數(shù)控車實(shí)訓(xùn)教學(xué)方法的研究與實(shí)踐

孫孟琴

(長(zhǎng)春工程學(xué)院機(jī)電學(xué)院，長(zhǎng)春130012)

數(shù)控車實(shí)訓(xùn)教學(xué)方法的研究與實(shí)踐

孫孟琴

(長(zhǎng)春工程學(xué)院機(jī)電學(xué)院，長(zhǎng)春130012)

針對(duì)我院的數(shù)控車實(shí)訓(xùn)教學(xué)，如何從無(wú)到有，如何提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力為目標(biāo)，以工程實(shí)踐為中心，基于CDIO思想，設(shè)計(jì)教學(xué)運(yùn)行過(guò)程，制作多媒體課件，結(jié)合我院自身的辦學(xué)宗旨，在教學(xué)方法與理念上，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)與示范教學(xué)，定制多元化的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方式，從各方面提高與保障我院數(shù)控車的實(shí)訓(xùn)教學(xué)的順利運(yùn)行。實(shí)踐證明，教學(xué)效果比較理想，學(xué)生的實(shí)際操作水平得到提高，改變了傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)的操作體驗(yàn)式教學(xué)，推動(dòng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)創(chuàng)新，促進(jìn)工程教育的發(fā)展。

CDIO思想；工程教育；實(shí)踐教學(xué)；考核評(píng)價(jià)

基于我院“培養(yǎng)高級(jí)應(yīng)用型專業(yè)技術(shù)人才”的辦學(xué)宗旨、人才培養(yǎng)方案及CDIO思想，結(jié)合我院的特點(diǎn)、實(shí)際及實(shí)踐教學(xué)的特色，我校工程訓(xùn)練中心與機(jī)電學(xué)院引進(jìn)了20臺(tái)HTC2050臥式數(shù)控車床，應(yīng)用于實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力，為使學(xué)生理解與撐握數(shù)控車的基本使用，提高教學(xué)質(zhì)量，編寫實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書、多媒體課件、制定多元化的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，使所學(xué)知識(shí)真正做到融會(huì)貫通，避免重理論輕實(shí)踐，使學(xué)生了解工程環(huán)境，并提高工程素質(zhì)。

一、基于CDIO思想的核心要素

CDIO大綱的組織結(jié)構(gòu)分別為：技術(shù)知識(shí)與推理、個(gè)人與職業(yè)的技能、人際技能。對(duì)現(xiàn)在畢業(yè)的工程人員提出了必須具備系統(tǒng)分析、專業(yè)技術(shù)知識(shí)與實(shí)踐能力的專業(yè)性要求［1-3］。

設(shè)計(jì)的實(shí)踐或理論教學(xué)環(huán)節(jié)，其核心還是將理論用于實(shí)踐或在實(shí)踐中把理論知識(shí)再認(rèn)知學(xué)習(xí)。強(qiáng)調(diào)知識(shí)的應(yīng)用，不論是通過(guò)團(tuán)隊(duì)還是通過(guò)實(shí)踐都是加強(qiáng)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知學(xué)習(xí)，理解理論知識(shí)在邏輯上縝密的推演的真正含義。實(shí)踐是理論知識(shí)的真實(shí)存在，兩者有相互依存，相互演化，也都有相互推演前進(jìn)的空間，即知識(shí)和能力來(lái)源于實(shí)踐，素質(zhì)更需要在實(shí)踐中養(yǎng)成，提高綜合創(chuàng)新能力，這也是知識(shí)的傳遞與發(fā)展中的一環(huán)。因此確定三要素如下：

(一)工程環(huán)境引導(dǎo)

參考企業(yè)工程環(huán)境與需求，在基本理論知識(shí)外給予學(xué)生更多的工作技能與環(huán)境的理解，企業(yè)一般性生產(chǎn)與操作流程的理解，強(qiáng)調(diào)工作過(guò)程的自我約束與安全意識(shí)，不要在實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地打鬧，對(duì)刀時(shí)的注意事項(xiàng)等等，防止不當(dāng)操作或其他運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械等物體對(duì)其造成意外傷害。從安全性考慮，對(duì)所需要的實(shí)訓(xùn)耗材準(zhǔn)備為塑料(為練習(xí)中使用)與鋼材、刀具一副、冷卻液等，以實(shí)際工況為準(zhǔn)。

