数控车实践编程技巧（精选十篇）
数控车实践编程技巧 篇1
关键词：教、学、做一体化,数控技术,高职高专
根据教育部2011年8月30日下发的《教育部关于推进中等和高等职业教育协调发展的指导意见》文件:改革以学校和课堂为中心的传统教学方式, 重视实践教学、项目教学和团队学习。各高职院校加大课程改革和教学改革力度。我院于2008年9月对《数控车编程与操作》课程进行了“教、学、做一体化”的教学改革, 经过对08数控-1、-2和09数控-1、-2和10数控-1、-2等班级进行多个轮次的实践。
1 教学改革的必要性
1.1 传统教学模式难以适应高等职业教育的发展。
传统的《数控车编程与操作》课程主要是学生先进行一学期的理论学习, 沿用“以教师为中心”的注入式教学模式, 学生学习各类型数控机床的编程方法;在第二学期进行实践性环节的学习, 学生获得对数控车床感性认识, 基本掌握数控车床的操作技能, 能综合应用所学知识, 对数控车床典型零件进行数控编程, 并在数控车床上加工出零件。这种教学方法最大的弊端就是理论教学与实际操作脱节。学生在进行理论教学时, 因为没有实际操作的感性认识, 理解较费力, 学习进程缓慢, 在第二学期进行实践性教学环节时, 由于时间跨度较大, 理论知识容易遗忘, 需要老师大量的时间进行编程理论的复习, 造成学生实际教学数控车床操作练习时间减少, 事倍功半, 达不到预期效果。继续沿用传统的数控车编程与操作课程教学体系, 已经难以适应当今社会对数控技术人才培养的需求, 对《数控车编程与操作》的教学改革势在必行。
1.2 精选教学内容, 注重实践教学以提高学生技能。
高职和本科教学内容有其相识地方, 但侧重点明显不同, 高职学生在学好理论的同时更注重学生技能的培养。但现在高职高专的教材很多是本科教材内容的压缩饼干, 没有明显的区别, 这显然不能符合高职教学的需求。而且数控技术的飞速发展, 许多新技术、新工艺在企业广泛应用, 我们的教学体系和内容必须适应这种变化的需求。我们在该课程的内容上作了大胆的改革, 课程内容严格依据“以应用为目的, 以必需、够用为度”的原则, 力求从实际应用的需要出发, 尽管减少枯燥、实用性不强的理论概念, 较好的反映国内外有关数控加工工艺的新发展和新成果。
2006年以来, 我院机电工程系数控专业以建设省级示范专业为契机, 以院级精品课程《数控编程与技能训练》为载体, 开展了一些列的教学和课程改革。《数控车编程与操作》《数控铣编程与操作》等核心课程都采用项目化教学和教、学、做一体化教学。编写了《数控车削程与考级 (SINUMERIK 802S/802C系统) 》等一系列教材。
2 教、学、做一体化教学在《数控车编程与操作》课程中的实施
2.1 教学时间的安排。
传统教学是《数控车编程与操作》理论课70课时、2周数控车实训, 现在把二者结合在一起, 采用教、学、做一体化形式进行为期6周的系统学习。期间, 学生不进行其他课程的学生。在学期安排上, 《数控车编程与操作》课程安排在大二第一学期, 学生学完《数控车编程与操作》就临近考试, 然后学院安排定岗实习, 这样学生在学校学到技能到实习单位顶岗实习就能直接运用!
2.2 教学方法和教学手段的采用。
教学方法上, 一般采用项目教学法, 针对每周或者每次学习的内容, 给出每个小组任务, 教学过程可划分为三个阶段, 即项目的准备、实施和评价, 详见图1。在项目教学实施阶段, 对于一个项目, 很多学生首先想到的是马上编数控程序, 这样编制的数控程序只是数控指令的堆积, 可操作性很差。这时作为指导教师, 应该指导学生如何有计划地安排自己的项目, 如何获得项目中的相关知识。如学生首先应从零件的工艺安排着手, 结合零件图的要求查工艺资料, 确定工艺。工作包括所用设备的资料收集;零件工序、工步的安排;根据被加工材料, 进行刀具的选择, 切削用量的设定等。
在评价阶段, 教师在学术自我评价的基础上, 帮助学生对项目教学的目标、过程和效果进行反恩;让学生评价自己参与活动的积极性。总结自己的体验;评价学生在项目教学中的独立探究的能力与小组合作的精神。他主要是学生学习的评价者。
教学手段上, 数控加工时, 我们数控机床有限, 不能满足所有学生同时进行加工, 把一个班学生分成若干组, 保证每台机床有2~3个人 (现有数控车机床30台, 一个班学生基本在50人左右) 。其次, 在6周教学做一体化学习期间, 系部的CAD/CAM机房同时向学生开放, 学生可以在机房中运用Mastercam软件进行数控编程、刀具路径模拟, 验证自己编写的数控程序, CAD/CAM机房有指导教师对学生进行指导和检查。
最后, 为了保证5周教学做一体化教学过程顺利开展, 我们安排了2位老师负责全程跟踪指导, 负责学生的理论教学、实训教学和机房Mastercam软件的指导。
小结
《数控车编程与操作》教、学、做一体化教学激发学生的学习兴趣, 锻炼学生的综合能力, 其次, 教、学、做一体化教学是一套重自主、重交流、重实践、重创新的教学模式, 它打破了传统的教学模式, 既有利于学生技能的提高, 又利于教师教学水平和教学质量的提高。
参考文献
[1]姜大源.关于职业教育教学改革的理性思考[J].职业技术教育, 2006 (15) .
[2]张伟雄, 崔美容, 叶永祥.数控加工“教学做”一体化模式初探[J].科技资讯, 2009 (24) .
数控车实践编程技巧 篇2
一、不断完善综合实训场所，打造适应一体化教学的综合实训基地
为了适应一体化教学的要求，学校投入了360万元建设了标准的数控实训基地。目前，学校不但建设了拥有先进数控车床、数控铣床、加工中心的标准车间，同时在车间旁还建设了拥有50个台位的计算机仿真教室。为了和全省技能大赛结合起来，每台计算机都安装了caxa电子图版、caxa数控车、caxa制造工程师、斐克数控仿真教学、无线网络DNC系统、数控技术考试教学管理系统等一系列先进的软件。计算机仿真教室同时配备有投影设备、网络连接。这一实训基地的建成，真正将车间和教室融为一体，为解决理论教学和实践教学相脱节的问题奠定了物质基础。
二、加大教师培训力度，培养“双师型”师资队伍
在一体化教学中，指导教师是灵魂。建设一支既能胜任理论教学又能指导实习操作的“双师型”师资队伍是落实一体化教学理念的关键。我校的教师大多由专业院校的毕业生承担。他们理论知识扎实，教育教学能力强，但欠缺实践能力。为了解决这一问题，首先，学校充分利用国家发展职业教育的有利政策，选派大批年富力强的教师参加市级、省级、国家级骨干教师培训，乃至出国培训。培训时不走过场，培训前下任务，培训后压担子，帮助教师迅速成长起来。其次，选派部分青年教师到合作企业进行至少半年的企业顶岗实践，亲手加工工件，参与生产实践，增长教师见识，提高教师实践水平。再次，积极参加省市数控技能大赛，组织竞赛辅导小组，参照技能大赛的高标准一起钻研技术，共同提高水平。通过多年的培养，我们形成了一支梯队建设合理、年龄层次理想的一体化师资队伍。这些教师同时承担起理论和实践的教学任务，教师、师傅融为一体，为一体化教学的实现奠定了最重要的基础。
三、选用最合适的教材
在教学中我们参考河南省职业教研室最新编写的校企合作版本的数控技术应用的教材，并根据国家教学大纲及国家技能鉴定的标准，按科学性、合理性、实用性、有效性原则编写了更为实用、简洁的一体化教材。此教材突破了传统教材只重视理论的全面性和系统性的课程体系，着力以技能为重点，以实践为主线，对课程内容进行创新整合。我们根据企业用人需求和学校的培养目标、硬件设施，并结合学生的个性发展需要，降低专业理论的重心，突出与实践技能相关的必备专业知识，对教材内容进行必要的取舍与组合，对内容的深度和广度进行适当调整。这样，新编教材将整个实训计划按照模块进行整合，具体分解为多个训练模块，每个模块都规定明确的任务要求，在每个任务下，又明确了必须掌握的理论、实操知识，这些模块合起来又成为有机的整体。当整个实训完成后，我们的学生将能达到中级数控车工的水平。教材还充分体现了“教、学、做”合一的教学思想，学生将来做什么，学生要学什么，教师就教什么。实践证明，这套教材理论知识删繁就简、通俗易懂、实践技能便于操作，实用性强，深受教师和学生的欢迎。
