《數(shù)控加工工藝與自動編程》教學(xué)方法和考核方式的改革與研究

蔣小盼

（湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，武漢 430068 ）

《數(shù)控加工工藝與自動編程》教學(xué)方法和考核方式的改革與研究

蔣小盼

（湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，武漢 430068 ）

從課程教學(xué)方法及考核評價體系等方面論述數(shù)控加工工藝與自動編程課程的改革思路，并提供了項目式教學(xué)法方法的具體實施過程與方法。

數(shù)控工藝 項目教學(xué)法 課程改革

《數(shù)控加工工藝與自動編程》是關(guān)于數(shù)控零件工藝過程設(shè)計與自動編程的一門課程。學(xué)習(xí)本課程的目的是使學(xué)生掌握典型零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計及自動編程方法?；诒拘嵤?321”技術(shù)應(yīng)用型的人才培養(yǎng)模式，強(qiáng)化實踐動手能力和職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)，推進(jìn)“學(xué)歷證書+職業(yè)證書”雙證書教育制度，對數(shù)控技術(shù)專業(yè)原有的課程體系實施改革，依據(jù)數(shù)控技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和數(shù)控技術(shù)崗位國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，采用基于工作過程的教學(xué)方法，充分展示現(xiàn)代教育“以能力為本”的價值取向。本文從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、考核模式等方面進(jìn)行一系列教學(xué)改革的探索。

1 教學(xué)內(nèi)容的情境化

以企業(yè)典型零件的工藝設(shè)計與制造為載體，根據(jù)職業(yè)崗位對整個課程知識、技能的需求，設(shè)置六個具有綜合性、拓展性學(xué)習(xí)情境，每個學(xué)習(xí)情境設(shè)置1～3個實訓(xùn)項目。

例如：情境一，工藝文件的識讀方法；情境二，工藝裝備（機(jī)床、刀具和及夾具）的選擇及安裝方法；情境三，典型零件的車削加工工藝分析；情境四，典型零件的銑削加工工藝分析；情境五，典型零件的自動編程方法；情境六，數(shù)控程序的傳輸與機(jī)床的基本操作與技能。

教學(xué)活動中，以學(xué)生為主體，教師為引導(dǎo)，隨著任務(wù)難度、綜合度煩人逐步增加，學(xué)生的獨(dú)立程度逐步上升。學(xué)生通過若干個相互關(guān)聯(lián)情景的學(xué)習(xí)，使其具備中等復(fù)雜零件的工藝設(shè)計與制造能力。

2 課程教學(xué)的過程化，教學(xué)方法的項目化

根據(jù)對企業(yè)的調(diào)研及職業(yè)能力分析，課程教學(xué)以實際工作過程為參考，即數(shù)控零件的工藝分析，數(shù)控程序的編寫及生成，數(shù)控機(jī)床的加工及零件的檢測等過程。通過若干個學(xué)習(xí)情境強(qiáng)化教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生能夠根據(jù)零件的特征，正確選擇機(jī)床、刀具、夾具，制定工藝方法及進(jìn)行編程，創(chuàng)建基于工作過程的學(xué)習(xí)情境，將陳述性知識與過程性知識整合，采用教、學(xué)、做合一的模式。

每個教學(xué)情境采用項目教學(xué)法實施教學(xué)，即師生通過共同實施一個完整的項目而進(jìn)行一種教學(xué)方法。每個學(xué)習(xí)情境按照“咨詢、計劃、決策、實施、檢查、評估”六個步驟執(zhí)行，以情境四為例制定了該項目的教學(xué)實施過程及方法。

項目標(biāo)題：平面類零件加工工藝設(shè)計與編程（10學(xué)時）。

項目目標(biāo)：了解工藝分析方法及過程，掌握程序編制規(guī)則及標(biāo)準(zhǔn)，使用MasterCAM軟件建模，使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行零件加工。

