數(shù)控車床編程與加工課程優(yōu)化教學(xué)探索

鄧自清

摘 要：數(shù)控車床集精密機(jī)械、計(jì)算機(jī)、通信、液壓、氣動(dòng)、光電等多種技術(shù)為一體，是機(jī)械制造業(yè)的主流設(shè)備。學(xué)好數(shù)控車床編程與加工專業(yè)課程，在機(jī)械加工中顯得尤為重要。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，教學(xué)方法也應(yīng)不斷更新。筆者提出，可通過教材體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、評(píng)價(jià)體系等對(duì)原有的教學(xué)進(jìn)行改革，達(dá)到教學(xué)效果的最優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床編程與加工 優(yōu)化教學(xué) 典型工作任務(wù)

課 題：本文系河南省職業(yè)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“中職數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)課程改革創(chuàng)新研究”階段性研究成果，項(xiàng)目編號(hào)：ZJB14227。

在技工學(xué)校數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)，數(shù)控車床編程與加工是與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系緊密的專業(yè)課，而目前中職學(xué)生普遍基礎(chǔ)文化底子比較薄，之前很少接觸過機(jī)床加工生產(chǎn)，理論知識(shí)難聽懂，實(shí)訓(xùn)操作時(shí)害怕撞刀，從而感覺該課程枯燥無味，缺乏動(dòng)手操作的勇氣。在教學(xué)中，教師要通過精心設(shè)計(jì)、優(yōu)化教學(xué)，營造一個(gè)輕松、愉快的一體化實(shí)訓(xùn)環(huán)境，優(yōu)化課程內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而提高教學(xué)質(zhì)量。筆者作為該課程的教師，在連續(xù)十多年的教學(xué)工作中不斷探索總結(jié)，從中感悟出一些教學(xué)技巧，現(xiàn)談幾點(diǎn)粗淺認(rèn)識(shí)。

一、專業(yè)課程體系的改革

隨著機(jī)械加工自動(dòng)化進(jìn)程的發(fā)展，加工企業(yè)對(duì)數(shù)控專業(yè)技術(shù)技能型人才的需求量越來越大，同時(shí)對(duì)數(shù)控人才的要求也越來越高，尤其是技術(shù)技能操作型人才。技工學(xué)校數(shù)控專業(yè)的主要目標(biāo)就是為企業(yè)培養(yǎng)一線技能操作型人才，因此專業(yè)課程體系整體設(shè)置不僅應(yīng)適應(yīng)現(xiàn)階段中職學(xué)生的特點(diǎn)，還應(yīng)結(jié)合企業(yè)和市場(chǎng)的實(shí)際需求。而我們?cè)趯I(yè)課程體系的設(shè)置上沒有充分考慮學(xué)生今后就業(yè)的需要，專業(yè)基礎(chǔ)理論課門數(shù)和內(nèi)容過多，存在著知識(shí)理論性過強(qiáng)、技能訓(xùn)練部分較少等問題。針對(duì)這個(gè)問題，在專業(yè)基礎(chǔ)課程設(shè)置時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮公差配合與技術(shù)測(cè)量、鉗工、AutoCAD、普通車工這4門專業(yè)基礎(chǔ)課，還應(yīng)采用以實(shí)訓(xùn)為主的“工學(xué)結(jié)合、做學(xué)教合一”的一體化教材。這4門課程在教學(xué)中都要采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)、情境教學(xué)、項(xiàng)目教學(xué)、案例教學(xué)”等職業(yè)教育的教學(xué)方法。將金屬材料、機(jī)械基礎(chǔ)、機(jī)械制造工藝等作為選修課，增加數(shù)控車床的學(xué)時(shí)總量，提高其在專業(yè)課程中的主體地位。為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)校為學(xué)生購買了關(guān)于數(shù)控車床操作的多種最新參考書籍，訂閱了一些關(guān)于機(jī)械加工、職業(yè)教育方面的期刊;本校教師嘗試編寫數(shù)控機(jī)床編程與加工方面的校本教材，讓學(xué)生多角度認(rèn)識(shí)數(shù)控車床，增強(qiáng)學(xué)生在數(shù)控車床編程與加工中的創(chuàng)新意識(shí)。

