时间:2023-01-02 00:09:49
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关键词:双元制 铣削实训 教学设计 教学实施
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)11(c)-0154-02
该课程以“项目导向,任务驱动、做学合一”的原则,采用行动导向六步法进行实施,其中包含了四阶段教学法、项目教学方法、引导文教学法行教学设计。在每个任务实施过程中,能够运用教师点拨、关键点提示、操作技巧示范、警告、重点提示的方式来进行教学实施。
1 课程教学设计
1.1 课程设计依据
该课程以拓展学生在铣削技术、铣削技能方面的能力为目标,通过理论与操作技能有机融合,项目内容由简单到复杂的递进,重在培养学生使用普通铣床进行机械加工的能力;同时在执行任务的过程中培养学生自主学习的能力;独立完成简单生产任务并能根据在零件加工过程中出现的问题,进行分析及解决问题的能力。
1.2 课程内容
在课程教学内容中,嵌入国家职业资格标准,对课程载体进行了筛选。最终确定以典型零件为工作任务,并根据实际课程需求,对任务图纸进行修改,使工作任务由简单到复杂、由单一到综合,采用循序渐进的方式进行工作任务实施。
1.3 课程载体
根据课程内容的设计和安排,课程项目载体选用了4个:十字块、滑阀、导板,六角盘盖。其中,十字块与滑阀互配,滑阀又可以与导板互配。项目从基本的铣削平面训练开始,逐渐深入进行各类台阶及各类槽的铣削,掌握各种铣削方法。最终的训练点在于件与件之间的相配,具体训练学生对配合尺寸的铣削控制能力,及简单的互配方法鉴别能力。六角盘盖则是训练学生对六棱形零件的铣削方法能力,相较于前三个项目,加工难度有所提高。
1.4 课程重点及难点
1.4.1 该课程重点
培养学生学会编制典型零件的加工工艺。编制加工工艺的能力对学生来说尤为重要,在学习训练的过程中,不但要培养学生会加工,会操作,更要让学生学会编制加工工艺。在企业生产加工过程中,来料加工一定有相应的工艺文件,如果工艺出现问题,很有可能导致零件加工出现问题。所以,培养学生学会编制工艺,为以后的学习及工作打下基础是非常必要的。
培养学生对铣床加工的规范操作。铣床规范操作的条例非常多,安全操作最重要,从最基本的工作服、工作帽及防护镜的穿戴,到加工时的操作细节注意点,都是为了防患于未然,每时每刻都不能掉以轻心。
培养学生对零件加工质量的控制及检测能力。尺寸控制与检测是决定零件是否合格的重要因素,首先,学生必须学会控制尺寸范围;其次,正确的检测方法能确保零件是否合格。在课程教学过程中,可以利用互检确定检测的准确性。
1.4.2 该课程难点
学生规范操作及基本素养的养成。养成良好的操作习惯与职业素养,是一个持久的教学课题。一个习惯的养成需要21 d的形成和69 d的巩固,然后习以为常。它需要教师在教学过程中以身作则,并不断强化,使学生养成习惯,不H在该课程中继续保持,更要延续到工作中,乃至受用终身。
常用工、量、刀具的正确选择和使用。刀具的正确选择使用对于刚接触机床的学生来说有一定难度,它需要根据不同的铣削加工面、形状、不同的尺寸要求等进行合理选择。不合理的选择可能导致加工效率低下,加工质量缺陷等,不合理的使用可能导致刀具受损等情况产生。
零件加工工艺的编制、加工精度的控制及加工质量的检测。这既是该课程的重点,也是难点。工艺的编制是否合理,决定工件加工工序及方法是否正确;加工精度的控制及加工质量的检测是否正确,决定零件是否合格。这三方面是有机结合,息息相关的。学生掌握这几个环节的能力,需要不断地反复训练,才能有效达到预期效果。
2 课程教学实施
2.1 教学方法
该课程参考德国的行动导向法,针对课程项目,有效进行课程实施。课程以学生为主体,教师为主导,以完整的行动模式来展现。我们以该课程项目中的任务1(如图1)铣削六方体外形尺寸为例,确定六个环节需要做些什么。
第一步,搜集信息,在第一个环节里,主要体现应该做什么?学生带着这样的疑问,对需要加工的任务去进行信息搜集,为整个任务的顺利实施做好充分准备。这些信息包含对机床、材料、刀具、切削参数、图纸、加工工艺等。
第二步,计划,这个环节应该知道如何做?在进行计划的时候可以做出多个方案,进行比较,预想每个方案可能产生的后果,例如:是否会遇到加工困难,加工时是否存在安全隐患,加工完成后能正确否保证尺寸精度及形位公差等多方面进行考虑。
第三步,决定,这个环节需要选择哪个途径?在经过计划了多个方案后,选定较为合适的一个。在这个环节时,学生可以与任课教师进行沟通讨论,在教师提供建议后,确定最终方案,决定六个面的铣削顺序。
第四步,实施,这是体现如何工作的环节。针对刚接触铣床的学生,可以由教师先进行示范操作,然后由学生模仿加深印象,再由学生进行独立操作,教师从旁巡视指导,对出现的问题进行及时纠正,共性问题集中讲解,必要时再次进行示范。在整个过程中,教师必须时刻灌输5S管理的重要性,并要求学生时刻保持动态5S。
第五步,检查,这个环节要体现的是任务的处理是否专业。学生在加工完成外形尺寸后,需要对自己的工件进行自检,同时可以与同组同学进行互检,最后由任课教师进行检测三个外形尺寸是否控制在尺寸公差范围内,垂直度、平行度、表面粗糙度是否达标等。
