数控编程的入门知识范文

时间:2023-10-23 17:34:41

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数控编程的入门知识

篇1

关键词:数控技术;教学方法;数控编程与操作

中图分类号:G718文献标识码:B文章编号:1672-1578(2013)07-0274-02

随着科学技术的飞速发展,数控技术在机械制造领域日益普及与提高,各种类型的数控机床在生产中得到越来越广泛的应用。企业之间的竞争已由物质资源的竞争转化为人力资源的竞争,对人才培养的目标也从知识型向能力型的转变,创新意识和工程能力的培养也已经成为实习训练的核心。如何培养高技能人才的问题就摆在了中职院校的面前。

数控专业如何让学生真正学会和掌握加工的工艺知识和编程技巧就成为教师的一大难题。在我们的教学实践中,解决这些问题,需要针对数控加工工艺知识、数控编程以及实践环节,在教学中采用合理的课程体系作基础,靠系统的教学环节作保证,因而提高学生实习质量显得尤为重要,以下是我在数控实习教学中为提高教学质量进行的一些创新措施。

1.合理安排教学步骤,确保实习教学时间

实习课首先要保证学生的操作教学时间。以往采用的是讲练结合模式教学,是传统的大班教学模式,学生实习时间短,能真正学到的东西很少,再加上学生文化基础薄弱,自控能力差,实习设备较少,师资力量不足,实习教学效果可想而知。根据这些情况,我将班级分成几个小组,根据机床的数量及"差优搭配"原则分为4-5个小组。采取了融理论与实践于一体,循环往复,滚动式前进和螺旋式提高教学步骤,在教学过程中,形成了小模块、大模块反复进行运转过程。这种安排在不改变原有教学课时的同时使每位同学的有效实习时间大大增多,保证了同学们在实习期间掌握教学计划内容。

2.合理设计实习内容,把握教学的每一个环节

在教学实施过程中,按照以学生为主体,教师引导为辅的原则。我在实习的第一课先给学生介绍课程与生产的关系,让学生对课程产生兴趣,然后在进行几个环节:

2.1入门指导:先由教师用数控机床加工一件零件进行演示,让学生对数控加工过程有一个感性认知,进行入门指导。激发学生的学习兴趣,在进行完加工演示后进行理论知识讲授。

2.2新课讲授:是使学生掌握新知识和新技能,主要讲授数控机床的组成,手轮,工作原理代码,加工工艺和编程知识,教师要条理清晰,语言简洁,重点突出,让学生知道应掌握什么和怎样掌握。

2.3操作演示:这是实习教学的重要步骤,通过它学生可以具体、生动、直接地感受所学的知识,在教师的指导下,由学生进行自编程序,获得感性知识,加深对所学内容的印象,把理论知识和实际操作联系起来。在进行示范操作时要动作熟练、准确,重点部分应提醒学生指导问题所在,难点部分课边示范边讲解,分解动作与整体动作要很好地结合,充分调动学生的学习兴趣和积极性,引导学生提出问题,调动兴趣后再引导它们通过实习练习去解决问题。

2.4结束指导:是指教师根据学生在操作过程中对基本技能的掌握程度进行总的评估。在这一环节中要注意把学生的感性知识提升到理论性认识,帮助学生把实践经验进一步提高,形成技能。编写训练报告应特别注意引导学生认真总结在实习过程中积累的经验、观察的结果及操作的效果,启发学生找出规律,把握技巧,做出结论。

3.教学方法与手段的改革

教学内容是围绕工作任务展开,教学过程模拟工作过程,化难为易,化繁为简,化深为浅,并将其融合于实践教学中,将理论知识掌握和操作能力培养同时进行,促使学生因操作需要产生学习理论知识的动机,有利于提高学生学习的兴趣和主动性,较好地解决了理论教学和实践教学脱节的问题,减少了理论课与实操课之间的知识重复。教学中可以充分利用现代教学技术手段,通过授课课件、动画、录像等,多视角呈现,形象地展现走刀路线,加工过程等,使得教学直观,易于学生理解和掌握,调动学生学习的兴趣,提高听课的效率和积极性。

4.充分利用数控模拟软件

数控实习课是一门实践性很强的课程,可学校的数控机床数量有限,因而改善和提高数控实习的实习环境,使学生能学练结合,就成为数控教学的一个难题。

数控仿真加工系统可以实现数控机床零件加工的全过程。因此我就选定了一种能在计算机上进行手工编程和自动编程、并能动态模拟加工轨迹、与数控车床有良好接口的数控模拟软件。数控模拟软件,可以逼真的仿真加工现场:机床型号和系统都可以按要求设置,可以仿真与现场同样的屏幕配置和功能,实时地解释NC代码并生成机床进给指令;提供与真实的CNC机床类似的操作面板;提供视图放大、缩小功能的设置;帮助功能(碰撞、过载);使用对话框可以方便的进行刀具和功能的设置;可以同时显示刀具与偏移路径;NC校验功能;代码向导功能;帮助功能……所有这一切都使数控实习学习更加容易很好地解决了数控机床数量不足的问题。

我就充分利用数控仿真模拟这一特点,结合多媒体广播给学生演示加工过程,然后利用练习模式进行强化训练,把书本中抽象、笼统的理论变为形象、具体、针对实物的感官印象,使学生在动手的过程中不知不觉的提高了对书本相关知识要点的理解力,激发了学生的学习兴趣和积极性,从而较快的提高成绩,增强自信心,变学生被动学习为主动学习。在进行数控机床基本操作训练时,我还利用仿真软件让学生通过教学网络观看教师的操作过程并进行练习,保证每个同学有充足的时间既可以自主学习,避免了初学者直接上机床进行操作可能出现的撞坏车刀、损坏工件与机床、浪费材料等现象,又有效地解决了机床台套数不足的难点。

5.实操练习

前面所做的工作大多都是在计算机上进行的模拟操作,学生很难和实际的加工联系起来。在老师的指导下,在数控机床上进行工件的加工时必不可少的,练习要贴近实际,鼓励学生加工出合格的工件,培养学生的动手能力,丰富了专业理论的知识。让学生到车间进行数控生产技能的实习,可以展示学生的能力,主动争取社会的认可,扩大学生的就业通道。

在数控实习教学中会遇到各种各样的困难,这就需要我们克服困难,充分利用现有资源,创造条件,把数控操作实习开展好。只要学生的技术水平得到提高,实习效率也就必然提高。只有进行课程改革,才能克服以前老套教学中的问题,才能创造更好的学习环境培养出高技能的人才。

参考文献

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关键词: 做中学 数控机床操作实训 教学实践

“做中学”是一些教育者根据自身实践经验,共同倡导的一项“基于动手探究的科学教育”的项目,旨在提高学生的实际动手能力,培养科学的思维方式和生活方式。“做中学”在高职数控机床操作实训中,通过理论联系实践,以在工作中学习为切入点,倡导一种全新的学习方式,是高职数控实训教学研究与改革的极其重要的发展方向和趋势。

一、“做中学”教学的必要性

1.“做中学”的特点

“做中学”是一种让学生在实际操作过程中学习知识、掌握基本技能的教学手段,以实际动手的方式学习课程。这种教学方法以学生操作为主,讲究师生互动,让学生在实际动手过程中积累知识和经验。与传统教学方法有所不同,“做中学”强调以学生做为主,改变了以往教学中强调以老师教为主的概念,促使学生主动思考,大大强化了课堂教学效果。

2.数控机床操作实训的特点

数控是目前高职院校最热门的专业之一,在机械制造业中应用特别广泛,是数控、机制、模具专业学生都要学习的实训内容。数控机床操作实训是一门专业的实训教学课程,主要讲述如何利用数控机床加工高精度的机械零件,如何编程,如何正确选择刀具,如何合理使用切削用量,具有较强的操作性,是比较适合“做中学”的教学方式。