二、數(shù)控車床編程與加工課程教學(xué)內(nèi)容的改革

技工學(xué)校目前使用的《數(shù)控車床編程與加工》教材，其教學(xué)內(nèi)容大都是參照大學(xué)或高職同等專業(yè)的數(shù)控車床編程與加工課程，過分地強(qiáng)調(diào)理論的系統(tǒng)性、完整性，把知識(shí)的講授放在第一位，和技工學(xué)校學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)和實(shí)際情況相背離。技校絕大多數(shù)學(xué)生的基礎(chǔ)文化知識(shí)比較薄弱，邏輯思維和運(yùn)算能力較差，對(duì)復(fù)雜的理論和計(jì)算，很難全面透徹地掌握，但他們對(duì)動(dòng)手操作卻具有較高的興趣。因此數(shù)控車床編程與加工教學(xué)應(yīng)改變以傳授知識(shí)為主的思想，突出一體化實(shí)訓(xùn)教學(xué)的特點(diǎn)，把操作能力的培養(yǎng)放在第一位。因此，在教學(xué)內(nèi)容上，采用模塊式課程結(jié)構(gòu)，每個(gè)模塊又分為幾個(gè)典型工作任務(wù)，每個(gè)任務(wù)結(jié)構(gòu)包括：學(xué)習(xí)目標(biāo)、任務(wù)描述、任務(wù)分析、相關(guān)知識(shí)技術(shù)鏈接、任務(wù)實(shí)施、任務(wù)評(píng)價(jià)、思考與練習(xí)、總結(jié)提升等幾個(gè)階段。譬如，在講到軸類零件的加工任務(wù)實(shí)施時(shí)，教師為加深學(xué)生對(duì)整個(gè)加工過程的理解，可以讓學(xué)生先在計(jì)算機(jī)上仿真：開機(jī)回零→編程輸入→安裝工件→安裝刀具→手動(dòng)試切對(duì)刀→程序模擬→自動(dòng)加工→測(cè)量。編程之前要確定加工工藝方案：加工圖樣分析、先加工哪一端、后加工哪一端、如何裝夾工件、刀具選擇、加工工藝路線擬定、節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)、切削用量、編程指令、程序格式、加工過程分析、尺寸和形位精度測(cè)量、先仿真演示，后獨(dú)自進(jìn)行練習(xí)，遇到難題在老師的引導(dǎo)下分析解決，直到熟練地完成加工的全過程。師生互動(dòng)、分析總結(jié)后，再到數(shù)控車床上輸入程序、對(duì)刀加工。這樣既提高了學(xué)生的自信心，又不會(huì)出現(xiàn)撞刀等安全事故。

三、教學(xué)方法的改革

數(shù)控車床編程與加工課程傳統(tǒng)的教學(xué)方法就是課堂講授法和實(shí)習(xí)演示法，教師以講為主，學(xué)生以學(xué)和練為輔;理論與實(shí)訓(xùn)脫離，師生缺少互動(dòng)。隨著職業(yè)教育培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)方法的改革，傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)方法已不能滿足新的教學(xué)要求，教師應(yīng)在教學(xué)實(shí)踐中，勇于創(chuàng)新，不斷改革教學(xué)方法，從而達(dá)到培養(yǎng)出適合于職業(yè)教育特點(diǎn)的技術(shù)技能型人才的目的。對(duì)教學(xué)方法的改進(jìn)可以從以下幾個(gè)方面著手。

1.在教學(xué)過程中運(yùn)用類比教學(xué)方法

譬如，把數(shù)控裝置的組成及工作過程與計(jì)算機(jī)的組成及工作過程相類比：硬件都有輸入∕輸出接口、運(yùn)算器、內(nèi)部存儲(chǔ)器（RAM∕ROM）等組成;軟件都有管理軟件、控制軟件、應(yīng)用軟件（數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用軟件是加工程序）。數(shù)控機(jī)床的鍵盤與計(jì)算機(jī)鍵盤也很類似。通過類比，讓學(xué)生覺得那些復(fù)雜的概念、原理不再遙不可及，而是在生活中隨處可見，從而讓學(xué)生從心底產(chǎn)生一種想學(xué)習(xí)的沖動(dòng)。例如，數(shù)控車床加工與普通車床加工相類比，工件幾何精度要求、刀具、切削用量、加工路線、測(cè)量等有許多共同之處;加工的適應(yīng)性、特點(diǎn)、速度、節(jié)奏、工序集中程度等有許多不同處。類比能夠使一些復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化，使數(shù)控技術(shù)技能教學(xué)達(dá)到事半功倍的效果。

