時間:2023-03-08 15:29:38
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《數控機床故障診斷與維修》是數控技術、數控設備維修等專業的一門專業核心課程,它的教學效果直接影響到數控機床維修人才的培養規格和質量。針對本課程自身特點,分析教學與實踐中存在的問題,結合相關專業的就業需求現狀,依托FANUC0imateTD數控實訓平臺進行課程教學改革。重點突出理論與實踐教學相結合,使學生熟練掌握數控機床常見故障現象、故障產生原因及故障診斷和排除的方法,達到培養學生分析問題和解決問題的綜合能力、增強實踐動手能力的目的。
【關鍵詞】
數控機床;故障診斷與維修;教學改革;數控實訓平臺
數控機床維修工是我國勞動和社會保障部在2006年的新職業,主要從事數控機床的安裝、調試、維護保養和檢修工作。一名合格的數控機床維修工不僅要具有扎實的專業理論知識功底,還要具備檢查、分析、確定故障原因和快速準確的維修好機床的能力。為滿足社會需求,大多數職業院校在數控技術專業或數控設備維修等專業都開設了《數控機床故障診斷與維修》課程,并把它作為一門專業核心課程,為社會輸送了大量數控機床維修人員。然而高職院校數控機床維修課程在教學中存在重理論輕實踐,理論和實踐教學脫離的現象,學生的職業素質與企業的用工要求還有一定的距離。這就導致了企業招聘的數控維修工不能達到用工要求,相關專業的畢業生就業難以對口的矛盾。因此,對于數控機床故障診斷與維修課程的教學迫切需要進行改革與創新,探索出學校、學生和企業都能共同參與、共同獲益的教學方法。
1課程教學主要面臨的問題
(1)課程教學中涉及的知識面廣,包括了數控系統、數控機床機械結構、電氣控制、液壓與氣動等相關知識,這些知識在前置課程中進行了獨立設置。但是在前期教學中,學生基本只是孤立的接受知識,而本課程則是將這些知識融合到一起,并且要將理論知識應用于實踐解決實際問題,再加上職業院校的學生文化基礎相對比較薄弱,這就導致了大部分學生感到這門課程的學習難度很大,對知識進行綜合應用時無從下手。(2)課程教學仍然以理論教學為主。在本門課程的實踐教學過程中,數控設備通常會處于被保護狀態,不能進行拆裝,這就使得用于維修教學的設備不足,學生僅僅只是接收一些認知實驗,或者老師設定一些簡單的故障讓學生進行排除,實習時間得不到足夠保障,學生的綜合實踐能力難以提高。(3)數控系統的品牌、型號眾多,更新也快,其結構、參數設置以及故障診斷方法等在不同的品牌和型號中均存在一定的差異。而本課程在課堂教學中往往只是以一種數控系統為載體來進行教學設計與安排,最多再把學校擁有的其它數控系統作為輔助介紹,缺乏了對機床故障診斷與維修方法能力的培養,因此,難以培養出走出校門就能滿足企業基本要求的數控維修人員。(4)考核方式不合理,《數控機床故障診斷與維修》傳統的考核方式為:平時成績(50%)+期末考試(50%)=總評成績,這種考核方式已不再適應“雙證融通”人才培養模式,也不適合于本門課程的成績評定,為此該課程的考核方式需要進行改革??己朔绞讲缓侠?,《數控機床故障診斷與維修》傳統的考核方式為:平時成績(50%)+期末考試(50%)=總評成績,這種考核方式已不再適應“雙證融通”人才培養模式,也不適合于本門課程的成績評定,為此該課程的考核方式需要進行改革。
2課程教學改革的研究內容