第六步,评估,最后这个环节是对完成的任务进行评价,今后哪些方面可以做得更好?教师的角色在这个环节中起比较重要的作用,要使学生形成质量意识,对学生加工完成的工件进行评价总结,让学生知道自己的弱势在哪,在之后的练习中进行加强,反复的训练使加工质量达到零缺陷的目标。
3 结语
基于双元制模式下进行的实践课程,对于学生的各方面要求,都相对较高。那么,在高标准、高要求的教学情境下,对于教师本身的素质要求也必然非常高。除了教师本身的专业技术能力,必须对双元制教学模式非常熟稔,对行业内信息充分了解,始终坚持强烈的培养意识,热爱这份教育事业,通过多种途径进行学习交流,始终保持前沿的教学理念,才能对课程教学游刃有余。
参考文献
如今我们很多学生在铣床实习时候说车工件,在车床实习的时候说铣工件、卡盘扳手或者呆扳手叫不出名字、实习铣床不知道车床进给量的单位、实习车床不知道铣床进给量的单位、实习完一个项目不能完整表述出刚学的实训项目的加工方法等等,这样的学生不在少数。其实我们必须要有意识的培养学生这方面的能力,它对今后学生的发展有很大的影响。
2、学生不做笔记,前面学后面忘的现状必须得到改变
学生在大一学了的车床或者铣床的基本操作,到了大二基本上忘完了。针对学生刚学了机械制图和机械加工工艺之后来参加实训,对于书本上没有见过的装夹方法,新的加工方法,甚至对于自己在操作过程中出现的错误等等,都应该总结下来,这对于今后的学习,进一步的技能提升有很大的帮助。所以,现在的学生必须灌输“多总结,多思考,勤做笔记”的习惯
3、学好机械加工,理论教学和实践教学两个环节必须共同来加强学生机械加工工艺理念的培养
理论课上老师肯定讲了基准统一,基准先行、粗精分开这些工艺原则。但是由于没有与实际生产相结合,所以理解起来比较空洞,最重要的是,如果在实践教学环节中没有有意识的与课堂上讲的这些工艺原则相结合做强调,所以最终的结果是,学生就没有真正意义上理解这些工艺原则。所以理论课上面必须要对这些工艺原则进行讲解,让后实践环节的老师必须要有意识的针对这些工艺原则,对学生做强调讲解。例如:我们铣削六面体的时候,首先铣出一个大的平面,这就是基准先行,然后铣削其它的面均以面为基准,这就是基准统一。然后我们控制任何尺寸,均采用先粗铣余量,然后在根据余量精铣保证尺寸,这就是粗精分。所以,我们的实训老师需要借助现有的资源和条件,有意识的加强这些工艺观念的培养,让学生实训后有很大收获。
4、老师必须注意同类知识的穿插和引导,学生必须学会“对比学习”
同类知识的对比学习非常的重要,然而现在绝大多数还没有这个观念。例如:学习数控编程的时候,数控车床G90与数控铣床的G90指令意思不一样,学生必须通过对比分析,才能保证今后的使用不出错。那么,我们在带学生实习的时候必须引导学生在学习车床的时候要对比铣床,学习铣床同样要对比车床,找出他们的区别和相同点。这样充分调动学生对知识和技能掌握的积极性,对加深学生记忆,扩展学生知识面起到很大作用,甚至可以说是学生能迅速入门的基本法宝。
5、选择适合学生基础知识提高的教材和实训指导书
关键词:数控铣床;情景教学法;实训教学;改革
1 引言
《数控铣实训》是一门实践性很强的专业课程。通过这门课程的学习,不仅要求学生掌握相关的数控铣床加工编程理论,同时还应具备数控铣中级工实践技能水平。实训课程是实现学有所用的重要途径,实训课程的改革与建设是专业改革和建设的基础。在国家对数控人才大量需求的前提下,我们在数控铣实训课程的改革中引入情境设计教学法,按照校企合作、工学结合、情境导向、任务驱动的课程改革模式,对数控铣实训课程中的教学方法、过程及内容进行了重新整合,以情境模块为主体,以综合培养为目标,改革的主要目的是使学生获得职业能力,满足当今社会对数控人才的需求[1]。
2 情境教学法的设计及理念
情境教学法主要以情境为主体引导学生正确的学习方向,使学生由被动学习转为主动学习,采取教中学,学中做,以学生为中心,工作过程系统化的教学方法,科学的教学设计,将学习内容转化为具体的情境,通过过程考核来检验学习效果[2]。
3 情境教学法的实施步骤
情境教学法是在任务明确的情况下,将学习内容转换为具体的情境模块[3],在设计学习情境前,应熟悉本专业教学计划,掌握本领域的能力目标和教学内容,教学内容即是每个学习情境的具体体现,将教学内容划分为七个学习情境,通过这些学习情境的设计培养学生适应各个岗位的能力。
3.1 布置
组织教学:布置实训任务,分组、站位、分工
实训目的:分析图纸,了解加工技术要求、参数、工艺等
3.2 优化
组织教学:听取采纳学生意见和建议、协助学生完成工艺过程的制订
实训目的:工艺分析与工艺路线设计、工件装夹定位
3.3 计划
组织教学:制订加工计划,分析加工中的重点和难点
实训目的:编制加工工艺规程和加工程序,通过图形仿真模拟校验加工程序
3.4 实施
组织教学:装夹、找正、对刀建立工件坐标系、建立刀具半径补偿值、工件加工
实训目的:零件加工、机床维护保养、团队合作
3.5 检测
组织教学:通过自检、互检、教师抽检的方法检测工件
实训目的:零件检测、分析误差原因
3.6 考核
组织教学:程序编辑、对刀建立工件坐标系、加工方法以及知识点采取过程考核
实训目的:能够独立操作机床完成工件各工序加工
3.7 总结
组织教学:根据学生实际情况针对加工中典型问题进行集中讲解,分析零件加工质量
实训目的:自我总结在加工过程中存在的问题,分析零件加工质量并提出改进措施,填写实训报告