3.传统教学方法的缺点

目前大多数实训课程教学中,教师仍以理论讲解为主,虽然也有一些实验,但机床少,学生操作的时间不多,一些内容老师讲起来枯燥乏味,调动不了学生的学习积极性。可在“做中学”中尽量调动学生的学习积极性,在做的过程中掌握数控中各个指令的使用方法,达到最佳教学效果。

二、“做中学”在教学中的具体操作

在高职数控实训“做中学”的课堂上,教师精心创设问题情境,让学生面对真实的操作环境,根据教学内容的设计,在数控机床上操作。在操作过程中,学生提出问题,并思考讨论。

数控机床操作实训是一门专业课程,本课程彻底改变了以前教学中的“以讲为主”的教学模式,整个教学模式都围绕“做中学”安排。下面就教学的课程性质和任务、教学内容与学习评价三个方面作介绍。

1.课程的性质和任务

(1)课程性质

本课程是数控专业的一门重要专项能力训练的实践教学课程。

(2)课程任务

学生通过《数控机床操作实训》课程的学习,了解数控机床操作的基本要领和基本知识。熟悉安全操作规程及程序编制方法。正确操作数控机床加工简单的零件及使用量具调整尺寸误差。掌握循环指令的编程加工及尺寸的修调方法。掌握圆柱、端面切削循环的编程加工。掌握螺纹(圆柱)的编程加工。编制程序中的数学处理,非圆曲面的加工。掌握宏程序的编程加工。

2.课程的教学内容

(1)入门指导

①数控机床的简介。

②数控机床操作面板的介绍及操作。

③数控机床的坐标系及工件坐标系。

课堂练习及测试要求:熟悉数控机床基本操作,熟练掌握机床按钮操作,会建立工件坐标系。

巡回指导:重点是机床各按钮的操作,注意超程报警。

(2)台阶外圆的加工

①台阶外圆的编程及加工。

②刀尖圆弧半径的补偿。

③加工工件表面质量的提高。

课堂练习及测试要求:加工台阶外圆,会编程加工台阶外圆并提高工件的表面质量。

(3)圆弧外圆的加工

①圆弧指令的格式及编程。

②尺寸误差的消除。

③圆弧外圆的编程及加工。

课堂练习及测试要求:加工圆弧外圆,会用修改刀补值的方法消除尺寸误差。

巡回指导:注意加工工件的尺寸要符合图纸的要求。

(4)圆柱切削循环(G80)

①G80的编程格式。

②工件图的分析。

③工件的编程及加工。

课堂练习及测试要求:掌握大余量工件车削中单一循环G80的运用。

巡回指导:重点注意编程的格式。

(5)端面切削循环(G81)

①G81的编程格式。

②工件图的分析。

③工件的编程及加工。

课堂练习及测试要求:掌握大余量工件车削中单一循环G81的运用。

巡回指导:重点注意编程的格式。

(6)圆弧阶梯轴的加工

①复合循环指令G71、G73的指令格式。

②圆弧阶梯轴的编程及加工。

课堂练习及测试要求:熟练掌握复合循环指令G71、G73的运用。

巡回指导:注意G71、G73指令格式中各参数的选用。

(7)螺纹(圆柱)的加工

①三角螺纹各部分尺寸的计算。

②三角螺纹的编程。

③三角螺纹的加工。

④三角螺纹的检验。

课堂练习及测试要求:熟练掌握三角螺纹的编程及加工。

巡回指导:注意螺纹中径尺寸的计算要正确。

(8)椭圆宏程序(中心在轴线)

①宏程序的基本使用方法。

②椭圆加工计算。

③中心在轴线宏程序的编制。

课堂练习及测试要求:熟练掌握宏程序的编制,会加工椭圆零件。

3.学习评价

《数控机床操作实训》课程成绩评价表

三、“做中学”的教学效果

篇3

关键词:数控车工 学习兴趣 教学方法

职业院校数控加工专业(数控车工方向)旨在培养熟悉企业本岗位的工作流程,能按照作业规范熟练操作数控车床,完成一般零件的编程、加工与质量检测,以及设备的日常保养与维护等工作任务,具有良好的责任心和质量意识,并能解决精度调整、故障诊断等现场问题,具有职业生涯发展基础的高技能人才。要实现培养目标,笔者认为应从以下诸方面入手。

一、激发学生学习兴趣,增强学生自信心

我国古代著名的教育家、思想家孔子曾说过:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者”。进入职业院校就读的学生面对数控设备、数控加工、数控展品充满了好奇,家长想让孩子学,学生也想学。但由于学生普遍学习基础差,家长和学生普遍缺乏自信心,此时最重要的是给家长和学生以自信。

在新学生刚来到车间之际,教师让高年级学生在机床上调用一个葫芦、奖杯等学生感兴趣的工件程序,现场演示加工出一件产品,会增强新生的学习兴趣。看着高年级学生熟练的操作机床,内心的冲动及对老生的羡慕会让新生们跃跃欲试,摩拳擦掌。

二、创新教学方法,助学生快速掌握数控编程

开始学习数控加工时,学生对熟悉操作面板比较感兴趣,加上按键与电脑键盘有很多相似之处,好记忆、易理解、上手快。但对于编制程序,学生自己心理上就有道坎。教师要鼓励学生,让学生知道“没有做不到,只有想不到”,只要学生愿意学习,就一定能行。

首先,笔者把知识化难为易,化繁为简。

其次,笔者将数控车程序化“无形”为“有形”,总结出一个完整的编制程序步骤。步骤1,程序号0××××;步骤2,选刀、对刀输入刀补T0101;步骤3,设定主轴转速、转向及进给方式M、S、F;步骤4,设定安全点G00X(大于毛坯直径)Z(为正);步骤5,车削轮廓G指令;步骤6,退刀G00、G28;步骤7,程序结束M30。无论加工何种工件,只有步骤5改变,其他步骤基本不变。

再次,笔者把入门编程的门槛放低,程序设计为填充式,按照编程步骤,教师和学生一起动手填充编程,举一反三,让每名学生自行编制,没把握的能写就写,允许学生编错程序,但不允许学生不编程序。在检查程序时,只要学生写对一步就对学生进行鼓睿学生写错了和学生一起改,克服学生不想尝试、不敢尝试的心态。这样一步一个脚印,开始的慢和错是为了以后的快和正确,数控编程贵在坚持,常学常用学生便可得心应手,乐在其中,快速掌握数控车编程。

三、讲究教学技巧,促进学生主动学习

著名教育家陈鹤琴说过“没有教不好的学生,只有不会教的老师”。在数控车一体化教学过程中,教师要控制教学节奏,讲究教学技巧,应与学生“斗智斗勇”。教师不能把操作技巧和关键点一股脑都倒给学生,要时不时地留几手,该出手时就出手,让学生觉得教师手里有“绝活”。

例如,在学生刚开始加工工件时,笔者先把主轴倍率和进给倍率旋钮调好,加工中有时由于上刀大了会发生振动和响声,笔者过去把两旋钮一调,车削平稳了。笔者转身走开,学生看看我,再看看旋钮,一头雾水,实际上“两个旋钮怎样用”的问题笔者在讲《操作面板》一课中已经讲过,学生早给忘记了。

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【关键词】数控仿真;多元整合;多元评价

对于机电类专业,社会需要的是既有理论知识,又有实践能力的务实性综合型人才。为适用社会发展的需要,我校在2003年购进了FANUC和西门子数控机床各10台,建成数控操作实习车间,并购买了上海宇龙数控加工仿真系统,构建了数控仿真实验室,用于学生数控教学与加工仿真实习。从而利用数控仿真软件在降低学习的门槛,激发学习兴趣等方面做了有益的尝试。

一、利用数控仿真系统熟悉操作面板

不管是学校还是培训机构,一般数控机床都不是太多。让学生一个个操作熟悉面板需要较长时间,在黑板上讲各按键的作用、名称与使用更是费力不讨好。利用仿真系统就能迅速有效地完成这个过程。我校的宇龙数控仿真系统机床操作面板的所有按键与实际机床的操作面板基本一致,学生可以通过数控仿真系统熟悉操作面板上各个键的操作方法。还可让学生通过输入和运行程序进一步掌握数控机床的操作。这样对数控机床就有了基本的了解, 再进行数控机床实际操作时就避免了入门困难的问题。

