張錦洲,徐小兵 (長(zhǎng)江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,湖北荊州 434023)

高校數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革探討

張錦洲,徐小兵 (長(zhǎng)江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,湖北荊州 434023)

數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)是培養(yǎng)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)人才的重要環(huán)節(jié),對(duì)于提高學(xué)生的專業(yè)綜合能力、創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)際操作能力具有重要意義。針對(duì)數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、教學(xué)管理、數(shù)控實(shí)訓(xùn)方案和師資隊(duì)伍建設(shè)方面存在的一些問(wèn)題,對(duì)數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)的改革思路和具體措施進(jìn)行了探討。高校數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革要以培養(yǎng)機(jī)械工程技術(shù)應(yīng)用能力為核心,密切跟蹤現(xiàn)代機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域的新技術(shù)、新工藝、新材料,及時(shí)更新數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容,改進(jìn)數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)方法和手段;要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè);采取開(kāi)放式教學(xué)管理;實(shí)施分專業(yè)、分層次、多模塊的數(shù)控實(shí)訓(xùn)方案;全面提升指導(dǎo)教師的水平。實(shí)踐證明,實(shí)施數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革,有利于實(shí)現(xiàn)數(shù)控教學(xué)過(guò)程的科學(xué)化與合理性,有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,有利于促進(jìn)了學(xué)生知識(shí)、技能的相互轉(zhuǎn)化,使教學(xué)質(zhì)量得到了顯著的提高。

數(shù)控實(shí)訓(xùn);實(shí)驗(yàn)室建設(shè);教學(xué)管理;數(shù)控實(shí)訓(xùn)方案;師資隊(duì)伍建設(shè)

培養(yǎng)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)人才是高校機(jī)電類專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)市場(chǎng)需求的高技術(shù)應(yīng)用型人才的重要目標(biāo)。數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)是培養(yǎng)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)人才的重要環(huán)節(jié),對(duì)于提高學(xué)生的專業(yè)綜合能力、創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)際操作能力具有重要意義[1]。數(shù)控實(shí)訓(xùn)以職業(yè)能力培養(yǎng)為目的,以實(shí)際操作為手段,對(duì)學(xué)生進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練,并與生產(chǎn)實(shí)際接軌,要求學(xué)生利用現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備,編制加工工藝文件,嚴(yán)格按照操作規(guī)程,加工出符合圖紙要求的產(chǎn)品[2]。數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,鍛煉學(xué)生的綜合能力,幫助學(xué)生在有限的實(shí)訓(xùn)時(shí)間內(nèi)掌握數(shù)控加工技術(shù)要領(lǐng)??長(zhǎng)江大學(xué)校級(jí)重點(diǎn)教學(xué)研究項(xiàng)目(JY2013008)。。

目前,高校數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、教學(xué)管理、數(shù)控實(shí)訓(xùn)方案和師資隊(duì)伍建設(shè)方面還存在著一些問(wèn)題,制約著數(shù)控實(shí)訓(xùn)工作的有效開(kāi)展和現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)人才培養(yǎng)水平的提高。如數(shù)控機(jī)床價(jià)格高昂,數(shù)量有限,不能滿足規(guī)模教學(xué),數(shù)控實(shí)習(xí)多以示范性和驗(yàn)證性為主,著重對(duì)基本理論的校驗(yàn)和實(shí)際工件的演示,學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)少。實(shí)訓(xùn)重點(diǎn)放在數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)單操作上,而對(duì)數(shù)控加工工藝、數(shù)控機(jī)床的維護(hù)、維修等專業(yè)技術(shù)能力訓(xùn)練不夠。數(shù)控實(shí)訓(xùn)實(shí)施方案設(shè)計(jì)不合理,教學(xué)內(nèi)容比較陳舊,教學(xué)目標(biāo)沒(méi)有突出專業(yè)性和層次性,學(xué)生所學(xué)的知識(shí)技能與企業(yè)的要求存在較大差距。

在此,筆者以長(zhǎng)江大學(xué)機(jī)械工程實(shí)訓(xùn)中心為例,針對(duì)數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)實(shí)踐中存在的上述問(wèn)題,提出了數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)的改革思路和措施。

