摘要:數(shù)控加工技術(shù)是制造業(yè)中的一項關(guān)鍵的迅速發(fā)展的新技術(shù),為培養(yǎng)高素質(zhì)的生產(chǎn)一線緊缺的技能型數(shù)控應(yīng)用人才。對《數(shù)控加工技術(shù)》課程進(jìn)行了課程改革,從教改準(zhǔn)備、教改實施、教改結(jié)果三個方面對課程改革進(jìn)行了總結(jié)、分析。
關(guān)鍵詞:數(shù)控加工技術(shù);教學(xué)改革;項目導(dǎo)向;任務(wù)驅(qū)動;單元教學(xué)
作者簡介:張艷杰(1975-),女,河北省滄州市人,滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院,講師,主要研究方向為機(jī)械制造及數(shù)控加工技術(shù)。
中圖分類號:G712文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1001-7518(2009)08-0053-03
制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),它的發(fā)展直接影響到國民經(jīng)濟(jì)各部門的發(fā)展,也影響到國計民生和國防力量的加強(qiáng),因此,各國都把制造業(yè)的發(fā)展放在首要位置。21世紀(jì)的制造業(yè)發(fā)展的總趨勢是柔性化、靈捷化、智能化和信息化,而數(shù)控機(jī)床則是實現(xiàn)柔性化、靈捷化、智能化和信息化加工制造的基本單元。因此,數(shù)控加工技術(shù)是制造業(yè)中的一項關(guān)鍵的迅速發(fā)展的新技術(shù)之一,在機(jī)械制造行業(yè)中具有重要的地位和作用。
為與世界制造業(yè)接軌,培養(yǎng)高素質(zhì)的生產(chǎn)一線緊缺的技能型數(shù)控應(yīng)用人才,根據(jù)學(xué)院以就業(yè)為導(dǎo)向,堅持產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的辦學(xué)方針,結(jié)合專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和高職學(xué)生生源素質(zhì)狀況,課程組將《數(shù)控加工技術(shù)(單元教學(xué))》定位為:數(shù)控專業(yè)、自動化專業(yè)、機(jī)電一體化專業(yè)、模具設(shè)計及應(yīng)用等專業(yè)的一門重要的實踐性、綜合性較強(qiáng)的專業(yè)主干課。
為此,我進(jìn)行《數(shù)控加工技術(shù)》課程教學(xué)改革,課改后《數(shù)控加工技術(shù)》課程內(nèi)容由理論教學(xué)和實踐教學(xué)兩部分組成,總學(xué)時為120學(xué)時,其中理論教學(xué)30學(xué)時,仿真教學(xué)36學(xué)時,實驗教學(xué)54學(xué)時,實訓(xùn)教學(xué)90學(xué)時。強(qiáng)調(diào)了學(xué)生的數(shù)控編程能力、數(shù)控機(jī)床操作能力,相對淡化數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu),加強(qiáng)實驗、實訓(xùn)環(huán)節(jié),提高學(xué)生對知識的綜合應(yīng)用能力。為今后從事數(shù)控加工和研究工作奠定一定的基礎(chǔ)?,F(xiàn)將課改工作總結(jié)如下:
一、教改實施前的準(zhǔn)備
(一)課程標(biāo)準(zhǔn)的制定
新的課程標(biāo)準(zhǔn)中明確提出了本課程的任務(wù)是使學(xué)生具備數(shù)控機(jī)床、數(shù)控編程和數(shù)控加工方面的知識和數(shù)控加工技能;強(qiáng)調(diào)了學(xué)生的職業(yè)能力培養(yǎng)目標(biāo)。對于課程的教學(xué)內(nèi)容做了較大的改動,體現(xiàn)出項目導(dǎo)向及任務(wù)驅(qū)動的新的教學(xué)理念,教學(xué)內(nèi)容如下表所示:[1]
本課程采取單元教學(xué)組織方式,學(xué)生在我院多媒體教室、機(jī)房、數(shù)控實訓(xùn)中心學(xué)習(xí),內(nèi)容涵蓋了數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)及原理、上機(jī)熟悉機(jī)床結(jié)構(gòu)及日常維護(hù)訓(xùn)練、數(shù)控加工與編程、自動編程練習(xí)、上機(jī)校驗與加工、數(shù)控中級工強(qiáng)化訓(xùn)練,突出了“理論”夠用,“實用”為主的課程原則。
