基于項目激勵的數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)的實踐與探索

江敏

摘 要：技工院校數(shù)控專業(yè)的實訓(xùn)教學(xué)是數(shù)控實踐教育體系中重要的一個環(huán)節(jié)，教學(xué)效果的好壞直接關(guān)系到學(xué)生實際操作的技能的高低，并影響學(xué)生畢業(yè)后的職業(yè)技能素養(yǎng)。本文介紹了如何通過項目激勵的形式，把項目分為興趣項目、核心項目和仿真項目，在實踐教學(xué)中強化操作、分組教學(xué)和虛擬仿真加工。教學(xué)實踐證明，采用基于項目激勵的教學(xué)方法，適時地加以分階段、分層、分組進行數(shù)控實訓(xùn)教學(xué)，教學(xué)效果明顯。

關(guān)鍵詞：項目激勵 數(shù)控車削實訓(xùn)教學(xué) 實踐與探索

一、問題提出

數(shù)控技術(shù)是20世紀(jì)中期才發(fā)展起來的一門綜合性學(xué)科，它集微電子、信息處理、自動檢測、自動控制及機械制造等高新技術(shù)于一體。當(dāng)前的機械制造業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)數(shù)控化，為了適應(yīng)市場對人才的需求，技工院校設(shè)立了數(shù)控專業(yè)，以培養(yǎng)數(shù)控技能型人才，而數(shù)控技能型人才必須在實踐操作及數(shù)控技術(shù)應(yīng)用方面具有非常強的動手操作能力。《數(shù)控車削加工》作為一門基礎(chǔ)學(xué)科，首先應(yīng)在技工院校中受到重視，對如何提高其教學(xué)效果進行實踐與探索，以期相互學(xué)習(xí)、共同進步。

“如何提高教學(xué)效果”也可以理解為“如何有效地教學(xué)”。所謂“有效”，是指通過教師在一段時間的教學(xué)之后，學(xué)生能獲得的具體的進步或發(fā)展。教師遵循教學(xué)活動的客觀規(guī)律，以盡量少的時間、精力和物力投入，取得盡可能好的教學(xué)效果。

筆者進行了多年的教學(xué)實踐與探索，嘗試在原來的基礎(chǔ)上用不同的教學(xué)方法進行數(shù)控車削教學(xué)的改革與研究，記錄其中的差異，并通過測驗、技能鑒定考試和職業(yè)技能競賽等總結(jié)歸納教學(xué)經(jīng)驗，得出相應(yīng)的改進結(jié)論，提高學(xué)生的綜合操作能力。

二、實踐與探索

1.興趣項目，操作先行

（1）先做后教，體驗成功。數(shù)控車床的操作有固定的程序和功能，相比于理論知識，操作相對簡單。所以，對于數(shù)控車床而言，操作先行是可行的一種教學(xué)方法。而操作先行，項目的選擇至關(guān)重要，要激勵學(xué)生在項目的實施中參與創(chuàng)造實踐活動，學(xué)生在項目實踐過程中，能夠體驗創(chuàng)新的艱辛與樂趣，能夠培養(yǎng)學(xué)生團隊精神和合作能力。

（2）亦玩亦做，興趣自來。讓學(xué)生自己操作數(shù)控車床，加工出一個“子彈”的零件，如圖1所示。學(xué)生既感到興奮，又有一種成就感。操作先行避免了一開始就學(xué)習(xí)編程的枯燥和艱澀，有效地給了學(xué)生對自我的肯定和滿足。學(xué)生通過輸入老師預(yù)先編寫好的程序，如表1所示，能很直觀地對數(shù)控程序有了認識——“字母+數(shù)字”。同時，也對該課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)有了清晰的感受——操作機床，加工出合格的零件。

2.核心項目，分組實施

（1）教前摸底，有的放矢。數(shù)控編程涉及的知識面較廣，每個學(xué)生的基礎(chǔ)、特長不同，在核心項目實施前對學(xué)生作一次全面的測試，有利于老師對學(xué)生的了解，有利于后續(xù)的分組教學(xué)。具體測試的內(nèi)容應(yīng)該包括數(shù)學(xué)、機械制圖和車工操作等課程。其中數(shù)學(xué)的知識應(yīng)該以幾何圖形的尺寸計算及三角函數(shù)為主。測試之后，對測試的結(jié)果進行詳細的分析，歸納出各課程學(xué)生的差異。

（2）精心分組，優(yōu)勢互補。通常，學(xué)生如果在測試的課程中遇到困難，也會反映到以后的數(shù)控編程的學(xué)習(xí)過程中，根據(jù)測試的情況，有針對性地對學(xué)生進行分組，有利于促進學(xué)生團隊精神的培養(yǎng)；有利于學(xué)生優(yōu)勢互補，共同進步；有利于學(xué)生相互指正、減小操作過程中的故障率。

分組的人數(shù)以3人為宜。人數(shù)過多，效率降低，因為人均操作的機會偏少；剛開始學(xué)習(xí)時，如果人數(shù)偏少，也容易造成學(xué)生縮手縮腳，故障率也相應(yīng)偏高。