4 情境模式教学内容的设计
教学内容的设计容下:
项目名称:平面凸廓类零件工程图
教学目标:
(1)掌握数控铣床程序的编制与调试数控加工程序。
(2)掌握数控铣削加工工艺的制订。
(3)能够正确选择刀具、夹具、量具以及切削用量的确定。
(4)掌握数控铣床刀具补偿功能的正确使用以及刀补值的计算。
(5)掌握零件质量的检验与分析。
下面以平面凸廓类零件为例零件如图1所示
能力目标:
1 专业能力:
(1)会选择轮廓铣刀
(2)会编制轮廓零件加工程序
(3)会操作机床铣削轮廓零件
2 方法能力:
(1)会编制轮廓零件数控铣加工工艺
(2)会检测分析轮廓精度及补偿
3 社会能力
(1)培养独立分析和解决问题的能力
(2)培养团队协作能力
4 教学方法
任务教学法、情境教学法
5 教学组织
全班40-50人分两组,每一组分成四小组,由两位实训指导教师共同指导。
6 教学环境
标准化实训中心
7 教学资源
数控铣床
8 教学内容:
(1)数控铣床编程以及程序的调试过程
(2)零件铣削加工工艺的制订
(3)零件加工刀具、夹具、量具的选择和切削用量的确定。
(4)刀具半径补偿功能的应用以及粗、精加工刀补值的计算
(5)工件检测与质量分析
(6)常用编程指令介绍
(7)设备维护与保养常识
教学重点、难点:
(1)常用编程指令介绍
(2)数控铣加工编程的基础知识
(3)刀具半径补偿功能的应用
(4)工件质量问题分析以及处理方法
学生应具备的能力:
(1)具备读图能力
(2)具备机床的基本操作能力
(3)工件检测与质量分析以及解决方法
5 结束语
采用情境教学法,教师除具备基本的教学方法之外,教师还应学会变通,根据实训过程中的实际情况和每个学生的差异进行针对性的教学指导,以学生为本,将理论与实践结合起来,使学生掌握专业操作技能的同时,不断提高学生的独立思考能力以及创新能力。实训教师应该加强巡回指导,重视学生反馈,加强过程管理,加强安全防范意识,加强学生动手能力,针对动手能力较差或不愿意动手同学应采取引导措施。 数控铣实训对于学生是学习的过程,对老师是不断提高的过程。教师在教学中要关注专业动向不断改进教学模式,完善教学方法,不断提高教学质量,为社会培养出更多理论知识扎实,实践本领过硬的优秀人才。
参考文献
[1] 关于数控人才需求与数控职业教育教学改革的调研.华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心报告.2009-10.
【关键词】数控加工 腔体 工艺MasterCAM分析 MasterCAM
一、腔体零件的机械加工工艺过程分析
本文所加工的腔体零件是典型的铣削类加工零件,成批生产,结构形状复杂,是适合数控铣削加工的一种典型零件。下面就该零件的工艺分析过程进行分析。
(一) 零件图样分析
1. 结构分析
如图1-1所示该箱体零件有圆柱面、圆孔、沟槽、平面等。
图1-1
2. 精度分析
由于该箱体的表面粗糙度要求一般为R3.2所以加工较方便,普通的加工中心能够保证。其尺寸精度为正负0.1,也容易控制,一般的加工工艺就能保证。
(二) 定位基准
由于该零件是单件小批量生产不便于设计专用夹具,价格昂贵,所以底面作为定位基准,用杠杆百分表进行找正,压板压紧。
(三) 工艺方案拟定
通过查阅数控加工工艺教科书和操作加工的经验,得出各部位的加工方案如下:粗铣-半精加工-精铣周边- 精铣底面-点孔-钻孔-锪孔。
二、腔体零件的数控加工工序分析
数控加工工序为工序1加工零件,加工内容是:铣削加工腔体。下面就数控加工工序进行具体分析。
(一) 加工顺序
该工序的工步有六步:粗、精铣削、钻孔等加工零件,根据先粗后精原则:
工步1:粗铣削加工零件。加工内容是整个零件,由于零件的造型比较复杂,所以用的是MasterCAM对加工的零件进行编程,对零件进行加工,零件的周边留1.5mm的余量,底面留0.8mm的余量,此次粗加工分二步进行,第一次粗加工选用φ12R2的圆鼻刀,切削的力比较大能够满足粗加工的要求,去除大量的加工余量,第二次粗加工用的是φ10R0.5的键槽刀,加工的部位是第一把刀的残余加工,为后面的半精加工做好准备。
工步2:半精铣削加工零件。加工内容是整个零件,用的是MasterCAM对加工的零件进行编程,对零件进行加工,零件的周边留0.6mm的余量,底面留0.3mm的余量。此道工步分一次加工,在半精加工基础上进行加工:
工步3:精铣削加工零件。加工内容是整个零件,用的是MasterCAM对加工的零件进行编程,对零件进行加工,先精加工零件的周壁,再精加工零件的底面。
工步4:点孔定位。加工内容是为钻孔加工准备。
工步5:钻孔加工。加工内容:加工所有的孔。
工步6:锪孔加工。加工内容:锪平φ8深0.5mm的孔。
(二) 装夹方案和夹具的选择
由于该零件是单件生产不便于设计专用夹具,价格昂贵,所以以底面为定位基准,零件底免约束工件Z轴移动X、Y轴旋转三个自由度。然后用杠杆百分表打平行,再用压板压紧。
(三) 走刀路线的确定
下图所示为精加工的第一步加工的走刀路线,选用φ10R0.5的键槽刀,步距为恒定的1mm,加工周边余量为0,每次下刀0.2mm,S3000r/min,F3000mm/min.
下图所示为精加工的第二步加工的走刀路线,选用φ10R0.5的键槽刀,步距为恒定的1mm,加工底面为0,每次下刀0.2mm,S3000r/min,F3000mm/min.