(1)研究以典型項目為載體的基于工作過程的課程教學內容,讓學生在真實或接近真實的實踐情境中獲得知識和技能。(2)依托FANUC0imateTD數控實訓平臺研究數控機床維修的典型工作任務,并結合維修工的國家職業技能鑒定標準對教學內容進行整合,確定出課程學習的不同學習情境,精選企業現場典型的維修案例作為教學任務。(3)研究新的課程考核評價方式。
3解決教學問題采取的方法
(1)采用項目教學法,以工程為背景,把項目作為載體實施課堂教學,依托FANUC0imateTD數控實訓平臺,學生親自完成各項目實施的整個過程。構建課程項目圍繞項目構思→設計→實施→運作的主線來進行,實現課程理論知識和實踐技能一體化教學。(2)課程項目要符合課程教學目標的要求,與企業實際相結合,還要考慮學生的綜合能力。課程項目的開發最好由學校教師、企業維修技術人員以及行業專家共同研討,精選出有代表性的項目案例;也可以讓學生利用學校建立的FANUC數控實訓臺參與開發一些簡單的課程項目,使學校資源得到更好的利用最大化。(3)課程教學實行雙導師制,尤其在實踐教學環節,安排企業工程師或學校的實訓教師與學校理論教師一起共同擔任該環節的指導老師。同時,學校也應多安排專業教師到企業兼職鍛煉,不斷提升教師的工程實踐能力。(4)對于強調實踐能力突出的課程,傳統的考核方式不能合適體現課程的學習效果。新的評價方法應該是注重學生的綜合職業能力,以過程性考核為主,采用多元化的評價方法。比如課程項目實施完成后做項目的展示;以小組為單位進行答辯;答辯完后學生撰寫個人項目報告,總結項目學習的成果,分享心得和體會。
4教學改革的主要特色
(1)課程項目的實施過程依托FANUC數控實訓臺,體現了“做中學”的理念。(2)課程主要在實踐教學環節實行雙導師制,能夠更好地達到對學生的指導效果。(3)評價方法的改革注重學生的綜合職業能力的培養。
5課程教學改革的預期效果
(1)數控機床維修課程項目教學法的實施,將會激發出學生的學習潛力。遇到技術問題時,能夠學會主動查找資料,探討和尋找解決方法;能夠正確進行故障的判斷、檢測和排除,使學生把抽象難懂的理論知識融到實踐過程之中,既提高了學生的動手能力和語言表達能力,也培養了學生獨立工作的能力和團隊合作的精神,同時也增強了學生的自信心,為他們今后的學習和就業打下良好的基礎。(2)制作豐富的教學資源。包括開發數控機床維修項目案例庫;編寫適合本課程教學內容的特色教材;搜集相關的技術資料和視頻教學案例等。并在教學過程中不斷積累更新,為本課程的后續教學順利進行提供有利的保障。
作者:羅應娜 單位:重慶工業職業技術學院
參考文獻:
[1]岑華.數控機床維修教學中CDIO項目教學法的應用[J].廣西教育c:職業與高等教育版,2014(47):147~148.
關鍵詞:國家職業標準;真實工作過程;課程說課
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2012)08-0187-02
1說課思路
教育觀念直接影響課堂教學,從傳統的教學觀念轉變到現代職教的先進理念,是新時期對職教發展提出新的要求。如何在課程設計和教學技能方面得到提升,新的教學形式、教學方法、教學模式如何真正轉到以學生為主體,以教師為主導的軌道上來,是職業院校發展迫切需要解決的問題。把課程建設作為提高人才培養質量的核心,它既符合高等教育的規律,又是我國高職院校人才培養薄弱環節所在。通過說課,理解課程性質、內容和教學環節設計更加透徹,把專業核心課程的典型教學情境分解為現場教學、課堂教學、實訓教學,讓教師在課程教學內容設計上真正解決“教什么,誰來教,在哪教,怎么教、學什么、怎么學”的問題。從而使工學結合滲透到人才培養的每一個環節,使專業建設與課程體系改革有機結合起來。
