聶采高
(四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院 智能制造學(xué)院,四川 遂寧 629000)
科學(xué)技術(shù)是國家發(fā)展的第一生產(chǎn)力。特別是數(shù)控技術(shù),在世界各國的制造業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用,數(shù)控技術(shù)能大大提升制造的水平和能力,在各個國家的社會發(fā)展和生產(chǎn)力的提升中具有重要作用。隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展,我國的機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)也取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步,也促進(jìn)了我國工業(yè)生產(chǎn)水平的大大提高,但同時也提高了對機(jī)械專業(yè)人才的要求,給包括高職院校在內(nèi)的我國機(jī)械制造專業(yè)人才的培養(yǎng)也帶來了很大的壓力。特別是近年來,自動化加工制造技術(shù)的有效革新,為數(shù)控加工領(lǐng)域提供了全新的技術(shù)支持。實(shí)訓(xùn)教師需要貫徹智能制造的思想意識,明確本專業(yè)的實(shí)踐方向和教育要求,來提升數(shù)控加工教學(xué)的綜合質(zhì)量,方便學(xué)生全面掌握數(shù)控加工技術(shù)的內(nèi)涵。筆者從事職業(yè)教育三十多年,一直擔(dān)任數(shù)控車床、數(shù)控銑床的理論和加工實(shí)訓(xùn)教學(xué),特別是在數(shù)控車床加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)方面,不斷總結(jié)、不斷探討、不斷思考和不斷改革,得到了有關(guān)專任教師和實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)老師的肯定和學(xué)生的好評。現(xiàn)表述出來,與同行及專家共同研究探析。
數(shù)控加工期間,學(xué)生需要使用精密度極高的元件進(jìn)行自動化加工作業(yè),要讓學(xué)生積極融入到實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程之中,讓學(xué)生快速掌握數(shù)控機(jī)床的使用方法及要求,以便學(xué)生更快地適應(yīng)于崗位。因此,設(shè)立完善的數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式很有必要,指導(dǎo)學(xué)生在實(shí)訓(xùn)探索中進(jìn)行學(xué)習(xí)、感知、創(chuàng)造和理解,讓學(xué)生更全面地認(rèn)識到數(shù)控加工的成果和工藝性技術(shù)的內(nèi)涵。教師應(yīng)當(dāng)指導(dǎo)學(xué)生自主吸收實(shí)訓(xùn)設(shè)計的知識點(diǎn),在體驗(yàn)式學(xué)習(xí)、實(shí)踐式操作過程中分享、學(xué)會實(shí)訓(xùn)的成果[1]??傊?,為了提高學(xué)生的動手實(shí)操能力,教師需側(cè)重開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計理念和實(shí)訓(xùn)意識,尤其是需要在學(xué)習(xí)鍛煉、創(chuàng)新學(xué)習(xí)、體驗(yàn)感受期間掌握零件的加工技巧,這就更有利于開發(fā)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐水平、創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力。
現(xiàn)階段,高職院校在進(jìn)行數(shù)控技術(shù)、模具及設(shè)計等專業(yè)的教學(xué)過程中普遍存在著“重理論、輕實(shí)訓(xùn)”的現(xiàn)象,即使開展的一些實(shí)踐實(shí)訓(xùn)教學(xué)活動也存在著一定的問題,這就給數(shù)控加工制造人才的培養(yǎng)帶來了很多不利的因素。
現(xiàn)目前,都是00后的大學(xué)生,這類學(xué)生在高中階段就對傳統(tǒng)的教學(xué)模式非常抵觸。機(jī)械類課程的學(xué)習(xí)又不能像藝術(shù)類或者文科類課程在教學(xué)過程中一味地創(chuàng)新和標(biāo)新立異,在存在抵觸心理的情況下學(xué)生難以理解反復(fù)實(shí)踐訓(xùn)練的意義,還有相當(dāng)多的學(xué)生怕吃苦怕臟又怕累,對加工實(shí)訓(xùn)認(rèn)識不到位,態(tài)度也不夠端正,造成了對實(shí)訓(xùn)加工不感興趣,對實(shí)訓(xùn)加工也就不夠重視,這樣的話就達(dá)不到實(shí)訓(xùn)效果。