二、利用数控仿真系统提高学生的学习兴趣

相当部分技校学生基础差,教师的教学困难,传统的教学方式已很难使学生接受,因此,利用先进的教学方法、教学手段来提高学生的学习兴趣尤为重要。引入数控加工仿真系统进行教学以后,学生所编程序可以直接在数控加工仿真系统上进行模拟加工演示;零件的加工过程也和实际加工情况十分相似,学生可以从任意角度观察数控机床加工过程,毛坯加工为成品的过程直观形象,便于学习与掌握;编程与操作的作业可以直接在仿真系统上检查;使学生对这门课程有了浓厚的学习兴趣。

三、利用数控仿真系统降低训练成本、提高训练效率和安全性

数控机床是一种较为昂贵的机电一体化的新型设备。如果初学时就让学生直接在数控机床上操作,可能出现撞刀、损坏机床、浪费材料等现象,甚至因操作失误造成人身危害。引入数控加工仿真系统进行技能操作,可以大大降低训练成本的消耗,学生可以轻松对实习过程进行初始化,对未能完成的实习进行状态存贮,对已完成的实习课题进行调入回顾,而后再进行几次实际操作就能收到事半功倍的效果,降低了实习成本。同时在实际操作中的一些安全问题,如速度过大后撞击机床、超过行程开关无法复位、撞刀等,通过仿真系统的操作练习也可避免或减少实际操作中这类事故的发生,从而提高安全性。

四、多元整合,突出应用与实践

职业教育是一种以就业为导向的教育,其职业方向性的特点决定了它必须适应企业的用人需求,服务于特定职业岗位或技术领域。因此,我们应努力摆脱现有课堂教学理念的束缚,应从学校走出去,深入了解市场,把握市场需要毕业生具备哪些技术应用能力。第一,多元整合的目的是精简课本内容,打破课本章、节体系,突出应用与实践;第二,仿真内容应及时反映专业领域的最新发展;第三,课本内容的多元整合绝不是几个仿真的简单叠加,而是根据知识、能力的内在联系和相互间的逻辑关系进行有机整合。这种遵循学生认知规律的多元整合,有利于学生知识、技能、态度的合理形成与协调发展。

五、仿真教学中还应构建多元评价体系

教学评价直接影响学生学习的主动性和积极性,所以评价要做到:①合理且有一定的弹性。如一些仿真操作中学生实施方案的可行性讨论,实操过程中加工线路等。②既要评价操作结果,又要评价操作过程。对在技能操作中学生的积极参与表现出来的良好个性品质要给予充分的鼓励。③转换评价的主客体关系。对学生在课堂上的技能操作情况及结果不仅仅由教师来评,还可以让学自评或互评。可采用学生讨论评价的方式,在研讨中发现问题,得出正确结果,学习的主动性、积极性也就调动出来了。

六、“仿真 的负面效应及解决方法

数控加工仿真系统是一种模拟教学应用软件,它不可能全盘代替教学,尤其是数控机床的技能训练。对此,教师应引起足够的重视。在应用数控加工仿真系统对学生进行训练期间,配合使用实际数控机床进行操作练习,可以弥补应用数控加工仿真系统进行教学时的缺陷。在利用数控加工仿真系统软件进行技能训练时,容易使学生对计算机产生依赖心理。沉迷于仿真加工,而疏于上数控机床实际操作,个别学生甚至趁老师不注意玩电脑游戏。这就要求数控实训教师提高管理能力和教学水平。合理分组,科学安排应用数控加工仿真系统软件进行技能训练的时间,将仿真训练与操作训练穿行。科学的管理可将这一负面效应减少到最低程度。

数控加工仿真软件在教学和鉴定中的应用正在研究探索阶段,我们只要积极思考在应用中产生的问题,主动采取应对措施,正确发挥其在教学和实践中的作用,就一定能收到事半功倍的效果。

参考文献:

[1]刘 虹.《高职数控编程课程教学探讨》.机械职业教育,2002(10)

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一、数控实习教学中存在的问题

跟传统的机械加工实习教学相比较,数控实习教学存在以下几个方面的困难:

(一)数控机床投入大成本高。它是一种机电一体化的新型设备,价格较之普通机床要昂贵得多,一台中档数控车床或数控铣床一般需二、三十万,而数控加工中心更是高达几十万甚至上百万。数控机床的操作训练若完全依赖数控机床进行实作训练,投入大消耗多成本高。

(二)数控机床的系统多型号多,且更新较快,对有数控专业的学校而言是不可能将所有的系统配齐的,这样经常会出现学生在学校所学的系统与将来工作的单位不相同,还要进一步学习才可以胜任,费时费力。

(三)数控机床初学时容易造成损坏。数控机床是自动运行的,学生在初学时,常常会由于在编程中的疏忽或操作中的失误造成刀具或机床的损坏,甚至造成人身危害。

为了解决上述问题,在教学中利用数控仿真软件进行教学起到了重大的作用。

二、数控加工仿真系统在教学中的应用

(一)数控加工仿真系统的选用

数控加工仿真系统的软件形式很多,有的是数控机床本身自带的仿真系统,但这种数控机床的仿真系统在教学中局限性较大,不适于教师教学和学生训练;还有的是一些先构图而后自动编程仿真软件,也不适应手工编程教学的要求;国内还有其他几种数控加工仿真软件,但都有一些不尽人意之处。而上海宇龙公司数控加工仿真系统的教学软件,是一种富有价值的教学辅助工具,它可以实现对数控铣床、数控加工中心和数控车床加工零件全过程的仿真,其中包括毛坯定义、夹具刀具定义与选用,零件基准测量和设置,数控程序输入、编辑和调试,具有多系统、多机床、多零件的加工仿真模拟功能。

(二)数控加工仿真系统的应用方法:

1.灵活应用教学方法,变学生被动学习为主动学习

现在传统的教学方式已很难使学生接受,因此,利用先进的教学方法、教学手段来提高学生的学习兴趣显得尤为重要。数控专业教师应有较高的教学水平和教学能力,有较强的数控职业能力即数控编程能力、工艺处理能力、实际动手能力、自动编程能力,能较为娴熟地运用行动导向的教学方法,在教学中真正体现学生为主体,突出显示学生动手动脑的活动,变学生被动学习为主动学习。在教学过程中,教师起引导作用,即对学生活动中遇到困难或无法下手的问题进行引导、讲解。教学中的知识点尽可能集中,深入浅出,便于学生掌握编程方法与技巧。

2.恰当运用数控加工仿真系统,充分发挥其在教学中作用

数控加工仿真系统主要应用于数控编程与操作这一理论教学课程,还可作为数控操作技能训练的辅助工具。教师应十分重视数控加工仿真系统的在教学中的应用方法,摆正数控加工仿真系统在教学中的位置,既不能完全依赖数控加工仿真系统放弃教师在教学中的引导作用,也不能在教学中教师唱独角戏采用常规的教学模式而忽视数控加工仿真系统的应用,应该科学地、充分地发挥数控加工仿真系统在教学中的作用。

教师在数控编程与操作的教学中应重点解决编程方法并进一步强调在编程中工艺问题的处理,学生上机则利用数控加工仿真系统解决程序校验以及不同系统不同机床的操作问题,每次上机学生都有明确的课题,在上机前教师应利用数控加工仿真系统的示教模式或利用教学投影仪进行操作演示,并在学生上机中进行巡回指导,学生在计算机上应用数控加工仿真软件进行编程与操作,既可使学生更快更好地掌握数控专业技能,又培养了学生自学能力、解决实际问题的能力。