按照課程設計的一般流程理順說課思路,涵蓋內容包括:課程定位、教學內容設計、教學方法、教學保障條件、考核方式、教學效果等。在說課設計過程始終關注一下熱點:
1.1 調動學生的學習熱情目前高等教育所面對的最大挑戰之一是學生的消極學習態度。積極探索如何實現從封閉的教學過程向開放的教學過程轉化。 讓學生建立起自信心,真正讓學生成為學習的主體,主動學習、快樂學習,研究性學習、創造性學習,培養終身學習的意識和基本能力,開發學生喜聞樂見的專業課程非常必要,打破傳統的縮減本科課程和教材內容作高職課程設置的教學模式。參照真實生產環境、按照真實生產過程,開發生產實訓課程和教材,設置實訓教學內容,在真實的生產車間進行實訓教學,以期達到最佳教學效果,真正實現學生零距離就業。
1.2 課程與教材匹配要又快又好的培養技能型專門人才,關鍵在于提高教學質量,開發適應高職教育的課程和教材,以激發高職學生學習熱情,讓學生盡快掌握具備適應職業崗位能力要求的職業技能,為進入職業領域作準備的技術與職業教育應為工作能力強、愉快的職業生涯奠定基礎,使學習者獲得某一領域內的若干職業所需要的廣泛知識和核心技能,使個人在選擇職業時不至于受限制,且能在日后的職業生涯中從一個職業轉到另一個職業;同時為初次就業包括自謀職業,及就業后的培訓提供充分的專業準備;在知識、技能和態度諸方面提供一個基礎,以便在個人職業生涯中的任何時侯都能接受繼續教育,提高就業質量和個人職業具有更好的發展空間。
1.3 課程設計“三接軌”專業核心課程設計與就業需求接軌、與行業(職業)標準接軌、與國際高等教育人才培養接軌。首先應考慮到社會和就業市場的需求,并按照就業崗位所需技能有針對性地進行課程設置。其次將勞動部門的職業標準融入我們的課程設計,為學生提供未來可能從事職業必備的知識與技能。另外,將課程的設計與國際人才的標準接軌,也是我們不斷探索與追求的一個目標。
2說課內容
2.1 課程定位
2.1.1 人才培養模式與方案研究通過調研典型企業、行業專家和已畢業到企業就業的學生,了解相關業務規格、能力目標及滿意度,不定期召開專業指導委員會會議等方式,充分聽取意見,以此確定人才培養模式,制定人才培養方案,構建符合企業職業技能要求的專業課程體系。經過這種方式制訂出的教學計劃突出專業課程的職業定向性,培養出的學生真正滿足職業崗位(群)的需求。
2.1.2 職業崗位通過分析得出數控設備應用與維護專業的職業崗位及能力要求:①數控機床裝調:能勝任數控設備的生產、檢測、裝調等工作;②數控機床維護:能勝任數控設備的檢修、維護及日常保養工作;③數控機床銷售及售后服務:能勝任數控設備的銷售及售后服務等工作。
2.1.3 人才培養模式數控設備應用與維護專業以校企共建專業為人才培養實施途徑,創新完善“三標耦合、三級遞進、五個共建”人才培養模式,如圖1所示。