當(dāng)前很多高職院校在開展數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)時還在沿用過去的圖樣內(nèi)容,與現(xiàn)在實(shí)際加工制造企業(yè)的生產(chǎn)情況存在著嚴(yán)重的脫節(jié)問題,學(xué)生很少或者根本沒到生產(chǎn)企業(yè)去實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)。
雖然我國的職業(yè)教育水平與過去相比有了很大的提高,但教學(xué)方法的進(jìn)步卻并不明顯,仍然還很簡單和陳舊,特別是實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié),方法方式簡單粗糙,就無法有效提高實(shí)踐教學(xué)效率和教學(xué)水平。
教學(xué)考評不健全一直都是我國教育領(lǐng)域長期存在的問題,具體到高職院校的機(jī)械加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)也不例外。因?yàn)榍啡苯∪目荚u機(jī)制,造成在實(shí)際工作中不能為實(shí)訓(xùn)教學(xué)工作的改善提供真實(shí)、有效的參考依據(jù)。
近年來,科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步,機(jī)械制造行業(yè)在使用的設(shè)備和加工方法上有了很大的改變,設(shè)備更加先進(jìn),技術(shù)更加進(jìn)步。畢業(yè)的學(xué)生反饋到學(xué)校的信息很多都是在學(xué)校學(xué)到的知識到了企業(yè)用不上,在學(xué)校使用過的設(shè)備已經(jīng)是企業(yè)更新?lián)Q代的設(shè)備等負(fù)面但又很實(shí)際的信息。在校學(xué)生得到這樣的信息后就對學(xué)校實(shí)訓(xùn)過程中學(xué)習(xí)的加工技能不太重視。而機(jī)械加工制造專業(yè)又是一門對實(shí)踐操作能力要求很高的學(xué)科,要想培養(yǎng)出優(yōu)秀的、符合生產(chǎn)企業(yè)崗位需求的高素質(zhì)人才,就必須在硬件教學(xué)設(shè)施上提供充分的保障。但現(xiàn)實(shí)卻是,我國很多高職院校都存在著“人多機(jī)少”的問題,甚至有的高職院校連一臺高檔的數(shù)控機(jī)床都沒有,這就直接造成了很多實(shí)訓(xùn)教學(xué)工作都停留在“紙上談兵”的階段?,F(xiàn)目前,有的高職院校進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)的教師偏少,并且實(shí)訓(xùn)教師培訓(xùn)進(jìn)修的時間也偏少,直接導(dǎo)致了實(shí)訓(xùn)教師掌握前沿的新加工技術(shù)嚴(yán)重缺乏。
針對以上所述存在的問題,筆者結(jié)合自己多年以來的工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提出以下解決對策,希望對促進(jìn)學(xué)生的實(shí)踐能力水平的提高和實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的提高有所幫助。
興趣是學(xué)生最好的老師,其能夠讓學(xué)生積極地探索知識,積極地參與到實(shí)訓(xùn)教學(xué)活動當(dāng)中,有了興趣,學(xué)生才能夠享受學(xué)習(xí)的樂趣,在學(xué)習(xí)中感到愉悅。實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師就要千方百計地想辦法來提高學(xué)生對數(shù)控實(shí)訓(xùn)加工的熱情,現(xiàn)在都是愛新鮮愛挑戰(zhàn)的00后的大學(xué)生,他們無時無刻不在彰顯自己的個性,他們發(fā)朋友圈、刷抖音無非就是在證明自己的存在,筆者將這個很多人認(rèn)為不好的自戀情結(jié)應(yīng)用到了自己的數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中,要讓學(xué)生意識到每一次實(shí)訓(xùn)都是一次比賽都是一次競爭。在實(shí)訓(xùn)進(jìn)行之前,筆者就會精心準(zhǔn)備幾個難易程度不同但適合實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的零件圖,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)本次實(shí)訓(xùn)內(nèi)容選擇加工的零件時,告訴學(xué)生只有加工出零件質(zhì)量更好的同學(xué)會獲得加分,當(dāng)然如果難度越大的零件加分越高,為了獲得加分,大多數(shù)同學(xué)均會選擇難度較大的零件,也因?yàn)橄胩岣吡慵馁|(zhì)量,同學(xué)們都認(rèn)真聽講學(xué)習(xí)及注意事項(xiàng),他們就會主動去操作數(shù)控車床,加工出更高質(zhì)量的產(chǎn)品[2]。