3.科学安排教学内容,循序渐近掌握数控编程与操作技巧

在教学过程中教学内容的安排分可为三种不同的情况。其一为基础班,可以讲解与训练最常用的FANUC数控系统中的数控车床、数控铣床、数控加工中心的编程方法、操作及应用,这一模块是教学重点,必须使学生熟练掌握,灵活应用:其二为高级班,可以讲解与训练SIEMENS数控系统的三种机床的编程与操作,以帮助学生进一步加强不同在数控系统下对不同数控机床的编程方法的理解与应用能力;三为技师班,可以讲解国产数控系统中的华中数控系统和广州数控系统中的数控车床的编程与操作方法,扩大学生的知识面,提高学生对不同操作系统、不同操作面板的编程与操作能力。这三个模块的教学可根据学生不同层次进行安排,经过这种训练后上岗,学生所看到的数控操作面板都已熟悉,能够信心十足的面对所操作的数控机床,较快适应所从事的工作。

三、数控仿真软件在数控实习教学中的作用

(一)利用数控仿真软件可以弥补设备的不足

由于大部分的实训活动可以在仿真系统中实现,使用仿真软件将大大减少在数控机床设备上的资金投入,同时使学生的实际上机时间大大增加,从而可以加快对学生的培训速度。由于使用仿真软件,也大大减少工件材料和能源的消耗,从而可以降低培训成本。

(二)提供了多种机床和多种系统

当前数控机床的种类和系统厂家众多,数控仿真软件提供了基本涵盖当今我国数控加工中常见的数控机床和主流的数控系统,教学时可根据需要选择相应的机床和系统对学生进行授课,提高学生对不同数控系统及不同数控机床的适应能力,使学生在以后的教学中做到理论与生产实际相结合。

(三)安全性高,便于学生学习

由于数控加工仿真系统不存在安全问题,不会因为学生的错误操作而损坏机床,更不会造成人身伤害,学生可以大胆地、独立地进行学习和练习。软件中不仅具有对学生编制的数控程序进行自动检测、具体指出错误原因的功能,还具有在真实设备上无法实现的三维测量功能。这些功能使得学生可以进行自我学习,自我检测加工零件几何形状的精度,大大降低了教师的工作强度。

(四)方便了教师授课

实习教学中,如果教师仅靠讲解理论,学生会难以理解,所以较多的授课内容是需要教师进行示范的,教师在机床上对学生进行示范时,很难保证所有的学生能够听清、看清,教学效果往往不太理想。而数控加工仿真软件的互动教学功能使得教师可以以广播的方式在每个学生的屏幕上演示其教学内容,使所有的学生均能清楚地观看并进行模仿,同时教师也可以在自己屏幕上看到每个学生的操作情况,实时了解教学情况并对学生进行指导。

(五)可在计算机上完成所编程序的检验,减少实际操作出错的概率

在实际操作时,我们一般利用机床的图形模拟校验功能来检验程序的正确性,每个学生占用机床时间较长,同时,由于图形模拟也只能观看零件的大致轮廓,对于程序中的一些细小处的错误判断不出。所以在实际操作前,学生可以在数控仿真软件上输入程序,将校验的步骤放在计算机上完成,观察零件的加工情况,最后将正确的程序通过键盘或数据传输方式输入到数控机床中,这样既可节省时间,又提高了加工中的安全性。

四、数控仿真软件教学时注意的事项

(一)合理安排数控加工仿真软件学习的阶段

数控仿真教学一般安排在数控操作的初学阶段,这样学生具备一定的加工基础,学习起来较容易,而且教师利用仿真软件进行初期培训的效果比较好,同时也可避免初学者易出现的事故。对于水平高的学生,可根据工厂里的机床及系统类型安排强化训练。

(二)严格按实际操作的要求进行

虽然是在计算机上进行仿真加工,但教师一定要要求学生按照实际操作加工中的要求来做,如正确装夹零件,合理选用刀具及切削用量;对刀的步骤和动作也要规范,让学生在学习的初期就养成正确的习惯。另外,应尽量避免使用计算机的键盘而采用鼠标点击仿真软件上系统面板,使学生尽快熟悉面板上各键的位置,等到实际操作时就能很快适应。

(三)及时说明软件与机床不符之处

对于软件中和机床的不同之处,教师应及时给学生说明,并根据机床的实际情况对学生详细讲解,以免使学生产生误解,影响到将来在机床上的编程与操作。

(四)分配好仿真软件学习和机床操作练习的时间比例

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【关键词】数控技能;工作过程;教学模式;探索实践

【中图分类号】G718 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5071(2012)04-0031-02

中等职业教育的培养目标是让学生掌握一定的文化专业知识,具有熟练的某一类专业技能,必备的通用技能以及一定的其他专业技能,形成较强的应岗能力和一定的跨岗、跨职业能力。而在当前教育领域,由于职业教育观念和培养模式相对滞后,教学工作存在着片面强调学科体系和知识灌输,与生产和生活实际联系不紧密,对知识应用、创新精神和实践能力培养重视不够,实践和专业技能训练比较薄弱等问题题,难以使学生形成熟练的职业技能和适应职业变化的能力。笔者从事数控实训教学多年,教学实践认为现阶段只有通过数控实训“工作过程”教学,是提高学生的职业能力,为以后更快更好地适应就业岗位打下良好基础的最佳教学方法。

1 数控实训“工作过程”教学必要性

工作过程是指在企业里为完成一项工作任务并获得工作成果而进行的一个完整的过程。数控实训“工作过程”教学是指按照数控加工领域里的工作过程而组织实施的教学。对于教学而言,人的智力大致可分成两大类,一类是以逻辑思维为基础,一类是以形象思维为基础。逻辑思维是抽象思维,形象思维是具象思维。职业学校学生的思维大部分都属于形象思维,他们在掌握和应用一门知识时,总是要跟一定的环境和背景联系在一起,离开这个环境和背景他们很难掌握和应用这门知识。他们不善于借助符号系统,用符号组织概念,用概念组织原理、定理去推导。因此数控实训教学应在工作过程中让学生获得更多的专业知识,在工作过程中让学生自己真正了解企业的岗位需求,同时能够使学生懂得职业能力的学习压力不是来自他人,而是发自内心自觉自愿的产生,进而转变为主动学习的动力,在整个教学过程中教师需要做的是工作过程的教学设计与实施,努力激励学生达到教学目标。从而帮助学生形成适应社会主义市场经济需要的劳动就业和学习生活能力,并拥有企业所需的职业素质,为学生今后的就业打下职业能力基础。

2 数控实训“工作过程”教学的基本原则

2.1 课程核心原则:教师在教学中应围绕课程进行教学,而非围绕教材。课程开设的目的不是知识的掌握,而是职业的需求,因此我们在教学前应根据课程标准同时结合企业调研的结果,对课程进行准确的定位,确保在教学中能够从企业职业能力实际需求出发,传授必需、够用的职业能力知识点,进行有针对性的教学。

2.2 教学过程贴近实际生产过程原则:数控实训教学过程应是企业实际生产过程的再现。在真实的生产项目引领下,在真实的工作环境中,根据企业的生产要求进行生产教学。从而在生产教学过程中让学生能够真正获得所需职业知识和能力。在教学中应充分考虑学生的原有基础,依据项目教学选题原则,结合学校教学资源,引进企业典型产品作为工作任务,同时引进企业人员参与生产教学管理,在学校实训工场进行教学,条件允许的可直接下企业进行实训教学。从而确保学生在学习过程中能够真正体验岗位要求,感受企业生产文化,提高实际的职业能力。

2.3 职业能力评价原则:职业能力评价是将“以服务为宗旨、以就业为导向,为企业培养合格人才”的理念贯穿教学评价始终,是根据中等职业学校实训教学实际结合企业生产要求实施的评价。职业能力评价内容包含劳动技能评价、劳动责任评价、劳动秩序评价、关键能力评价等等。通过职业能力评价使实训教育教学行之有效,进一步帮助学生正确认识自我,引导学生树立良好的职业道德、提高职业技能和关键能力。