項目實施過程：

項目任務(wù)書（時間30分鐘）

設(shè)計圖1所示零件的工藝過程，毛坯尺寸160×120×30，材料為45號鋼，以小組為單位制定加工工藝方案，編制工藝卡、刀具卡，自動生成數(shù)控程序，并在機(jī)床上完成零件的加工，完成工作報告。

圖1 平面類零件

教師活動：下發(fā)項目任務(wù)書，講述完成項目的流程，組織學(xué)生分組。

學(xué)生活動：完成組內(nèi)職務(wù)分工，商討學(xué)習(xí)資料的查閱方法。

（1）資訊（時間30分鐘）

閱讀零件圖并回答：①該零件主要的加工面有那些？②大凸臺的尺寸精度是多少？表面粗糙度是多少？?38的孔的的尺寸精度是多少？粗糙度是是多少？

教師活動：提供尺寸精度等級對照表、形位公差表等，指導(dǎo)學(xué)生閱讀圖紙，包括主要加工面及精度分析。

學(xué)生活動：閱讀圖紙，加工表面及精度，了解工藝分析方法及過程，分組討論回答問題。

（2）計劃

①加工方法的選擇（時間30分鐘）

（a）頂面；（b）外輪廓；（c）鍵形凸臺：（d）中間孔；（e）小孔

教師活動：以外輪廓為例講解如何選擇恰當(dāng)?shù)募庸し椒?，提供指?dǎo)意見，制定項目進(jìn)度。

學(xué)生活動：根據(jù)教師的分析方法及相關(guān)資料，列出各表面的加工方法，分組討論，回答問題。

②加工順序的安排（時間20分鐘）

（a）該零件主要加工面是什么？次要加工面是什么？

（b）各表面的加工順序是什么？

教師活動：講解加工順序原則，提出可行性方面的質(zhì)疑。

學(xué)生活動：小組討論加工順序的安排方案，找出可以改善的地方。

③數(shù)控刀具的選擇（時間90分鐘）

（a）說出數(shù)控銑刀的主要類型及及加工范圍。

（b）數(shù)控刀具的材料主要有哪些？分別具有什么特點(diǎn)？

（c）各表面刀具的選擇：頂面；外輪廓；鍵形凸臺；中間孔；小孔。

教師活動：講解數(shù)控刀具的主要類型、材料及粗精加工時刀具尺寸的選擇原則。

學(xué)生活動：各表面數(shù)控刀具的選擇，包括類型、尺寸及材料的選擇，分組討論并回答問題。

④切削用量的確定（時間60分鐘）

（a）簡述切削用量三要素。

（b）切削用量三要素的粗加工及精加工的選擇原則。

（c）計算各表面的切削用量（給出切削速度VC的參考表及每齒進(jìn)給量fz）。

教師活動：講解切削用量三要素及粗精加工時的選擇原則。

學(xué)生活動：根據(jù)相關(guān)表格計算各表面的切削用量，分組討論并回答問題。

（3）決策

填寫加工工藝卡（時間30分鐘）

教師活動：進(jìn)行可行性分析，提供指導(dǎo)意見，關(guān)注工藝卡編制中的基本知識，指導(dǎo)完善工藝卡。

學(xué)生活動：確定工藝過程，設(shè)置毛坯、工藝裝備，確定零件的裝夾方式、刀具、量具選用，并填寫工藝文件。

（4）實施

①利用Mastercam進(jìn)行零件的模擬加工（時間30分鐘）

教師活動：關(guān)注使用Mastercsm軟件的能力，檢查零件模型及模擬加工的結(jié)果。

學(xué)生活動：繪制三維零件圖，并模擬加工過程，完善工藝卡，生成數(shù)控程序。

②利用數(shù)控銑床完成零件的加工（時間60分鐘）

教師活動：講解數(shù)控機(jī)操作方法，指導(dǎo)學(xué)生規(guī)范操作性，同時控制工作進(jìn)度。

學(xué)生活動：以小組為單位進(jìn)行數(shù)控程序的傳輸，完成零件的加工，并展示加工成果。

（5）檢查（時間3分鐘）

教師活動：組織學(xué)生根據(jù)制定的檢測標(biāo)準(zhǔn)開展自檢、互檢、教師檢測，填寫相關(guān)檢測表格。

學(xué)生活動：根據(jù)任務(wù)檢查表進(jìn)行操作過程的檢測，完成零件質(zhì)量的檢測并填表。

（6）評估（時間30分鐘）

教師活動：分析工作過程，提出改進(jìn)措施等；技術(shù)文檔歸檔；完成個人任務(wù)報告；撰寫小組自評報。

學(xué)生活動：計劃評估項目完成質(zhì)量，關(guān)注團(tuán)隊合作、敬業(yè)勤業(yè)評估等。

3 考核方法的多樣化