(四) 选择刀具
在上述分析的基础上编写相应的机械加工工艺过程卡片。
(五)确定工序尺寸
因为是用MasterCAM对该箱体进行编程然后对其进行加工,所以工序尺寸由软件MasterCAM控制。
三、总结
通过对该零件的工艺分析、数控机床的选用,零件工艺方案设计,包括进给路线、加工余量、切削用量、机床夹具的选择等内容。最终完成零件的机械加工工艺过程卡片,数控加工工序卡片,工件的定位和夹紧方案草图,数控刀具卡片,数控加工进给路线图。并且在学习以上知识的同时也练习了CAD、MasterCAM、数控仿真加工、数控机床加工等知识。
参考文献:
[1].梁训渲.,周延佑 机床技术发展新动向. 2001
[2].中国机床工具协会 数控系统分层. 2001
学生需要掌握的理论知识在课堂上都讲过,但是由于脱离了实际实物,学生理解较为空洞,所以掌握的不太深刻,在实训的时候遇到同样的问题,这时候学生体现出来的感觉是朦胧的,似曾相识却又模棱两可。这也就直接体现出我们的学生普遍理论知识比较薄弱,如果老师在讲课的时候拿一些实物,对照实物给学生讲解,这样学生理解起来就更加容易。
二、需要注重对学生专业术语和专业知识表达能力的培养
如今我们很多学生在铣床实习时候说车工件,在车床实习的时候说铣工件、卡盘扳手或者呆扳手叫不出名字、实习铣床不知道车床进给量的单位、实习车床不知道铣床进给量的单位、实习完一个项目不能完整表述出刚学的实训项目的加工方法等等,这样的学生不在少数。其实我们必须要有意识的培养学生这方面的能力,它对今后学生的发展有很大的影响。
三、学生不做笔记,前面学后面忘的现状必须得到改变
学生在大一学了的车床或者铣床的基本操作,到了大二基本上忘完了。针对学生刚学了机械制图和机械加工工艺之后来参加实训,对于书本上没有见过的装夹方法,新的加工方法,甚至对于自己在操作过程中出现的错误等等,都应该总结下来,这对于今后的学习,进一步的技能提升有很大的帮助。所以,现在的学生必须灌输“多总结,多思考,勤做笔记”的习惯。
四、学好机械加工,理论教学和实践教学两个环节必须共同来加强学生机械加工工艺理念的培养
理论课上老师肯定讲了基准统一,基准先行、粗精分开这些工艺原则。但是由于没有与实际生产相结合,所以理解起来比较空洞,最重要的是,如果在实践教学环节中没有有意识的与课堂上讲的这些工艺原则相结合做强调,所以最终的结果是,学生就没有真正意义上理解这些工艺原则。所以理论课上面必须要对这些工艺原则进行讲解,让后实践环节的老师必须要有意识的针对这些工艺原则,对学生做强调讲解。例如:我们铣削六面体的时候,首先铣出一个大的平面,这就是基准先行,然后铣削其它的面均以面为基准,这就是基准统一。然后我们控制任何尺寸,均采用先粗铣余量,然后在根据余量精铣保证尺寸,这就是粗精分。所以,我们的实训老师需要借助现有的资源和条件,有意识的加强这些工艺观念的培养,让学生实训后有很大收获。
五、老师必须注意同类知识的穿插和引导,学生必须学会“对比学习”
同类知识的对比学习非常的重要,然而现在绝大多数还没有这个观念。例如:学习数控编程的时候,数控车床G90与数控铣床的G90指令意思不一样,学生必须通过对比分析,才能保证今后的使用不出错。那么,我们在带学生实习的时候必须引导学生在学习车床的时候要对比铣床,学习铣床同样要对比车床,找出他们的区别和相同点。这样充分调动学生对知识和技能掌握的积极性,对加深学生记忆,扩展学生知识面起到很大作用,甚至可以说是学生能迅速入门的基本法宝。
六、选择适合学生基础知识提高的教材和实训指导书
[关键词]生本教育;数控加工技术;课型
数控加工技术课程是中职数控技术应用和模具专业的主干专业课程。其教学任务是引导学生了解数控机床和各种刀具,掌握数控机床的基本编程方法,规范正确地使用刃磨刀具,实施典型零件的数控加工工艺,拟定简单零件的数控加工工艺规程,从而培养学生的初步形成数控加工技术的专业能力和职业能力。可见,数控加工技术是一门理论与实际紧密结合的课程,教学过程中必须要突出学生学习的主体性和实践性的特点。但是,在数控加工技术教学的课堂上却相去甚远,教师主要采取讲授法组织教学,忽视了学生的主体作用,没有形成良好的教学生态,教学有效性比较差。为此,在参与中国教师发展基金会“十二五”重点课题“中职生本教育课堂教学研究”的实验研究中,笔者构建基于生本教育的数控加工技术课型,优化了课堂教学结构,也提高了教学的有效性。
1基于生本教育的数控加工技术教学
生本教育是郭思乐教授提出的全新的教育理念。生本教育从儿童的生命意义出发,把为学生的好学而设计的教育定义为生本教育。生本教育坚持一切为了学生,高度尊重学生,全面依靠学生,实现由传统教育向生本教育的转变,实现学生积极、主动、活泼、健康地发展。增城市职业技术学校(以下简称“学校”)从2006年开始实施生本教育,有力地推动了课程改革,课堂教学面貌焕然一新。我们以生本教育为指导,优化了数控加工技术教学,提高学生学习的自主性和教学的有效性。生本教育认为:儿童起点非零,人拥有其自身发展的全部凭借,具有与生俱来的语言的、思维的、学习的、创造的本能。儿童是天生的学习者,他们的潜能无限,是最重要的学习资源。因此,在数控加工技术教学中,我们不是向学生灌输数控加工的知识和加工方法,而是引导学生积极主动地去探究知识和方法,自己发现(案例)。由此可见,实施生本教育有利于突出学生学习的主体性。生本教育关注学生的学习,关注学生的成长过程。数控加工技术是以机电设备加工工艺知识为基础,融金属切削加工刀具知识、机床知识、工装夹具等知识为一体,与现代制造生产技术联系密切的一门专业核心课程。其最显著的特点就是实践性。但是由于设备、场室的限制,很多教师都把这门课程在黑板上操作,在课堂上讲授,忽视了课程本身具有实践性的特点。与之相反,生本教育则强调要先做后学,以学定教。在生本教育的课堂上,教师要引导学生“先做”,即到实操场的真实情境中去,感受数控加工工艺,体验现代加工技术。在此基础上在,引导学生“后学”,谈实践的感受,谈自学的发现,在学生之间知识的碰撞中完成学习任务,提高专业能力和职业能力。实施生本教育有利于凸显课程的实践性。