以提高數控機床使用企業和數控機床生產企業數控機床裝調維修崗位所需的數控機床機械裝調、電氣裝調、聯機調試、維修維護能力為核心;將數控機床裝調維修工的職業資格標準和企業崗位標準要求的典型工作任務進行分析、提煉、規整,再結合專業調研與本院實際情況、依據職業認知和職業成長規律,構建職業能力“三級遞進”的人才培養方案;然后在人才培養體系中根據各學習領域組合課程,編寫課程教學標準,完成職業資格標準、企業崗位標準、課程教學標準的“三標耦合”,實現教學內容的標準化、系列化。通過實施職業基礎能力培養、職業專項能力培養、職業綜合能力培養的“三級遞進”能力培養,全面提高學生職業素養、職業能力、創新精神與創業能力、可持續發展能力。與典型企業深度校企合作共建人才培養方案、共建專業課程、共建實訓教學基地、共建師資隊伍、共建教學課堂。
2.1.4 課程體系數維專業的課程體系如圖2所示,《數控機床裝調生產實訓》屬于職業專項課程,先修課程包括《數控原理與系統》、《機械測試與裝配技術》、《機床電氣控制與PLC》、《機床拆裝測繪實訓》等課程,后續課程有《數控機床故障診斷與維護》《頂崗實習》等。本課程在整個課程體系中十分重要,起承前啟后的連接作用。
2.2 教學內容與設計
2.2.1 教學設計理念行動導向,任務驅動:按照職業工作崗位,以“真設備、真項目、真要求”為基本要素,使課程教學內容與就業崗位的職業要求同步,在真實的生產車間進行實訓教學,以期達到最佳教學效果,真正實現學生零距離就業。以學生為中心:發揮學生的主體作用,重點關注職業能力培養與職業素養養成;以校企共建為平臺:上課教室為校企共建基地之車間;學校教師與企業專家共同育人,實現優勢互補,體現其教學過程中的主導作用。
2.2.2 課程目標分析《數控機床裝調生產實訓》課程主要培養數維專業學生的專業能力、方法能力、社會能力,具體內容如下:
2.2.2.1 專業能力:①掌握整機裝配、調試的工作內容和工作流程;②能夠根據用戶技術參數要求正確配置系統;③能按工藝標準裝配數控機床機械及電氣連接線路;④能正確設置數控系統、伺服系統參數;能進行數據備份和恢復操作;⑤規范的使用工具和檢具,自覺地遵守安全操作規程及環境保護的工作要求;⑥能進行機床精度檢驗及補償,正確使用精度檢測儀器;⑦能進行機床的機電聯調并排除機械故障、電氣故障;⑧熟悉機床檢查驗收流程。
2.2.2.2 方法能力:①抽象與邏輯思維:能有邏輯地解決問題。②信息判斷與選擇:能在眾多信息中,判斷并選擇有效、有用信息。③學習的思想:隨時學習,隨時準備學習,并愿意深造提高。④系統認識:能對復雜問題,進行準確的信息處理、計劃,并執行。
2.2.2.3 社會能力①身心健康:積極的人生態度,強烈的事業心和濃厚的工作興趣,對工作和生活有追求,有繼續努力的恒心。對社會的適應性,行為的社會規范性。②團隊協作:能與人合作,能考慮團隊成員的想法,不會一意孤行。③交流溝通:能較快與陌生人交流溝通,較好的親和力。④表達說明:能用書面和口頭形式,有條理地表達較復雜事物。
2.2.3 教學內容選取根據數維專業的崗位要求充分考慮課程的針對性適用性,以配置FANUC 0i數控系統的三坐標數控銑床為教學設計載體,選取《數控機床裝調生產實訓》課程內容分為四大教學情境:企業安全與文明生產、數控機床機械裝配鉗工、數控機床電裝工、數控機床調試工,以便完成本課程的教學目標(如2.2.2所述)。
2.2.4 教學內容規劃教學內容規劃如表1所示。
2.3 教學方法每一個學習情境都是一個完整的工作過程,學生都會經歷“資訊(信息收集)計劃(擬定方案)決策(制定方案)實施檢查評估(總結分析提高)”六個階段。在六步教學法實施過程中,充分體現教師的主導性和學生的主體性,指導教師起引導、答疑和示范指導作用,多種教學方法的交替使用,使得教學過程變得豐富多彩,充滿樂趣。同時將素質教育貫穿在整個教學活動中。
