羅威

摘 要：通過(guò)分析嘉應(yīng)學(xué)院理工科專業(yè)數(shù)控車(chē)床編程與加工實(shí)訓(xùn)的教學(xué)現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題，圍繞數(shù)控車(chē)床實(shí)訓(xùn)教學(xué)場(chǎng)所、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和實(shí)訓(xùn)評(píng)價(jià)考核方式進(jìn)行了改革探索與實(shí)踐，為提高數(shù)控車(chē)床編程與加工實(shí)訓(xùn)的教學(xué)質(zhì)量提供了思路。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車(chē)床實(shí)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(chē)床編程與加工實(shí)訓(xùn)是包含數(shù)控車(chē)床編程的相關(guān)理論知識(shí)與技能操作訓(xùn)練的一門(mén)具有較強(qiáng)專業(yè)實(shí)踐性的綜合課程[1]。該課程對(duì)學(xué)生掌握實(shí)際操作技能的要求較高，對(duì)提升理工科專業(yè)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)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(shí)訓(xùn)教學(xué)中存在的問(wèn)題[4]，有針對(duì)性地進(jìn)行數(shù)控車(chē)床實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革，增強(qiáng)理工科專業(yè)學(xué)生實(shí)踐技能和綜合素質(zhì)，提高數(shù)控車(chē)床編程與加工實(shí)訓(xùn)的教學(xué)質(zhì)量。

2 數(shù)控車(chē)床實(shí)訓(xùn)教學(xué)現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題

“數(shù)控車(chē)床編程與加工實(shí)訓(xùn)”課程是嘉應(yīng)學(xué)院理工科專業(yè)金工實(shí)訓(xùn)課程的一部分，也是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的必修課程[5]。當(dāng)前采用的教學(xué)指導(dǎo)書(shū)主要是自編的數(shù)控車(chē)床編程與加工實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)。教師利用一周的實(shí)訓(xùn)時(shí)間將數(shù)控車(chē)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(shí)訓(xùn)教學(xué)方式向?qū)W生進(jìn)行理論講授和實(shí)際操作演示，隨后學(xué)生進(jìn)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(jìn)行數(shù)控車(chē)床編程與加工實(shí)訓(xùn)的理工科專業(yè)并非是機(jī)械類(lèi)專業(yè)，在機(jī)械零件識(shí)圖方面、加工工藝和數(shù)控加工程序的編寫(xiě)等方面缺乏系統(tǒng)的理論學(xué)習(xí)和實(shí)際鍛煉，在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)，學(xué)生難以熟練掌握加工工藝和程序編寫(xiě)以及操作要點(diǎn)。此外受場(chǎng)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(shí)訓(xùn)室，共有8臺(tái)采用GSK 數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車(chē)床供40人班級(jí)使用，多人共用一臺(tái)數(shù)控車(chē)床導(dǎo)致學(xué)生實(shí)際操作時(shí)間少，站在外圍的同學(xué)接受知識(shí)的效果差，動(dòng)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(guò)于枯燥與乏味，且實(shí)訓(xùn)考核主要是檢查學(xué)生的加工工件，實(shí)訓(xùn)實(shí)際操作技能過(guò)程的考核方式單一，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)訓(xùn)的積極性普遍不高。

3 數(shù)控車(chē)床實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

針對(duì)當(dāng)前理工科專業(yè)數(shù)控車(chē)床編程與加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)現(xiàn)狀與存在的主要問(wèn)題，根據(jù)現(xiàn)有的教學(xué)資源，對(duì)實(shí)訓(xùn)教學(xué)場(chǎng)所、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和實(shí)訓(xùn)評(píng)價(jià)考核方式進(jìn)行改革探索與實(shí)踐。

3.1 整合實(shí)訓(xùn)教學(xué)場(chǎng)所，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)

充分利用數(shù)控車(chē)床實(shí)訓(xùn)室場(chǎng)所空間，將數(shù)控實(shí)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(shí)訓(xùn)場(chǎng)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?chē)故緮?shù)控車(chē)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(chē)床數(shù)量較少的實(shí)訓(xùn)教學(xué)條件限制，因此將40人左右的班級(jí)學(xué)生分為AB兩組，A組學(xué)生由鉗工實(shí)訓(xùn)教師進(jìn)行鉗工實(shí)訓(xùn)，B組學(xué)生由數(shù)控實(shí)訓(xùn)教師進(jìn)行數(shù)控車(chē)床實(shí)訓(xùn)，AB兩組各自任務(wù)完成后再對(duì)調(diào)實(shí)訓(xùn)。數(shù)控車(chē)床共有8臺(tái)，一臺(tái)數(shù)控車(chē)床上最多有三個(gè)學(xué)生進(jìn)行操作，保證了學(xué)生充分的操作訓(xùn)練時(shí)間，便于教師進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)和管理，提高了實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量[6]。

3.2 豐富和完善實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容

數(shù)控車(chē)床實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容的安排以從局部到整體，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)為原則。將數(shù)控車(chē)床實(shí)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(chē)床的工作原理、主要組成部分及其作用、數(shù)控車(chē)床的坐標(biāo)系統(tǒng)、機(jī)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(xiě)和輸入方法，倒角、臺(tái)階、圓弧、切槽、切斷和螺紋零件練習(xí)、綜合項(xiàng)目自主設(shè)計(jì)訓(xùn)練、考核工件。針對(duì)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(jī)床的組成部分、坐標(biāo)系統(tǒng)、機(jī)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(diǎn)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(chǎng)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(shí)操，實(shí)操結(jié)束后要對(duì)零件的加工過(guò)程做小組分析和總結(jié)。