2.應(yīng)用探究式教學(xué)方法，加深每個(gè)任務(wù)知識(shí)的記憶和技能的熟練程度

在營造企業(yè)數(shù)控加工原型的問題情境中進(jìn)行探究，教師首先要幫助學(xué)生擬訂合理的計(jì)劃，選擇恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)，提出一定的問題和給出必要的資料，由學(xué)生自己動(dòng)手去仿真練習(xí)或者在互聯(lián)網(wǎng)上查閱，來尋求問題的答案。這時(shí)，教師起到一個(gè)導(dǎo)演的角色，指導(dǎo)、規(guī)范學(xué)生的探索過程。這個(gè)過程可以由單個(gè)學(xué)生完成，也可以由學(xué)生小組（3個(gè)人一個(gè)小組，每個(gè)小組一臺(tái)數(shù)控車床）來完成。要加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生尋求合作的團(tuán)隊(duì)精神。經(jīng)過探究過程，學(xué)生要把自己的仿真操作過程或者查閱的資料進(jìn)行總結(jié)梳理，得出自己的結(jié)論和解釋。不同的學(xué)生或者團(tuán)隊(duì)可以就同一問題提出不同的解釋或看法。不要怕出錯(cuò)，不要怕反復(fù)，要讓他們能夠?qū)⒆约旱慕Y(jié)論、想法清楚地表達(dá)出來，大家共同探討。例如，在學(xué)到數(shù)控車床坐標(biāo)系時(shí)，教師讓學(xué)生探究前置刀架和后置刀架可能出現(xiàn)的各種坐標(biāo)系，最終讓學(xué)生引導(dǎo)到笛卡爾右手坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸關(guān)系上來。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：主軸軸心線為Z軸，刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)閆軸的正方向，然后據(jù)笛卡爾右手坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸關(guān)系確定X軸;探究機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系的關(guān)系;查詢笛卡爾坐標(biāo)的來歷等。讓學(xué)生有趣地在互聯(lián)網(wǎng)上查找機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系的知識(shí)，觀察坐標(biāo)系現(xiàn)象，并運(yùn)用前面所學(xué)過的相關(guān)知識(shí)解釋數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系必須統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的理由。

3.利用情境教學(xué)法，取得優(yōu)秀教學(xué)效果

情境教學(xué)法的核心就是激發(fā)學(xué)生的情感。數(shù)控車床編程與加工情境教學(xué)，是在對(duì)數(shù)控車床編程與加工內(nèi)容、企業(yè)加工實(shí)例進(jìn)一步提煉和加工后才影響于學(xué)生的。諸如技能競(jìng)賽上優(yōu)秀加工案例的作用、生動(dòng)形象的語言描繪、課內(nèi)游戲、師生角色互換、工藝分析、程序分析、加工視頻等等，都是寓教學(xué)內(nèi)容于具體形象的情境之中，也就自然存在著潛移默化的暗示作用。情境教學(xué)法就是要在教學(xué)過程中引起學(xué)生積極的、健康的情感體驗(yàn)，充分利用右腦的直觀體驗(yàn)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使數(shù)控車床加工操作成為學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行的、快樂的事情。情感對(duì)認(rèn)知活動(dòng)的增力效能，給我們解決目前技校學(xué)生中普遍存在的學(xué)習(xí)動(dòng)力不足等問題以新的啟示。情境教學(xué)法要求創(chuàng)設(shè)的情境就是要使學(xué)生感到輕松愉快、耳目一新。專業(yè)技術(shù)課教學(xué)的實(shí)踐使人深深感到：歡快活潑的課堂氣氛是取得優(yōu)秀教學(xué)效果的重要條件，學(xué)生情感高漲和歡欣鼓舞之時(shí)也是知識(shí)技能內(nèi)化和深化之時(shí)。這樣，學(xué)生就會(huì)走出理論知識(shí)難懂、操作怕出事故的困境。