數(shù)控車床專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)當(dāng)中涉及到的機(jī)械設(shè)備處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài),另外一些如刀、夾等工具都比較危險,因此需要保證學(xué)生的安全。在實(shí)訓(xùn)當(dāng)中如果發(fā)生了安全事故,對學(xué)院和學(xué)生家庭產(chǎn)生的負(fù)面影響都比較大。因此,實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)的教師應(yīng)該提升對學(xué)生的安全意識教育,為學(xué)生們營造出一個安全的學(xué)習(xí)加工環(huán)境,更好地掌握數(shù)控加工的知識,在安全的基礎(chǔ)上保證數(shù)控車床加工實(shí)訓(xùn)的教學(xué)質(zhì)量,為學(xué)生步入社會和工作提供保障[3]。在實(shí)訓(xùn)加工之前,安排一定的時間進(jìn)行安全教育,組織學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)范手冊,觀看安全事故教育視頻,讓學(xué)生明白如果違章進(jìn)行操作所要擔(dān)負(fù)的風(fēng)險和后果。比如:在進(jìn)行數(shù)控操作時必須穿戴好工作服裝和鞋子,不能佩戴飾品,女同學(xué)不能夠披頭散發(fā),要將頭發(fā)塞入到帽子里。及時將壞的刀具更換掉等等。只有對學(xué)生的安全教育意識進(jìn)行加強(qiáng),讓學(xué)生養(yǎng)成良好的加工習(xí)慣,才能形成優(yōu)秀的職業(yè)素養(yǎng)。
改變以往實(shí)訓(xùn)內(nèi)容陳舊的缺陷,結(jié)合企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)項(xiàng)目進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容方面的調(diào)整,如可以把企業(yè)正在加工的一些簡單零件工藝實(shí)例作為實(shí)訓(xùn)內(nèi)容,與加工企業(yè)密切配合,來保障所設(shè)計的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情況一致,爭取學(xué)生在畢業(yè)前就基本能夠滿足企業(yè)的實(shí)際崗位需求?,F(xiàn)目前,我院已經(jīng)和遂寧及周邊地區(qū)的大型機(jī)械數(shù)控加工企業(yè)(如:托普勒公司、立訓(xùn)精密公司等等)進(jìn)行了“校企融合”“產(chǎn)教結(jié)合”“強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合”,實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師和實(shí)訓(xùn)學(xué)生在完成了實(shí)訓(xùn)任務(wù)之后,可以利用空余的時間向企業(yè)的技師學(xué)習(xí)加工技術(shù)及企業(yè)文化,并實(shí)際加工產(chǎn)品。給學(xué)生也提供了更多的實(shí)踐鍛煉的加工機(jī)會,加工的學(xué)生還能夠有一定的收入,所以老師和學(xué)生的加工熱情也比較高[4]。
實(shí)訓(xùn)教師隊(duì)伍的建設(shè)是提高高職院校機(jī)械數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵所在,除了要經(jīng)常安排派遣實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師到先進(jìn)的加工企業(yè)和數(shù)控加工技術(shù)先進(jìn)的國家去學(xué)習(xí)取經(jīng)以外,教師隊(duì)伍的優(yōu)化主要可以從以下兩個方面進(jìn)行:首先,吸收企業(yè)中那些具有較高實(shí)踐操作能力的職工、技術(shù)員、技師甚至工程師作為實(shí)訓(xùn)教師隊(duì)伍的補(bǔ)充;其次,要對現(xiàn)有教師隊(duì)伍的實(shí)踐教學(xué)能力進(jìn)行提升。比如:為了提高實(shí)踐教師隊(duì)伍的整體專業(yè)水平,可邀請機(jī)械加工企業(yè)的專業(yè)技術(shù)人員、高級工程師等擔(dān)任高職院校機(jī)械專業(yè)的兼職教師參與實(shí)訓(xùn)教學(xué);還可以與企業(yè)進(jìn)行充分的合作,在企業(yè)中建立教師工作站,讓教師輪流參與企業(yè)的加工制造和生產(chǎn)管理等活動,在積累自身實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)的同時,指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)訓(xùn)加工任務(wù)[5]。
