羅威

摘 要：通過分析嘉應(yīng)學(xué)院理工科專業(yè)數(shù)控車床編程與加工實訓(xùn)的教學(xué)現(xiàn)狀與存在的問題，圍繞數(shù)控車床實訓(xùn)教學(xué)場所、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和實訓(xùn)評價考核方式進行了改革探索與實踐，為提高數(shù)控車床編程與加工實訓(xùn)的教學(xué)質(zhì)量提供了思路。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床實訓(xùn) 編程與加工 理工科專業(yè) 教學(xué)改革

Exploration and Practice of Teaching Reform of NC Lathe Programming and Processing Training

Luo Wei

Abstract：By analyzing the current teaching situation and existing problems of NC lathe programming and processing training in science and engineering specialty of Jiaying University， the reform exploration and practice are carried out around the teaching place， teaching content， teaching mode and training evaluation and assessment method of NC lathe training， which provides ideas for improving the teaching quality of NC lathe programming and processing training.

Key words：NC lathe training， programming and machining， science and engineering major， teaching reform

1 前言

數(shù)控車床編程與加工實訓(xùn)是包含數(shù)控車床編程的相關(guān)理論知識與技能操作訓(xùn)練的一門具有較強專業(yè)實踐性的綜合課程[1]。該課程對學(xué)生掌握實際操作技能的要求較高，對提升理工科專業(yè)學(xué)生實踐動手能力和綜合素質(zhì)具有重要的作用[2-3]。因此，需要明確實訓(xùn)教學(xué)中存在的問題[4]，有針對性地進行數(shù)控車床實訓(xùn)教學(xué)改革，增強理工科專業(yè)學(xué)生實踐技能和綜合素質(zhì)，提高數(shù)控車床編程與加工實訓(xùn)的教學(xué)質(zhì)量。

2 數(shù)控車床實訓(xùn)教學(xué)現(xiàn)狀與存在的問題

“數(shù)控車床編程與加工實訓(xùn)”課程是嘉應(yīng)學(xué)院理工科專業(yè)金工實訓(xùn)課程的一部分，也是一門實踐性很強的必修課程[5]。當(dāng)前采用的教學(xué)指導(dǎo)書主要是自編的數(shù)控車床編程與加工實訓(xùn)指導(dǎo)書。教師利用一周的實訓(xùn)時間將數(shù)控車床加工的方法原理和基本操作，采用講解和操作相結(jié)合的實訓(xùn)教學(xué)方式向?qū)W生進行理論講授和實際操作演示，隨后學(xué)生進行操作練習(xí)，這種教學(xué)方式較為單一，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

由于嘉應(yīng)學(xué)院進行數(shù)控車床編程與加工實訓(xùn)的理工科專業(yè)并非是機械類專業(yè)，在機械零件識圖方面、加工工藝和數(shù)控加工程序的編寫等方面缺乏系統(tǒng)的理論學(xué)習(xí)和實際鍛煉，在有限的教學(xué)時間內(nèi)，學(xué)生難以熟練掌握加工工藝和程序編寫以及操作要點。此外受場地限制，教學(xué)區(qū)、工作區(qū)與材料區(qū)等在同一數(shù)控實訓(xùn)室，共有8臺采用GSK 數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車床供40人班級使用，多人共用一臺數(shù)控車床導(dǎo)致學(xué)生實際操作時間少，站在外圍的同學(xué)接受知識的效果差，動手操作能力有待提升;缺乏多媒體教學(xué)設(shè)備的直觀教學(xué)講解，教學(xué)過于枯燥與乏味，且實訓(xùn)考核主要是檢查學(xué)生的加工工件，實訓(xùn)實際操作技能過程的考核方式單一，導(dǎo)致學(xué)生實訓(xùn)的積極性普遍不高。

3 數(shù)控車床實訓(xùn)教學(xué)改革的探索與實踐

針對當(dāng)前理工科專業(yè)數(shù)控車床編程與加工實訓(xùn)教學(xué)現(xiàn)狀與存在的主要問題，根據(jù)現(xiàn)有的教學(xué)資源，對實訓(xùn)教學(xué)場所、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和實訓(xùn)評價考核方式進行改革探索與實踐。

3.1 整合實訓(xùn)教學(xué)場所，強化實踐教學(xué)