在項目化教學(xué)過程中，不僅要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果，更重要的是關(guān)注完成項目的全過程，關(guān)注學(xué)生知識技能的掌握情況、學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)。考試成績和平時成績各占50%。對于平時成績，采用過程性考核、操作技能考核、創(chuàng)新能力考核和職業(yè)素養(yǎng)考核成績等多種考核方式相結(jié)合的形式的綜合評價方式。

平時成績=過程性考核成績×40%+操作技能考核成績×20%+創(chuàng)新能力考核成績×20%+職業(yè)素養(yǎng)考核成績×20%

其中，過程性考核成績主要依據(jù)學(xué)生完成指定任務(wù)（主要指加工工藝的合理性、零件CAD/CAM過程的規(guī)范性、項目報告的完整性等）的情況來綜合評定；操作技能考核成績參照職業(yè)技能鑒定標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)完成任務(wù)的合格率、熟練程度綜合評定；創(chuàng)新能力考核成績則主要依據(jù)自選任務(wù)的難易程度及其工作過程的闡述情況；職業(yè)素養(yǎng)考核成績主要依據(jù)在項目完成過程中的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力、現(xiàn)場管理能力等四項進(jìn)行考核。

在考核過程中，改變傳統(tǒng)的教師評定成績的方式，采用學(xué)生自評、同學(xué)互評、教師評價來綜合評定學(xué)生成績。

學(xué)生成績=自評×30%+互評成績×30%+教師評定×40%。

基于工作過程的項目化教學(xué)改革是學(xué)校實施改革的重要方法之一。該方法打破了原課程之間的知識壁壘，涉及到多學(xué)科知識的貫通。因此，為了保障教學(xué)實施，教師必須提供足夠的教學(xué)資源，才能有效完成預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)。除了教材、教案及電子課件外，教師還需提供大量的綜合資料，如項目任務(wù)書、教學(xué)視頻、項目教學(xué)法教案、相關(guān)手冊、網(wǎng)址及表格（如精度對照表、加工方法表、工藝卡片、刀具卡片、切削用量表及檢查評估表等）、多媒體教室（仿真軟件）、數(shù)控機(jī)床實驗室及能承擔(dān)項目教學(xué)法數(shù)控專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊等。

[1]王睿.基于工作過程的數(shù)控加工工藝編制與實施課程教學(xué)改革研究[J].船舶職業(yè)教育，2013，（5）：31-34.

[2]賀衛(wèi)紅.數(shù)控加工工藝課程改革研究與實踐[J].改革，2013，（3）：70-71.

[3]費(fèi)姝霞，王宏霞.淺談“數(shù)控加工工藝與編程”課程的教學(xué)方法改革[J].科技資訊，2013，（1）：201.

Reform and Research on Teaching Methods and Examination Methods of Numerical Control Processing Technology and Automatic Programming

JIANG Xiaopan
(College of engineering and technology, Hubei University of Technology, Wuhan 430068)

From the course teaching methods and evaluation system and so on, this paper discusses the reform ideas of NC machining technology and automatic programming course, and provides the concrete implementation process and method of project teaching method.

numerical control technology, project teaching method, curriculum reform