四、规范实训模式，讲求实训效果
在实训课上，我们要求实训教师在传授每一个模块时，让学生先进行理论基础学习，然后进行仿真训练，教师再将理论知识整合到实训中来，及时修正错误，加深学生对理论的认知。仿真训练完成后，学生就可以到车间进一步完成实践操作，掌握真正的技能。当训练到编程操作模块化时，我们在仿真教室将学到的理论编程知识在仿真机床上进行仿真加工，确认无误后，再通过DNC软件，直接上传到车间的机床上，完成实操训练。当整个模块化课题训练完成后，我们的学生基本上就具备了中级数控车工的水平，可以从技能上满足企业的需要。这样的模式使教学过程实现了四位一体，即理论教学与实习教学一体，一堂课同时完成理论知识和实践技能的传授;教师、车间为一体，教室既是理论的课堂，又是实习操作车间;教师、师傅为一体，教师既是知识的传授者，又是实习指导教师;学生、徒弟为一体，学生既是理论知识的学习者，又是实践技能的操作者。
五、对课堂教学的质量控制
在教学过程中，重视加强对一体化教学效果的检查与评估。我们定期检查教师的教案、实习实训记录、教学计划，不定期检查学生的实际掌握情况，并通过与学生座谈、教师沟通及其他有关途径，及时反馈课堂教学质量的信息。
一体化教学在数控车操作与编程这门课上的实践已经有两个学期了。从整体教学效果上看，一体化教学解决了传统教学中的理论教学和实习教学相脱节的问题，大大激发了学生的求知欲，提高了学生学习兴趣，也提高了教学质量和效率。
数控车实践编程技巧 篇3
项目教学就是在教学过程中, 将教学内容分成相对完整独立的项目, 以任务的形式交由学生处理, 充分发挥学生的独立思考、解决问题的能力和实践动手操作能力。
以任务为驱动来组织安排课程内容, 在特定的时间段独立完成任务, 完成效果是评价教学效果的重要因素之一。任务包括: 任务的确定、组织计划、内容安排、任务实施、任务检查与自我评价。
以实践为主强化技能操作, 提高学生动手能力。改变传统的教学模式。学与做充分结合, 根据实际的零件加工难易程度, 安排教学过程。
2 项目教学实践
2. 1 以学生为中心, 教师为辅
传统的教学模式是以教师为中心、讲授式的授课, 不管学生听懂与否、会与不会, 使学生缺乏独立的思考习惯, 渐渐失去学习的信心。
教师应转变角色, 以学生为中心, 不再进行课堂上灌输式授课, 而是根据中职学生的特点和整体水平以项目化的教学理念来设计教学内容。同时, 在教学中, 教师也应充分了解和尊重学生的个体差异, 因情而异, 因人而异, 为学生创造有利的主动学习、自主学习的环境, 激发和提高学生独立思考能力。
2. 2 以任务为中心, 工作式的学习过程
按照零件的加工难易程度安排若干项目任务。每个任务对应一个零件加工的具体过程。教学过程中, 让学生经历零件加工的完整过程, 并在不同生产环境中, 反复强化和提高学生的工作能力。
2. 3 产品式的考评, 企业化的管理
数控机床编程与加工课程操作性强, 课程的考核不再是教师主观的评论, 要以学生加工零件的完成情况为标准, 以企业产品质量检测来评价学生完成产品加工的情况, 包括教师品评、学习小组品评和自我品评三个部分。
教学中引进企业化的管理, 制定相关的规章制度, 加强对学生的管理, 做到安全生产、文明生产。学生进入实训车间和生产企业应遵守生产管理制度、安全规程。在教学过程中, 应特别强调职业素质养成的重要性, 培养其安全意识、责任意识、生产行为规范的意识。
3 项目教学步骤
3. 1 确定项目、小组划分
以工作流程将每个任务按资讯、计划、决策、实施、检查与评价六个步骤实施课程教学。学生按企业班组管理方式, 分组接受任务后, 从分析产品图样入手, 确定合理的工艺方案, 制定正确的走刀路线, 选择适合的刀具, 确定切削用量, 编写数控程序, 进行仿真加工验证程序和工艺, 进行数控加工, 生产出合格零件。
3. 2 教学情景设置
教师要为学生创建当前所学习内容与生产实践基本接近的环境。提出问题, 布置任务, 引导学生进入学习情景。
针对确定工艺方案、编制加工程序、零件仿真与验证、零件加工与检测五个主要过程, 为学生安排相应零件加工课程, 其中数控机床编程与零件加工的重点工作流程是: 制定工艺方案、编制加工程序、使用数控机床加工零件。
3. 3 操作示范
数控编程与零件加工过程中, 操作者可能接受各种各样的零件加工任务。教师应围绕当前任务, 做恰当的示范操作, 举一反三, 引导和启发学生学习知识点、重点、难点。
3. 4 独立探索
学生独立思考, 对知识点进行理解和消化, 从生产和实训中发现问题并找到解决问题的方法。
3. 5 协作学习
开展小组讨论、交流, 小组间各组员分工协作, 共同完成项目任务。
3. 6 自学
应有意识地引导学生自学并积极反馈自学过程中出现的问题, 通过自学经历及体会, 提出解决办法。鼓励学生遇到问题上网搜索解决办法, 从网络上获取大量的信息资源。
3. 7 个别辅导
对于个别学习态度认真, 但是学习效果不是很好的同学, 进行个别辅导。可以通过了解学生心理状态, 针对具体情况进行辅导。
3. 8 头脑风暴
将学生进行分组, 每组给出一个问题, 让学生提出自己的观点, 然后各自提出对其他同学观点的不同意见, 每个同学都有为自己辩解及说明的机会。也可以每两个同学为一组, 针对学习的知识点, 两同学轮流大声地讲给对方听, 充分体验听者和讲者两者的角色转换。锻炼学生讲演和表达的能力, 激发他们的学习热情。
3. 9 项目实训
项目实训实现了理论与实践的教学统一, 教师在引导学生学习一个项目所纳入的知识点后, 实际加工过程是整个项目实施的必要步骤。学生在深入调研、方案论证的基础上, 独立填写计划单、决策单、材料和设备以及工、量具清单等工作, 提高学生的独立思考、动手实践、文档写作等工作岗位上实际的能力培养。
生产性实训能够为学生顶岗实习需要打下独立工作的基础, 实训中, 教师只是代班师傅的角色, 学生必须独立接受零件加工任务。如何阅读图纸、在哪些资料的帮助下才能完成工艺分析、需要借助什么工具才能完成程序编制、加工操作中刀具如何选择、注意事项等问题的解决, 则真正体现学生的职业能力是否达到要求, 是否为将来走上生产企业做好准备。
4 阶梯轴的编程与加工教学内容设计
下面以阶梯轴的编程与加工为例, 具体讲述项目教学法的实施过程, 见下表。
5 课程教学资源安排
5. 1 “双师”教师指导, 多途径的资源
师资的配置要确保既能为学生提供良好的教学指导, 又能为学生提供实训支持, 以“双师”素质或“双师”结构的教学团队完成教学指导任务。
课程的资源建设应该能够为学生提供自主学习的支持条件, 通过网络资源、电子课件、视频等方式, 构建课程的立体学习资源。
5. 2 教材建设
注重教材建设, 采用自编教材, 为学生提供实用的操作性强的教材, 每个项目都要编写实训指导书、习题、试卷样题库等多种学习资料, 充实课堂教学及实践教学。同时, 应为学生提供参考书目录、数控技术网站、论坛等自主选择学习资料的资源。
5. 3 多媒体建设
要注重电子多媒体教室与多媒体课件的建设工作, 充分发挥利用媒体资源, 采用仿真系统等功能, 为学生提供全方位的视听体验, 提高教学效果, 提高学生对知识的感知能力。
5. 4 实习基地建设
要充分发挥学校实训基地设备的有利条件, 实行理、教一体化教学, 将课堂教学搬进实训车间。加强课内实践、专题训练等提高学生动手操作能力。同时, 也要建立相关企业实训基地、技术人才实训基地等, 给学生提供现场学习与体验的机会。
6 结论
在职教改革的大形势下, 职教人不断地进行职教的改革与创新, 涌现出众多新的教学方法。项目教学法也是其中之一。本着创新、实用、能干、提高技能的原则, 尝试把“项目教学法”引进到数控加工课程中。通过项目化的学习, 让学生对数控机床的编程和操作有很好的掌握, 达到知识、技能和素质目标的全面培养和提升, 为学生走上工作岗位打下良好的理论和实践基础。
参考文献
[1]余英良.数控加工编程及操作[M].北京:高等教育出版社, 2005.