對學(xué)生分組的時候要考慮的因素比較多，最主要考慮要把每組學(xué)生盡量組合成互補的，比如把數(shù)學(xué)好機械制圖差的學(xué)生和機械制圖好數(shù)學(xué)差的學(xué)生組合，把數(shù)控操作好計算機編程差的學(xué)生和數(shù)控操作差計算機編程好的學(xué)生組合。

學(xué)生分組后也容易造成學(xué)生兩極分化現(xiàn)象，有可能造成交給一個組的任務(wù)，結(jié)果由一個學(xué)生全部完成了，其他學(xué)生并沒有參與，所以，任務(wù)分配的時候也可以考慮適當(dāng)細化。比如：3人一組，一人計算機編程，一人數(shù)據(jù)記錄，一人數(shù)控操作，然后兩兩輪換進行，課程結(jié)束將對學(xué)生一個個進行考核。

（3）削枝強干、突出重點。在數(shù)控車的教學(xué)過程中，不可避免地會和某些課程發(fā)生聯(lián)系，如圖2所示，也會碰到有些學(xué)生沒有掌握好這些基礎(chǔ)知識而出現(xiàn)學(xué)習(xí)瓶頸，而且情況各有不同，有學(xué)生被數(shù)學(xué)難住了，有學(xué)生看不懂圖樣，有學(xué)生不懂工藝等等。如果把這些內(nèi)容全部放在數(shù)控課堂上學(xué)習(xí)，其效果和效率都是低下的，因為只是有部分學(xué)生沒有掌握相關(guān)的部分知識點。所以，在數(shù)控的教學(xué)過程中不應(yīng)該把已經(jīng)學(xué)習(xí)過的內(nèi)容作為教學(xué)的重點。

對于技工院校的數(shù)控教學(xué)目標(biāo)定位是學(xué)生能根據(jù)圖樣要求，獨立編程、操作，在規(guī)定的時間內(nèi)，加工出合格的零件。數(shù)控課程要解決的問題就是“數(shù)控編程”和“數(shù)控機床操作”。數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)、組成等其他的知識，學(xué)生可通過自學(xué)或教師輔導(dǎo)獲得。

數(shù)控車削的教學(xué)重點應(yīng)放在圖形（或圖樣）的數(shù)字化處理、程序的編寫及數(shù)控機床的操作這三方面。圖3所示是一個保齡球瓶的零件圖，進行編程需要計算從O到F各點的坐標(biāo)，通過學(xué)生自己計算或用CAD都可以得到各點的坐標(biāo)。筆者的處理方法是指導(dǎo)學(xué)生標(biāo)注這些點的坐標(biāo)，如表2所示，并告訴學(xué)生為什么選取這些值作為坐標(biāo)值。由于教學(xué)的重點是計算機編程的方法，坐標(biāo)值的計算可以直接、明白地教授給學(xué)生，能有效地保證計算機編程教學(xué)的效率。

例如，現(xiàn)要編寫一個保齡球瓶零件的加工程序。零件和刀具的參數(shù)如下：毛坯直徑10mm，1號刀為35°外圓刀，2號刀為切斷刀。

計算機程序的編寫必須和企業(yè)的技術(shù)文件統(tǒng)一，有利于接軌企業(yè)生產(chǎn)，有利于養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，也便于編程的學(xué)習(xí)。具體的技術(shù)文件包括圖樣、數(shù)控加工工序卡片、數(shù)控加工刀具卡片、數(shù)控加工進給路線圖、數(shù)控加工程序單等。這些技術(shù)文件都以表格的形式存在，有規(guī)律、有條理、也比較系統(tǒng)，而且比較清晰、要點突出，非常貼合機械加工及數(shù)控編程的特點——邏輯嚴(yán)密、條理清晰。把技術(shù)文件（表格）的格式，運用到數(shù)控車削教學(xué)過程中可有效提高數(shù)控教學(xué)的效益。如表3所示，學(xué)生填寫準(zhǔn)確即可加工出保齡球瓶的零件。

3.仿真項目，虛擬加工

目前的數(shù)控機床可以直接通過數(shù)據(jù)線和計算機連接，學(xué)生可以通過操作計算機進行編程、模擬并校驗程序，而后通過計算機控制機床進行加工。常用的數(shù)控仿真軟件有南京思沃、上海宇龍、斐克數(shù)控仿真等，這些軟件可以完全模擬從程序輸入到零件加工完成的整個過程。