2基于生本教育的数控加工技术课型及结构
课型是课堂教学最具有操作性的教学结构和程序。基于生本教育的数控加工技术课型是我们在实施生本教育开展有效教学活动中,以生本教育理论和有效教学理念为指导,在长期课堂教学实践的基础上构建的。它具有三个突出的特点。首先,充分体现了中职学生的学习规律。在教学设计和实施中,坚持课堂教学高度尊重学生,全面依靠学生,发挥学生的学习主体作用,让学生真正成为学习的主人。其次,要充分体现现代教学理念,坚持先做后学先学后教,要优化课堂结构,使课的结构符合中职学生的认知规律。再次,教学过程要关注学生的心理体验和思维发展,突出学生的感受与体验,突出学生自主的实践活动,使教学过程成为知识与技能的形成过程和学生的成长过程。基于生本教育的数控加工技术课型的结构为:前置作用—小组研讨—课堂研讨—评价总结。2.1前置作业。前置作业是指在上课之前教师布置给学生的学习任务。前置作业在生本教育的课堂上具有两个重要作业。其一,前置作业具有引导学生自主学习的作用。由于数控加工技术的理论比较抽象,学生普遍感到比较难懂,学习兴趣不高。教师可以设计学生喜欢的能够接受的前置作业,引导学生提前自主学习。其二,前置作业具有创设学习情境的作用。教师通过前置作业把抽象的复杂的难懂的数控技术问题变成具体简单容易可操作的实际问题,使学生可以人人参与,可以感受。前置作业要适合学生的接受能力,尽量少讲理论,多讲用途,给学生实践动手的机会,激发学生的学习热情。设计前置作业要做到简单、根本、开放,适合课程特点,适合中职学生的认知规律。2.2小组学习。小组学习是该课型的常态。《国务院关于基础教育改革与发展的决定》强调要“鼓励合作学习,促进学生之间的相互交流共同发展,促进师生教学相长。”小组学习强调学生之间的互动,注重学生之间的互相帮助,共同研究问题。小组学习要按照前置作业的任务进行,首先每个学生介绍自己的学习成果,然后共同研究解决自主学习未能解决的问题,最后共同评价各自的学习成果,选择最佳成果作为小组的学习成果,准备在全班交流。此阶段不是由教师直接告诉学生应当如何去解决面临的问题,而是由学生之间共同沟通,查阅资料,分配任务,分析存在的困难和解决的方法。教师向学生提供专业的意见和线索。需要什么资料,如何分配任务,存在哪些难点以及如何解决都由学生完成。强调发展学生的自主、合作学习。教师在这一环节中是顾问、技术指导的角色,作简单的归纳和指导。2.3课堂讨论。如果说小组学习是集中小组每个学生的力量去完成前置任务,那么课堂讨论则是通过小组集体展示学习成果的形式引起更加强烈的思维碰撞,获得知识和技能,锻炼思维的广阔性、深刻性、敏捷性。在教学过程中,可以采用“技术展示”和“作品展示”来让学生展示学习成果。“技术展示”是每个小组轮流在全班学生面前展示本小组在岗位的技能,“作品展示”反映了学生掌握知识的程度以及本小组的成品。一个小组展示完以后,其他小组可以进行提问和交流,甚至争论,以求获得更准确地解答以及更简便的方法。2.4评价总结。评价总结是课型的最后一个环节,主要任务是对前面自主学习和合作学习的过程和结果进行分析总结和评价。在任务完成后,要组织了全体学生在一起及时进行总结评价,以促进学生的进一步发展。可以采取师生互动办法,问答的形式总结知识、技能、技术以及学习方法和学习感受。也可以采取考核的办法检验学生在完成任务过程中是否掌握该任务的技能,能否灵活应用此技能,评价学生自主和协作学习能力作及时的评价。也可以组织小组集体反思,找到完成任务过程中的不足,找出新的解决问题的方案。比如数控铣床操作课学生铣削的粗糙度不够好,可以通过点评让他们领悟加工参数的设定,并且在下一次加工时不会出现类似的问题,从而保证加工的精度,提高学生的专业技能。
3基于生本教育的数控加工技术课型案例
下面以课题“典型水晶眼的铣削加工”为例介绍课型的操作。“水晶眼铣削加工”是数控铣床中心和加工操作与编程技能训练中复杂零件加工的主要教学内容,是对前面所有章节内容的综合运用,也是学生以后学数控加工的重要基础[1]。教学对象是2015模具1班的学生,共50人。教学地点为数控铣床实训中心。要求学生按照如下水晶眼零件图的要求进行生产加工。3.1布置作业学生分成6人1组。要完成本次项目,学生需要做完以下几个方面的工作。任务1:分析零件图,制订加工工艺方案。这个任务可以提高学生的读图识图能力,考核学生对加工工艺、刀具切削量等相关知识的掌握程度,更能体现小组合作的团队精神。任务2:根据加工工艺方案,编写相应的加工程序。在编写程序过程中,可以加强学生对指令功能的掌握和运用程度,思考程序的合理性和可行性。任务3:利用仿真软件检验程序,模拟加工。仿真软件可以帮助学生自查程序,提高程序的可行性。任务4:运用车间的设备对零件图进行加工,得出产品。学生在这个任务中可以自主合理地操作车床,使用量具进行测量,控制精度,有效地提高了他们的动手操作能力以及操作的规范性。3.2小组学习通过学生小组之间的讨论,分析零件图。这是一个曲面挖槽铣削水晶眼零件,先去除最大外形以外材料(椭圆外),再去除模型曲面(R145曲面)材料,再去除槽(SR12)材料,最后精加工到尺寸。