3 数控实训“工作过程”教学的实施

3.1 数控实训课程分析:在数控实训“工作过程”教学中,应首先对课程进行分析,确保有针对性的教学。例如《数控车加工技术》课程,首先要了解它是学校根据本地及周边地区工业企业生产需要设置的专业课程,目的是为企业培养合格的数控车操作工。需要我们走访本地及周边地区相关企业,获得企业对中职毕业生的数控车技能要求:(1)能读图和绘图;(2)能编制较复杂零件的数控车床加工工艺文件;(3)能对较复杂零件进行手工编程;(4)能进行数控车床操作,加工较复杂零件。职业道德要求:(1)爱岗敬业;(2)诚实守信;(3)办事公道;(4)服务群众;(5)奉献社会。关键能力要求:(1)具有一定的自我发展和开拓能力;(2)具有适应岗位变化的能力;(3)具有责任意识,知道如何学习,如何与员工团队合作,如何分析问题解决问题等等。然后,根据课程标准同时结合企业调研的结果,选用合适的教材,我们选用高等教育出版社出版的《数控车削编程与操作训练》作为本课程的教材,该教材的主要内容包含了企业需要学生所要掌握的编程操作基础知识。

3.2 数控实训项目的确定:在数控实训“工作过程”教学中,数控实训教学是在典型的真实生产项目引领下进行的,即实训项目就是生产项目。这就需要我们深入企业,收集大量的数控加工技术产品第一手资料,筛选出其中部分典型产品作为数控实训项目。例如在课程《数控车加工技术》教学中,教材第六章数控车削编程与操作入门实训九,其训练项目是槽类零件的车削加工,其训练目的是让学生通过槽类零件的车削加工能够达到熟练编写槽类零件加工工艺、熟练编写加工程序、熟练操作机床的能力。但是槽类零件项目与本地区企业生产项目有一定的脱节,学生不能通过入门实训九槽类零件实训真正掌握槽类零件加工技能,不能在工作过程中真正体验职业需求。为此我们在充分考虑学生的原有知识技能基础之上,依据项目教学选题的原则,结合工作岗位要求,选用江苏恒威企业生产的的阀芯零件作为本课程的槽类零件实训项目,通过对阀芯零件车削加工的实施,使学生能够真正体现岗位工作的真实情境和要求,感受企业生产情境。

3.3 数控实训教学过程的管理:在数控实训“工作过程”教学中,需要把教学过程放在真实的工作环境中,根据企业的生产要求进行生产教学,这样才能让学生真正获得所需的职业知识,提高职业能力。

(1)精心准备,小组确定:生产教学过程是整个实训课的灵魂和核心,也是完成工作任务达到教学目标的过程,为了保证教学效果,在课前必须要进行精心的准备工作:1)根据学生的能力特点,依据分组原则,将学生进行分组,确定小组长。在整个学习过程中各小组成员要在组长的带领之下循序渐进完成工作任务,而在完成工作任务的过程中,总会遇到这样或那样的问题,这就需要他们不断研讨、不断学习,即 “动脑、动手、动口”, 在动态的教学过程中使学生掌握技能、体验岗位需求、提高实际生产能力。2)根据生产教学内容和教学方法,准备好教具和学具。

(2)生产动员,提出任务:以企业生产动员会的形式引出工作任务,从而能够把“学校与企业、学生与学徒、老师与师傅”进行有机结合,激发学生学习的动力。在《数控车加工技术》阀芯零件车削加工的教学过程中,首先向学生提出生产任务――加工恒威企业的阀芯产品,同时向学生介绍企业代表,告知学生企业代表将对整个工作过程进行全程跟踪考察,对每个学生做出相应的职业能力评价,作为企业录用员工的依据。另外通过企业代表向学生介绍江苏恒威企业7S生产管理制度,给学生树立劳动规范评价标准。

(3)任务分析,制定工艺:任务分析的过程,是学生分析问题、解决问题的过程,是培养学生学会学习的过程。在《数控车加工技术》阀芯零件车削加工的教学过程中,各小组领到生产任务后进行图纸分析,制定加工工艺,在这个过程中他们需要考虑加工步骤如何确定?工件如何定位?选用哪些工量夹具?切削用量如何选择?这就需要他们不断研讨、不断学习。而教师则不断的巡回指导,指导主要以引导、启发、讨论、示范为主。

(4)机械加工,完成任务:任务完成的过程,是培养学生职业技能、职业道德、关键能力的过程,是实现教学目标的主要过程。在《数控车加工技术》阀芯零件车削加工的教学过程中:1)在企业代表的指导下,按照企业要求,学生对工作现场进行整理、整顿。这样能够使学生真正感受企业对工作环境的要求。2)教师向各小组长示范内径百分表的使用方法,各小组长模仿练习,当各小组长掌握内径百分表的使用方法后,再由组长示范组员练习,从而达到人人会使用内径百分表。3)为了确保零件的加工质量,我们先让各小组动手能力较强的两位同学一人一台机床先进行机械加工,其他两位同学观察、学习。在整个生产过程中我们教师要不断的巡回指导,注意观察学生的机床操作是否规范?加工程序是否正确?零件的加工精度能否保证等等,企业代表对整个的生产过程进行全程跟踪管理,从而实现学习过程的工作化。4)通过师生的不断互动,第一批学生完成工作任务,学生上交产品,企业代表按照企业质量要求对产品进行检测,同时对加工零件进行质量分析,对加工过程进行点评。从而实现实训教学质量要求企业化。5)各小组第二批学生在操作能力较强的两位同学的指导下一人一台机床完成工作任务,教师对学困生进行指导,确保人人参与生产学习。6)各小组工作任务完成后,按照企业要求清扫工作场所,企业代表进行验收。

在整个的工作学习过程中,把实训教学和生产实际紧密结合,让学生获得所需职业知识,培养学生的岗位意识和生产能力,让学生体验成功的乐趣。

3.4 数控实训职业能力评价的实施:在数控实训“工作过程”教学中,职业能力评价是激励师生自我发展、自我完善的重要机制,正确实施职业能力评价能够促进学生的有效学习,提高学生的职业能力。

(1)企业、教师指导性职业能力评价:企业、教师指导性职业能力评价应该围绕企业要求和学校实际实施的过程及时评价,即评价要关注过程性和发展性。而在职业能力评价过程中首先应在民主平等的氛围中进行,因为企业、教师的评价对学生的学习积极性起着关键作用。例如在分组学习过程中教师不看学生的生产过程而只检查生产结果,必然会造成小组内每个同学的成绩相同,这显然是不公平的,从而挫伤学生的学习积极性。因此应对生产的全过程进行评价,比如在教学巡回指导中注意观察小组工作中哪些学生是主角,做的工作多而且重要,哪些同学处于次要地位,是在别人的指导下工作的。其次在职业能力评价过程中应在尊重学生的氛围中进行,使学生在学习过程中能大胆思考,创新,飞扬自己的个性。例如在生产过程中常常有一些学生的结果和老师的不同,但是只要学生说明原因,理由是否充分都应该肯定,并予以引导、表扬和鼓励。从而增强学生的学习内驱力,提高学生的“职业能力”和“关键能力”。

(2)学生自主性职业能力评价:学生自主性职业能力评价是学生依据企业要求对自身或他人所做的评定和价值判断,学生通过自主性职业能力评价能够认清自己职业能力的长处和短处,促使学生在以后的学习中发挥优势,弥补不足,提高自己的职业能力。同时通过自主性能力评价能够促进学生关键能力的提高。学生自主性能力评价一般有:1)学生自评,它是学生对能力要求自我认识的过程,在这过程中学生能够主动发现自己能力的优缺点,同时能够主动进行反思。2)学生互评,它是学生个体接受其他个体评价的方式。在这一评价过程中学生个体可能得到其他人认可和表扬,也可能要承受其他人的批评和指正。它使学生认清自己和他人职业能力水平的差别,同时通过学生劳动互评过程能够激发学生认真思考、探究问题,另外还能提高学生自己的辨析、评判能力,以及语言表达和合作能力等。3)小组评价,它是对学习小组生产过程的评价,是促进各小组之间的学习竞争,增强学生小组合作的意识,是激发学生的学习积极性和主动性,提高学生“职业能力”和“关键能力”重要手段。