通過本課程的學(xué)習(xí),大部分學(xué)生通過強(qiáng)化訓(xùn)練后能獲得數(shù)控操作方面的中級工操作證書,部分優(yōu)異學(xué)生再強(qiáng)化后能獲得數(shù)控操作高級工操作證書。
(二)授課計劃的制定
2008-2009學(xué)年根據(jù)教改后的課程標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合現(xiàn)有實驗設(shè)備和實驗設(shè)備使用原則,我制定了新的授課計劃。相對課改之前增加了實驗內(nèi)容、手工及自動編程內(nèi)容,相對淡化數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)分析及位置檢測裝置的工作原理;教學(xué)中以加工任務(wù)為單元,按照任務(wù)進(jìn)行教學(xué)。
(三)教學(xué)內(nèi)容的準(zhǔn)備
思考題及習(xí)題的準(zhǔn)備很有必要,通過題庫的設(shè)置方便學(xué)生課余時間自主練習(xí)。
在教學(xué)內(nèi)容中強(qiáng)化編程,特別在編程時讓學(xué)生必須考慮工藝問題,使學(xué)生在學(xué)習(xí)編程時懂得了工藝路線的確定、刀具的選擇和切削用量的設(shè)定方法,為期末的實訓(xùn)作好準(zhǔn)備,也為社會輸送能盡快適應(yīng)數(shù)控機(jī)床操作崗位的人才作好準(zhǔn)備。使理論教學(xué)與實踐教學(xué)交叉進(jìn)行;
結(jié)合我院現(xiàn)有設(shè)備,編制數(shù)控加工實驗指導(dǎo)書,使其更具有可實用性,理論與實踐結(jié)合更加緊密,使學(xué)生對已有知識做到融會貫通。畢業(yè)設(shè)計中充分發(fā)揮學(xué)生主動性,真正讓學(xué)生成為主體;在整個實踐加工過程,盡量讓學(xué)生來完成,指導(dǎo)老師按照生產(chǎn)實際要求進(jìn)行輔導(dǎo),與學(xué)生共同分析問題,盡可能讓學(xué)生獨立解決問題,以培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力,教師只是學(xué)生的引導(dǎo)者和指導(dǎo)者。
二、教改實施
(一)教學(xué)方法
1.結(jié)合本課程教學(xué)內(nèi)容實踐性強(qiáng)的特點,采用了“項目導(dǎo)向”“任務(wù)驅(qū)動”的教學(xué)方法
本課程為加強(qiáng)學(xué)生的實踐動手能力,提高了課程的實訓(xùn)比例,將教學(xué)內(nèi)容分為四個大的項目,每個項目又分為若干個加工任務(wù),每個任務(wù)實現(xiàn)“教師講授——學(xué)生實訓(xùn)——發(fā)現(xiàn)問題——教師引導(dǎo)——學(xué)生完成任務(wù)”的教學(xué)步驟[2],充分挖掘了學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力,培養(yǎng)了學(xué)生獨立解決問題的能力,發(fā)揮了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性,通過“導(dǎo)師式”學(xué)習(xí)方式,增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
2.強(qiáng)化學(xué)生探究性學(xué)習(xí)能力與培育團(tuán)隊協(xié)作精神,采用小班授課。為使探究性學(xué)習(xí)落到實處,取消學(xué)生因為該課程與一般理論課教學(xué)組織模式不一樣而存在“蒙混過關(guān)”的僥幸心理,使學(xué)生得到有力管制;教學(xué)采用小班授課,教師根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況,科學(xué)合理地將學(xué)生進(jìn)行分組:根據(jù)學(xué)校機(jī)床設(shè)備的臺數(shù),如每個班車、銑床總計14臺,將全班成員按照能力強(qiáng)弱搭配,男女搭配;指派組長,闡明組長責(zé)任、組員與組員之間的協(xié)作關(guān)系,使學(xué)生形成了互幫互學(xué)的風(fēng)氣,增強(qiáng)了學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作和競爭意識。