外形铣削,曲面粗加工平行铣削,曲面粗加工挖曹,曲面精加工平行铣削。再后置处理设置加工零件材料,选择刀具及设置刀具参数,设置各种加工种类的特性参数。确定刀具路径后,处理生成加工程序(NC代码)并作适当修改。教师引导学生讨论,巡回指导,正确引导学生编写程序,提醒学生注意加工操作与生产的可行性。最后,让小组组长代表上台展示出后处理好的程序。师生共同分析,小组间进行比较和相互纠错,发现共性问题及时讲解和改正。小组合作学习可培养学生学习的主动性和积极性,提高学生综合运用知识的能力。3.3展示交流首先,学生利用电脑的数控铣床仿真系统导入程序,对小组后处理好的程序进行校验。其次,小组间以竞赛的形式开展,在规定时间内,操作机床加工工件,生产出合格零件。教师提醒学生注意操作的规范性和安全性。通过小组间的比赛,更能激发学生学习的积极性和主动性。在实际加工过程中,训练学生操作车床的熟练程度、对刀的准确性、精度的控制、表面粗糙度进给倍率的调整、突发事件的应变能力。经过有效的实训练习,学生才能提高操作技能能力,培养责任心,接近企业对数控铣削加工人才的要求。3.4评价总结首先,加工完毕后利用测量工具及仪器,结合图纸上的要求,自查及互查所有的产品,检查评分。其次,各个小组介绍自己的加工过程,展示成果。教师要认真倾听学生讲解,协助他们的测量操作与表达,指导评价。这可增强学生的语言组织与表达能力,提高其解决问题的能力。要从安全、操作规范、工艺加工方案、工件质量等方面进行评价,对学生综合能力进行点评,评选出最佳合作小组和最佳表现者。师生根据学生操作的反馈情况,集中指出存在的问题,引导学生在以后的实训操作中能扬长避短,使操作更加规范。同时,教师还应要求学生写出总结报告,总结自己在完成该项目过程中做得好的方面与不足,教育学生要重视自己的缺点,大胆发扬自己的优点,增强学生的自信心和成就感。
4课型运用应该注意的问题
在课型的实施中抓住前置作业、交流讨论和总结评价几个关键环节,具体要注意如下三个问题。4.1恰当设计前置作业。前置作业是课型实施的基础。给学生有明确的学习目标,让学生通过所布置的前置任务进行对任务的分析、资料的查找、问题的讨论及解决,使得学生学习气氛浓厚,课堂气氛活跃,学习积极性高。4.2正确引导展示交流。展示交流是课型实施的关键。任务完成后,教师要选出部分较好的成果进行展示并由学生讲解加工工艺以及绘图方法。让讲的学生总结经验,学会交流和分享,同时加深对知识的理解,体会学习的成就感。让听的学生也能从中学习到不同的思维方式及绘图技巧。通过展示成果交流经验来激发学生学习的热情,培养学生的创新思维能力。同时,集中全班智慧,共同提高操作技能。4.3合理组织评价总结。评价总结是课型实施的动力。学生对水晶眼工件任务完成后,教师要进行恰当地分析和评价。其目的是激励学生在实践中掌握知识。评价要侧重任务完成的质量,同时还要贯穿课堂教学的全过程。评价时,要善于捕捉学生的进步,哪怕是点滴的成绩,都要给予肯定和鼓励,让学生体验到任务完成后的收获与喜悦。这样有利于提高学生的学习热情,增强自信心和自豪感。总之,数控技术课堂中实施生本教育理念推动了教学革新,改变了传统的教学模式。生本重视学生主体地位的确立,培养学生主动探索自主学习的能力,一切为了学生的发展是至关重要的。并且让学生真正做到“天高任鸟飞,海阔任鱼跃”,为学生提供了更加有效学习的良好环境。也充分地展示现代技工教育“以能力为本”的价值取向,使课堂教学的质量和效益得到更大幅度的提高。技工教育随着社会的发展而变化,培养出来的人才更能适应社会的需要。
作者:范继红 单位:广州市增城区职业技术学校
关键词:信息化;混合式教学;网络学习平台
国家教育部大力推进职业院校信息化教学,以连续8 年主办全国职业院校信息化教学大赛。目前在教育教学中不断涌现出各种新的信息技术。本文基于网络学习平台探索信息化课堂教学模式,实现教学资源共享,学习地点可移动,学习内容可选择,学习进度可控制,真正实现“泛在学习”,培养学生自主学习能力。
1 设计依据
课程遵循“工学结合、行动导向”及“教、学、做”一体化模式,通过基于工作过程一体化的教学模式,“以项目为主线、以任务为引领,以情境为依托,以学生为主体、以教师为主导”使学生具备数控铣削零件加工工艺分析、工艺设计、数控编程与操作的能力,并熟练掌握编程指令、数控加工仿真软件应用,可独立进行零件的数控编程加工,且具有制订较复杂铣削零件的数控加工工艺规程和分析解决生产中一般工艺问题的能力。
2 教学分析
本课程选用国家级“十二五”规划教材《数控铣削编程与加工》,由机械工业出版社出版,张宁菊主编。该教材,依据数控技术专业人才培养目标、体现工学结合的人才培养模式,按照项目组织课程教学内容。本课程内容主要强化以企业数控铣削加工具体工作为导向,以岗位职业能力为要求,以来源于企业经过加工处理的典型零件为载体的设计思想,结合课程运行过程中出现的各种问题、教学总结会、加工零件质量分析等多方面的反馈,按照基于工作过程的方式继续深入开发将数控工艺、数控编程的理论教学、机床操作实训教学、数控工艺课程设计、典型零件虚拟加工、实际加工内容融为一体的教学项目内容。使学生通过“学中做、做中学、学做结合”,深入理解并掌握从事数控铣床(加工中心)加工操作与维护、编程与工艺设计相关知识与实践技能。本节课选自《数控铣削编程与加工》(“十二五”江苏省高等学校重点教材,机械工业出版社2017 年第2 版)课程的项目三:外轮廓零件的加工。依据《数控铣削编成与加工》课程标准、高等职业学习阿西专业教学标准、《国家职业技能鉴定中级数控铣工》职业标准。授课对象是数控技术专业二年级学生,他们喜欢动手,热衷网络,对数控铣削编程与加工略知一二,心怀好奇,同时他们能够规范使用刀量夹具、能够熟练掌握SINUMRIK802D系统数控铣床的基本操作并能够熟练操作斯沃数控仿真软件,可以制定出槽类零件加工工艺、实现对槽类零件的编程与加工,有一定的外轮廓零件编程与加工的基础。根据上述专业学情分析,确定知识目标、技能目标、素质目标以及教学重点和难点。