[2]顾京.数控加工编程及操作[M].北京:高等教育出版社, 2003.
[3]宋放之.数控工艺员培训教程[M].北京:清华大学出版社, 2003.
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[5]FANUC0i数控系统车床编程手册[Z].2010.
数控编程技巧 篇4
本人通过多年的数控理论与实践经验阐述数控编程方面的技巧。
关键词：数控 编程 走刀路线 循环指令 G代码
正文：数控机床适用性较强，我们应发挥数控机床的优势，通过编程与操作的手段尽量提高加工效率。
数控编程分为手工和自动编程两种，对于形状简单的零件，手工编程比较简单，而且经济、及时。
因此手工编程应用广泛，只有对形状复杂的工件采用自动编程。
以下谈谈在数控编程技巧。
1 工件原点的选择
工件原点又称编程原点。
为了方便编程，首先要在零件图上选定一个编程原点，并以此点为原点建立一个新的坐标系，称编程坐标系或零件坐标系。
为了方便于坐标点的计算、加工过程中的对刀以及满足设计基准与工艺基准的统一，保证加工精度，在数控车床上编程原点一般设在工件的右端面或左端面与主轴回转中心线的交点上;在数控铣床上，为了方便编程，一般要根据工件形状和标注尺寸的基准，以及计算最方便的原则来确定工件上某一点为工件原点。
2 走刀路线的选择与优化
主要遵循以下原则：
(1)保证零件的加工精度和表面粗糙度。
铣床上加工位置精度要求较高的孔系时，如果加工孔顺序安排不当，就可将坐标轴的反向间隙带入，直接影响位置精度。
如图所示零件上六个尺寸相同的孔，有两种走刀路线，如图1(b)、(c)。
如采用(b)图加工路线加工时，由于5、6孔与1、2、3、4孔定位方向相反，x向反向间隙会使定位误差增加，从而影响5、6孔与其他孔的位置精度;如采用图c加工路线加工时，加工完4孔后往上移动一段距离，然后在折回来再进行5、6孔的加工，使各孔的加工进给方向一致，避免反向间隙的引入，提高了5、6孔的位置精度。
(如图1)
刀具的进退刀路线要尽量避免在轮廓处停刀或垂直切入切出工件，以免留下刀痕。
(2)使走刀路线最短，减少刀具空行程时间，提高加工效率。
(如图2)
如图2所示，(b)图的进刀路线可使各孔间距的总和最小，空程最短，节省定位时间。
(3)最终轮廓一次走刀完成
如图所示，(a)图采用行切法加工内轮廓，不留死角，但两次走刀的起点和终点间留有残余高度，影响表面粗超度，(b)图采用环切法，表面粗超度小，但刀位计算略为复杂，走刀路线也较行切法长。
(c)图的走刀路线为先用行切法，再用环切法，使表面光整。
所以方案c最佳。
(如图3)
3 循环指令的合理选用
在FANUC oi数控系统中，切削循环加工指令有很多种，每一种指令都有其各自的加工特点，工件加工后的加工精度也有所不同，所以我们在选择的时候要仔细分析每个指令的特点，合理选用，争取加工出精度较高的零件。
G71、G72与G73的选择。
G71为外圆粗车循环指令，它适用于轴向尺寸较长的棒料毛坯的加工，需多次走刀才能完成的粗加工。
但该指令的应用有它的局限性，即零件轮廓必须符合X轴、Z轴方向同时单调递增或递减。
G72为端面粗车循环指令，它也是一种复合循环指令。
与G71不同的是该指令适用于Z向余量小、X向余量大的回转体零件的粗加工，所加工零件轮廓同样必须符合X轴、Z轴方向同时单调递增或递减。
G73为复合固定循环指令，它是一种多次成形封闭循环指令，该指令适于粗车轮廓形状与零件轮廓形状基本接近的毛坯，如：铸件、锻件类毛坯。
对零件的单调性没有要求。
使用G71、G72指令则会产生许多无效切削，且浪费时间。
这三个指令不可同时混淆使用。
G92与G76的选择。
G92是直切法切削，X向进刀的同时Z向切入点不变化适合小螺距，但牙形精度较高。
由于刀具移动切削均靠编程完成，所以加工程序较长，由于刀刃在加工中易磨损，因此在加工中要经常测量。
比如需加工高精度、大螺距的螺纹，则可采用G92、G76混用的办法，即先用G76进行螺纹粗加工，用G92进行精加工。
需要注意的是粗精加工时的起刀点要相同，以防止螺纹乱扣的产生。
G76是斜切法切削，系统自动计算每一刀的切入点，即每一刀x向进刀的同时z向切入点会向前变化，终点不变，适合大螺距螺纹，也有利的保护了刀具，但牙形精度较差。
但工艺性比较合理，编程效率较高。
4 G代码与M代码指令的应用
4.1 G28与G29
参考点是机床上的一个固定点，通过参考点返回功能刀具可以容易地移动到该位置。
参考点主要用作自动换刀或设定坐标系。
G28为返回参考点指令，它用以表示各轴以快速移动速度定位到中间点或参考点。
因此，为了安全，在执行该指令之前，应该清除刀具半径补偿和刀具长度补偿。
G29为从参考点返回指令，从参考点经过中间点沿着指定轴自动地移动到指定点。
实际加工中，应巧妙利用返回参考点指令，可以提高产品的精度。
4.2 M00与M05
M00为程序暂停指令，M05为主轴停转指令。
系统执行M00指令时，进给、切削液停止，但是主轴仍在转动，如果与M05指令结合使用，主轴停转，就可进行某一手动操作，如换刀、零件的调头、测量零件尺寸等。
系统保持这种状态，直到重新启动机床，继续执行M00程序段后面的程序。
4.3 M98与M99
M98为程序调用指令，M99返回主程序指令。
某些被加工的零件中，常常会出现几何形状完全相同的加工轨迹，在程序编制中，将有固定顺序和重复模式的程序段，作为子程序存放，可使程序简单化，主程序执行过程中如果需要某一个子程序，可以通过M98指令调用子程序，执行完后通过M99返回主程序，继续执行后面的程序段。
4.4 G00与G01
G00指令为快速定位指令，G01为直线插补指令。
G00指令使刀具移动的速度是由机床系统设定的，G01指令使刀具移动的速度是根据切削要求确定的，在程序段中，只要刀具做进刀和退刀动作(刀具与工件无接触)，都尽量使用G00指令，以提高零件的生产效率。
4.5 G04
G04为时间暂停指令。
程序在执行到某一段后，需要暂停一段时间，进行某些人为的调整。
当暂停时间一到，继续执行下一段程序。
总之，数控机床在机械制造业中的应用越来越广泛，为了充分发挥数控机床的作用，我们必须要在编程中掌握一定的技巧，结合生产实际，编制出合理、高效的加工程序，能使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，让学生在以后的工作中学有所用。
参考文献
[1] 杨继宏，主编，富恩强，郭传东，副主编.数控加工工艺手册[M].化工工业出版社，，2(1).
[2] 任国兴，主编.数控车床加工工艺与编程操作[M].机械电子工业出版社，，2 (2).