(二)制作多媒體課件,建立強(qiáng)調(diào)實(shí)踐的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方法

利用現(xiàn)代化的教育技術(shù)手段，設(shè)計(jì)以數(shù)控車常用指令為專題的多媒體課件，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生對(duì)數(shù)控車加工中涉及到的各類基礎(chǔ)知識(shí)(如機(jī)械制圖等)及專業(yè)(工藝、公差等)知識(shí)在實(shí)踐學(xué)習(xí)中有一個(gè)較綜合的理解與撐握，從而提高教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)對(duì)學(xué)生的考核成績(jī)建立多元評(píng)價(jià)體系，體現(xiàn)實(shí)踐全過(guò)程。

(三)以四人小組合作式的學(xué)習(xí)方式為主

為使學(xué)生能夠主動(dòng)學(xué)習(xí)，加強(qiáng)相互溝通與幫助，以四人小組共同學(xué)習(xí)，但為避免學(xué)生間相互依賴，考核成績(jī)時(shí)以單個(gè)學(xué)生為對(duì)象進(jìn)行。組織學(xué)生參加各種大學(xué)生課外賽，對(duì)一些學(xué)生作品做展示柜長(zhǎng)期展示，讓學(xué)生得到更多啟發(fā)。

二、制作多媒體課件

數(shù)控車實(shí)訓(xùn)本身是一個(gè)涉及基礎(chǔ)課與專業(yè)課，具

有機(jī)械自動(dòng)化加工特性的實(shí)踐內(nèi)容，學(xué)生有了代碼格式與數(shù)控車的基本操作的基礎(chǔ)后，在工藝(切削參數(shù)、刀具、夾具等)、讀圖的理解基礎(chǔ)上靈活應(yīng)用代碼來(lái)編程，解決實(shí)際問(wèn)題是數(shù)控車學(xué)習(xí)的核心。90后的大學(xué)生，普遍生活實(shí)踐能力不強(qiáng)，是伴著動(dòng)畫長(zhǎng)大的一代，對(duì)于數(shù)控車等加工空間想象感不強(qiáng)，在實(shí)踐教學(xué)中，不能靈活運(yùn)用理論知識(shí)，把機(jī)床做為自己實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的技術(shù)手段。

實(shí)習(xí)學(xué)生一般以機(jī)械類專業(yè)的大二學(xué)生為主要對(duì)象，數(shù)控車涉及的基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)一小部分，針對(duì)這種情況，如果采用黑板式教學(xué)，對(duì)指令的實(shí)際加工狀態(tài)不能體現(xiàn)，學(xué)生吸收有限，實(shí)踐教學(xué)與課堂教學(xué)的融合性差，學(xué)生不能夠快速領(lǐng)悟并消化實(shí)訓(xùn)中涉及到的知識(shí)點(diǎn)，使學(xué)生缺少思維與創(chuàng)新的空間?；谝陨显颍O(shè)計(jì)一個(gè)以數(shù)控車常用代碼對(duì)零件的加工為核心內(nèi)容的課題，串聯(lián)各知識(shí)點(diǎn)(讀圖、確定有關(guān)的工藝參數(shù)與刀具等，代碼、編程格式、加工過(guò)程等)，采用圖文、視頻、動(dòng)畫等手段的多媒體課件(動(dòng)畫體現(xiàn)實(shí)際指令的走刀路徑及加工過(guò)程)，對(duì)數(shù)控車常見(jiàn)代碼(如圓弧指令等)及加工過(guò)程進(jìn)行模擬，內(nèi)容逐步呈現(xiàn)，用形象生動(dòng)的圖像、影像讓復(fù)雜的概念變得好理解，在視覺(jué)上沖擊吸引學(xué)生的注意力，從而縮短學(xué)生的學(xué)習(xí)接受時(shí)間，活躍課堂氣氛，加深鞏固教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行演示闡述，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，把應(yīng)用普通教學(xué)手段難以講清楚的知識(shí)直觀形象地體現(xiàn)出來(lái)，強(qiáng)化應(yīng)用為重點(diǎn)。在設(shè)計(jì)課件結(jié)構(gòu)上注意留有師生互動(dòng)的空間，克服多媒體課件的缺點(diǎn)；課件設(shè)計(jì)的流程上，加入啟發(fā)與獨(dú)立思考的環(huán)節(jié)，結(jié)合實(shí)踐教學(xué)實(shí)際，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)一個(gè)零件并加工出來(lái)［4-6］。