為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,要改變過去單一的教學(xué)方法,在引入現(xiàn)代新型教學(xué)理念的基礎(chǔ)上豐富教學(xué)方法。在實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中,指導(dǎo)教師要用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法進(jìn)行教學(xué),只有這樣,才能使學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過程中有所收獲,使學(xué)生的實(shí)際加工能力得到提高。筆者在實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教學(xué)過程中主要是采用了項(xiàng)目式教學(xué)法來進(jìn)行數(shù)控車床加工實(shí)訓(xùn)[6]。
1.項(xiàng)目式教學(xué)簡述
從教育發(fā)展的實(shí)際情況來看,在教育領(lǐng)域中的很多學(xué)科教學(xué)上都采用了項(xiàng)目式教學(xué)。根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況,將教材中的技能知識分成許多個技術(shù)知識點(diǎn)或者技能單元,然后對每個知識點(diǎn)或者單元作為一個項(xiàng)目進(jìn)行教學(xué),就是一個將知識進(jìn)行化整為零,然后又貫穿在一起進(jìn)行有效的教學(xué),并且將理論知識和技能實(shí)訓(xùn)進(jìn)行結(jié)合進(jìn)行,讓學(xué)生更快地掌握知識和技能技巧。
2.數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)中項(xiàng)目式教學(xué)的步驟
我院現(xiàn)有發(fā)拉克和西門子系統(tǒng)的數(shù)控車床36臺(包括平床身和斜床身兩類),現(xiàn)有數(shù)控專業(yè)、模具專業(yè)、機(jī)制專業(yè)、工業(yè)機(jī)器人專業(yè)等,每個年級有學(xué)生600人左右,每個班級平均40人左右,其中有高職學(xué)生和普高學(xué)生,文化水平和專業(yè)知識參差不齊,這就給實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)工作帶來了很大的難度,平均一個班級實(shí)訓(xùn)3—4周;在實(shí)訓(xùn)課堂上,我都是讓學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí),由班長或?qū)W習(xí)委員進(jìn)行分配組建學(xué)習(xí)實(shí)訓(xùn)小組,每組人數(shù)2—3人(組內(nèi)成員優(yōu)勢互補(bǔ),也就是理論成績好的和動手能力好的要平衡分配),選一人當(dāng)組長。
第一步,針對不同的專業(yè)及學(xué)生進(jìn)行了實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的設(shè)置,將數(shù)控車床的操作技術(shù)分為對車床的操作以及車床控制指令的使用和對工藝的學(xué)習(xí)方法;再對數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)進(jìn)行目標(biāo)的確定,并進(jìn)行一定的要求,要求學(xué)生對課本上各系統(tǒng)編制程序的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和格式進(jìn)行學(xué)習(xí)掌握,會使用系統(tǒng)程序的編輯方法,并進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。
第二步,讓學(xué)生了解數(shù)控車床軸類零件的加工技巧,先讓學(xué)生學(xué)習(xí)簡單的軸類零件加工方法,對G00、G01、G90、G94等數(shù)控車床指令進(jìn)行學(xué)習(xí)和使用[7];再讓學(xué)生對數(shù)控車床的圓弧零件加工方法進(jìn)行學(xué)習(xí),并掌握其特點(diǎn),學(xué)會對數(shù)控車床指令G02、G03的使用方法;對槽類零件的加工方法進(jìn)行學(xué)習(xí)掌握,掌握其加工的技巧特點(diǎn);再對階臺軸的基本加工方法和工藝特點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí),做好基礎(chǔ)準(zhǔn)備,然后掌握數(shù)控車床G71粗車循環(huán)和G70精車循環(huán)的技術(shù)應(yīng)用;然后對切削螺紋的知識原理和特點(diǎn)進(jìn)行基礎(chǔ)學(xué)習(xí),掌握數(shù)控車床G32和G92螺紋切削的指令的使用方法及其應(yīng)用特點(diǎn).