3 教学策略
在建构主义学习理论支撑下,在信息化教学背景下,采用任务驱动法等,指导学生探究学习,一扫传统教学耗时低效、枯燥乏味的弊端。在教学中,基于打碎简约理念来建设课程资源,再按照泛在集成理念实现重构学习。利用网络学习平台整合,全程记录学习痕迹,较好地实现了学习个性化和评价智能化。围绕“教、学、做、评”一体化模式,以企业真实产品创建任务环境,以刀具半径补偿功能为支撑,通过线上线下学生、师生互动完成教学,最终结合专业落实到提高学生职业素养。
4 教学过程
课前,提前2 ―3 天教学任务。教师通过网络学习平台构建并任务、学习资源(学生手册、微课、视频、PPT)和加工作业,学生进行自主学习微课资源并提交加工作业。师生在网络学习平台上进行交流讨论,教师根据网络学习平台统计学生在线学习情况,给出每位同学线上评价,分析学生学习情况,并调整课堂讲解内容,学生课前观看微视频,在线讨论交流,课中学习更有针对性,提高学习效率。课中,老师查看课前学习资源完成情况,查看课前加工作业提交情况,根据平台数据,汇报学生课前任务完成情况,询问未完成任务学生原因,学生对课前加工作业测量结果互评,由初步实现预期效果的各组上台展示加工思路,结合加工尺寸有误原因和未完成课前任务学生原因,引出教学重点和难点。通过趣味测试,检验同学对教学重点掌握程度,针对正确率较低问题,重点进行讲解,通过网络平台中教学视频对知识进行重点学习。学生采取现场抢答方式,加深对知识内化,自己总结出本节课教学难点,老师根据回答再对教学难点进行补充说明。使学生完全掌握教学难点。通过编写加工程序和仿真加工验证两个子任务,使学生们协同合作,实现利用刀具半径补偿功能对外轮廓零件的编程和仿真加工。通过课堂在线测试,平台数据说明学生对教学重点和难点掌握程度。最后,教师总结拓展。课后,学生在网络学习平台上提交小组作业和课堂评价问卷,根据评分标准,完成组长评分、小组互评。老师在线批改作业并评价,线上答疑解惑,跟踪学生学习情况,结合线上线下评分表给出总结性评价。师生共同完成总结性评价,平台上交流讨论,总结和分享编程与加工经验,完成笔记记录。
5 效果与反思
通过上述课堂教学探索,在混合式信息化教学课堂上取得令人满意的成效。(1)借助网络学习平台,实现微课、视频、PPT等教学资源共享,学习地点可移动,学习内容可选择,学习进度可控制,真正实现“泛在学习”。(2)学生课堂展示、课堂讨论、抢答积分、课堂点评、小组协作,利用本节课内容,修改项目零件程序单,进行仿真加工验证,为后续加工做准备。改变传统课堂中教师的“一言堂”现象,培养学生语言表达能力、逻辑思维能力、小组协作能力。(3)游戏化的趣味测试,直观形象地促进学生对刀补方向判定的理解和消化。让学生在轻松愉悦的气氛中学习,以竞赛的方式积极思索快速答题,检验教学重点掌握程度,可提高学习兴趣和学习效果。(4)利用斯沃数控仿真软件,对项目零件进行仿真加工,并对仿真结果进行测量,消除了学生害怕损坏实际机床的顾虑,大胆操作,加深对实际加工流程和机床操作规范的理解和消化,为后续的实际加工做好准备。(5)教师“做中教”,学生“做中学”,翻转课堂教学效果良好,提高了学生的思考能力、动手能力、创新能力。学以致用,指出本项目在机械加工领域、多轴加工的应用。拓宽学生的视野,提高学生的学习兴趣。(6)借助信息化技术的调查自测、查询观看、作品上传、讨论留言、投票点赞、统计分析功能等,有效突破重点、难点,教学目标较好达成,学生综合素质得到提升,学习兴趣大大提高,调查显示:100%学生认为基于网络学习平台的教学流程生动有趣,资源丰富,信息面广,互动性强。(7)项目导向、任务驱动、小组协作,教学做一体化,学生兴趣感强、参与度高。课堂展示、课堂讨论、抢答积分、课堂点评、小组协作等形式,处处以学生为主体,将学生被动接收转化为主动学习,锻炼了自主探究编程与仿真加工的能力,培养了学生语言表达能力、逻辑思维能力、小组协作能力。(8)学生小组分工协作,修改项目零件程序单,进行仿真加工并对仿真结果进行验证,学生获取了成功的喜悦感和自豪感,在实践中真正应用了刀具半径补偿功能。掌握了机床加工流程和操作规范,培养了学生遵守规范、严谨细致、思维缜密的职业素养。
6 特色创新
(1)游戏化的趣味测试,直观形象地促进学生对刀补方向判定的理解和消化。让学生在轻松愉悦的气氛中学习,以竞赛的方式积极思索快速答题,检验教学重点掌握程度,可提高学习兴趣和学习效果。(2)项目导向,任务驱动,工程标准,注重应用。利用斯沃数控仿真软件,对项目零件进行仿真加工,并对仿真结果进行测量,消除了学生害怕损坏实际机床的顾虑,大胆操作,加深对实际加工流程和机床操作规范的理解和消化,为后续实际加工做好准备。
7 结语
通过实践探索总结出混合式信息化课堂教学模式,逐步建设完善相关课程资源,真正实现完全的混合式信息化教学实施。随着互联网+技术的不断发展,传统教学必然要改革创新,基于网络学习平台的教学流程生动有趣,资源丰富,信息面广,互动性强,能够实现自主学习、协同学习、探究学习。相信混合式信息化教学模式会推而广之,影响课堂教学,顺应教育发展新要求。
参考文献
[1 ]韩璐璐.高质量信息化教学设计探析[J].职业技术,2018(5):71-73 .
