自主開發(fā)的微型數(shù)控銑床在中職教學(xué)中的運(yùn)用

張菁?オ?

目前，很多學(xué)校的數(shù)控銑床實(shí)習(xí)設(shè)備都是大型設(shè)備，通常實(shí)習(xí)時都是好幾人一臺機(jī)床，教學(xué)成本較高，學(xué)生實(shí)踐的機(jī)會普遍不足。自主研發(fā)微型數(shù)控銑床降低了教學(xué)的成本，并將復(fù)雜的大型機(jī)床合理地簡化，為教師的微型數(shù)控銑床生產(chǎn)過程的相關(guān)專業(yè)的教學(xué)提供了真實(shí)的案例。本文對自主研發(fā)的微型數(shù)控銑床在教學(xué)中的項目化教學(xué)應(yīng)用，以及對數(shù)控維修、機(jī)床結(jié)構(gòu)、機(jī)械基礎(chǔ)等課程的促進(jìn)作用進(jìn)行了探討。

隨著數(shù)控技術(shù)發(fā)展的不斷推進(jìn)，數(shù)控機(jī)床日益普及，使用數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)成為了機(jī)械行業(yè)改革的主要方向，對于中職學(xué)校的數(shù)控專業(yè)的教學(xué)也提出了越來越高的要求，如何提高教學(xué)質(zhì)量、提高教學(xué)效率、合理地控制費(fèi)用成為了一個困擾教育行業(yè)的難題。由于數(shù)控機(jī)床的知識，特別是結(jié)構(gòu)和控制原理部分比較抽象，需要采用實(shí)踐、實(shí)操等方法加深對知識的理解，然而市面上生產(chǎn)加工的數(shù)控機(jī)床一般價格較高，也不具備隨時可以裝拆等便利條件。因此，根據(jù)教學(xué)的需求設(shè)計一款結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、功能齊全的微型數(shù)控銑床成為了教學(xué)改革發(fā)展的需求。

通過本校老師幾年的設(shè)計與摸索，自主研發(fā)的微型數(shù)控銑床應(yīng)運(yùn)而生，在中職教學(xué)中，將微型數(shù)控銑床應(yīng)用于機(jī)械專業(yè)教學(xué)取得了一些成效。

一、推動項目教學(xué)法在數(shù)控銑削加工中的應(yīng)用

微型數(shù)控銑床的整個制造過程，經(jīng)過教師拆解可以作為數(shù)控銑床教學(xué)的項目化任務(wù)，圍繞著項目進(jìn)行教學(xué)，使學(xué)生直接參與項目全過程。教師在微型數(shù)控銑床設(shè)計和制造的基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)控銑床編程與操作的課程要求，將該課程按類別分為若干技能單元，并作為一個教學(xué)項目，施行理論實(shí)踐一體化的單元式教學(xué)，以應(yīng)用該項技能完成作業(yè)來結(jié)束，并進(jìn)行下一項目教學(xué)。在教學(xué)過程中，教師以項目的形式幫助學(xué)生分析問題，學(xué)生則在一起討論，最終確定項目的目標(biāo)和任務(wù)。通過實(shí)踐掌握課程的知識和技能，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力。

在實(shí)驗(yàn)班級的實(shí)習(xí)中，選取如下圖的微型數(shù)控銑床外殼類的零件進(jìn)行加工，應(yīng)用項目教學(xué)法進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)，將學(xué)生利用實(shí)訓(xùn)室的設(shè)備進(jìn)行分組，主要加工采用鋁板或ABS工業(yè)塑料。

上述教學(xué)過程達(dá)到了如下目標(biāo)：①根據(jù)圖紙要求利用繪圖軟件進(jìn)行造型與編程；②機(jī)床參數(shù)的設(shè)定范圍和加工過程中所需的用具的選擇；③相關(guān)尺寸的把握和檢測工具的使用；④對數(shù)控銑床的整個加工有更深的了解。

在整個項目教學(xué)中，教師一開始對學(xué)生進(jìn)行總體的項目介紹，然后和學(xué)生一起對零件圖進(jìn)行分析，提出相應(yīng)的問題。例如：如何保證零件加工的精度？如何選擇加工用具？學(xué)生根據(jù)提出的問題再結(jié)合自己的理解和現(xiàn)有的知識去解決問題。通過學(xué)生的準(zhǔn)備，了解項目實(shí)施中學(xué)生可能存在的問題。

接下來，在確定任務(wù)后，學(xué)生結(jié)合自己查閱的資料形成一份加工的思路設(shè)計，然后小組間進(jìn)行分享，相互討論，教師進(jìn)行必要的指導(dǎo)，根據(jù)討論，由學(xué)生制定項目工作的計劃，形成較為合理的加工工藝稿（加工工藝并沒有明顯的對錯之分，教師主要負(fù)責(zé)把關(guān)可能出現(xiàn)的安全隱患）。讓學(xué)生通過實(shí)踐去驗(yàn)證自己的加工工藝設(shè)定是否可以優(yōu)化，能不能做得更好。