4 数控实训“工作过程”教学实施效果

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关键词:数控软件;仿真模拟;实训教学

中图分类号:G633.67文献标识码:B文章编号:1672-1578(2013)09-0294-01

仿真模拟技术是指使用仪器设备、模型、计算机虚拟技术,以及利用场地、环境的布置,模仿出真实工作程序、工作环境、技术指标、动作要求,进行科学研究、工业设计,模拟生产、教学训练和考核鉴定等的一项综合技术。该技术正在得到教育培训领域广泛的重视和应用,为了提高数控教学的效率和所培养学生的适用性,我结合自己的教学实践谈几点如何在数控教学当中充分利用好仿真软件。

1.把软件仿真应用到数控理论教学当中

理论是深入学习数控的基础,数控作为一项技术很强的学科,要使学生扎实学习数控的基本理论和正确认识数控设备,软件仿真模拟作为一种图文并茂的教学手段是的一种不可缺少的教学资源,在教学中起到了激发学生学习兴趣,提高教学效果的作用。初学数控的学生认为数控设备非常神秘,既有探索的欲望又觉得无从下手,尤其是在讲述数控技术的发展和数控设备的基本结构时,更是让许多学生不知所云,这种状态如果在短期内得不到改善,学生的兴趣和积极性就会随之减退,从而影响学生的学习和教学效果。如果能及时利用仿真软件为学生揭开数控这层神秘的面纱,学习和教学效果将会得到明显的提高。因此,对于给学生建立基本的数控认识和改变认为数控深不可测的思想状态具有立竿见影的效果。

2.把软件仿真应用到数控实习教学当中

在数控实习教学中适当应用软件仿真,会对整个训练过程起到积极的作用,也能解决数控设备太少,学生太多的矛盾。对把软件仿真应用到数控实训教学当中谈几点不太成熟的体会;首先,可以利用软件仿真来训练学生的编程能力,尤其是拓宽对数控指令应用的知识面是一种行之有效的方法,软件仿真与实际操作相结合,可以通过实践给学生纠正在编程中出现问题而软件仿真又没有反映出来的问题。

比如,进给量和切削深度,软件仿真时把进给量设为F10.0/r,切削深度ap=20.0时也能正常加工,并且也不报警,但是在一般条件下数控机床是不能在这样的切削用量之下工作的。因此,软件仿真不能解决的问题可以通过实践来弥补。

其次,实习教学也离不开软件仿真,由于数控机床数量有限,不可能为每名学生提供一台机床,又鉴于中职学校学生不太成熟,有不教不学的共性,因此在上机床操作之余又能在软件上仿真不失为一种既能使其有所提高又能培养学生自觉、自律的习惯。再次是利用软件训练学生是一种合算而又有效的办法,既能形象加工又能节约实习经费,有的技术是需要多次重复训练才能掌握的,如果是在机床上实际加工来掌握这种能力,除了机床的折旧与磨损之外还有较高的刀具与材料消耗;在软件上我们可以重复加工,反复训练而没有上述消耗,只需要进行一两次实际操作就能达到事半功倍的效果。

3.数控仿真模拟软件应用于教学的弊

仿真教学不是真正机床的操作,具有局限性:采用仿真教学可以缩短学生实际上机操作时间,但决不能替代学生的实际机床操作这个重要教学环节。

学生无法通过仿真软件体会真实的加工环境:作为一个仿真软件,它和实际机床加工还是存在区别的,它无法代替机床在实际加工中的真实感受。在仿真系统中很难看出切削深度对工件及刀具的影响;不同材质、几何角度的刀具对切削加工的影响;主轴转速的对切削的影响等等。学生若想了解这些方面的加工信息,就必须在真正的机床上去不断的尝试、总结。

不利于学生严谨工作态度的养成:仿真中系统会对误操作给出提示和警告,学生根据这些信息可以进行相应的修改,时间长了就会对此产生依赖,容易造成学生的操作随意、不严谨的习惯。

不利于学生安全生产意识的养成:仿真中的误操作只提示操作错误,而在实际生产中哪怕一个很小的失误,都可能造成很严重的后果。轻则工件质量不合格、刀具损坏,严重时还会造成机器损坏和人员伤亡。例如撞刀,仿真中有声音报警提示,操作者只要将刀沿相反方向退回,报警随即消失,刀具仍然可以继续使用。而在实际加工中一旦撞刀,刀具基本就损坏了,不能再使用,必须更换刀具。

4.在使用数控仿真软件教学时,应注意以下事项

4.1严格按实际操作的要求进行。虽然是在计算机上进行仿真加工,但教师一定要按照实际操作加工中的要求来做,如正确装夹零件,合理选用刀具及切削用量;对刀的步骤和动作也要规范,让学生在学习的初期就养成正确的习惯。另外,应尽量避免使用计算机的键盘而采用鼠标点击仿真软件上系统面板,使学生尽快熟悉面板上各键的位置,等到实际操作时就能很快适应。

4.2及时说明软件与机床不符之处。对于软件中与机床的不同之处,教师应及时给学生说明,并根据机床的实际情况对学生详细讲解,以免使学生产生误解,影响到将来在机床上的编程与操作。

4.3分配好仿真软件学习和机床操作练习的时间比例。根据总的实习时间,合理分配好软件练习和机床操作的时间,特别是当实习条件较好时,上机操作的时间应占较大比例,因为数控仿真软件的优势体现在入门基础培训上,学生实际操作技能的提高主要还是要依靠上机实际操作练习。

参考文献

[1]曾小惠,吴明华,潘铁虹.在线数控加工仿真教学系统的实现,1998

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【关键词】因材施教 一体化教学

我从事职业教育近二十年,期间因学校师资的需要,既从事过实习教学,又从事过各门技术基础课、专业课和文化基础课的教学。可以说是近20年参与了职业教育改革的全过程。在教学过程中使我感受最深的是职业教育特色欠突出,理论和实践衔接不够合理。如在实习教学中,由于理论知识的欠缺,使实习教学进展不够顺利,又因受实习教学特点的限制及教材的制约等因素欠缺的理论知识又无法弥补。在理论教学中,因学生没有感性认知和实践经验使得教学效果不够理想。尤其是近些年来,生源质量每况日下,学生对学习不感兴趣,对操作也懒于动手。因此教学效果就更差了。学校尽管在教学中采取了各种新的教学方法但是效果甚微。

针对学生质量滑坡的现象,开始我们也不理解,通过参加招生,我们深深体会到生源的困难和家长的期盼。曾有家长说,孩子在家管不了,出去挣钱年龄又太小,因此送到中等职业技术学校。希望在学校受到教育,学到一门技术,也不会混在社会上成为社会的渣子。所以我们要面对现实,想办法教育好这些孩子,使他们成为对社会有用的人才。而不是将他们推向社会,成为社会的负担。同时,也可以解决家长的困难和社会的难题为社会创造效益。这是我们教育工作者的责任,也是我们的天职。

但是就我们的学生,如何进行教育才能使他们成为合格的技术人才?是摆在我们面前的头等大事。以我这些年的工作经验和体会,进行一体化教学是一条必行之路,同时也是因材施教的具体体现。现以数控技术专业为例,浅谈本人对因材施教一体化教学的设想,供各位同仁指教。

第一学期新生进校后先安排1周的认知性见习,首先要改变他们进校前的错误认识,认为自己没有前途了,混三年拿个毕业证的想法。要让学生了解所学专业的特点、重要性、社会的需求及今后的就业趋向。通过一周的见习,渲染学生的学习情趣。使他们认识到走进职业学校不是没有前途,而是人生的一个新起点。要珍惜这次机会,端正态度,认真学习,他们的人生仍然精彩。与此同时,也让学生体会到职业教育与基础教育的不同而有新鲜感。目的是了解专业设备;工作环境;多见各种工、夹、量具等。增加感性认知,为以后的教学打下实践基础及了解在今后的教学中为什么要学习各门理论课程。(本周可安排两次讲座,一次关于专业介绍的讲座,一次关于今后就业去向及优秀毕业生就业情况和不学习学生的命运的讲座。进行一次下企业参观学习,其余时间由专业课老师进行认知性见习指导。)

