數(shù)控加工技術(shù)教學(xué)改革探索

1、數(shù)控加工技術(shù)教學(xué)改革探索 摘要：本文從高職高?！皺C械制造工藝和設(shè)備”專業(yè)中的一門主干專業(yè)課數(shù)控加工技術(shù)出發(fā)，探索如何有效地實施教學(xué)改革方法。通過教改實施過程分析，顯示出專業(yè)英語的滲透教學(xué)數(shù)控編程、實驗、實訓(xùn)的強化，以及課堂中的互動式教學(xué)方法均深受學(xué)生的歡迎，學(xué)生的專業(yè)能力也得到了提高。 關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；數(shù)控加工技術(shù)數(shù)控加工技術(shù)是高職高專學(xué)?！皺C械制造工藝與設(shè)備專業(yè)”的主干課程。2002年，我們承擔了“數(shù)控加工技術(shù)課程教學(xué)改革方案”教改課題。在課題中強調(diào)了加強數(shù)控編程能力，相對淡化數(shù)控機床結(jié)構(gòu)，滲入專業(yè)英語教學(xué)，加強實驗、實訓(xùn)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生對知識的綜合應(yīng)用能力。在課題的教學(xué)方法改革中，強調(diào)了讓

2、學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中做自行研究課題，在課堂學(xué)習(xí)過程中多與老師一起互動學(xué)習(xí)。教改方案取得了有關(guān)專家的認可。2003年，為了確認方案的實施效果，我們在教學(xué)中使用了該方案，并對實施的前后過程進行了分析研究。 一、教改實施前的準備 1授課計劃的制定 2003-2004學(xué)年第一學(xué)期，我們承擔了三年制國家級示范性專業(yè)(機械制造工藝與設(shè)備“先進制造技術(shù)”方向)學(xué)生的數(shù)控加工技術(shù)課程教學(xué)任務(wù)。根據(jù)教改后的教學(xué)大綱，結(jié)合現(xiàn)有實驗設(shè)備和實驗設(shè)備使用原則，我們制定了新的授課計劃。相對教改之前增加了實驗內(nèi)容、手工及自動編程內(nèi)容，相對淡化數(shù)控機床結(jié)構(gòu)分析。時間安排上也作了調(diào)整，以前將數(shù)控車床的編程放在一起講，講完之后再講數(shù)

3、控銑床的編程，同學(xué)們很容易遺忘前面學(xué)的車床編程內(nèi)容。現(xiàn)在，將編程分為基礎(chǔ)篇和提高篇，將數(shù)控車床和數(shù)控銑床穿插在其中，不斷地提高學(xué)生的編程能力。 2教學(xué)內(nèi)容的準備 因為教學(xué)大綱和授課計劃作了充分調(diào)整，本學(xué)期我們重新對課程內(nèi)容進行備課。講稿內(nèi)容中增加了專業(yè)英語，從原版的數(shù)控教材中摘錄了一些數(shù)控知識，對數(shù)控專業(yè)詞語也作了英語注釋。教學(xué)過程中，對一些喜歡英語的同學(xué)來說，他們非常喜歡這樣的形式，平時在與同學(xué)們的交流中已得到及時反饋。 思考題及習(xí)題的準備也很有必要。通過布置思考題及習(xí)題，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)之后有個思考和消化的過程。 自動編程內(nèi)容和V-CNC程序驗證內(nèi)容的準備。自動編程內(nèi)容讓學(xué)生開拓視野，在學(xué)會手

4、工編程基礎(chǔ)知識之后，提高技能，讓學(xué)生了解復(fù)雜零件的自動編程過程，以適應(yīng)社會發(fā)展的需要。程序的編制需進行驗證，使用V-CNC虛擬仿真軟件，讓學(xué)生在上機床操作之前，先對操作環(huán)境，加工過程有個全面的認識，在仿真過程中發(fā)現(xiàn)問題，避免操作時發(fā)生碰刀、過切等錯誤。為此為學(xué)生準備了MasterCAM9.0和V-CNC的補充教材和CAI課件。在教學(xué)內(nèi)容中強化編程，特別在編程時讓學(xué)生必須考慮工藝問題，使學(xué)生在學(xué)習(xí)編程時懂得了工藝路線的確定、刀具的選擇和切削用量的設(shè)定方法，為期末的實訓(xùn)作好準備，也為社會輸送能盡快適應(yīng)數(shù)控機床操作崗位的人才作好準備。 二、教改實施 1采用行為導(dǎo)向的教學(xué)方式 我們盡量采用行為導(dǎo)向的教