四、教學(xué)手段的改革

教學(xué)手段是在教學(xué)過程中所運(yùn)用的方法、軟件和硬件資源，是中職師生獲取新知識(shí)、新技術(shù)、新工藝的有效途徑?，F(xiàn)代化教學(xué)手段為數(shù)控車床編程與加工課程教學(xué)增加了便捷性、趣味性。

1.充分發(fā)揮典型加工實(shí)例在教學(xué)中的作用

根據(jù)國家、省、市技能大賽，獲取數(shù)控車床編程與加工經(jīng)典實(shí)例，反復(fù)研討分析，讓師生共同練習(xí)，提高技術(shù)技能水平。聘請(qǐng)社會(huì)上、優(yōu)秀企業(yè)中的能工巧匠做兼職教師，給學(xué)生進(jìn)行加工實(shí)例的操作講解，提高學(xué)生數(shù)控加工練習(xí)的趣味性和真實(shí)性，豐富感性知識(shí)，減少學(xué)習(xí)中的困難，開拓師生的眼界，發(fā)展學(xué)生的觀察和思維能力。為就業(yè)后職業(yè)能力的提升做好鋪墊。

2.提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)操作技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)、校園網(wǎng)上的數(shù)控技術(shù)技能資源的利用

師生共同制作數(shù)控車床編程與加工的PPT、視頻等課件。通過智能手機(jī)、iPad、計(jì)算機(jī)等網(wǎng)絡(luò)終端，通過微信、微博、易信、QQ、電子郵件等媒介，師生相互傳遞，更好地理解和掌握教學(xué)內(nèi)容，豐富學(xué)生的知識(shí)技能范圍。

五、評(píng)價(jià)體系的改革

根據(jù)教學(xué)的內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)，利用一定的評(píng)價(jià)方法對(duì)教學(xué)過程及預(yù)期的教學(xué)效果給予評(píng)判。而現(xiàn)有的評(píng)價(jià)大都是一學(xué)期一次期末考評(píng)，這種評(píng)價(jià)方法太單一，距我們推行的素質(zhì)教育相去甚遠(yuǎn)。因此，傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)體系必須改革，這就要求我們要建立一個(gè)較為科學(xué)的評(píng)價(jià)體系，通過評(píng)價(jià)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到自己的收獲和不足。評(píng)價(jià)也不要過于復(fù)雜多樣，要以鼓勵(lì)和賞識(shí)為主，讓每一位學(xué)生都能獲得自信和動(dòng)力。

1.一體化實(shí)訓(xùn)過程評(píng)價(jià)

在實(shí)訓(xùn)過程中，布置一些項(xiàng)目或任務(wù)，對(duì)學(xué)生完成項(xiàng)目或任務(wù)的過程記錄評(píng)價(jià)，并讓學(xué)生自己總結(jié)。

2.典型任務(wù)考評(píng)

軸類、套類、螺紋類零件編程與加工等每一項(xiàng)任務(wù)，對(duì)學(xué)生加工工件的尺寸、形位精度和表面粗糙度等質(zhì)量要求進(jìn)行考評(píng)。

3.技能鑒定考評(píng)

按照數(shù)控車床初級(jí)工、中級(jí)工分兩個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，用國家技能鑒定題庫中的理論和實(shí)操試題對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面考核鑒定，對(duì)少數(shù)優(yōu)秀的學(xué)生再進(jìn)行高級(jí)工的技能鑒定。

數(shù)控車床編程與加工是職業(yè)學(xué)校數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的一門重要專業(yè)課，其內(nèi)容廣泛，理論性和實(shí)用性都很強(qiáng)，因此在教學(xué)過程中我們還要敢于創(chuàng)新、不斷改革，多角度、多方位地優(yōu)化教學(xué)。

（作者單位：駐馬店高級(jí)技工學(xué)校）