①咨訊:采用引導文教學法,準備相關教學資料、技術資料和網絡資源,讓學生明確任務:學什么?做什么?②計劃:采用講授、演示教學法,通過對學習任務分析,分組討論,制定學習方案將各種不同方案比較、選取優秀方案。③決策:通過方案分析,推敲方案實施細節,由指導教師與學生一起決定最終實施的方案。④實施:采用演示、互動、討論、交流等教學方法,學生分組具體實施工作計劃,完成工作任務,指導教師進行巡回指導、回答學生的疑難問題,引導學生團隊協作、共同完成學習任務,互相幫助、共同提高。⑤檢查:通過學生自我檢查、同組學生相互檢查、小組之間學生交換檢查,指導教師教師最終檢查驗收,觀察學生任務完成情況。⑥總結匯報:采用激勵教學法,通過學生對學習任務完成情況的自我評價、小組成員相互評價及指導教師的總結講評,肯定成績,總結學習經念,改進學習中的不足,以期不斷進步。通過對每個教學情境的精心組織、策劃,按照六步教學法認真實施、總結,完全可以實現課程教學目標。
2.4 教學保障條件
2.4.1 師資隊伍《數控機床裝調生產實訓》課程由具有雙師資格的高職教師和具有豐富生產實踐經念的企業技術人員共同實施,達到理論實踐的緊密結合,理論支撐實踐技能的提高,實踐技能驗證理論的指導性,在教學活動中,教師和學生相互學習,共同提高。
2.4.2 實訓基地《數控機床裝調生產實訓》課程的教學實施地點是與學院有深度校企合作的數控設備生產企業的數控機床裝調車間進行,讓學生在真實生產環節學習,感受企業文化氛圍,實現學習與就業的零距離。本課程在生產車間實施教學已經進行三屆,教學效果良好。
2.4.3 教材及參考資料
2.4.3.1 實訓企業為學生提供相關實訓器材和工具量具和以下技術資料:①數控機床裝配(圖紙、工藝、裝配說明等)資料;②數控系統硬件連接說明書;③數控機床參數說明書;④數控機床維修說明書。
2.4.3.2 專業教研室為學生提供相關教材、專業課程網站及圖書資料和實訓報告冊。①學院與數控設備生產企業、數控系統生產企業、數控設備使用企業深度校企合作,開發適合本課程的專業教材《數控機床裝調生產實習指導書》;②相關學習書籍:《數控機床構造》、《數控機床裝配調試與故障診斷》、《數控機床結構原理與應用》等;③院級精品課程網站的《數控機床裝調生產實訓》課程及相關專業網站。
2.5 考核方式①過程考核。分小組對學習效果進行自評、互評和師評(學習態度、團隊協作及安全操作等情況);每組集體討論,完成項目學習心得體會并匯報,對項目給出定量評價。②結果考核。以學生個體為單位對實訓內容隨機抽取項目進行實操和答辯。
3結論
《數控機床裝調生產實訓》課程是數維專業的專業核心課程,通過說課設計,實現以學生為中心,以能力為本位,真正實現高職教育的4個轉變,即:由單純的職業技能教育目的觀轉變為基礎加有限職業技能教育目的觀;由一次性教育觀轉變為可持續發展教育觀;由做事教育觀轉變為做事教育與做人教育相結合的教育觀。①進廠學習模式很受學生歡迎,學習效果很好。②學生的操作技能得以增強,綜合素質有較大的提高。③教師的綜合素質提高很快,對學生的指導能力得到加強。
參考文獻:
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[4]張連緒.轉變觀念是解決高職高專大學生就業難的關鍵[J].中國高教研究,2004,(4).