数控车实践编程技巧 篇5
关键词:数控加工工艺及编程 实践教学 评价模式
课 题:苏州市职业大学校级科研项目《数控加工及编程课程实践教学的评价研究》(SZDG4-11014)。
数控加工在机械生产中的作用越来越重要。为了使学校人才培养更好地符合长三角地区实际,以满足中小型制造企业的高技能人才需求,笔者对数控加工工艺及编程课程教学改革进行探索,取得了一系列成果。
一、数控加工工艺及编程教学面临的问题
1.实践教学内涵
由于高职数控技术专业毕业生会有相当一批走上机械加工的工作岗位,因此课程内容在新工艺、新技术、新材料、新产品方面必须与传统课程内容进行整合,过难、过深、过偏的课程内容需要删除,与此相关的实践教学内容也应予以调整。实践教学中的实验、实训、课程设计、毕业设计等也要有一定变化,凸现出强化技能的实训课程来。
2.实践教学模式
原来的教学采用以课堂为主的模式。实践教学不能满足掌握技能的要求。
3.评价方法
原有的评价体系主要采用平时考察和期末考试来综合评定的模式。在评价重心上,只注重了结果,而忽略了过程;在评价内容和标准上,强调统一要求,而忽略个体差异;在评价方法上,使用量化评价多,而忽略了多种评价方法的综合应用;在评价主体上,以教师评价为主体,忽略了学生的自评、互评和他评。
二、数控加工工艺课教学改革实践
本地区以中小企业为主,企业接收工学结合的学生数量有限。在培养过程中,我们实施了“教师+工程师”导学教学新形式、“双向互动工学结合”教学模式。该模式获江苏省高等教育教学成果奖二等奖。通过分小组形式组成学习团队,每个学习团队分阶段地分别在校内、企业完成课程学习。学习形式有两种:一种是学习团队到企业进行工学结合,由企业导学教师指导学习;另一种形式是学习团队在校企导学教师和校内教师共同指导下,在校内完成校企导学、校内教师共同确定的项目课程学习。这种形式既能接受企业导学和校内教师的共同指导,还能利用学校的实训设施。这种教学模式,充分利用学校的有限资源,解决企业接收工学结合的学生数量的问题,让所有学生都分阶段地到企业去完成课程学习,分阶段地在校内完成项目教学。实现了教学环境与企业生产环境的融合,使学校和企业并列成为人才培养的主体。经过不断的建设和实施,在人才培养模式、课程体系、职业能力和素质培养等方面形成了自身的特色。
三、数控技术专业实践教学评价模式
1.原有的评价模式
(1)过程评价模式。过程模式是一个开放系统。过程模式的学习不是被动的直线式反应过程,而是一个主动参与探究的过程,关注整个过程的基本规范,使之与宽泛的目的保持一致。这种模式让中学生不是被动地接受老师的教育,而是主动地参与,通过自己的行动促进学习和认知技能的发展。
(2)CIPP评价模式。CIPP模式包括背景、输入、过程和成果这4个环节的评价。为了描述和评价长期的、真正成功的改革方案,斯塔佛尔比姆把成果评价分解为影响(impact)、成效(effectiveness)、可持续性(sustainability)和可应用性(transportability)评价4个阶段,由此构成了7个环节的评价模式。该模式不局限在评定目标达到的程度,而是关注了为目标提供有用信息的过程上。背景评价强调,首先应根据评价对象的需要对目标本身做出判断,看是否两者一致;输入评价强调最佳手段问题;过程评价强调实施情况;成果评价要测量、解释和评判目标成绩。
(3)差距评价模式。M.Provus提出的差距评价模式认为,课程计划和课程实施不一定是一回事。虽然课程实施是在课程计划的指导下进行的,但实际是在学校教育中,在实际的课程推进过程中,课程计划并没有完全落到实处,并没有完全在课程的事实过程中体现出来,而且在课程发展的整个过程中都会出现一种差距。真正揭示课程计划所设计理想目标和实际表现之间的差距,对于课程评价来讲是十分重要的,差距评价的核心点即在于此。
2.新构建的评价模式
综合以上三种评价模式,建立灵活的考核形式,注重在过程中发挥学生的关键能力,并作为学生成绩的重要评价部分。构建的评价体系确立 “主体取向”“过程取向”“目标取向”相结合的多重价值取向。根据项目化课程体系,紧扣“学科能力”“方法能力”“社会能力”形成相应的评价要素,对各评价要素进一步细化为评价内容的要点。考核形式主要包含以下三部分:
(1)学生自我评价。学生对自己实践成果的评价。依据过程评价模式,以学生为主体,让学生通过这个环节,对自己的思维方式、实践方法、实践能力进行思考,不断改进,提高学生学习的主动性和学习效率。对于以小组方式来完成实践任务的,按学习团队开展自我评价。这种按学习团队来集体进行的思考,更能反映学生之间的团队协作能力,也更好地检验了学生的实践能力水平。
(2)教师评价。教师对学生在学习过程中表现出的社会能力和方法能力的评价。依据CIPP评价模式,教师评价主要包括:工作量、工作难度、在小组中的作用、工作态度、沟通协调能力等。这种教师的成绩评价方式有利于提高学生的学习兴趣,发展学生的综合能力。还能帮助学生进一步明确学习和发展的目标,培养对学习负责的态度和精神。依据过程评价模式,通过数控加工工艺分析、划分加工工序、刀具与夹具选择、量具的选择、编制与调试程序、操作数控机床、零件的测量等整个加工过程对学生进行评价。结合两种评价模式教师给出教师评价。
(3)成果认定。指导教师依据差距评价模式,对学生工作进行成果的认定。成果认定主要是对学生实践结果的评价。在达到合格率的前提下,采用正确的方法完成多少个零件作为主要评定标准,实训报告仅作为参考标准。学生的实践态度、经济意识等职业素养在实践中得到了很大提高。
新的考核方法,既考理论,又考实践,并注重实际动手能力、创新能力和实践能力的考核,使学生既要能动脑,又要能动手。经过实践锻炼,使学生能够迅速成长为现代数控行业所需要的具有必要的理论知识和较强实践能力的应用型、技术型高技能人才。
四、小结
数控加工实践教学与理论教学之间存在关联性。实践教学的评价结果应反映出理论教学的效果,而理论教学的目标不能脱离实践目的。随着教学条件的不断改善,理论教学与实践教学的统一性会加大,对实践教学评价方法的研究会日益凸现,这符合高职教育的特色。
参考文献:
[1]孙翰英.高职数控技术专业实践教学评价方法的探究[J].科教文汇,2007(7).
[2]王继梅,张德生.基于工作过程的数控技术专业课程开发探索[J]. 中国成人教育,2010(3).
数控车实践编程技巧 篇6
关键词：教学改革,数控加工与编程技术,应用型本科
0 引言
数控技术的应用已经得到我国各级政府和企业家的高度重视, 数控加工技术已经成为机械加工标志性技术并逐渐得到普及, 而数控人才已经成为国家紧缺人才, 社会需求巨大。
目前虽然我国各类高等院校加大了培养数控专门人才的力度, 但始终不能满足我国数控人才的需求, 主要原因之一是教学方法、教学内容和教学模式所培养的学生不能满足企业需求, 操作技能不高, 实践能力不强, 综合应用与创新能力不足。
陕西科技大学机械工程学院在专业建设和教学过程中, 摆脱“学科本位”的课程思想, 以能力培养为主线, 以能力训练为轴心。充分发挥学生学习的主动性, 将理论知识和实践技能渗透到一系列的项目教学和实验中。使学生牢固掌握理论知识, 熟悉零件的数控加工过程, 提高学生的综合能力。
1 教学内容的改革
(1) 解构数控加工与编程技术课程的理论与实践脱节、知识模块相互独立的传统知识体系, 把实践与综合应用创新能力的培养融入到相互紧密关联的数控加工工艺、数控加工与编程技术、数控加工综合实验的核心课程中;对课程的内容和实验环节进行重构, 实施数控加工工艺-数控加工与编程技术-数控加工综合实验教学模块的系统化串联, 即三位一体。
(2) 精选传统内容, 强化课程内容的应用型部分。注重编程技术及应用技巧等、实际案例的讲解;注重与机床实际操作、人际互动等相关知识点原理、概念、设置方法等内容的讲解与演示。
(3) 增加CAD/CAM技术在传统编程教学中的比例, 强调学生对工具软件的应用能力。增设实验上机环节, 给定行业典型零件, 要求完成三维建模、工艺规划、程序生成及加工仿真等环节。
(4) 积极扩展新技术应用的内容, 使学生及时了解专业前沿动态和应用“热点”, 注重课程教学的实用性和前瞻性, 合理更新教学内容, 改变教学滞后的状况。数控装备的功能复合化、高速切削技术及刀具系统的多样化发展, 带来了数控加工工艺的巨大变化, 同时也对现代化数控编程技术的改进提出了更高的要求;通过播放日德等先进设备加工视频, 查阅资料等, 让学生了解数控领域发展的最新动态。
2 突出实验和实践教学
