關(guān)聯(lián)。

在實(shí)訓(xùn)過程中，筆者采用了項(xiàng)目教學(xué)法，把每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)、每一個(gè)技能操作要領(lǐng)分解到每一個(gè)項(xiàng)目中，結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程逐步深入。首先利用一個(gè)最為簡單的階梯軸作為第一個(gè)項(xiàng)目，分解成4個(gè)工作任務(wù)，讓學(xué)生了解數(shù)控車床的編程坐標(biāo)體系，掌握G00、G01等簡單的車刀移動(dòng)基本指令。在第一個(gè)項(xiàng)目中，學(xué)生只需要完成車刀的移動(dòng)路線程序編制，就基本達(dá)到項(xiàng)目的第一個(gè)工作任務(wù)要求。然后在第二個(gè)任務(wù)中，增加常見的F、S、T、M等指令，完善數(shù)控車床的加工程序結(jié)構(gòu)，構(gòu)建一個(gè)完整的、簡單的加工程序。第三個(gè)工作任務(wù)是鼓勵(lì)學(xué)生自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)，根據(jù)課程所提供的零件圖，更改相關(guān)的尺寸，同學(xué)之間、小組之間相互出題，“比一比，賽一賽”，看看哪個(gè)同學(xué)編程最熟練，哪組同學(xué)的合格率最高，誰能夠獲得“最佳編程員”。第四個(gè)工作任務(wù)是把正確的程序輸入到數(shù)控車床，學(xué)生之間相互監(jiān)督，確保程序的正確輸入，保證書面程序與數(shù)控車床上的程序完全一致，這是完成數(shù)控車床加工的前提和必不可少的條件。在完成第四個(gè)工作任務(wù)時(shí)，總有一些同學(xué)會(huì)迫不及待地想把零件加工出來，但筆者總會(huì)義正辭嚴(yán)地拒絕他們“無理的要求”，會(huì)告訴他們這樣的程序是不能夠在數(shù)控車床上進(jìn)行正式加工的，讓他們回去想一想是什么原因造成的。一些車工工藝知識(shí)學(xué)習(xí)較好的同學(xué)，馬上就能夠領(lǐng)會(huì)到：現(xiàn)在所編寫的程序只是最后的車刀移動(dòng)路線，在正常的車削加工中車刀并不能一次車削10mm、甚至20mm以上的加工余量，必須進(jìn)行分層切削。就這樣，第一個(gè)學(xué)習(xí)項(xiàng)目全部完成。

在學(xué)習(xí)過程中，給他們留些許遺憾，會(huì)提高他們學(xué)習(xí)的積極性和興趣，會(huì)鼓勵(lì)他們自我探究，會(huì)帶動(dòng)他們在以后的學(xué)習(xí)中更加努力。在經(jīng)過連續(xù)的探索、研究而完成自己的第一個(gè)作品時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的臉上呈現(xiàn)出巨大的榮譽(yù)感和滿足感，會(huì)真正激發(fā)他們對數(shù)控車工無限的工作熱情。

在實(shí)訓(xùn)過程中，筆者還對學(xué)生的學(xué)習(xí)作了全方位的評價(jià)。既有對學(xué)生學(xué)習(xí)作品的評價(jià)，如對程序、完工作品的評價(jià)，又有對學(xué)生工作過程的評價(jià)，如在輸入程序的過程中修改了幾次，是不是能夠熟練操作機(jī)床等。既有學(xué)生的自我評價(jià)，又有學(xué)生小組間的評價(jià)和教師對學(xué)生的評價(jià)。評價(jià)中有一部分是定量的，如對學(xué)生的作品評價(jià)；也有一部分是定性的，如學(xué)生的自我評價(jià)；還有一部分是既有定性又有定量的評價(jià)，如教師對學(xué)生評價(jià)、學(xué)生小組間評價(jià)等。評價(jià)的形式不盡相同，不管是采用口試、現(xiàn)場操作、試卷等方式，還是采用作品評價(jià)、實(shí)習(xí)報(bào)告等方式，只要能夠正確反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果、學(xué)習(xí)成就，就應(yīng)毫不猶豫地選擇?？傊谠u價(jià)中筆者以過程性評價(jià)為主，以形成性評價(jià)為輔，以終結(jié)性評價(jià)作為學(xué)生最后的學(xué)習(xí)評價(jià)。