三、教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)與方法

數(shù)控車實(shí)訓(xùn)進(jìn)程中，理論32學(xué)時(shí)與實(shí)訓(xùn)56學(xué)時(shí)，偏重學(xué)生實(shí)踐學(xué)習(xí)。教學(xué)要求上以概述、示范講解、獨(dú)立操作、專題講解、小結(jié)講評(píng)等形式進(jìn)行，采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，過(guò)程中加深認(rèn)識(shí)，對(duì)整個(gè)數(shù)控車實(shí)訓(xùn)過(guò)程有充分的了解掌握［7］。

核心內(nèi)容：對(duì)刀，加工工藝，編程。理論內(nèi)容主要有：數(shù)控車的加工對(duì)象、加工設(shè)備與加工工具及應(yīng)用，數(shù)控車床設(shè)備與工具等注意事項(xiàng)及如何正確使用、車削加工工藝方案制定，數(shù)控車工藝應(yīng)用等基本訓(xùn)練。學(xué)習(xí)并撐握數(shù)控車代碼后，學(xué)生在對(duì)指定的零件圖及加工要求進(jìn)行技術(shù)分析、明確加工任務(wù)的基礎(chǔ)上編程，確定刀具、編寫加工工藝，學(xué)習(xí)使用數(shù)控車軟件模擬加工過(guò)程、校驗(yàn)程序等。實(shí)際操作部分主要有：數(shù)控車床與刀具使用與操作，程序的調(diào)試運(yùn)行，工件的實(shí)際加工操作。涉及機(jī)床介紹，操作等相應(yīng)內(nèi)容時(shí)，教師會(huì)去現(xiàn)場(chǎng)講解，學(xué)生開(kāi)始階段性操作體驗(yàn)，按事物的了解順序，先易后難，循序漸進(jìn)，加強(qiáng)記憶理解，不采用純理論教學(xué)式安排，操作與理論講解相互交叉。通過(guò)工程實(shí)踐項(xiàng)目的設(shè)計(jì)編寫數(shù)控車實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書，采用案例等教學(xué)方法，改變了傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)的操作體驗(yàn)式教學(xué)，便于學(xué)生開(kāi)展學(xué)習(xí)。

四、人員與資源保障

配備副教授2名，講師2名，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)學(xué)校教師素質(zhì)的提高，造就高水平的科研隊(duì)伍。加強(qiáng)教師自身素質(zhì)提高，通過(guò)高精度與難度的實(shí)踐學(xué)習(xí)，參加高級(jí)技工培訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)自我提高。為學(xué)生教師的學(xué)習(xí)與科研提供資源等保障。

五、實(shí)施多元化的成績(jī)的評(píng)價(jià)方式

數(shù)控實(shí)習(xí)是一門重要的實(shí)踐性技術(shù)基礎(chǔ)課。根據(jù)教學(xué)大綱的要求，突出技能培養(yǎng)為重點(diǎn)，考核環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)主要以體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程，體現(xiàn)從嚴(yán)、量化考核為主，以學(xué)生的實(shí)際情況，制定成績(jī)?cè)u(píng)定與基本技能成績(jī)?cè)u(píng)定辦法［8-10］，總分為100分，詳見(jiàn)表1-3。表1列出數(shù)控車實(shí)訓(xùn)考核的3項(xiàng)指標(biāo)，基本技能成績(jī)占60%，是對(duì)實(shí)訓(xùn)過(guò)程與側(cè)重實(shí)踐過(guò)程的全面體現(xiàn)。