数控加工与编程技术是实践性很强的综合技术, 没有实践体验很难获得良好的教学效果。在教学过程中, 制订了金工实训数控部分实习指导书、数控加工综合实验指导书、现代加工技术综合实验指导书, 以满足学生不同阶段训练需要, 对学生进行规范性指导。培养学生独立分析问题、解决问题以及理论联系实际的能力。
在教学设计过程中, 把实践教学内容分成三大模块:基础技能、专业技能和综合技能。
基础技能和专业技能阶段, 实训工件应完全按教学思想来设计, 而不形成产品, 遵循由简到繁、由浅入深、循序渐进的教学原则, 培养学生全面、扎实的专业基本技能;综合技能阶段, 完成实际典型产品的数控综合加工。
(1) 理论教学之后接着进行实践操作 (计算机加工仿真实验) , 充分利用完善的实训条件, 强化理论的理解与提高实操的能力, 为实际操作数控机床提供了有效训练途径;教学中, 我们利用宇龙数控加工仿真软件, 通过数控机床模拟仿真的操作, 让学生扮演生产者的角色, 在模拟仿真中进行工件的程序编写、程序调试与数控机床的操作, 这样学生可以更好理解整个工件的生产过程。
(2) 开设数控加工与现代加工技术两个综合实验, 选取制造业中的典型零件, 以小组为单位, 实现零件的三维造型、工艺规划、程序生成、加工仿真、程序传输、机床操作与加工、零件精度检测等环节, 训练学生对数控编程技术及相关工艺知识的综合应用能力。
(3) 在传统的《机械制造技术基础》课程设计中, 鼓励学生使用数控装备及工辅具等进行工艺规划, 针对方案展开小组讨论和优化, 提升学生的团队合作意识以及在传统制造领域应用数控加工与编程技术的能力。
3 教学方法与手段改革
(1) 课程采用“教中学、学中做, 学做结合”一体化的教学手段, 通过以学生为中心、以数控加工过程为导向的授课方式, 项目引领, 任务驱动。
以数控铣床编程为例, 将原来的内容分解为平面加工、轮廓加工、型腔及孔加工四个模块, 分别讲解编程指令、编程技巧、工艺知识等相关内容;在课程实验中分别设置相应的四个模块实验, 理论与实践相结合, 起到了良好的效果。
(2) 现场教学与教师示范相结合, 针对课程中实践性很强的内容, 如试切对刀、程序的编辑与调用、安全操作规范的步骤等, 安排在工程实训中心进行, 达到现场教学与教师示范相结合的教学效果。
(3) 以学生为中心的案例教学方法, 教学内容尽量选择有代表性、实用性的案例来进行分析讲评, 通过案例教学, 教师组织协调, 让学生参与讨论, 充分发挥学生的主动性、积极性和创新精神, 调动学生的学习兴趣。
(4) 采用多媒体教学, 改变以往的“单纯课堂”的传统教学模式。充分利用现代化教学设施和手段, 采用启发式、互动式、项目驱动等新的教学模式, 对于促进教学改革具有重要意义。
(5) 建设网络教学资源, 推进网络教学发展。在教学建设中, 本院建成了《数控加工与编程技术》省级特色精品课程网站, 并在学校BBS上开设数控加工论坛版块, 充分利用先进的信息技术、丰富的校园网络资源, 构建一种教与学的新模式, 进一步提高课程的教学质量。
4 考核评价方式改革
建立能力考核为主的评价体系, 改革传统的单一卷面考核和一次性终结考核方式来评定学生成绩的方法。考核由卷面考核和项目过程考核相结合, 重点按项目和任务进行过程考核, 着重考核学生完成工作任务的实际能力。
任课教师结合学生的日常课堂表现给出评价成绩;根据小组的产品精度检测结果及综合实验报告给出小组实验成绩, 结合各小组组长提供的贡献率及答辩表现, 给出每个组员的实验成绩;期终采用笔试给出理论考核成绩;上述三者分别以2:4:4的比例给出总评成绩。
5 总结
由于数控技术的飞速发展, 《数控加工与编程技术》课程的教学始终处在不断摸索的过程中, 我们仍将积极实践与探索, 以推动教学改革, 提高教学质量。
参考文献
[1]黄瑞, 丁守成, 尹小霈.加强实验中心建设, 提高大学生创新能力[J].实验技术与管理, 2006, 23 (12) :128-130.
[2]洪亮, 田社平, 张峰.基本电路理论课程考核方式改革的探索与实践[J].中国大学教育, 2009 (2) :39-41.
数控车实践编程技巧 篇7
《数控加工编程及操作》课程培养目标是通过课程的学习, 使学生能够熟练掌握数控机床的操作方法, 能使用编程指令编写常见的回转体类及平面类零件程序, 并利用数控机床加工出合格的产品。与该课程相关的支撑课程有《数控编程仿真实训》《数控机床操作与加工实训》等课程。经过调查发现目前高职《数控加工编程及操作》课程普遍存在以下几个问题:
1. 教材内容多, 知识陈旧, 内容安排不系统。
作为培养数控技术人才重要载体的职业学校, 目前所开设的数控加工编程及操作课程和以编程加工为主的技能课程体系在教学内容的选择安排上已不能适应社会、企业对数控专业人才提出的培养要求。这是因为大部分课程内容只做“加法”, 不做“减法”, 导致了实用的关键的新内容加不进, 而在实际使用中基本被淘汰的内容还在花很大的力气讲。《数控机床编程及操作》作为职业技能培养的核心课程, 其对应的支撑课程应前后连贯相互支撑。这样的课程如:数控加工工艺、数控编程、数控编程仿真实训、CAD/CAM、机床操作与加工实训。然而这些内容在实际教学安排时由于受到教学计划的影响, 被分得支离破碎, 每一门课程的教学各自为战, 难于形成前后连贯的、系统的教学内容。
2. 课程的设置普遍重理论轻实践, 学生技能水平达不到企业要求。
课程的内容设置除了内容杂、安排不系统外, 该课程在教学过程中的设置形态常常表现为重理论轻实践, 或理论与实践教学分离。很多学校在安排教学时, 安排大量的时间在理论教学上, 而实际实践时间却非常短, 在实训过程中也通常表现只注重学科内容的教学, 而忽视了实践应用环节;另一方面, 由于受到教学设备、师资等数量的限制, 使得平均每个学生练习的时间很短, 难于形成熟练的操作技能。致使学生在校期间难以练就一项过硬技能, 毕业时不能直接上岗, 而仅能从事一些简单的体力劳动, 或者到工厂后需进行重新培训, 不能实现在校所学与就业岗位的无缝对接。数控机床的熟练操作与加工是该课程培养的最终目标, 所有内容安排都是为了培养学生突出的实践技能为目标的, 因此, 就造成了这样一种尴尬局面:一方面, 大量的大中专毕业生难以找到理想工作;另一方面, 企业难以招到急需的高技能人才。
3. 教学、评价手段单一不能展现学生主体性及个体差异性。
目前的教学手段大多是常规的灌输式教育, 基本的模式是教师在讲台讲, 学生在底下听, 至于学生收获多少、效率多高基本没人顾及。评价手段也比较传统, 理论通常采用考试的评价方式, 使得学生往往只会应付考试, 难以在实践过程中解决实际工艺问题。这就使得以课堂教学为主的教学方式、教学方法和以理论考试为主的评价方式, 以及教师的相对滞后的教育教学观念和缺乏良好学习习惯、认知水平偏低的学生等因素都制约着对学生综合职业能力的培养。
二、课程建设方案
1. 以省级精品课程为标准, 推动我校师资队伍建设。
随着高职课程改革的进行很多院校都有了自己的精品课程, 然而一些课程的设置大多呈“本科压缩型”或“中职放大型”, 这表明高职课程建设没有把握适度, 所以我们需在在“度”的把握上下功夫。内容的选择以“必须够用”为度, 有效删减不实用的理论知识, 以“强化技能”为核心, 增加实践时间, 强化实践过程控制。在课程建设上根据省级精品课程评审标准找出目前我校该课程在师资队伍、教学内容、教学条件、教学方法和手段、教学效果及创新特点上存在的差距。通过课程建设让更多的教师参与进来, 将所有教学人员有机地结合在一起, 相互取长补短;同时, 在课程的建设过程中, 参加教师必须承担双重角色:课堂上的讲师, 实践中的工程师, 培养提高实践与理论并重的教学理念, 为“双师素质”教师队伍建设打下坚实的基础, 从而推动学校整体教学水平的提高。
2. 以实用时效为原则, 精心设计课程内容。
《数控机床编程及操作》课程内容应以职业生涯为背景, 以培养数控技术领域高等技术应用性专门人才为根本任务、以适应社会需要为目标、以培养技术应用能力为主线设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案;以“实用”为宗旨构建课程和教学内容体系;课程的建设, 不仅要重视针对某一岗位的职业能力, 还要关注在一定职业领域内可迁移的职业能力、职业态度和情感, 为学生的职业生涯发展奠定基础。以职业能力作为教学目标, 分解到教学任务的各部分, 落实到课程内部的行动化学习项目, 努力实现知识与应用、理论与实践、实用与时效的有机结合。
3. 以就业需求为导向, 开发项目化、任务化理论及实训教材。