5、學(xué)方式讓學(xué)生有更多自主學(xué)習(xí)的機會。在開學(xué)之初，將授課計劃發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生知道本學(xué)期的學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)進度，對于認真學(xué)習(xí)的同學(xué)，可以讓他們做到課前預(yù)習(xí)。另外，還采用了布置自行研究課題的形式，在教學(xué)中部分采用以學(xué)生為中心的課堂教學(xué)方式，結(jié)合一些多媒體的教學(xué)方法進行編程知識的教學(xué)，并加強實驗、實訓(xùn)環(huán)節(jié)，采用傳、幫、帶的方式進行實踐教學(xué)。 (1)自行研究課題 在學(xué)期開學(xué)初，我們就將課題內(nèi)容公布給學(xué)生，并告知學(xué)生如何做、為何要做。學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程的同時，能夠在課外翻看一些數(shù)控資料，在課余老師還曾帶學(xué)生去上海新國際展覽中心觀看工業(yè)設(shè)備展覽。期中，讓已經(jīng)做好課題論文的學(xué)生在課前用5分鐘左右時間向同學(xué)介紹，期末

6、時全部上交規(guī)定字數(shù)的小論文。 自行研究課題讓學(xué)生學(xué)會了收集資料、使用資料，學(xué)會了專業(yè)論文的書寫方式，更重要的是使他們了解了數(shù)控加工技術(shù)的最新發(fā)展方向，并激發(fā)部分同學(xué)對數(shù)控的學(xué)習(xí)興趣。讓學(xué)生在課外積累數(shù)控相關(guān)知識，擴大知識面，充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性。 (2)在教學(xué)中逐步滲透以學(xué)生為中心的課堂教學(xué) 數(shù)控加工技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容較新，技術(shù)發(fā)展較快，但因為班級學(xué)生人數(shù)很多(每班有50左右的學(xué)生)，也因為傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式在學(xué)生心中根深蒂固，教學(xué)作大規(guī)模的改變也許會影響教學(xué)效果，所以，我們只在幾次課堂教學(xué)中選部分內(nèi)容進行試點。 我們沒有作大規(guī)模試點的另一個原因來源于事先的調(diào)查研究。在調(diào)查中我們知道只有3-

7、5的學(xué)生有預(yù)習(xí)習(xí)慣，12-27的學(xué)生在老師布置預(yù)習(xí)作業(yè)時會預(yù)習(xí)，人數(shù)不到一半，讓學(xué)生主動學(xué)習(xí)有些困難。在本學(xué)期的實施過程中確實也遇到了阻力，一般每堂課結(jié)束，老師會告知學(xué)生下堂課的內(nèi)容，希望學(xué)生能進行預(yù)習(xí)，特別有兩次老師布置了預(yù)習(xí)題目，但結(jié)果也只有8- 11的學(xué)生有預(yù)習(xí)習(xí)慣，21-31的學(xué)生完成了老師布置的預(yù)習(xí)作業(yè)。 雖然主動參與的同學(xué)不到一半，但也不能放棄嘗試。我們鼓勵完成預(yù)習(xí)作業(yè)的同學(xué)上臺講解并提出他在預(yù)習(xí)中遇到的問題，大家一起解決，最終老師給出結(jié)論。通過幾次嘗試，學(xué)生的積極性有所調(diào)動，課堂氣氛活躍了許多。上臺講解既能鍛煉學(xué)生的表達能力，又能使教師了解學(xué)生對知識的掌握程度。 其實學(xué)生是喜歡這

8、種形式的，因為在調(diào)查中可以看出，有66-71的學(xué)生喜歡互動式的教學(xué)方法，只是他們只想活躍課堂氣氛，但還不知道自己怎樣參與。通過進一步的引導(dǎo)，相信會收到更好的效果。 (3)多媒體教學(xué)方法 根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容，我們采用不同的教學(xué)方式。在自動編程內(nèi)容的教學(xué)中，我們采用多媒體的教學(xué)方法。同學(xué)們能在計算機上直接看到自動編程的過程，從CAD設(shè)計、工藝參數(shù)的設(shè)定、刀具軌跡的生成到實體的仿真加工，最后通過后置處理，生成能夠直接在數(shù)控機床上使用的NC數(shù)控程序。教學(xué)過程中教師先作多媒體教學(xué)演示后讓學(xué)生自己動手操作，讓學(xué)生自己體會自動編程過程。因為課時的關(guān)系，自動編程的教學(xué)在該課程中只能起到拋磚引玉的作用。 (4)

9、加強實驗、實訓(xùn)環(huán)節(jié) 實驗、實訓(xùn)一直是深受學(xué)生喜歡的教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)生確實在這一環(huán)節(jié)能鞏固數(shù)控加工知識并進一步學(xué)到一些實踐知識。我們以行為導(dǎo)向的教學(xué)模式為依據(jù)，盡量多為同學(xué)提供自我參與的機會。在批改學(xué)生的數(shù)控程序上，也相對傳統(tǒng)模式作了改革。對每位同學(xué)批改所有的數(shù)控程序，將花費任課老師大量的時間，再認真也難免會有所疏漏，沒有指出學(xué)生的錯誤，將誤導(dǎo)學(xué)生。為此，充分利用先進資源，將更有效地提高教學(xué)質(zhì)量。對于學(xué)生所編的程序，要求學(xué)生在計算機房用 V-CNC虛擬仿真軟件進行驗證，老師在計算機房進行輔導(dǎo)，并對驗證結(jié)果當場評分。 在實驗環(huán)節(jié)中，我們要求每位同學(xué)完成指定的五個實驗，并完成實驗報告。實驗的教學(xué)方式采用傳