一、專業技能訓練與“四大模塊”
二年級起就要進行數控專業技能實訓,使學生熟練掌握本專業要求的專業技能。對數控專業的學生進行數控車床、數控銑床、加工中心的操作技能培訓,利用其所學的數控編程與操作,數控加工工藝等知識,完成對一些不太復雜的零件從編制加工程序到實際操作數控機床進行加工并進行工件的檢測的整個過程,這樣不僅可以提高他們對所學專業的興趣,還有助于學生對所學理論知識的深入了解,提高他們的動手能力,并清楚的認識到自己的不足及今后努力的方向。本著“精講多練、學以致用”的辦學宗旨,加強對學生實訓過程中的教學與考核,主要體現在以下過程:
(1)普通機床的認識與實踐。主要完成普通車床、銑床等結構、原理以及操作;
(2)數控機床的認識與實踐。主要熟悉數控車床、銑床、加工中心的結構、原理,零件的裝卡、對刀以及操作與簡單編程;
(3)數控編程學習。主要學會手工和電腦編程;
(4)數控生產實訓。完成學生從學徒到生產的過程;
(5)綜合訓練。完成由圖紙、編程、裝卡、對刀、加工及檢驗的過程。
以上每一個環節都實行單個考核、循環實訓。
針對數控技能訓練,采用分階段、分層次的目標教學法,建議安排7周的數控加工實訓。其中兩周的數控加工認識實習,主要讓學生對數控機床操作有一個初步了解;在開設數控加工工藝及編程等相關課后,安排兩周數控編程與操作實訓;在開設機械制圖和CAD/CAM軟件應用課程后,共安排兩周CAD/CAM軟件應用實訓;在開設數控機床結構、數控系統原理與維修課后,再安排一周數控系統調試與維護實訓。內容采用模塊式結構,使理論知識教學與技能熟練盡可能緊密結合,按內容的類別及關聯程度,組合成知識、技能一體化的四大模塊。使學生達到《數控機床加工技術等級標準》對中級工的技能要求,為進一步學習高級工的技術理論和操作技打下了基礎。內容分四大模塊:
模塊一:數控加工基本操作實訓 要求學生了解數控機床的工作原理,結構特點及操作方法,掌握數控機床的日常維護和保養,掌握數控加工程序的編制方法和數控加工工藝過程、特點。理解數控加工和普通加工的本質區別。要求學生熟悉掌握數控仿真軟件的操作和使用。
模塊二:數控編程操作實訓 要求學生能獨立完成中等復雜零件數控加工全過程,包括零件工藝分析、確定加工工藝過程、確定定位方案、工件裝夾、刀具及切削用量選擇、零件中基點坐標計算、數控程序編制及零件加工和零件測量。
模塊三:CAD/CAM實訓 要求學生熟悉CAD/CAM的基本原理、基本方法以及典型CAD/CAM軟件的使用等知識,利用CAD/CAM軟件對較復雜零件進行三維造型,根據所學數控加工工藝知識選擇合理的走刀路線,生成刀具軌跡,并后置處理后進行自動加工。
模塊四:數控系統維修與調試實訓 通過專用周的系統訓練,主要培養學生針對典型數控系統進行機床調試的能力,從而掌握對數控機床常見故障進行診斷及維修的能力,并且掌握數控設備日常及定期進行維護和保養的能力。
二、 綜合職業能力訓練與“半工半讀、工學交替”
三年級主要進行綜合技能實訓,讓學生參加勞動部門組織的職業技能鑒定考核,獲得相應的數控操作技能職業資格證書,并通過采用多種形式的產學結合,如組織學生到校外實訓基地,主要是一些企業或工廠,參與生產及就業環節,完成崗位職業技能和素質的培養,實現從學生到生產第一線操作者的角色改變,畢業后能盡快順利的適應工作,縮短磨合期。采用“半工半讀、工學交替”、邊講邊練、先講后練、先練后講等靈活多樣的教學方式,形成“實踐、理論、再實踐”的教學模式。