3.根據(jù)每個學(xué)生的個性差異,因材施教,采用靈活多變的教學(xué)方法。在保證實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的前提下,教學(xué)既面向全體學(xué)生進(jìn)行,向他們提出統(tǒng)一要求的同時,又承認(rèn)了學(xué)生的個性差異,根據(jù)學(xué)生的興趣和能力,采取了不同的教學(xué)措施,使學(xué)生的個性得到充分發(fā)展。
例如對于機(jī)電一體化專業(yè)學(xué)生,考慮到本課程只是該專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程,教學(xué)中主要采用“問題式”教學(xué)方式。在檢查學(xué)生編制的程序時,對有關(guān)關(guān)鍵問題同時又是學(xué)生不重視的問題,在保證加工安全前提下,即使發(fā)現(xiàn)錯誤,也不立即指出,有時甚至是故意設(shè)置障礙,讓學(xué)生犯錯。當(dāng)學(xué)生加工出的零件與圖紙要求不符時,再引導(dǎo)學(xué)生尋找問題的癥結(jié)和解決方案,使他們深刻理解該知識點內(nèi)容,在今后編程中不會再犯同樣錯誤。
針對機(jī)電專業(yè)學(xué)生的愛學(xué)、想學(xué)的特點,教學(xué)中主要采用“興趣式”教學(xué)方式。學(xué)生根據(jù)自己興趣愛好,結(jié)合教師提供的毛坯尺寸,自行設(shè)計零件,編程并加工,既鍛煉了學(xué)生的設(shè)計思想,又加強(qiáng)了專業(yè)綜合能力。
對于數(shù)控專業(yè)學(xué)生,主要采用“挖掘式”教學(xué)方式。根據(jù)學(xué)生各自能力水平,采用“臺階式”,一步一步加強(qiáng)難度,充分挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛能,使各個層次學(xué)生的學(xué)習(xí)成績都有所提高,同時各人難度要求不一,減輕了學(xué)生學(xué)習(xí)的心理負(fù)擔(dān),數(shù)控編程與加工能力得到最大限度的提高。當(dāng)然對于上述三種措施有時會針對一個班學(xué)生學(xué)習(xí)情況同時用到。
4.加強(qiáng)實驗、實訓(xùn)環(huán)節(jié)。實驗、實訓(xùn)一直是深受學(xué)生喜歡的教學(xué)環(huán)節(jié).學(xué)生確實在這一環(huán)節(jié)能鞏固數(shù)控加工知識并進(jìn)一步學(xué)到一些實踐知識。我以行為導(dǎo)向的教學(xué)模式為依據(jù),盡量多為同學(xué)提供自我參與的機(jī)會。在批改學(xué)生的數(shù)控程序上,也相對傳統(tǒng)模式作了改革。對每位同學(xué)批改所有的數(shù)控程序,將花費任課老師大量的時間,再認(rèn)真也難免會有所疏漏,沒有指出學(xué)生的錯誤,將誤導(dǎo)學(xué)生。為此,充分利用先進(jìn)資源,將更有效地提高教學(xué)質(zhì)量。對于學(xué)生所編的程序,要求學(xué)生在計算機(jī)房用仿真軟件進(jìn)行驗證,老師在計算機(jī)房進(jìn)行輔導(dǎo),并對驗證結(jié)果當(dāng)場評分。
在實驗環(huán)節(jié)中,我要求每位同學(xué)完成指定的五個實驗,并完成實驗報告。實驗的教學(xué)方式采用傳、幫、帶的形式,第一批由老師講解并演示,以后的幾批同學(xué)均由他們上一組中的同學(xué)進(jìn)行帶教,老師只在一旁作指導(dǎo)。這種方式使學(xué)生參與的機(jī)會更多,發(fā)現(xiàn)的問題也更多,學(xué)到的實踐知識也更多,實驗效果良好,得到同學(xué)們的認(rèn)可。
實訓(xùn)這一環(huán)節(jié)完全貫徹了行為導(dǎo)向的教學(xué)方式。實訓(xùn)是提高數(shù)控加工技術(shù)、綜合驗證數(shù)控加工能力的一個重要環(huán)節(jié)。大部分學(xué)生比較重視這一環(huán)節(jié)。因為在這一環(huán)節(jié),學(xué)生能學(xué)到很多實踐知識.并把所學(xué)知識融會貫通。實訓(xùn)時,老師布置加工任務(wù).要求學(xué)生對所給的零件安排加工工藝路線,設(shè)定切削用量,從毛坯開始,編制合理的程序.獨立完成整個零件的加工,并將尺寸和表面粗糙度控制在要求的范圍內(nèi)。為盡量減少事故的發(fā)生,要求學(xué)生必須事先在仿真軟件上驗證加工軌跡.再上機(jī)床進(jìn)行加工。通過獨立完成整個零件的數(shù)控加工,學(xué)生系統(tǒng)地掌握了數(shù)控機(jī)床的操作和數(shù)控編程及加工知識,很多同學(xué)在課程結(jié)束之后,參加勞動部組織的數(shù)控中級工能力考試.獲得了數(shù)控中級工證書。在實訓(xùn)時同時強(qiáng)調(diào)安全知識及安全的重要性,避免事故的發(fā)生。實訓(xùn)效果良好,滿意度在逐年增加。