充分利用數(shù)控車床實訓(xùn)室場所空間，將數(shù)控實訓(xùn)室整合為教學(xué)區(qū)、工作區(qū)、材料區(qū)等具有多功能區(qū)域的實訓(xùn)場所。教學(xué)區(qū)具有白板、投影儀等多媒體教學(xué)設(shè)備。在合適的位置設(shè)置工作區(qū)，工作區(qū)的墻壁周圍展示數(shù)控車床的安全操作規(guī)程、常用編程指令格式、典型加工零件圖等內(nèi)容，并配置工具箱，合理設(shè)置材料區(qū)。受數(shù)控車床數(shù)量較少的實訓(xùn)教學(xué)條件限制，因此將40人左右的班級學(xué)生分為AB兩組，A組學(xué)生由鉗工實訓(xùn)教師進行鉗工實訓(xùn)，B組學(xué)生由數(shù)控實訓(xùn)教師進行數(shù)控車床實訓(xùn)，AB兩組各自任務(wù)完成后再對調(diào)實訓(xùn)。數(shù)控車床共有8臺，一臺數(shù)控車床上最多有三個學(xué)生進行操作，保證了學(xué)生充分的操作訓(xùn)練時間，便于教師進行實訓(xùn)教學(xué)和管理，提高了實訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量[6]。

3.2 豐富和完善實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容

數(shù)控車床實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容的安排以從局部到整體，增強學(xué)生的感性認識為原則。將數(shù)控車床實訓(xùn)課程的主要內(nèi)容調(diào)整為：數(shù)控加工的安全操作規(guī)范、數(shù)控車床的工作原理、主要組成部分及其作用、數(shù)控車床的坐標系統(tǒng)、機床面板各鍵和按鈕的功能及用途、操作基本要求、數(shù)控編程基本指令、零件加工工藝和加工程序的編寫和輸入方法，倒角、臺階、圓弧、切槽、切斷和螺紋零件練習(xí)、綜合項目自主設(shè)計訓(xùn)練、考核工件。針對以往缺乏直觀教學(xué)的枯燥講解的教學(xué)形式，利用多媒體資源制作數(shù)控機床的組成部分、坐標系統(tǒng)、機床面板各鍵和按鈕的功能及用途等圖片和錄制了操作要點和加工視頻。

3.3 選擇合適的教學(xué)模式

充分利用現(xiàn)有的教學(xué)資源，采用超星學(xué)習(xí)通、仿真軟件模擬加工和現(xiàn)場操作等教學(xué)方法，讓學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課中討論、模擬加工和實操，實操結(jié)束后要對零件的加工過程做小組分析和總結(jié)。

在實訓(xùn)上課之前，通過超星學(xué)習(xí)通平臺，發(fā)布學(xué)習(xí)的內(nèi)容和任務(wù)，讓學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)進行課前預(yù)習(xí)。包括CAD、PRO/E等在工程的應(yīng)用知識、加工的零件圖圖紙，引導(dǎo)學(xué)生加強機械零件識圖能力的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生機械零件識圖;將制作的機床組成部分、工作原理、面板按鍵的分布、工件坐標系、對刀、加工工藝、操作要點和數(shù)控加工編程知識等圖片和錄制的操作要點和加工視頻供學(xué)生課前預(yù)習(xí)和課下鞏固，增強感性認識和加強對數(shù)控車床加工編程的認識。

在實訓(xùn)教學(xué)過程中，可以采用小組合作教學(xué)的模式。教師根據(jù)學(xué)生之間學(xué)習(xí)能力與水平的差異進行合理的分組，每個小組成員有不同的職責(zé)。根據(jù)分組，教師先讓學(xué)生對基礎(chǔ)的圖紙進行編程加工，引導(dǎo)學(xué)生對圖紙進行分析，將數(shù)控車床加工零件的操作分為若干部分，選擇合適的刀具、確定切削用量，編制加工工藝和加工程序，在小組內(nèi)根據(jù)小組成員的特長進行分工合作。進而采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)方法，各小組學(xué)生自行討論設(shè)計綜合項目的加工工藝及程序，教師采用啟發(fā)式教學(xué)，對學(xué)生進行相關(guān)內(nèi)容的引導(dǎo)，加強實踐教學(xué)管理，讓學(xué)生自主完成綜合項目的整個制作過程。加工完成后采用比較式教學(xué)，通過展示各小組的加工零件，在尺寸和粗糙度等方面進行對比，對不合格的零件進行分析，是加工過程游標卡尺測量不規(guī)范導(dǎo)致讀數(shù)偏差、對刀或者編程等原因?qū)е碌?，還是機床的誤差導(dǎo)致的。從而增強學(xué)生參與實訓(xùn)的積極性和教學(xué)的有效性，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和動手實踐能力。