三、一件創(chuàng)新作品

在數(shù)控車工實(shí)訓(xùn)的后期，筆者會(huì)要求學(xué)生自我設(shè)計(jì)一個(gè)作品，并通過數(shù)控車床親手制作出來，經(jīng)過教師同意以后還可以作為獎(jiǎng)勵(lì)帶回家，這對于學(xué)生是非常具有誘惑力的。

在學(xué)生進(jìn)行自我創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)，可適當(dāng)提出一些建議，指導(dǎo)他們修改設(shè)計(jì)、合理確定工作參數(shù)，為學(xué)生的創(chuàng)新做好后勤服務(wù)工作。從最初的小葫蘆、小酒杯到螺旋千斤頂、“鴨蛋”，一個(gè)又一個(gè)的學(xué)生作品不斷呈現(xiàn)出來。這樣，在教授學(xué)生數(shù)控車工實(shí)訓(xùn)的同時(shí)，又極大地豐富了學(xué)生的業(yè)余生活，因?yàn)檫@些設(shè)計(jì)他們需要在課余時(shí)間查閱很多的資料才能完成。并不是所有的學(xué)生都能夠自我完成創(chuàng)新作品的，受到理解能力、創(chuàng)新能力等各方面因素的影響，更多的同學(xué)只是在同組的同學(xué)幫助下完成小組設(shè)計(jì)，從而完成創(chuàng)新設(shè)計(jì)。完成創(chuàng)新設(shè)計(jì)最多的是2009數(shù)控（2）班，有將近2/3的同學(xué)完成了自我創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

四、數(shù)控車工實(shí)訓(xùn)“311”工程實(shí)施以后的收獲

1.教學(xué)成效顯著。在沒有實(shí)行“311”工程以前，學(xué)生實(shí)訓(xùn)時(shí)總是摸不著門道，教師只是按照教材編寫的順序講解，學(xué)生總是學(xué)會(huì)這個(gè)、忘了那個(gè)，數(shù)控車工的技能鑒定一次性通過率一直徘徊在90%左右。實(shí)施了“311”工程以后，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性提高了，學(xué)習(xí)的效果有了明顯的進(jìn)步，數(shù)控車工中級工技能鑒定一次性通過率達(dá)到100%，而且已經(jīng)連續(xù)5年技能鑒定通過率達(dá)100%。

2.為學(xué)生的職業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。數(shù)控車工實(shí)訓(xùn)實(shí)施“311”工程，學(xué)生不但掌握了數(shù)控車床的基本原理和編程知識(shí)，還使學(xué)生的創(chuàng)新能力有了質(zhì)的飛躍，為將來的數(shù)控車床工作作了良好的鋪墊。在已經(jīng)畢業(yè)的數(shù)控班學(xué)生中，95%的學(xué)生直接就業(yè)，62%的學(xué)生參加數(shù)控車床相關(guān)工作已超過3年，甚至有的畢業(yè)生已經(jīng)進(jìn)入企業(yè)的管理層。

“311”工程對于學(xué)生是一個(gè)艱難學(xué)習(xí)的過程，他們需要克服一個(gè)又一個(gè)難關(guān)，完成一個(gè)又一個(gè)項(xiàng)目；“311”工程對于學(xué)生是一個(gè)快樂的過程，他們體會(huì)到了學(xué)習(xí)的樂趣，體驗(yàn)了成功的喜悅和無比的成就感；“311”工程對于學(xué)生是一個(gè)素質(zhì)提升的過程，從數(shù)控車工的“門外漢”到熟練操作機(jī)床的“藍(lán)領(lǐng)工人”，從按部就班地操作機(jī)床到自我設(shè)計(jì)、自我創(chuàng)新、自我加工產(chǎn)品，從“要我學(xué)”到“我要學(xué)”，一步步完成了質(zhì)的轉(zhuǎn)變，真正成為學(xué)習(xí)的強(qiáng)者。

（責(zé)任編輯：章躍一）