1 數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革思路

長(zhǎng)江大學(xué)機(jī)械工程實(shí)訓(xùn)中心是湖北省高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心。針對(duì)數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)存在的主要問(wèn)題,機(jī)械工程實(shí)訓(xùn)中心注重轉(zhuǎn)變思想、更新觀念,以培養(yǎng)機(jī)械工程技術(shù)應(yīng)用能力為核心,密切跟蹤現(xiàn)代機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域的新技術(shù)、新工藝、新材料,及時(shí)更新數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容,改進(jìn)數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)方法和手段,逐步探索出一套符合現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)人才成長(zhǎng)要求的數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系。

2 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

長(zhǎng)江大學(xué)機(jī)械工程實(shí)訓(xùn)中心建立了數(shù)控模擬實(shí)驗(yàn)室,數(shù)控仿真系統(tǒng)組成如圖1所示。機(jī)械工程實(shí)訓(xùn)中心購(gòu)置了MASTERCAM,PROE,VNUC等數(shù)控模擬仿真軟件,大大降低了成本,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。數(shù)控模擬仿真軟件可以在虛擬環(huán)境中學(xué)習(xí)機(jī)床操作,模擬數(shù)控車床、銑床、加工中心、雕刻機(jī)和電火花加工等數(shù)控加工方法的整個(gè)加工過(guò)程,可對(duì)不同類型的機(jī)床和加工環(huán)境進(jìn)行計(jì)算機(jī)可視化虛擬再現(xiàn);對(duì)切削加工過(guò)程進(jìn)行虛擬實(shí)現(xiàn);對(duì)切削路徑進(jìn)行驗(yàn)證與分析;對(duì)刀具路徑生成進(jìn)行最優(yōu)化處理;在實(shí)現(xiàn)幾何虛擬仿真的基礎(chǔ)上開(kāi)始進(jìn)行切削狀態(tài)的物理虛擬仿真,使學(xué)生迅速掌握操作過(guò)程,學(xué)習(xí)后可在實(shí)際機(jī)床上加工[3]。仿真實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容包括:操作面板仿真、機(jī)床和工件仿真、三爪卡盤(pán)仿真、刀架仿真、裝刀對(duì)刀仿真、加工成型仿真等。

3 采取開(kāi)放式教學(xué)管理

1)教學(xué)內(nèi)容安排。開(kāi)展數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)工作前,在機(jī)械工程實(shí)訓(xùn)中心網(wǎng)頁(yè)上公布所有教學(xué)單元時(shí)間段的內(nèi)容,讓學(xué)生有充足的時(shí)間預(yù)習(xí)數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容。這有利于學(xué)生明確數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)的目標(biāo),并結(jié)合自身實(shí)際調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度。

2)教學(xué)時(shí)間安排。根據(jù)實(shí)踐教學(xué)安排,周一至周日全天對(duì)學(xué)生開(kāi)放。寒暑假和其他節(jié)假日也面向參加課外科技實(shí)踐活動(dòng)的學(xué)生全天開(kāi)放。學(xué)生課外科技實(shí)踐活動(dòng)實(shí)行導(dǎo)師負(fù)責(zé)制,由指導(dǎo)教師和學(xué)生根據(jù)具體情況自行確定指導(dǎo)時(shí)間。對(duì)外校學(xué)生采取預(yù)約制。兄弟院校根據(jù)本校的教學(xué)計(jì)劃安排,提前一個(gè)學(xué)期進(jìn)行預(yù)約,根據(jù)預(yù)約時(shí)間,安排外校學(xué)生的實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)工作。對(duì)社會(huì)企業(yè)采取培訓(xùn)班制,根據(jù)需要,定期舉行系列培訓(xùn)班。采取開(kāi)放式教學(xué)管理方式,可以彌補(bǔ)課堂教學(xué)時(shí)間不足,使學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)進(jìn)入實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)際操作。