其后,进行近一学期的理论教学。根据所学专业要求开设的文化基础课和技术基础课。如:《数学》、《机械制图》、《工程力学》课程。注意课程开设要符合教学规律。留4周进行钳工基本功训练,为专业课实习打下基础,期间还可开设机械入门知识教育。

第二学期进行一体化教学即进行机械加工技能训练及开设机加工工艺知识、相关技术基础课,如:《公差》、《金材》等课程的教学。

针对职业学校学生的特点,很多教师认为他们既然不爱上理论课,一定喜欢上实操训练课。其实不然,如果真让他们长期训练实习,由于基本功的训练单调而辛苦,他们一样也会厌倦。另外,单纯理论课教学更不适合他们。采用一体化教学正好适应了学生的特点和需要。这样做能及地将学生在实习中发现和出现的疑难问题在理论课上解决。又可将理论知识充分应用到实习教学中去。如此教学方法会收到事半功倍之效。

第三学期可先进行8周的电工实习,期间加开《电工基础》和电学有关课程,如:《安全用电》等。其后进行技术基础课教学,如:开设《计算机基础》、《CAD设计》、《液压原理》、《数控工艺》、《英语》及上学期一体化教学中未完成的部分理论性较强的机加工工艺课程。在一体化教学中,学生既尝到了甜头又发现了自己的不足,可以在这学期的学习中补上,这样一来他们就能体会到各门课程开设的重要性而努力学习。

第四学期前10周继续进行一体化教学,开设《数控编程》、《数控工艺》、《专业英语》(最好自编教材)、《机械制造工艺》、《CAM》及实习等。数控实习可先在计算机上用仿真软件进行实习,包括《CAM》课的教学和实操。这样安排可省去学生直接使用昂贵的数控设备所造成的各类不便。(如:机位不够;材料、设备损耗和各类不安全隐患。)待编程无误再上机床。后5周最好能安排学生去企业实习,目的是了解今后的工作环境和开阔视野,为技能鉴定打下良好的基础。

11-15周进行机加工强化训练及等级考核。虽然我们的专业是数控技术,但从学生的素质和企业用人的观念来看,不会随便将昂贵的数控设备交给一个新毕业的学生操作,其次,学生的层次也不一样,对个别基础差的根本编不出程序或解决不了有关计算,而无法从事数控技术工作的这部分学生就业成了大难题。如果他们有机加工等级证可先从事机加工工作,等有一定的工艺知识和技能后再上数控设备。另外,进行数控等级考核也需要有机加工基础。16-20周进行数控加工强化训练及等级考核。

就笔者认为,学生在能力允许的情况下,应注重所学专业的宽泛性,重视各专业间的知识渗透与结合。加强所学专业的横向联系,做到知识交叉渗透资源共享。鼓励学生跨专业学习,使他们焕发出强烈地求知欲望。发挥个人特长,尽可能获取多个等级证书,以此提高学生职业的应变能力,为学生毕业后选择理想的职业和转岗奠定宽实的基础。

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【关键词】高职 塑料成型 模具设计与制作 课程体系

【中图分类号】 G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2014)08C-0093-02

由于塑料具有质量轻、强度高、耐腐蚀好、成型形状多样性、生产效率高等特点,其应用已经涉及国民经济和人民生活中的多个方面,有些塑料甚至已逐步成为金属材料的代用材料。因此,塑料工业在促进现代科技的发展、推进农业建设、改善提高人们生活质量等方面,发挥着越来越重要的作用。用模具生产的塑料制品具有精度高、均匀性好、生产效率高、能耗低等特点,可以说,塑料模具和塑料制品相辅相成。当前,随着生产生活的高效化,塑料产品品种多,更新频率大,精度高,其生产必须符合低碳经济的要求,同时,对塑料模具的结构形式要求复杂而精密、整体配套性要求日益增大。

高职院校作为应用技能型人才培养的摇篮,每年为本地区、本行业提供大量的技能应用型人才,其人才培养质量关系着地区和行业的发展。在学科专业分类中,模具设计与制造专业与数控技术专业同属于机械制造大类,模具设计与制造专业的学生需要深化学习数控专业的知识与技能,同时需要通过技能强化训练积累一定的实践经验;所培养的学生还应具有良好的职业道德和职业素养,以便能更快地适应行业和社会的需要,服务于区域、行业经济的发展。

一、塑料模具专业课程设置结构

为了满足人才培养的要求,高职院校模具设计与制造专业开设了一系列与塑料模具设计制造有关的专业基本技能课程和专业核心技能课程,课程按照学生接受专业知识的难易程度分学期设置。如表1所示。

经过两年半的培养后发现,该专业的毕业生虽然具备塑料模具相关的理论知识,但是专业应用技能不足,主要表现在:专业能力不突出,不能解决生产实际问题,毕业生动手能力差,不能按时按量完成工作任务;缺乏实践经验,没有应用创新能力等。与此同时,许多本专业在校生对专业未来认知目标不清晰、缺乏刻苦学习的精神、自主学习能力差,对专业的学习兴趣低;教师难以开展教学、与学生互动性差,许多在校毕业班学生表现出对未来职业生涯迷茫、认为学无所用,这些现象值得我们作为高等职业教育者的深思。

表1 塑料模具设计与制造部分课程设置

课程属性 课程名称

专业基本技能课程 机械专业基础 机械制图

机械制造基础

机械设计基础

电气控制基础 电工原理与电子技术

机床电气控制

专业核心技能课程 塑料成型工艺及其模具设计 塑料成型工艺

塑料模具设计

液压与气动技术

模具制造技术 数控机床编程与加工

模具制造技术

模具CAD/CAM技术 Auto CAD应用

UG软件应用

二、塑料模具专业核心技能课程的整合

为了解决传统课程设置所出现的专业技能培养针对性不足的问题,对若干门专业课程进行了顺序的调整和内容的整合。课程整合设置的总体顺序是在完成专业基础技能课程的基础上才进行专业核心技能课程的教学,中间通过设置模具拆装实训、AutoCAD应用进行专业知识过渡和引导,如图1所示。学生通过模具拆装实训锻炼拆装动手能力,在边拆边学的过程中掌握模具结构,同时在此实训过程中能够深化模具制造基础、机械设计基础等专业基础技能课程的知识;学生通过AutoCAD应用掌握模具CAD/CAM的入门知识,并深化了机械制图专业基础技能课程的知识,培养自主设计产品的意识和能力。

图1 过渡课程设置

经过过渡,学生能够顺利进入专业核心技能课程的学习。为了切实地达到培养学生的设计、分析、动手实践、职业素养等综合能力的目的,遵循高职学生的发展规律,可将“成型工艺及模具设计”和“模具CAD/CAM技术”的相关课程做并线设置,如图2所示。在理论学习阶段,分别开设塑料模具设计和UG造型设计课程,开设塑料模具设计的目的是使学生掌握塑料模具的结构特点以及设计要点等理论知识;开设UG造型设计的目的是使学生了解UG软件造型设计的基础知识,两门课程并线开设、独立讲授。当学生分别掌握了塑料模具理论知识和设计造型理念要点之后,以实训的方式,开设“模具设计CAD/CAM实训”,将上述两门课程融会贯通,培养学生专项设计能力。