从我校原有的《数控机床编程与操作》与《数控机床加工实训》教材中, 可以看出, 通常只强调和重视学科体系的系统性和完整性, 强调基础的重要性, 而在实践性教学的力度还不够大, 属于专业内容教育而不是职业特长教育, 基本脱离了职业教育的宗旨。高职教育不完全等同于普通高等教育, 因此在教材编写过程中, 应结合职业教育的特点, 编写出以职业技能及相关知识为内容的课题任务模块, 再以这些任务模块为基础进行整合, 以覆盖同一职业领域的具体要求。在编写过程中, 注重学生思维方式, 打破传统教材的模式, 做到精简、实用高度综合, 不求学科体系的宽泛, 但求实用。实训教材要通过对职业岗位核心职业活动、典型工作任务的分析, 开发以职业任务和工作过程为导向的生产化、项目化课题。使学生通过该阶段的学习能够领略实际生产的工作要求, 具备一定工作范围的综合职业能力, 努力建立学习与工作的联系, 发挥学生的主体作用, 真正实现在“学中做, 在做中学”。
4. 充分考虑学生的主体性, 根据个人特长实施因材施教。
所有教学方案的实施都是建立在以学生为主体的教与学的活动当中, 在执行时充分考虑学生的主体性与个体差异性。我校在实施教学时, 充分体现学生的主体地位, 在基础学习阶段, 安排相同课时在数控车和数控铣两种职业能力上;而在提高阶段, 学生可以根据个人特长和爱好自由选择数控车和数控铣;这样充分考虑了学生的主体性、自主性。经过一定时间的提高训练后, 学生对数控车和数控铣都有了充分的认识, 都具备了基本的考工条件, 而后让学生根据个人特长自由选择考试工种进行强化训练, 这样充分展示了学生的主体地位, 同时在考工结果上也获得了优异的成绩。
5. 充分利用信息化手段, 采用多样化的教学与评价方式。
在课程建设上应该充分利用网络平台, 实现教学信息展示与互动交流相结合的课程网站。通过网络平台为学生的学习提供多样化学习途径和条件, 学生随时可以通过上网实现自我学习, 提升学生兴趣, 有效地培养学生的自学能力。网络资源建设也具有服务教师的功能, 比如提供便于应用与下载的课程培养方案;教学计划和大纲;网络教案、多媒体环境的电子教案;教师授课授课录像;教师授课用例题和例题题解;师生学习交流互动等功能。在教学评价手段上应充分考虑学生主题性及个体差异性, 充分发挥学生主动性, 将评价手段由传统的考试转到学习过程和实践结果中来, 真正做到“学做统一”。
《数控加工编程及操作》课程建设对提升师资队伍、优化教学内容、改善教学条件、改革教学方法和手段、培养学生职业能力均起到了积极作用, 在实施过程中应合理安排每个环节, 使各种方法手段在教学活动中都能发挥应有的效果。
参考文献
数控车实践编程技巧 篇8
关键词：项目化教学,课程改革,研究与实践
目前, 开设零件的多轴数控编程与加工课程的学校很少, 所以文献研究中未见直接对其进行项目化改革的相关资料, 但项目化教学在计算机辅助编程课程中有所应用。如江苏省泰州职业技术学院的唐娟通过多年教学实践, 提出了高职教育要在保证知识目标的同时, 强化能力目标和素质目标, 对计算机辅助制造课程教学进行了改革探索, 以项目为载体, 以任务为驱动, 精选了五个零件的自动编程与加工来贯穿全课程的学习, 取得了较好的教学效果。黑龙江工商职业技术学院的潘楚滨将UG课程内容细化到项目式教学中, 通过授课准备、项目实施、实施后三个阶段, 从教师及学生两方面入手, 将目标项目以教师为主导, 学生为主体的理念逐一解决, 完善了整个教学过程。唐山学院的韩来吉针对当前《CAM》教材及软件存在多个版本的状态, 采用项目教学的方式对《CAM》课程内容进行优化整合并通过优化整合后内容的使用, 使学生学到更多的知识和技能, 分享到实际工作中的经验。黑龙江农业工程职业学院的宋奇慧从凝炼工作过程, 确定合适的教学项目;制定合适的实施计划, 创设教学情境;执行行动导向教学, 认真组织项目实施等三方面研究了项目教学法在UG软件产品设计与数控加工课程中的应用, 体现了高职培养目标的要求。
1 课程改革的目标
课程将《计算机辅助制造》、《数控仿真加工》、《数控多轴加工技术》课程进行重组优化, 同时将国家数控程序编制员、工艺员职业资格标准, 美国工程学会GD&T标准和企业标准 (CAM工艺师技能标准) 以及企业文化等融合于课程教学内容中, 以典型机械零件的多轴数控编程与加工为载体来设计、组织和实施教学, 充分体现数控专业人才培养目标和从业岗位群的任职要求, 提升学生综合素质, 增强学生的职场竞争力。
2 课程总体设计
在工学结合的基础上进行基于职业工作过程系统化的教学改革, 将国家数控程序员职业资格标准, 美国工程学会GD&T标准和企业数控程序员岗位职责要求以及企业文化等融合于课程教学内容中。通过典型学习项目的设计, 使学生掌握进行较复杂零件的多轴加工工艺设计及制造的方法, 通过构建具有“活模块、大项目、多任务”课程目标体系, 体现“课证融通、工学交替”的指导思想, 为学生获得数控程序员高级职业资格证书提供技术支持和知识储备。
经过企业专家、毕业生、课程专家和骨干教师的研讨及深入、细致、系统地讨论分析, 最终确定打破学科体系, 采用以数控程序员的典型工作任务为中心重组课程内容, 将整个课程内容分成三轴铣削加工、四轴铣削加工、五轴铣削加工等三个“活模块”。各个模块由若干个与企业联合开发的多个项目组成, 每个教学项目中包含“多任务”, 各任务载体的形状由简单到复杂, 工艺类型由单一到复合、编程技术由基础到综合, 内容选取涵盖数控程序员必须的平面铣、型腔铣、固定轴曲面轮廓铣、点位加工、可变轴曲面轮廓铣、顺序铣等自动编程技术。在每个任务学习之后, 学生可在网站资源库中选择适合自己水平的类似产品零件CAM加工, 将自己的成果与老师和同学分享经验、交流问题、讨论程序是否合理、高效。
课程实施以数控程序员岗位的工作过程为任务教学逻辑主线, 重点深化“做中学”的教学方法改革;通过项目管理、自主创新作品及构建知识技能与职业素养并重的评价体系, 尝试组织多次、多形式的考核;及时更新立体化、分级别的教学资源库, 满足不同层次学生的自学需求, 适应大众化时代的教育要求。
3 教学方法与手段改革
采用“做中学”教学模式。在项目实施中教学、在完成项目中学习、在问题解决中提高;贯彻“大手牵小手”, 将“责任模式”、“时间管理”等理念引入学习过程, 将企业文化、岗位职责、专业能力、方法能力、社会能力等落实到教学环节中。
采用“行动导向”教学方法。以生为本, 激发兴趣, 教师由主讲变主导, 学生变主体、师生同研究、投入与享受。
采取过程与结果相结合的考核方式, 注重学生自主思考、创新能力的评价。围绕“以学生为主体”的教学思想设计各学习情境的评价环节, 突出评价主体互动化、评价内容多元化、评价过程动态化等特征, 注重过程考核与终结考核相结合。校企共同参与教学评价, 将企业对员工的考核标准与学校考核要求相结合。全面改革考核方法, 强调素质与能力, 按照项目评估表, 对学生每个工作过程进行评价, 每一个项目分别考核, 综合评定, 体现“能力优先”。
4 教材建设改革
与企业联合开发零件的多轴数控编程与加工的项目化教材, 教材中涉及的项目均需来自先进制造企业真实产品, 每个项目任务均源自企业又高于企业, 要求与现代制造企业的技术同步、同序、同质, 要有很强的专业性和实用性。教材编写要打破传统的编写格式, 注重以学生为本, 遵循学生的认知规律, 建议采用“递进式+综合式”项目的复合架构编写模式, 旨在夯实专项能力、强化综合能力。每个项目均采用“项目导读-任务描述-工作任务-专家点拨-课后训练-自主探究”编写流程, 并在工作任务中重点进行结构特征分析、加工工艺制定、加工程序编制、仿真及零件加工及所用知识点、具体操作步骤及任务小结等提示和辅助学生加深理解, 达到巩固知识、提高学生数控编程与加工的能力。教材的编写要以立体化教材为目标, 除纸质教材外, 还配有AVI视频动画及.prt源文件教学光盘, 网上提供项目实训指导等教学资源, 既适合教师教学需要, 也有利于学生进行研究性学习和自主自学。
5 结语
课程教学以学生为主体, 以工作能力培养为核心。通过项目化组织教学, 将课程知识进行重构, 兼顾理论与技能, 将理论知识融入到实际编程教学中以指导多轴编程实践。根据铣削编程特点和企业工作岗位实际能力的需要, 对编程知识重构, 设计教学项目。零件由简单到复杂, 由易到难、由浅入深, 循序渐进, 最终达到较高的多轴数控编程加工水平。实践证明, 通过项目化教学改革, 取得了较好的教学效果。
参考文献
[1]唐娟.《计算机辅助制造》课程教学探索[J].职业, 2009 (32) :50-51.