关键词: 数控铣床实训教学 教学目标 实训内容 教学方法 管理制度
一、明确教学目标,确定培养方向
中等职业学校应该立足本位,把培养数控机床操作工作为教学重点,使学生精通数控加工工艺知识,熟练掌握数控机床的操作和手工编程,了解自动编程和数控机床的常见故障的排除。具体应培养学生的三种能力:
1.专业能力。
具备从事数控行业所需的技能和与之相应的知识,包括单项的技能与知识,综合的技能与知识。
2.方法能力。
具备从事数控行业所需要的工作方法和学习方法,包括制定工作计划的步骤、解决实际问题的思路、独立学习新技术的方法等。
3.社会能力。
具备从事数控行业所需的行为能力,包括人际交往、公共关系、职业道德、环境意识等。因此,要把职业道德、行业要求渗透到专业教学中,培养学生具有过硬的专业素质。
二、制定科学严谨的实训内容,确保教学目标的实现
作为一名合格的蓝领层数控铣床技术人员,必须掌握以下内容:
1.操作面板的熟悉和控制软件的基本使用。
2.坐标系的建立,工件和刀具的装夹,基准刀具的对刀找正。
3.基本编程指令的运用。手工编程与程序输入训练,空运行校验模拟。
4.轮廓铣削和槽形铣削编程训练与上机调试,掌握程序校验方法。
5.刀具长度与刀具半径补偿及编程训练。手工换刀基本操作,多把刀具的对刀。
6.子程序调用,程序调试技巧,钻孔加工的基本编程。
7.实际铣削训练,合理设置、调整校核工艺参数,排除基本故障。
8.了解与冷却系统,机床的维护与保养。
三、因材施教,运用切实可行的教学方法
1.实践中穿插必要的理论讲解,弥补课堂教学的不足。
实践教学是指在专业理论知识学习的基础上,以深化理论、获得能力为目的的师生共同参与并完成的整个教学中的一个环节。数控机床是集机械制造技术、自动控制技术、信息处理加工传输技术、伺服驱动技术、传感器技术及软件技术于一身的机电一体化设备,学生要学好这门课程并不容易。特别是现在的生源普遍基础较差,数控理论知识更是难以掌握, 学生在学习理论课时如果听不懂就会失去学习兴趣,越是这样就越难以学好该课程。因此,参加数控实训的学生就没有多少理论指导,或者说理论很笼统,无法用于指导实际操作,这样在指导学生实际操作加工的实训中,就必须增加一定课时量的与操作、加工和编程有关的理论知识讲解。
2.实行小组式教学方式,以学生辅导学生。
由于教学设备的限制,在数控实训时不可能每位学生都操作一台机床。在这种情况下,就必须根据学校的现有设备,将实训班级分成若干小组开展实训教学。在分组之前,我们听取班主任老师的意见,将动手能力强、反映快、专业知识扎实的学生选出,并将他们作为小组组长,由于这些学生的接受能力较强,能很快掌握老师教授的内容,这样在实训的过程中他们就可以实时地辅导其他学生。这种以学生辅导学生的教学方法,既保证了实训教学的质量,又减轻了教师的负担,同时还降低了实训安全事故的发生,增强了学生的学习兴趣,收到了教好的教学效果。
3.循序渐进、螺旋上升的渐进式教学方法。
数控机床的操作不当,轻者会撞刀、零件加工成了废品,重者会发生安全事故。为使学生更好地掌握数控机床的基本操作,更好地适应用人单位的需要,我们对实训的每一个内容的练习都分解成许多细小的步骤,采用循序渐进、螺旋上升的渐进式教学方法,让学生先分解后总合,收到良好的教学效果。例如在讲解对刀的时候,先教学生练习使用手轮,再练习MDA方式启动主轴转动,再练习X方向对刀,再练习Y方向对刀,再练习Z方向对刀,最后再将三个方向同时对刀。这样教师讲解起来就比较省事,学生掌握起来也比较轻松。
4.以“导”为主,以“授”为辅。
把数控知识的内容由原理知识转换成实用知识, 学生的学习由静态向动态转换,能够激发学生的学习兴趣,对掌握专业技能有很好的促进作用。目前,行动教育已被广泛使用,这就要求教师由“授”转变为“导”,教师不仅仅要亲手教会学生如何使用机床,还要引导、指导、辅导学生完成新零件的工艺设计、刀具的选用、程序编制及加工完成,在这个过程中,学生会产生一系列的问题。而在老师的指导下,学生会设法逐一解决这些问题,而随着问题的解决学生就会很有成就感,产生浓厚的兴趣,这对于学生掌握数控知识会收到很好的效果。
5.突出能力本位,增强学生动手能力。
学生技能水平的高低体现在能否为用人单位解决实际问题,要为社会培养出合格的人才,不仅仅要有好的教学方法,还要具备先进的教学设备,数控技术的实践教学更是如此,要使学生更快地适应生产环境,所用教学设备越是贴近生产实际或者直接使用实际生产设备,教学效果就越好。目前我校用于数控实训的设备全是生产型的工业用机床,学生通过实习再到工厂,很快就能上手。不仅如此,为了拓展学生的视野,学校在购置数控设备时不应局限于某一数控系统,目前学校拥有西门子数控系统和法拉克数控系统。虽然系统种类多了,实训指导老师的教学工作量大了,但经过多种数控系统的操作、编程与加工的实训,学生增强了适应能力,即使到工厂以后接触一个全新的数控系统,也能较快掌握,较快地适应工厂生产加工的需要。
四、严格、科学的管理制度,确保学生安全,提高教学质量
1.安全教育。
数控机床属于大型机床、精密机床,学生稍有不慎,就会出现各种安全事故。为此,在学生进行数控实训之前,必须对学生进行安全教育,使学生了解数控机床的安全操作规程,并通过对实际案例的讲解,引起学生的注意。“操作零失误”是我们对学生的基本要求,也是最严格的要求。
2.每组每日一考制。