图2 专业核心技能课程整合结构

(一)模具设计实训实施过程

与以往三维造型软件只学习造型、产品外观设计,以及塑料成型理论学习半知半解的形式和效果不同,课程经过整合开发后,学生将根据本专业实训基地现有加工设备条件,除了通过设计目标产品来达到掌握三维造型和产品外观设计的锻炼目的外,还能深入学习和掌握行业主流的三维设计软件的其他专业加载模块,设计与目标产品能够配套使用的模具,真正掌握本专业的核心专业技能,这也为后续的模具制造学习与实践奠定设计依据。

塑料模具设计综合实训具体实施过程如下(以注塑成型模具为例):

第一步:设计目标产品。设计目标产品外观形态,分析塑料件工艺性,确定注射成型的工艺条件、确定注塑机。

从第二步开始,需要调用UG软件中的注塑模向导模块,因此,必须确认软件中该模块是否完整。

第二步:确定模具方案。注射模具的方案确定主要包括:确定与布置型腔数量和结构;选择分型面;设计浇注系统;设计冷却系统;设计成型零件的结构;设计侧向抽芯机构;设计推出机构以及选用模架等工作任务。

具体操作过程如下:加载产品模型;确定模具坐标系;设置收缩率;创建模具工件;修补模型;创建区域和分型线;设计区域;创建分型面;创建型腔和型芯;添加模架;修改动、定模板;添加标准件;设计流道;设计浇口;设计冷却通道;设计滑块/斜销机构;创建模具分解视图等过程。

第三步:校核相关参数与强度。校核内容包括:校核模具与注射机有关的参数和校核模具主要零件的强度和刚度。

第四步:绘制模具工程图。工程图包括:装配图和零件图。

(二)塑料模具制造实施过程

基于工作过程,在完成模具基础理论知识、目标产品和配套模具设计工作之后,开始进入模具制作加工环节。相对设计而言,数控机床操作的危险性比一般普通机床要高,因此在与模具加工制作环节有关的课程中,理论教学将不容忽略,借鉴数控技术专业核心课程数控加工编程与实训一体化教学的方式,本专业学生必须掌握扎实的理论基础才能进行实践操作。在数控加工理论教与学过程中,教师作为讲授编程理论的主体,学生以前期设计的目标产品、型芯、型腔等工作部件作为加工对象,制定相应的工艺路线、填写工艺卡片;在加工制作环节,学生作为产品生产的主体,完成编程、加工、装配、检验等工作,最终实现数控产品的生产。

三、课程整合实践效果与教学反思

目前,项目化教学具有能够把理论知识与实践教学相融合、以学生作为整个教学过程的中心、能够提高学生学习的主动性和积极性等突出特点,受到了许多高职院校的推崇。然而,经过实践后发现,对于塑料成型工艺与模具设计系列课程来说,上述效果并不突出,主要表现在,不能激发学生的独立设计和创新能力;不能形成完整的理论知识体系,知识点凌乱,课程的实践性不明显;设计和标准模块使用的枯燥使得部分学生产生厌学心理,对未来就业定位点不明确甚至丧失信心等方面。

以教师教、学生做为导向,以学生工作能力为培养核心,将有关的专业基础技能课程和专业核心技能课程进行整合,适当调整课程的顺序。在必须掌握基本理论知识基础上,以综合实训环节实现真正的设计工作过程;在制作的工作过程中,打破原有“教师教、学生纯粹模仿制作”的模式,最终使学生能够对塑料成型工艺与模具设计整个知识体系依次获得识记、理解、综合应用等层次的掌握。纵观整个“塑料成型工艺和模具设计制作”教学过程,对于学生而言,是一个建立在完整理论基础上的发现问题、分析问题、解决问题的过程;对教学者而言,在紧随行业发展、合理利用教学资源的基础上,培养了学生的设计能力、思考能力、动手操作能力,因地制宜,不仅能够有效克服项目化教学中出现的问题,还能够较大程度地提高学生学习的主动性、积极性,帮助学生在走向工作岗位后能创造性的、更好的解决问题,增强就业竞争力。

【参考文献】

[1] 杨安. 塑料成型工艺与模具设计[M]. 北京:北京理工大学出版社,2011

[2] 李奇,朱江峰,张国文. 模具构造与制造[M]. 北京:清华大学出版社,2011

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关键词 风电专业;师资队伍;专业建设

中图分类号:G712 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2012)27-0081-02

Discussion on Opening and Development of Wind Energy and Power Generation Technology Professional in Secondary Vocational Education//Zhang Shengcheng

Abstract The development of new energy industry needs a lot of skill worker, Secondary vocational schools according to market development demand to open the wind energy and power generation technology professional. In order to be able to open this professional well, the school needs to have classes according to their school strength, teachers and equipment conditions. This article has a discussion from professional open, teachers team construction and etc.

Key words wind power professional; teachers team; professional construction

Author’s address Jiuquan Vocational Technical College, Jiuquan, Gansu, China 735000

近年来随着我国风电产业的迅速发展和酒泉新能源基地建设对人才需求的增加,酒泉周边的几所中职学校先后开设了风能与动力发电技术专业。在当前竞争激烈的市场经济形势下,企业对员工综合职业素质的要求,尤其是对专业技能的要求不断提高。中等职业学校要主动适应这种要求,必须进一步强化教学管理,把提高学生的职业技能水平看做办学质量的重要标志。笔者一直参与学校风电专业教学和人才培养方案的建设,针对中等职业教育风能与动力发电技术专业的建设和发展,认为应切实解决好以下几个问题。

1 地域、行业发展优势与人才需求分析

酒泉市境内有“世界风库”瓜州和“风口”玉门,风能资源可利用面积近1万平方公里,可开发总量4000万千瓦左右。经国家发改委批准立项,到2015年,将建成酒泉千万千瓦级风电基地;到2015年,全市风电装机容量将达到1271万千瓦,可望占居全国总量的1/3,成为全球装机容量最大的风电基地之一。

随着酒泉新能源基地的建设,酒泉风电装备制造业正在迅速崛起,集研发、制造、认证、测试、培训、配件供应、售后服务于一体,囊括了风机总装、风机叶片制造、塔架塔筒制造、电器及控制设备制造、研发与高科技服务等六大项目。

随着酒泉新能源产业的发展,中初级人才总体上严重匮乏,特别是风电装备安装与调试专业人员,风电机组叶片制造专业技术工人,风电场设备运行和维护人员短缺,是风电制造产业发展面临的问题之一。

酒泉职业技术学院下属的中专学校坐落于酒泉工业园区,开设风能与动力发电技术专业具有得天独厚的条件,因此从2008年起,学校为适应酒泉新能源产业发展趋势,根据风电产业人才需求状况,对原有的机电一体化技术专业培养方案进行了调整,重点培养风电装备加工制造和维护方面的技术人才;通过3年多对该专业的人才培养方案的修改完善,基本形成特色鲜明的人才培养模式。

2 专业开设需要注意的问题

2.1 制定切实可行的专业人才培养方案

专业人才培养方案应根据教学内容并结合现代企业对人才类型的需要合理安排制定。目前,风电专业学生就业岗位的需求有3个方向:1)风电设备制造与维修;2)机床数控技术应用;3)自动机(线)的运行与维修。要按照不同的专业化方向,对主要基础实习作相应的调整。对于机电一体化设备制造与维修方向,基础实习教学的重点应放在机械方面,要加强钳工与电工电子实习训练,使学生达到中级钳工的操作水平;对于机床数控技术应用方向,应加强学生的车工实习及数控机床编程与操作实习,使学生达到中级车工的操作水平;对于自动机(线)的运行与维修方向,应向电的方面适当偏移,加强电工及单片机与可编程控制器实习,使学生达到中级电工的操作水平。

学校风能与动力发电技术专业定向于机床数控技术应用方向,在制定教学计划时,采用分阶段实习和集中实习相结合的方法。即在第三学期安排8周的阶段实习,进行钳工、焊工、电工的有关基本操作入门实习;在第四学期结合专业课教学,安排4周集中实习课,进行车工基本操作技能训练,达到初级车工操作水平;在第六学期,赴工厂生产实习,使学生零距离接触现代新能源企业生产与管理实际,并将所学专业技术运用于生产中。