建議和省勞動廳職業技能鑒定所在我校聯合成立職業技能鑒定站,使數控專業在技能教學方面實施目標化教學,按照數控加工中級工教學目標進行各實踐教學環節的設計和實施,并在鑒定前再進行針對性的數控技能強化訓練。除保證數控專業及相關專業的教學需要外,每年舉辦數控中級工培訓。數控專業每年約派80%的學生在畢業前半年進入企業,由校企共同實施符合企業崗位要求的培養計劃。學生在企業所完成的學習任務主要是實踐教學。特別是企業根據自己的需求組織培訓、崗位實習、實施專業綜合技能訓練等。學院把畢業頂崗實習等實踐性教學環節安排在就業單位進行,企業按用人意向,安排培訓和頂崗實習,指派專人輔導,由學校和企業按照教學要求共同考核,合格的留廠就業。學院應積極推行訂單教育,按照企業要求實施動態培養策略,緊跟生產技術、管理發展動態,以現代生產技術、管理零距離的要求組織教學,畢業生上崗達到零適應期的目標。
三、德國雙元制職業教育值得借鑒
這種模式類似德國的雙元制職業教育(Duales System),即學生在企業接受實踐技能培訓和在學校接受理論培養相結合的職業教育形式。在德國接受雙元制培訓的學生,一般必須具備主體中學或實科中學(相當于我國的初中)畢業證書,之后,自己或通過勞動局的職業介紹中心選擇一家企業,按照有關法律的規定同企業簽訂培訓合同,得到一個培訓位置,然后再到相關的職業學校登記取得理論學習資格。這樣他就成為一個雙元制職業教育模式下的學生。他具備雙重身份:在學校是學生,在企業是學徒工,他有兩個學習受訓地點:培訓企業和職業學校。 雖然我國目前也非常重視學生實際操作技能的培養,但學校制的培養模式客觀上使學生遠離了生產第一線,而集中安排的生產實習又不利于學生及時將所學理論同實踐相結合。德國雙元制職業教育值得我們借鑒,實施廠校合作教育,有利于促進教學改革、提高教育教學質量和做好畢業生就業工作外,我以為生產實習、企業頂崗實習等綜合實訓實踐的好處有:
四、實訓基地建設是專業教學改革的重點
我院在建設新校園和評估時期,已自籌資金在我院新校區建成數控實訓基地。基地建成以后,購置了數控設備,擴大了基地規模,改善了實訓的條件,提高了辦學的水平。但這還遠遠不夠,數控專業實訓基地包括:數控加工實訓基地、機加工實訓基地、CAD/CAM實訓室、數控系統維修實訓室,還要建設的專業相關實訓室有:氣動液壓實訓室、MPS實訓室、機器人創新室等。
建議學校在購買數控機床建設實訓基地時應考慮目前國內大部分企業所使用的數控系統“主流”產品。另外實訓設備也應該考慮適當的配置一些其他的系統,盡量做到綜合搭配。比如開放式數控系統雖然價格比較昂貴,但是有條件的話,學校還是應該考慮購買一些。在這些數控系統中,除了具有傳統的RS232接口外,還應備有采用TCP/IP通訊協議的以太網接口,為數控機床聯網提供基本條件。由于當今世界范圍內制造業發展的總趨勢是從數控機床的單機加工向制造過程的集成,而實現制造業集成的前提首先是開放式數控系統的采用,假如一個學校培養的學生沒有接觸過開放式數控系統,對實現網絡化制造沒有認識,這樣的學生也將不能適應社會的需求。當然數控設備一般都比較昂貴,單靠學校自籌經費、或靠國家和省廳立項撥款來解決經費的問題是非常被動的,學??梢圆捎门c企業簽訂實訓基地建設協議,將企業的生產基地直接作為學校的校外實訓基地,這樣不僅可以解決經費不足的問題,而且需要這方面人才的企業也是樂于與校方合作的,因為通過這種校企聯合培養方式培養的學生可以更快的了解企業用人要求,明確學習任務和目標,增強職業意識,有利日后更快地適應崗位工作。
摘?要:DNC系統對數控技術的柔性化、網絡化、數字化發展有著很大的影響,有利于提高車間的數字化、信息化水平,提升學校的信息化以及管理水平。但目前的DNC管理系統還存在傳輸手段單一、斷點續傳不穩定和數控程序比較不正確等問題。本文介紹了如何在DNC平臺上構建新的車間管理體系,開發適應數控車間和實際生產環境的數控設備集中管理軟件平臺,針對實訓車間的設備層進行管理,將原有的有線DNC系統擴充為無線DNC,采用自動分析NC程序中斷前的最后加工狀態并自動生成NC程序使數控機床能夠從中斷處繼續加工,基本解決了由于斷刀和報警等故障引起的加工中斷問題。這對在計劃、采購、車間、質量、設備等方面進行精細化管理有著極大的意義。