[2]潘楚滨.职业院校U G课程项目式教学初探[J].北方经贸, 2011 (3) :153-154.
[3]韩来吉.“计算机辅助制造”课程内容的优化整合[J].唐山学院学报, 2010 (6) :104-106.
[4]宋奇慧.浅谈项目教学法在《UG软件产品设计与加工》课程教学中的应用[J].职业技术, 2011 (4) :40.
数控车实践编程技巧 篇9
CDIO教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO代表构思 (Conceive) 、设计 (Design) 、实现 (Implement) 、运作 (Operate) , 它以产品研发到产品运行的生命周期为载体, 让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面, 大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标[1,2]。
CDIO是基于“项目教育和学习”和“做中学”的集中体现, 以项目为依托, 团队成员之间相互学习、合作、交流, 共同完成项目任务[3]。
1《数控加工编程与操作》课程教学现状
学院将《数控加工工艺与编程》和《数控加工实训》合成《数控加工编程与操作》一门课, 采用教学做一体化, 提高了学生学习兴趣和动手能力。不过, 采用的项目教学方法在项目规划、执行和系统性方面与CDIO的要求有一定差距。此外, 由于项目在学校教室和实训基地完成, 与企业的实际环境有差异, 学生的工程体验感较差。
为进一步提高教学水平、学生工程综合能力和职业素养, 在探索实施CDIO的同时, 提出ST-CDIO教育模式, 即将情境教学法 (Situational Teaching) 和CDIO模式紧密结合起来。情境是指带有一定情绪色彩的场景。ST-CDIO模式的情境设计包括教学现场布置要贴近工程实践场景, 教师引导学生在CDIO的不同阶段扮演不同的角色并引导学生进入相应情境。
2 基于ST-CDIO模式的《数控加工编程与操作》课程教学改革
ST-CDIO模式三要素:项目、工程实践情境、做中学, 强调学生自主学习和探索性学习。通过一个个生产性实践项目训练, 打破以学科为中心的传统教学模式, 构建知识、学科间的关联性, 使学生工程能力和职业素养培养有依托。
2.1 构思 (Conceive)
为贴近生产实际, CDIO模式离不开产学合作[4]。项目来源最好是产业界的实际项目, 指导老师根据教学目标要求, 筛选或改进项目。为调动学生学习积极性和创造性, 提倡学生自己构思项目, 既丰富教学案例, 又能减少学生间抄袭现象, 学生也更容易融入情境中。例如在介绍数控铣床基本指令G00、G01等应用时, 常采用图1加工字母的案例[5]。指导老师可以让学生在给定的毛坯上设计、加工自己名字首字母, 要求字母轮廓清晰、美观大方、间距均匀。通过项目实施, 学生既加深对本门课程知识的掌握, 又关联应用了CAD绘图、设计。完成项目后, 学生普遍有成就感。
在构思环节引入情境教学法, 指导老师引导学生扮演诸如设计师、生产者或客户的角色。客户提需求, 设计师构思产品, 满足客户需求, 生产者就生产可行性提出建议。通过情境教学, 倒逼学生主动查阅资料, 扩大知识面, 提高参与度, 加深对项目了解, 培养学生换位思考能力。
2.2 设计 (Design)
将前期的概念产品通过计算、设计, 最后转化为图纸、工艺。针对《数控加工编程与操作》课程, 设计阶段主要完成设备选型、刀具选型、装夹方式选择、切削用量选择、走刀路线规划、加工工艺编制、编程和仿真、程序改进。设计阶段情境包括:设计场景、讨论场景、评审场景。设计室按小组布置一个个圆桌, 便于小组讨论和减少组与组之间干扰。小组成员都是独立设计师, 最后小组讨论决定最优方案。复杂项目, 组长可将任务分解指派到个人。设计评审场景, 小组以PPT形式汇报设计方案, 其他小组为评审小组, 对设计提出意见, 汇报小组答辩, 指导老师总结点评。设计阶段的评价标准包括过程评价和结果评价。过程评价主要考核学生参与项目的主动性和对项目的贡献程度。结果评价主要是技术层面, 包括工艺合理性、加工效率和程序正确性等。
设计师的角色扮演培养学生责任意识、社会意识、严谨意识, 特别是评审情境能训练学生表达能力、思维能力, 促进交流和提高团队意识。
2.3 实现 (Implement)
数控加工项目的实现 (Implement) 阶段主要指加工准备和产品制作, 包括:领料、工件装夹、刀具装夹、工量具准备、程序录入、校验、对刀、加工、检测。情境设计强调实训场地布置和现场管理应让学生身临其境, 如同置身工厂一线。每个小组对应一台机床, 独立操作加工, 教师引导学生进入生产角色并巡查指导。操作者领取加工任务单;仓管员负责发料并做好登记, 作为加工废品率依据;组长扮演班组长角色, 监督生产;其他成员轮流担当巡检, 不定期抽检产品, 保障加工品质。实现阶段评价标准:无生产事故、安全文明操作、工量具规范使用、工件装夹合理、刀具安装正确、机床操作熟练程度和工件精度。
根据笔者教学实践, 未实施ST-CDIO模式前, 学生安全生产和文明操作意识不强, 工具经常乱放、乱借、不注意机床保养、机床使用后工作台忘归位, 机床卫生不清理、加工粗心大意等。实施ST-CDIO模式, 通过模拟车间工作环境、管理模式和学生扮演不同角色, 增强了学生体验感, 提高安全生产意识、品质意识、环保意识等职业意识和职业能力。
2.4 运作 (Operate)
主要指加工过程中问题分析解决、产品质量和精度分析、装配和调试。数控加工常见问题有程序错误、机器异常、尺寸超差、表面质量不达标等。遇到问题, 学生首先要自己分析处理, 其次寻求帮助, 指导教师主要是启发指导。学生在“做”中综合运用已学知识, 将理论与实践结合起来。
基于ST-CDIO模式, 可在运作 (Operate) 环节构建产品优化改进场景、问题讨论场景、项目总结场景。小组以PPT和成果展示的形式汇报项目达成情况, 分享从构思 (Conceive) 到运作 (Operate) 整个过程经验教训, 在接下来的项目中有的放矢。每个小组成员可以从CDIO培养大纲要求的四个层面能力分享交流, 由于课时限制, 该分享在课下完成, 教师不定期参与。
基于ST-CDIO模式的《数控加工编程与操作》课程教学设计见表1。
3 基于ST-CDIO模式的《数控加工编程与操作》课程教学效果
ST-CDIO模式在CDIO各个阶段结合工程实际贯穿相应的场景, 学生有机会扮演不同的角色, 更好的体验工程实践, 更有利于工程意识的培养和工程综合能力的提高, 有利于学生了解自己的长处、短处、兴趣爱好, 毕业后更容易适应工作岗位且岗位选择余地大, 职业可持续发展能力强。
3.1 工程基础知识
指技术知识和推理能力。基于ST-CDIO模式教学《数控加工编程与操作》, 学生除了掌握加工工艺、编程和加工知识外, 还综合运用了《机械制图》、《工程力学》、《机械制造基础》等学科知识。通过实际加工和解决问题, 为后续课程《数控机床机构》、《数控机床装调与维修》的学习奠定基础。以项目为主线将相关学科知识联系起来, 学以致用, 知识掌握的更牢、更透、更活。
3.2 个人能力
指个人职业技能和职业道德。通过做项目, 学生明确了学习方向, 主动探索未知领域, 在解决问题中提高工程推理能力和解决问题能力。学生从构思产品开始, 就要考虑市场可行性、设计可行性、制造可行性和产品潜在失效模式。以加工姓名为例, 学生设计时要考虑在给定的尺寸界限内如何使名字布局合理、美观大方;字体大小、间距与所选刀具直径的关系;加工路线如何选择才能保证加工品质和效率。通过完成一系列项目, 学生系统思维能力得到提高。通过角色扮演和工程实践场景相互作用影响, 学生更容易进入工程角色, 学生的职业道德意识会渐渐固化在大脑中。
3.3 人际团队能力
指团队协作和交流能力。项目实施以小组为单位, 小组成员分工协作、交流讨论, 提高学生表达沟通能力和团队意识。由于个人成绩与团队成绩挂钩, 在集体荣誉感驱动下, 小组成员能通力合作、协同攻关。由于增加了情境设计和角色扮演, 活跃了教学氛围, 学生学会换位思考, 学习趣味性大大提高。
3.4 工程系统能力
指在企业和社会环境中构思、设计、实现和运行系统的能力。ST-CDIO模式是基于项目和问题导向的学习过程, 学生更切身体验工程师的角色和责任, 工程与社会、历史和文化环境的相互作用和影响, 要求自己的设计符合社会发展需要。通过模拟企业实际工作情境, 学生感受到企业的战略目标、文化和如何在一个团队中成功的工作。以设计制造传动轴为例, 学生根据零件工况, 从设计开始到完成加工、装配, 全程参与项目, 提高学生工程系统能力和项目管理能力。
4 总结与展望
ST-CDIO模式是情境教学法和CDIO工程教育模式的紧密结合, 基于该模式的《数控加工编程与操作》课程教学改革, 学生在一定的情境中扮演不同角色, 体验不同岗位职责, 完成项目, 增强学生自主学习和探索性学习能力、工程综合能力和素养, 拓宽就业渠道, 提升职业可持续发展能力。该门课程的教学探索和实践经验可推广至机械类相关课程。
由于课时限制, 课程项目在构思和设计环节并未过多引入机械设计方面内容, 今后有条件的情况下, 增加学生自主选题和设计, 提高学生设计创新能力。
摘要：CDIO工程教育模式符合现代工程人才培养目标, 同时CDIO也是一个开放的模式。结合我院《数控加工编程与操作》课程教学现状和存在的不足, 在借鉴CDIO模式的基础上, 创新性的提出ST-CDIO模式, 即将情境教学法与CDIO模式融合起来。基于ST-CDIO模式对该课程从“构思、设计、实现和运作”四个阶段进行教学改革, 活跃了教学气氛, 提高了学生工程能力、职业素养、人文素养和职业可持续发展能力。
关键词：ST-CDIO,情境教学,工程教育,数控加工
参考文献
[1]顾佩华, 沈民奋, 李升平, 庄哲民, 陆小华, 熊光晶.从CDIO到EIP.CDIO—汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究, 2008 (1) :12-19.