3.4 結(jié)合仿真軟件進行實踐教學(xué)，強化對理論知識的認識

由于學(xué)生在對刀過程中的失誤、編寫程序或者加工路線過程中的錯誤，會容易出現(xiàn)工件報廢、車床部件發(fā)生碰撞等嚴重現(xiàn)象。而仿真軟件可以結(jié)合輸入的程序、刀具等數(shù)據(jù)，對數(shù)控車床的編程、操作和加工等過程進行模擬演示，保證數(shù)控程序的正確和操作加工的安全。因此，在學(xué)生進行數(shù)控車床操作前，采用數(shù)控加工仿真軟件進行理論知識和仿真的教學(xué)。在學(xué)生掌握數(shù)控車床的編程、加工操作后，如學(xué)生在學(xué)習(xí)G71、G92循環(huán)指令后，可以在仿真軟件上探索循環(huán)起點、進刀量等的確定。然后再進行實踐教學(xué)，增強學(xué)生對理論知識的理解。采用仿真軟件將理論知識和實踐相結(jié)合，強化了學(xué)生對數(shù)控車床的理論知識的認識，激發(fā)了學(xué)生數(shù)控車床實訓(xùn)的興趣，提高了數(shù)控車床編程與加工實訓(xùn)的教學(xué)水平。

4 實訓(xùn)評價考核方式的改革

在考核學(xué)生成績方面，采取平時考核、仿真和實際操作考核、綜合素質(zhì)考核和實訓(xùn)報告考核相結(jié)合的評價考核方式。平時成績（占10%），考核學(xué)生的考勤、實訓(xùn)態(tài)度和紀律;仿真和實際操作成績（占50%），考核學(xué)生對軟件編程和實操的掌握程度;綜合素質(zhì)（占10%），考核學(xué)生的綜合實踐能力，對數(shù)控車床實踐操作能力的綜合評定;實訓(xùn)報告（占30%），對實訓(xùn)的理論知識和操作原理、加工工藝制定和數(shù)控加工程序綜合評定。改革后的實訓(xùn)評價考核方式注重學(xué)生對數(shù)控車床編程與加工實訓(xùn)的掌握程度和動手實踐過程，調(diào)動了學(xué)生實訓(xùn)的積極性，提高了實訓(xùn)的教學(xué)效果。

5 結(jié)語

通過對嘉應(yīng)學(xué)院理工科專業(yè)數(shù)控車床編程與加工實訓(xùn)的教學(xué)場所進行整合、對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式以及實訓(xùn)評價考核方式進行改革探索與實踐，激發(fā)了學(xué)生參與數(shù)控車床實訓(xùn)的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的動手實踐操作能力和綜合素質(zhì)，提高了數(shù)控車床編程與加工實訓(xùn)的教學(xué)質(zhì)量。

項目基金：嘉應(yīng)學(xué)院2019年度高等教育教學(xué)改革立項項目（JYJG20190212）。

參考文獻：

[1]劉運琴.數(shù)控車床編程與操作實訓(xùn)課程一體化教學(xué)改革的探索與實踐[J].職業(yè)，2016，（21）：57-58.

[2]孫立峰.數(shù)控車工實訓(xùn)教學(xué)改革探索[J].湖北農(nóng)機化，2019，（19）.

[3]楊帆.數(shù)控車削加工工藝與編程教學(xué)研究[J].科技風(fēng)，2020，（19）.

[4]陳國.數(shù)控車工實踐教學(xué)常見問題及對策[J].設(shè)備管理與維修，2020，（24）.

[5]左大利，范四立，陳雪梅.高職“數(shù)控車床編程與操作實訓(xùn)”課程教學(xué)改革的思考.濰坊學(xué)院學(xué)報，2016，（24）：19-21.

[6]李澤，朱會東.高職《數(shù)控編程與加工技術(shù)》教學(xué)模式探索與實踐[J].南方農(nóng)機，2018，49（15）.