在實(shí)訓(xùn)上課之前，通過(guò)超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)，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(jìn)行課前預(yù)習(xí)。包括CAD、PRO/E等在工程的應(yīng)用知識(shí)、加工的零件圖圖紙，引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)機(jī)械零件識(shí)圖能力的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生機(jī)械零件識(shí)圖;將制作的機(jī)床組成部分、工作原理、面板按鍵的分布、工件坐標(biāo)系、對(duì)刀、加工工藝、操作要點(diǎn)和數(shù)控加工編程知識(shí)等圖片和錄制的操作要點(diǎn)和加工視頻供學(xué)生課前預(yù)習(xí)和課下鞏固，增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)和加強(qiáng)對(duì)數(shù)控車(chē)床加工編程的認(rèn)識(shí)。

在實(shí)訓(xùn)教學(xué)過(guò)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(jìn)行合理的分組，每個(gè)小組成員有不同的職責(zé)。根據(jù)分組，教師先讓學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)的圖紙進(jìn)行編程加工，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)圖紙進(jìn)行分析，將數(shù)控車(chē)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(zhǎng)進(jìn)行分工合作。進(jìn)而采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法，各小組學(xué)生自行討論設(shè)計(jì)綜合項(xiàng)目的加工工藝及程序，教師采用啟發(fā)式教學(xué)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的引導(dǎo)，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)管理，讓學(xué)生自主完成綜合項(xiàng)目的整個(gè)制作過(guò)程。加工完成后采用比較式教學(xué)，通過(guò)展示各小組的加工零件，在尺寸和粗糙度等方面進(jìn)行對(duì)比，對(duì)不合格的零件進(jìn)行分析，是加工過(guò)程游標(biāo)卡尺測(cè)量不規(guī)范導(dǎo)致讀數(shù)偏差、對(duì)刀或者編程等原因?qū)е碌?，還是機(jī)床的誤差導(dǎo)致的。從而增強(qiáng)學(xué)生參與實(shí)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(dòng)手實(shí)踐能力。

3.4 結(jié)合仿真軟件進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，強(qiáng)化對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)

由于學(xué)生在對(duì)刀過(guò)程中的失誤、編寫(xiě)程序或者加工路線過(guò)程中的錯(cuò)誤，會(huì)容易出現(xiàn)工件報(bào)廢、車(chē)床部件發(fā)生碰撞等嚴(yán)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(duì)數(shù)控車(chē)床的編程、操作和加工等過(guò)程進(jìn)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(jìn)行數(shù)控車(chē)床操作前，采用數(shù)控加工仿真軟件進(jìn)行理論知識(shí)和仿真的教學(xué)。在學(xué)生掌握數(shù)控車(chē)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(diǎn)、進(jìn)刀量等的確定。然后再進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解。采用仿真軟件將理論知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合，強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)數(shù)控車(chē)床的理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)，激發(fā)了學(xué)生數(shù)控車(chē)床實(shí)訓(xùn)的興趣，提高了數(shù)控車(chē)床編程與加工實(shí)訓(xùn)的教學(xué)水平。

4 實(shí)訓(xùn)評(píng)價(jià)考核方式的改革

在考核學(xué)生成績(jī)方面，采取平時(shí)考核、仿真和實(shí)際操作考核、綜合素質(zhì)考核和實(shí)訓(xùn)報(bào)告考核相結(jié)合的評(píng)價(jià)考核方式。平時(shí)成績(jī)（占10%），考核學(xué)生的考勤、實(shí)訓(xùn)態(tài)度和紀(jì)律;仿真和實(shí)際操作成績(jī)（占50%），考核學(xué)生對(duì)軟件編程和實(shí)操的掌握程度;綜合素質(zhì)（占10%），考核學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，對(duì)數(shù)控車(chē)床實(shí)踐操作能力的綜合評(píng)定;實(shí)訓(xùn)報(bào)告（占30%），對(duì)實(shí)訓(xùn)的理論知識(shí)和操作原理、加工工藝制定和數(shù)控加工程序綜合評(píng)定。改革后的實(shí)訓(xùn)評(píng)價(jià)考核方式注重學(xué)生對(duì)數(shù)控車(chē)床編程與加工實(shí)訓(xùn)的掌握程度和動(dòng)手實(shí)踐過(guò)程，調(diào)動(dòng)了學(xué)生實(shí)訓(xùn)的積極性，提高了實(shí)訓(xùn)的教學(xué)效果。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)嘉應(yīng)學(xué)院理工科專業(yè)數(shù)控車(chē)床編程與加工實(shí)訓(xùn)的教學(xué)場(chǎng)所進(jìn)行整合、對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式以及實(shí)訓(xùn)評(píng)價(jià)考核方式進(jìn)行改革探索與實(shí)踐，激發(fā)了學(xué)生參與數(shù)控車(chē)床實(shí)訓(xùn)的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐操作能力和綜合素質(zhì)，提高了數(shù)控車(chē)床編程與加工實(shí)訓(xùn)的教學(xué)質(zhì)量。

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

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