數(shù)控車削課程的實訓(xùn)教學(xué)，必須在數(shù)控機床上通過大量的操作練習(xí)才能完成，因此需要購置教學(xué)設(shè)備，還有機床的日常維護、刀具和材料，這些都需不小的費用。另一方面，由于學(xué)生都是初學(xué)者，在操作中常常因操作錯誤而損壞數(shù)控車床?；谝陨细鞣N原因，在實訓(xùn)課教學(xué)中引入數(shù)控仿真技術(shù)是非常必要的。對實訓(xùn)過程進行仿真教學(xué)既滿足了實訓(xùn)教學(xué)的要求，又節(jié)省了設(shè)備的投資成本。針對無法實現(xiàn)一對一手把手教學(xué)而造成教師不能及時發(fā)現(xiàn)和糾正學(xué)生在實操過程中出現(xiàn)的問題，教師可利用軟件提供的“測試”和“錄制”功能，要求學(xué)生將自己操作過程錄制下來，以備教師課后調(diào)出檢查。對于學(xué)有余力的學(xué)生而言，可以讓他們先在仿真中獨立完成，完成的效果圖如圖4所示。

我們可把計算機仿真編程學(xué)習(xí)穿插在核心項目的教學(xué)當(dāng)中，這樣可以非常安全地讓學(xué)生學(xué)習(xí)編程，把有些可能出現(xiàn)的危險先通過模擬去表現(xiàn)并排除。在計算機上模擬加工零件，其速度是可以調(diào)節(jié)的，同時，不需要裝夾工件和刀具，有效地節(jié)約時間，提高了效率。當(dāng)然，數(shù)控仿真模擬加工對編程學(xué)習(xí)很有幫助，但是對刀、工件測量等環(huán)節(jié)還需要通過實際操作來提高水平。

三、實施成效

1.學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)普遍提高

（1）促進學(xué)生學(xué)習(xí)注意力和學(xué)習(xí)興趣品質(zhì)的提高。學(xué)習(xí)興趣在學(xué)生積極性中是很現(xiàn)實且十分活躍的心理成分，它在學(xué)習(xí)活動中起著重要作用。托爾斯泰說過“成功的教學(xué)所需要的不是強制，而是激發(fā)學(xué)生的興趣?！睂W(xué)校教研組分別對2011、2012級機械加工兩個班的85名學(xué)生進行了問卷調(diào)查，調(diào)查結(jié)果有72%的學(xué)生認為在探索有效實訓(xùn)教學(xué)的策略以來，學(xué)習(xí)興趣是“增強了”。

（2）促進學(xué)生基本技能的快速提高。多年來，通過開展專業(yè)技能興趣小組，數(shù)控專業(yè)學(xué)生的操作能力大為提高，還涌現(xiàn)了一批技能操作能手。他們在各類競賽中獲得了優(yōu)異的成績，2015年臨安市第七屆中等職業(yè)學(xué)校技能比賽數(shù)車項目，一人獲一等獎，二人獲三等獎；2015年杭州市機械專業(yè)學(xué)生技能競賽數(shù)車項目，分別有學(xué)生獲得了一等獎和二等獎。

2.畢業(yè)生就業(yè)率明顯提高

隨著各項措施的落實，學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)的不斷提高，畢業(yè)生的質(zhì)量更為貼近人才市場需求，職業(yè)技能更接軌企業(yè)，深受企業(yè)的歡迎和肯定，就業(yè)呈供不應(yīng)求的趨勢。近幾年來畢業(yè)生就業(yè)率平均在98%以上，其中60%以上的學(xué)生與數(shù)控專業(yè)對口。

四、小結(jié)

數(shù)控車削加工是一門重要的專業(yè)操作課程，很多教材的編寫也已經(jīng)項目化。項目教學(xué)的實施，注重的不僅是最終的結(jié)果，還要關(guān)注完成任務(wù)的過程，做到“做中學(xué)、學(xué)中做”。培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，不但訓(xùn)練學(xué)生之間協(xié)調(diào)、合作的能力，還可以充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，培養(yǎng)了學(xué)生系統(tǒng)解決問題的能力。

本文在探索有效實訓(xùn)教學(xué)的策略時，將項目分成三類，即興趣項目、核心項目、仿真項目。興趣項目的實施，可稍多注重其最終結(jié)果，對學(xué)生的成果進行多場合的展示，而且采取激勵的措施，提高學(xué)生的信心和成就感。核心項目的實施，注重過程，講究合作，分組競爭，小組完成情況在實訓(xùn)場所醒目位置公示。仿真項目的實施，注重因材施教，對優(yōu)秀生，開發(fā)思維，鼓勵拔尖；對基礎(chǔ)較差的學(xué)生，培養(yǎng)興趣，掌握基礎(chǔ)，促成其理論知識的實踐化。

總之，我們必須為學(xué)生提供更加有效的實訓(xùn)環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。要將整個實訓(xùn)教學(xué)過程中的教、學(xué)、練融為一體，加強實訓(xùn)中的互動，使實訓(xùn)教學(xué)的質(zhì)量和效益得到大幅度的提高。我們要培養(yǎng)不僅有專業(yè)知識，而且還有一定創(chuàng)新思維和較強實際操作能力的技能人才。

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[3]李寧.淺談數(shù)控車工實訓(xùn)課教學(xué)體會[J].職業(yè)教育研究，2007（11）.

（作者單位：臨安市技工學(xué)校）