第三步,就是復(fù)雜零件及配合零件的綜合加工實(shí)訓(xùn)。
從以上三個方面可以看出,項(xiàng)目式教學(xué)雖然是將知識點(diǎn)進(jìn)行分開學(xué)習(xí),但是每一個知識點(diǎn)之間是相互聯(lián)系的,不是單一的存在,學(xué)生在對課本知識和簡單的工藝學(xué)習(xí)進(jìn)行基礎(chǔ)掌握之后,再進(jìn)行項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)訓(xùn),可以將職業(yè)理論與職業(yè)技術(shù)更好地融合在一起,有效提高學(xué)生的綜合能力和專業(yè)技術(shù)水平。
對于機(jī)械數(shù)控加工來說,切削條件會直接影響加工的時間、刀具的壽命和加工的質(zhì)量,因而必須始終合理控制切削條件。在合理選擇切削用量時,要把控好三點(diǎn)要素,即切削速度、進(jìn)給量和吃刀深度(背吃刀量)。在切削速度控制中,本質(zhì)上是要控制切削線速度,而切削線速度主要由刀具材料和加工條件來決定。(1)在刀具材料選擇上,如是硬質(zhì)合金,可以將切削線速度控制在100—120米/分,如是高速鋼,則要盡量將切削線速度控制地較低,通??刂圃?0—80米/分,甚至可以控制在20—30米/分。在加工條件方面,若是粗加工,則切削線速度較低,若是精加工,則切削線速度盡量高一些;若是機(jī)床、工件、刀具的剛性系統(tǒng)差,則切削線速度盡量低一些。(2)在進(jìn)刀量的控制上,精加工時加工件的表面粗糙度需要嚴(yán)格控制,走刀量盡量要小一些,一般F=0.1—0.15mm/r;粗加工時可以取較大一些,一般F=0.2—0.3mm/r,還要考慮數(shù)控車床的功率和刀具的剛性。(3)在吃刀深度的控制上,若是精加工,一般控制為0.5—0.8mm(半徑值),在粗加工時要結(jié)合工件、刀具、車床情況來合理確定,一般控制在0.8—1.0mm(半徑值)[8]。
好的制度是保證質(zhì)量的有力手段。目前高職院校實(shí)訓(xùn)教學(xué)考評方式還很簡單也很單一,這在很大程度上無法客觀性地對學(xué)生實(shí)訓(xùn)成果和教師教學(xué)效果進(jìn)行評價。筆者從以下三個方面進(jìn)行了改革。第一,指導(dǎo)教師制定三個表格進(jìn)行考評,即、某級某班數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)考勤表、某級某班質(zhì)量監(jiān)控表和某級某班實(shí)操考核簽到表。第二,在學(xué)院的加工企業(yè)進(jìn)行加工實(shí)習(xí)的過程中,由所在的加工企業(yè)來考評。企業(yè)考評可以充分依托于實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié),除了重點(diǎn)考察學(xué)生在實(shí)習(xí)過程中所表現(xiàn)出來的專業(yè)技能外,還應(yīng)該對學(xué)生的工作責(zé)任心、工作紀(jì)律以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力進(jìn)行考評。第三,可以通過職業(yè)技能鑒定來實(shí)現(xiàn)考評,只有獲得相應(yīng)的職業(yè)資格證書的學(xué)生才能允許畢業(yè)[9]。
當(dāng)前在高職院校的機(jī)械數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)中還存在一些問題,這不但嚴(yán)重影響了高職院校教學(xué)質(zhì)量的提升,而且還不利于學(xué)生以后的就業(yè)和發(fā)展。因此,高職院校的實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師必須轉(zhuǎn)變教學(xué)模式、教學(xué)觀念,勇于創(chuàng)新,不斷改革。強(qiáng)調(diào)安全意識,規(guī)范操作流程,加強(qiáng)責(zé)任管理,監(jiān)督管理力度,充分調(diào)動學(xué)生的實(shí)訓(xùn)興趣并采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法,讓學(xué)生能夠主動、自覺參與到數(shù)控車床的實(shí)訓(xùn)活動中?,F(xiàn)代社會對實(shí)踐型、技術(shù)型人才的需求量很大,必須加強(qiáng)校企合作,利用多種途徑,給學(xué)生提供更多的實(shí)踐實(shí)訓(xùn)機(jī)會,為學(xué)生的實(shí)訓(xùn)能力的提高提供條件,讓學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過程中積累實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)和水平,真正地學(xué)會技術(shù)技巧。實(shí)踐證明,只要在數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)過程中,切實(shí)做好這幾方面的改革,就能夠大大地為企業(yè)和社會培養(yǎng)出更多的綜合性的優(yōu)質(zhì)人才,從而實(shí)現(xiàn)高職院校提高機(jī)械數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量的目標(biāo)。