學(xué)生根據(jù)自己的加工方案，以小組為單位進(jìn)行實(shí)操加工，加工過程中遇到問題由學(xué)生自行解決，這個過程也充分體現(xiàn)了微型數(shù)控銑床優(yōu)于普通數(shù)控銑床之處，由于微型數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)更為簡單，材料更為低廉，這也大大降低了由于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)不足帶來的設(shè)備安全隱患，也從一定程度上降低了學(xué)生心理壓力，為數(shù)控銑床后續(xù)教學(xué)打下了良好的基礎(chǔ)。實(shí)踐證明，通過學(xué)生的實(shí)踐操作與自主學(xué)習(xí)，大大提高了學(xué)生解決問題的能力，也從另一方面提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在教學(xué)的評價環(huán)節(jié)中，先由學(xué)生進(jìn)行自我評價，再由組長進(jìn)行評分，最后由教師對學(xué)生進(jìn)行綜合評價，將優(yōu)秀的工件應(yīng)用到本專業(yè)的下一個教學(xué)項目中。

二、數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)介紹的積極作用

在學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床之初，對于機(jī)床的整體結(jié)構(gòu)了解還不夠深入，如果僅僅是教師照本宣科的講解，對于中職學(xué)生來說太過于枯燥，通過對微型數(shù)控銑床床身機(jī)械部分的拆裝，不僅讓原本書本上枯燥的名詞更生動具體，也鍛煉了學(xué)生的動手能力，從教育效果來看比原本的純理論教學(xué)更受學(xué)生的青睞。在電氣專業(yè)方面，讓學(xué)生通過電氣控制的制作，解決了數(shù)控機(jī)床的接線、安裝和調(diào)試的綜合操作訓(xùn)練；在數(shù)控、模具專業(yè)方面，讓學(xué)生在微型數(shù)控銑床上編寫加工程序，進(jìn)行實(shí)際產(chǎn)品加工。

三、對數(shù)控加工技術(shù)教學(xué)的支持作用

通過微型數(shù)控銑床產(chǎn)品開發(fā)制作“學(xué)做一體化”的實(shí)踐，解決工學(xué)結(jié)合中“工、學(xué)”分離的普遍性問題。即以產(chǎn)品為教學(xué)活動載體，結(jié)合專業(yè)技能模塊，構(gòu)建基于工作過程的項目化教材，讓學(xué)生在參與產(chǎn)品設(shè)計、加工、檢測的一系列生產(chǎn)過程中，通過邊學(xué)邊做的方式，系統(tǒng)掌握專業(yè)核心知識和技能指標(biāo)。過去我們只是將工廠的產(chǎn)品引進(jìn)校園進(jìn)行加工，經(jīng)過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)外來的產(chǎn)品過于單一，無法將系統(tǒng)的專業(yè)知識結(jié)合起來進(jìn)行教學(xué)，通過微型數(shù)控銑床產(chǎn)品零件的生產(chǎn)制作，按照專業(yè)編制校本教材及進(jìn)行教學(xué)，完全符合實(shí)際專業(yè)教學(xué)需要。

四、對數(shù)控維修專業(yè)的提升作用

微型數(shù)控銑床因其結(jié)構(gòu)相對來說更為簡單，對學(xué)生一開始入門學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床控制原理和維修原理更為易學(xué)，學(xué)生通過對微型數(shù)控銑床的控制原理的分析與學(xué)習(xí)，可以更直觀地掌握數(shù)控機(jī)床上PLC的控制原理，對數(shù)控維修的學(xué)習(xí)起到提升的作用。

五、在專業(yè)課程教學(xué)中發(fā)揮生動的實(shí)例作用

微型數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)過程中的各零部件和傳動組成部分也受到學(xué)?！稒C(jī)械基礎(chǔ)》《機(jī)械制圖》等課程教師的青睞，將微型數(shù)控機(jī)床中的零部件作為課堂上的教具，使機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)中螺紋傳動、帶傳動等知識的講解更生動；將微型數(shù)控銑床的零件作為《機(jī)械制圖》課程的教具，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)制圖知識時更貼近實(shí)際運(yùn)用，提高案例的真實(shí)性，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

六、對教師教學(xué)能力和研發(fā)能力的提升作用

通過微型數(shù)控銑床產(chǎn)品開發(fā)制作、“學(xué)做一體化”的教學(xué)實(shí)踐解決教師隊伍成長缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的問題。通過微型數(shù)控銑床產(chǎn)品開發(fā)制作，實(shí)施“學(xué)做聯(lián)動”的教學(xué)模式，教師在帶領(lǐng)學(xué)生邊學(xué)邊做的過程中，實(shí)現(xiàn)了知識的更新和技能的提高，保證了教學(xué)的質(zhì)量。

我們看到，這種結(jié)構(gòu)簡單、價格較低、自主性大的微型數(shù)控銑床在中職機(jī)械及相關(guān)類專業(yè)的教學(xué)實(shí)踐中收到了令人滿意的效果，大大提升了中職教學(xué)的實(shí)踐性、參與性，為中職數(shù)控人才的培養(yǎng)拓寬了思路。

責(zé)任編輯陳春陽