10、、幫、帶的形式，第一批由老師講解并演示，以后的幾批同學(xué)均由他們上一組中的同學(xué)進行帶教，老師只在一旁作指導(dǎo)。這種方式使學(xué)生參與的機會更多，發(fā)現(xiàn)的問題也更多，學(xué)到的實踐知識也更多，實驗效果良好，得到同學(xué)們的認可。實訓(xùn)這一環(huán)節(jié)完全貫徹了行為導(dǎo)向的教學(xué)方式。實訓(xùn)是提高數(shù)控加工技術(shù)、綜合驗證數(shù)控加工能力的一個重要環(huán)節(jié)。大部分學(xué)生比較重視這一環(huán)節(jié)。因為在這一環(huán)節(jié)，學(xué)生能學(xué)到很多實踐知識并把所學(xué)知識融會貫通。實訓(xùn)時，老師布置加工任務(wù)要求學(xué)生對所給的零件安排加工工藝路線，設(shè)定切削用量，從毛坯開始，編制合理的程序獨立完成整個零件的加工，并將尺寸和表面粗糙度控制在要求的范圍內(nèi)。為盡量減少事故的發(fā)生，要求學(xué)生必須事

11、先在仿真軟件上驗證加工軌跡再上機床進行加工。通過獨立完成整個零件的數(shù)控加工，學(xué)生系統(tǒng)地掌握了數(shù)控機床的操作和數(shù)控編程及加工知識，很多同學(xué)在課程結(jié)束之后，參加勞動部組織的數(shù)控中級工能力考試獲得了數(shù)控中級工證書。在實訓(xùn)時同時強調(diào)安全知識及安全的重要性，避免事故的發(fā)生。實訓(xùn)效果良好，滿意度在逐年增加。 三、教學(xué)改革結(jié)果分析 教改是否成功，只有通過具體實施，并進行比較研究總結(jié)，才能真正得出結(jié)論。在本學(xué)期進行教學(xué)改革之后，我們將數(shù)控加工技術(shù)課程學(xué)習(xí)情況問卷發(fā)給學(xué)生填寫，得到了一定的信息反饋?，F(xiàn)將教改前和教改后的學(xué)生學(xué)習(xí)情況反饋進行比較，結(jié)果如附表一所示。從表中可以看出，通過教改，在學(xué)生的信息反饋中已取得

12、了一些滿意的效果，具體表現(xiàn)為： (1)教學(xué)改革在總體上得到認可，學(xué)生中認為學(xué)習(xí)效果很好的同學(xué)由原來的18提高到 51。 (2)教改中課程內(nèi)容的安排更趨合理，學(xué)生對課程內(nèi)容的興趣由原來的30提高到57。 (3)專業(yè)英語和自行研究課題的加入得到部分要求上進的同學(xué)的認可，各班的反映情況不一，歡迎的比例在34-60。 (4)教改之前，學(xué)生對自動編程內(nèi)容感興趣，希望學(xué)；教改之后，通過對自動編程內(nèi)容的接觸，學(xué)生們?nèi)员硎境鰪V泛的受歡迎程度。 (5)在實驗、實訓(xùn)時間和內(nèi)容的安排上，從數(shù)據(jù)就可看出，學(xué)生的滿意度在提高，只是因為學(xué)生人數(shù)較多(機0121班學(xué)生50人，機0122班學(xué)生48人)，實驗設(shè)備較少(三臺數(shù)控

13、車床、二臺數(shù)控銑床、一臺加工中心)，以及學(xué)時的關(guān)系，學(xué)生對實驗時間和實驗內(nèi)容還有更高的要求。 因為教改之后，學(xué)生學(xué)習(xí)的知識點有所變化，考卷的形式和知識點的分值安排也有所變化，考試的總成績不一定能評價教改結(jié)果，所以我們將教改之前學(xué)生編程能力與教改之后學(xué)生的編程能力作了一個比較。教改之前，學(xué)生在期末的考試中對編程題的失分率高達42，考試成績不太理想。教改之后，學(xué)生在考試中編程題的失分率下降到28，學(xué)生編程時能主動考慮工藝問題，大大提高了所編程序的實用性。 但在期末的調(diào)查中我們也發(fā)現(xiàn)一些學(xué)生對自行研究課題抱無所謂的態(tài)度，因為他們認為這樣增加了他們的工作量。這些學(xué)生對學(xué)習(xí)的目的不是很明確，其實自行研究課題的形式有其積極的意義，在以后的實施中應(yīng)加大引導(dǎo)的力度，讓學(xué)生不認為這是一種負擔。 教學(xué)改革如能取得成功，最得益的應(yīng)該是學(xué)生。本次教改取得了較為滿意的結(jié)果，為了取得更好的效果，誠懇得到各位專家和同