(二)教學(xué)手段
1.計算機(jī)多媒體現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)體系的應(yīng)用。針對本課程教學(xué)內(nèi)容多、信息量大、實踐性強(qiáng),與其他相關(guān)課程聯(lián)系緊密的特點,教學(xué)中充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)手段,制作了電子教案,采用文字、動畫、視頻、插圖、背景音樂等多種表現(xiàn)手法,生動、形象地展現(xiàn)了走刀路線、加工過程等,調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、提高了聽課的效率和積極性。
2.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用。充分利用學(xué)校教學(xué)的硬件設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)資源,實現(xiàn)了數(shù)控程序的網(wǎng)絡(luò)傳送,應(yīng)用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行遠(yuǎn)程操作和可視化控制,課程建設(shè)網(wǎng)頁的教學(xué)資源對學(xué)生開放,提供了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和師生互動交流的平臺。
3.本課程多年來一直堅持教學(xué)改革和創(chuàng)新。本課程一直堅持理論與實踐相結(jié)合的原則,通過校企合作,提高了教師的實踐能力和水平,通過聘請業(yè)界的專家,及時掌握數(shù)控及相關(guān)技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài);堅持教學(xué)、考試與
職業(yè)資格證書認(rèn)證考核相掛鉤;通過這一系列的改革和嘗試,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)了學(xué)生的實際動手能力、理論聯(lián)系實際的能力和專業(yè)綜合能力,取得了良好的教學(xué)效果。
三、教改結(jié)果分析
教改是否成功,只有通過具體實施,并進(jìn)行比較研究總結(jié),才能真正得出結(jié)論。在本學(xué)期進(jìn)行教學(xué)改革之后,我將《數(shù)控加工技術(shù)》課程學(xué)習(xí)情況問卷發(fā)給學(xué)生填寫,得到了一定的信息反饋?,F(xiàn)將教改前和教改后的學(xué)生學(xué)習(xí)情況反饋進(jìn)行比較,結(jié)果如附表一所示。從表中可以看出,通過教改,在學(xué)生的信息反饋中已取得了一些滿意的效果,具體表現(xiàn)為:
教學(xué)改革在總體上得到認(rèn)可,學(xué)生中認(rèn)為學(xué)習(xí)效果很好的同學(xué)由原來的18%提高到51%。
教改中課程內(nèi)容的安排更趨合理,學(xué)生對課程內(nèi)容的興趣由原來的30%提高到57%。
教改之前,學(xué)生對自動編程內(nèi)容感興趣,希望學(xué);教改之后,通過對自動編程內(nèi)容的接觸,學(xué)生們?nèi)员硎境鰪V泛的受歡迎程度。
在實驗、實訓(xùn)時間和內(nèi)容的安排上,從數(shù)據(jù)就可看出,學(xué)生的滿意度在提高,只是因為學(xué)生人數(shù)較多,實驗設(shè)備較少,以及學(xué)時的關(guān)系,學(xué)生對實驗時間和實驗內(nèi)容還有更高的要求。
因為教改之后,學(xué)生學(xué)習(xí)的知識點有所變化,考卷的形式和知識點的分值安排也有所變化,考試的總成績不一定能評價教改結(jié)果,所以.我們將教改之前學(xué)生編程能力與教改之后學(xué)生的編程能力作了一個比較。教改之前,學(xué)生在期末的考試中對編程題的失分率高達(dá)42%,考試成績不太理想。教改之后,學(xué)生在考試中編程題的失分率下降到28%,學(xué)生編程時能主動考慮工藝問題,大大提高了所編程序的實用性。
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責(zé)任編輯:葛力力