圖1 數(shù)控仿真系統(tǒng)組成

4 實(shí)施分專業(yè)、分層次、多模塊的數(shù)控實(shí)訓(xùn)方案

針對(duì)不同專業(yè),重新編寫(xiě)教學(xué)大綱,規(guī)劃設(shè)計(jì)數(shù)控實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,實(shí)施分專業(yè)、分層次、多模塊的數(shù)控實(shí)訓(xùn)方案。將數(shù)控編程與加工所需的基本工藝、CAD/CAM自動(dòng)編程技術(shù)等按數(shù)控車、銑、加工中心等工種進(jìn)行設(shè)計(jì)、組合,形成數(shù)控機(jī)床與編程概述模塊、數(shù)控銑床編程與加工操作模塊、加工中心編程與加工操作模塊、數(shù)控車床編程與加工操作模塊、電火花線切割機(jī)床編程與加工操作模塊等教學(xué)模塊。針對(duì)不同專業(yè)、不同層次的教學(xué)對(duì)象,分別編寫(xiě)教學(xué)大綱,選取各自培訓(xùn)的模塊,著重加強(qiáng)對(duì)學(xué)生某一方面能力的培養(yǎng)[4]。實(shí)踐證明,數(shù)控實(shí)訓(xùn)方案培養(yǎng)對(duì)象明確,任務(wù)設(shè)計(jì)合理,教學(xué)內(nèi)容充足,滿足了不同專業(yè)、不同層次學(xué)生的需求。

5 全面提升指導(dǎo)教師的水平

《數(shù)控技術(shù)》是一門(mén)多學(xué)科交叉、理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程,這對(duì)數(shù)控實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師的綜合素質(zhì)和實(shí)踐操作能力提出了更高的要求。在數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)中,教師必須熟練掌握數(shù)控機(jī)床的基本操作技能,了解數(shù)控機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)原理和常規(guī)維護(hù)技術(shù),熟悉現(xiàn)代CAD/CAM自動(dòng)加工技術(shù)的應(yīng)用方法和基本流程?？梢砸劳惺〔考?jí)競(jìng)賽等平臺(tái),組織學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、湖北省大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽,全國(guó)大學(xué)生工程實(shí)訓(xùn)綜合能力競(jìng)賽,全國(guó)大學(xué)生工業(yè)設(shè)計(jì)大賽,并以此為契機(jī),加強(qiáng)數(shù)控實(shí)訓(xùn)師資隊(duì)伍建設(shè),全面提升教師的指導(dǎo)水平。此外,還要充分利用機(jī)械工程實(shí)訓(xùn)中心的實(shí)訓(xùn)設(shè)備對(duì)指導(dǎo)教師進(jìn)行技能培訓(xùn)。選取幾個(gè)具有代表性的課題,對(duì)指導(dǎo)老師進(jìn)行工藝和操作培訓(xùn),提升指導(dǎo)教師的專業(yè)技能。

6 改革效果

1)數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)覆蓋面廣,教學(xué)效果好。學(xué)生普遍反映數(shù)控實(shí)訓(xùn)內(nèi)容豐富,教學(xué)形式多樣,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣濃厚,通過(guò)數(shù)控實(shí)訓(xùn)使動(dòng)手能力明顯提高,在校生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)滿意率均在90%以上。指導(dǎo)老師認(rèn)為通過(guò)數(shù)控實(shí)訓(xùn)學(xué)生的觀察、分析問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力得到大幅提高,為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。

2)畢業(yè)生普遍獲得用人單位好評(píng)。用人單位普遍反映畢業(yè)生專業(yè)知識(shí)水平、專業(yè)實(shí)踐技能高,創(chuàng)新能力及發(fā)展?jié)摿^強(qiáng)。

3)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)制作能力得到提高。在湖北省大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽中,長(zhǎng)江大學(xué)機(jī)械學(xué)院獲得了3個(gè)一等獎(jiǎng)、7個(gè)二等獎(jiǎng)、2個(gè)三等獎(jiǎng),獲得專利3項(xiàng),2名學(xué)生分別獲得2006年湖北省大學(xué)生優(yōu)秀科研成果二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)。

4)近三年來(lái),學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)獲得湖北省優(yōu)秀學(xué)士論文一等獎(jiǎng)10項(xiàng)、二等獎(jiǎng)14項(xiàng)、三等獎(jiǎng)27項(xiàng)。

實(shí)踐證明,實(shí)施數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革,有利于實(shí)現(xiàn)數(shù)控教學(xué)過(guò)程的科學(xué)化與合理性,有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,有利于促進(jìn)了學(xué)生知識(shí)、技能的相互轉(zhuǎn)化,使教學(xué)質(zhì)量得到了顯著的提高。

[1]薛光明,陳童.淺談針對(duì)本科數(shù)控實(shí)訓(xùn)教學(xué)的幾點(diǎn)意見(jiàn)[J].職業(yè)圈,2007(8):109-110.

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[編輯] 洪云飛

N4

A

1673-1409(2014)22-0111-02

2014-04-06

張錦洲(1976-),男,副教授,博士生,現(xiàn)主要從事材料加工方面的教學(xué)與研究工作。