1.基本技能成績(jī)項(xiàng)

指導(dǎo)教師對(duì)基本操作進(jìn)行隨機(jī)提問(wèn)考答，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)機(jī)床的基本操作，為學(xué)生后續(xù)的工件加工打下基礎(chǔ)，降低不必要的錯(cuò)誤操作。學(xué)生在撐握了基本操作規(guī)程與代碼后，以學(xué)生為主體，可選擇指導(dǎo)書的課題工件或自我設(shè)計(jì)工件，進(jìn)行編程與操作加工，教師對(duì)完成的作品驗(yàn)收及點(diǎn)評(píng)，引導(dǎo)學(xué)生思考感悟其中的工程內(nèi)涵，體會(huì)零件加工的系統(tǒng)過(guò)程和具體方法。

2.試卷筆試成績(jī)項(xiàng)

此項(xiàng)主要是促進(jìn)學(xué)生對(duì)基本理論知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，督促學(xué)生對(duì)實(shí)踐課的重視和復(fù)習(xí)，同時(shí)避免學(xué)生抄襲程序等問(wèn)題在成績(jī)中不能真實(shí)反映，但因?qū)儆趯I(yè)理論知識(shí)范疇，分值只占20%。

3.實(shí)習(xí)報(bào)告

最后，學(xué)生在理論與實(shí)踐學(xué)習(xí)后，寫出實(shí)訓(xùn)報(bào)告，總結(jié)自己的工程訓(xùn)練體會(huì)。

表1 數(shù)控車成績(jī)?cè)u(píng)定表

表2 基本技能成績(jī)?cè)u(píng)定表

表3 工件參考評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

六、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)工程實(shí)踐項(xiàng)目的設(shè)計(jì)將整個(gè)運(yùn)行體系有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，使學(xué)生對(duì)需要學(xué)習(xí)和掌握的內(nèi)容都圍繞實(shí)踐運(yùn)行。各種實(shí)踐環(huán)節(jié)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力尤其重要，通過(guò)開(kāi)放的視野，改善教學(xué)方法，創(chuàng)新數(shù)控車實(shí)訓(xùn)教學(xué)運(yùn)行過(guò)程，使教學(xué)質(zhì)量得到提高，學(xué)生在各類省級(jí)或國(guó)家級(jí)工程實(shí)訓(xùn)比賽都取得了好成績(jī)(5個(gè)一等獎(jiǎng)；2個(gè)二等獎(jiǎng)等)，同時(shí)承擔(dān)吉林人事廳的職業(yè)技能培訓(xùn)與等級(jí)考試等工作。通過(guò)參與、構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)學(xué)生的技術(shù)體驗(yàn)，為學(xué)生以后的工程素質(zhì)、綜合素質(zhì)的培養(yǎng)及畢業(yè)設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，使學(xué)生很好地掌握深厚的工程基礎(chǔ)應(yīng)用知識(shí)，取得良好的實(shí)際效果。

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SUN Meng-qin
(Changchun Institute of Technology，School of Mechanical Engineering，Changchun 130012，China)

The paper describes the training teaching of the CNC lathe starting from scratch，improving the students' practical application ability as the goal，taking the project practice as the center，basing on the idea of CDIO，designing the teaching process，making courseware，combining with our school's own mission，strengthening the field teaching and demonstration teaching，performing evaluation way to customize diversified.It can improve the practice teaching of NC practice in our institute from all aspects.The teaching effect is ideal，improving the actual operation level of the students，changing the traditional experiential teaching，promoting the practical teaching innovation，and developing the engineering education.

the idea of CDIO；engineering education；practice teaching；assessment and evaluation

G642.0

A

1009-8976(2015)03-0147-03

10.3969/j.issn.1009-8976.2015.03.040

2015-07-23

孫孟琴(1976—)，女(漢)，山東青州，講師，碩士主要研究機(jī)械制造及其自動(dòng)化。