[2]刘荣佩, 史庆南, 陈扬建, 王奇.CDl0工程教育模式[J].中国冶金教育, 2011 (5) :9-13.
[3]陈文杰.基才CDl0模式的《数控加工工艺与编程》教学实施方案[J].机械职业教育, 2012 (2) :53-55.
[4]查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究, 2008 (3) :1-9.
数控车实践编程技巧 篇10
关键词：项目教学；实践动手；目标方法；虚拟加工
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2012）02-0059-02
一年一度的数控技能大赛即将开始，这好比机械加工行业的“武技”大赛。选拔参赛人员是一件很痛苦的事情——每个人都想参加，但自身的“功力”如何，能不能胜任，都值得考虑；梯队选拔人员更令人头疼——学员要经过很长的适应期，才能更好地掌握数控加工程序、加工工艺（涉及知识面较广，这是学生的软肋）。笔者教授《数控编程与机床操作》，兼带数控实习课程。结合教学实践，谈谈教学过程中所遇到的问题及采取的部分针对性改进方案。
1.发现问题。
（1）理论课上大家都有这样的体会：学生对教师在课堂上讲解的知识点注意力及兴趣不浓，教师认为该知识点很简单，并且已经讲了好几遍，为什么学生还是听不懂呢？感觉真失败，令人头疼。有些知识点，学生只注意了例题中的查表及计算结果，不能触类旁通地应用到其他数据中。
（2）编制程序时准确性大打折扣。编写的程序没有太大的错误几乎不可能，参数、数据书写不完整。
（3）实训课上，初学时对控件的认识及操作按钮不够熟悉。独立操作及完整加工需要很长时间的练习；对于加工精度的把握，一段时间难以掌控；一个零件的加工好像就是几个学生的事情——几个在兴趣班呆过的学生懂得大部分编程及加工操作，当这些学生将零件加工好后，其他学生就无需再编程，直接将毛坯加工，导致有的学生做得很好，有的什么都不会做。
2.思考问题。职业学校的办学宗旨——以服务为宗旨，以就业为导向，以能力为本位，大力培养高素质的技能型人才。有这样一句古语，“荒田饿不死手艺人。”过去，传统学徒不管花多少钱、多少时间，能学到技术才是最重要的，有了技术就不愁没工作。当然，学生也知道“当徒弟的要吃三年萝卜干饭”，也明白学手艺需要时间和精力。他们来到职业学校的目标还是明确的——学点手艺，找到平台，发挥能力，实现人生初步想法——养家。那么，究竟是什么原因导致他们在理论课堂、实习课上坐不住、做不好呢？
3.分析问题。
（1）理论课上不能怪学生不认真听讲，就算是认真听讲了，有些指令仍然不知是什么意思，因为见得少。一个老师教几十个学生，精力有限，不可能关注到每个人，部分学生听不懂，又不好意思问，易产生畏难情绪，逐渐对学习失去兴趣。由于没有很好的直观记忆及较好的接受能力，感觉听不下去。
（2）教数控编程的老师都有这样的感受：一个程序很长，几乎上面的语句都需重点注意，由于时间及其他方面的限制不能仔细检查。这就导致了部分学生作业中的程序可能有小的数据错误也不能及时指正。因为教师要检查非常多的程序，工作量大，容易产生疲劳，厌倦。
（3）由于实训设备设施暂不能满足学生调试程序的要求，且加工损耗较大。虽然学校有设备，但实习时几个人一台机床，让每个学生练习的时间很少，导致有些学生独立练习巩固的时间不够。
4.解决设想。
（1）制作相关课件及操作录像。讲解知识点之前，应带学生到车间里观看操作。上课过程中将实例带到课堂上来，让学生有直观印象，并在理论课上采用模块化教学方式。目前，专业课都是两节或三节连上，上课前要告知学生下节课学习的内容，使学生有目的和方向，有助于部分学生预习。
（2）由于不是专门培训，不可能每个人有很多时间操作机床。有时，不能肯定自己的程序是否正确，需要一种验证程序的软件。让每个学生都有模拟加工的机会，省时间、省材料、省设备投入。在仿真过程中，刀具沿着所定义的加工轨迹进行动态加工，学生可以直观地掌握数控加工的过程，判断刀具轨迹的连续性、合理性，是否存在刀具干涉、空走刀撞刀等情况，刀位计算是否准确，加深了学生对加工工艺的理解和对刀具轨迹的认识。通过对照加工后的结果，学生明白了不同的刀位轨迹的加工结果有很大差异。实质上，加工刀具轨迹定义的合理与否，与学生对零件加工工艺知识掌握的熟练程度有密切的关系。学生可以发挥自己的创造性和综合能力，对不满意的加工结果重新进行零件建模或定义刀位轨迹，实现虚拟设计与虚拟加工。目前，笔者所在的学校还没有开设好。这一过程将数控编程、制造工艺、刀具、数控机床、数控加工等课程有机结合起来，使学生觉得以前所学的知识不再孤立、枯燥，在数控技术课程中达到了融会贯通，并在计算机上变得生动、形象起来，巩固了加工工艺方面的知识，以减少实际操作时的调试时间。
（3）实训期间，告知他们具体的训练目标、考核目标、练习要点，让学生有很强的责任意识，避免无所事事。分配任务时，还要考虑团体合作，也要注重自身技能的训练。
（4）建立榜样，树立模范。通过榜样效应激励有想法的学生不断向前，不断挑战。激发学生争强好胜的心态、争做精品的势头，由此可形成“比、学、赶、忙、操”的良性循环。设立帮扶就是让学得好的学生带没学好的，小组搭配，形成组内互学，这样教师上课、学生学习的劲头会旺盛，从应付式到自发式学习，让他们明白学习及提高技能的好处。
5.具体实施。数控培训班学生目前的基础还可以，有二分之一的人能独立操作；基础的程序指令都已经学过，但真正能够掌握的只有三分之一。短期内，学校给笔者设定的目标是：所有学生都能独立操作机床，对于简单图形能熟练编制并加工。培训班只有9人，笔者采用以下方式促进他们学习，并完成指标。
（1）告诉学生总体及每天的训练计划及考核方式。重新分组，每组搭配适当，让学生自己书写练习目标、每天训练的得失及第二天的规划。
（2）用优秀作品鼓励学生，让大家看到可能，希望大家超越，做到每天有收获。
（3）将新知识点、新工艺作为重点讲解对象，并给每位学生一段时间自由操作机床，自己寻找想要的加工工艺是否合适。
（4）每天进行产品质量评定，采用组内先评，组外互评，让小组看到差距，激发成员的斗志。
6.信息反馈。通过练习，学生都能独立并熟练操作机床。对于简单的零件，能在规定时间内完成且保证质量，可以说是完成现阶段的训练目标。但这只是小批量的训练，指导教师有足够的精力来指导每位学生。若有大批量的训练，训练方式及指导方法有待探索。■