關鍵詞 :無線DNC傳輸 管理系統?斷點續傳?數控程序比較
DNC(Distributed Numerical Control)稱為分布式加工信息傳輸技術。該系統對用戶來說就像一個統一的整體,對多種通用的物理和邏輯資源整合,可以動態地分配加工任務給任一數控加工設備,是提高設備利用率,降低生產成本的有力手段,是未來制造業的發展趨勢。
目前現代制造企業中使用的國內外數控設備網絡控制軟件都可以實現加工程序的雙向傳輸、實時加工、虛擬加工、加工程序仿真等功能。但是各開發商為了技術壟斷等目的,在說明書和相關資料中都沒有這些功能的完整使用方法。另一方面,對于中小型企業,數控機床種類和數量都不多,高昂的DNC軟件價格使企業望而卻步。如果能開發出所有數控操作系統都能適用,又具有不同企業個性的、滿足企業生產需要的DNC系統,不但能降低成本,而且能提高生產效率。
數控設備網絡控制軟件的應用研究還有待解決技術上的問題。第一,數控設備網絡控制軟件系統結構的兼容性不強。數控設備操作系統軟件一般只能在同一廠家制造的設備可以通用,系統之間可兼容性差,不同設備之間操作系統和應用程序互相兼容有待提高,無法實現設備的統一控制管理。第二,數控設備網絡控制軟件通信結構多為單一定點模式,或采用局域網加單一定點式,通信信號的擁擠問題不能很好地解決。第三,數控設備網絡控制軟件與網絡控制協議和計算機輔助設計的接口功能不強。第四,數控設備網絡控制軟件可組合性不強,針對不同的企業需求進行設計和開發。
筆者在長期的教學過程中就如何對數控設備進行網絡化管理進行了研究和探索,與相關軟件設計單位共同開發出一款適應學校實訓車間和實際生產環境的數控設備集中管理軟件平臺,針對實訓車間的設備層進行管理,同時將原有的有線DNC系統擴充為無線DNC,實現斷點續傳和數控程序比較等功能,并對機床的實時運行情況進行實時采集和監控。
一、需求分析
1.DNC信息管理系統需求分析
傳統的手工管理模式已經完全不能滿足現代化企業的管理需求。實訓車間管理系統需要快速、可靠、準確地處理各種需要的信息。通過對系統的詳細分析,對工作過程中原始的手工操作的信息特點、處理方法和存在的問題有深入的了解,就有了開發車間管理信息系統的基礎。根據實訓室管理的特點和加工需要,有效地協助車間管理,并提供基本的信息。
2.無線DNC系統通訊的應用分析
當前物流管理、車間的控制以及工業的監控等方面需要通過無線局域網技術來實現。為了調整便利,實訓車間的布局也要考慮采用無線傳輸技術。
3.DNC斷點續傳技術需求分析
DNC系統在線加工時由于斷刀和報警等故障引起的加工中斷問題,往往采用加工NC程序的重復傳輸的方法。需要實現自動分析NC程序中斷前的最后加工狀態并自動生成NC程序使數控機床能夠從中斷處繼續加工。
4.數控程序比較技術需求分析
復雜零件的加工需要相當復雜的數控加工程序。加工過程中微小的數控程序變化往往會導致加工零件的尺寸變化。在這么復雜的數控加工程序中,第一次加工的程序和后來的加工程序存在微小的差別,這種差別用人工的方法是很難分別開來。這就需要通過數控加工程序的比較來實現這種細微的差別。
5.高級采集與統計分析需求分析
數控機床在加工過程中的信息化實現數控相關設備的信息與學習其他部門信息的相互交換。數控機床需要相關的數據,包含了程序代碼、工序、刀具、后置設置、圖形零件等等。數控設備為管理部門提供設備的實時狀況、報告故障、生產統計等等。
二、系統框架結構設計
數控設備網絡控制管理系統,除了能管理數控加工機床,還要有穩定準確的通信功能,設備與控制計算機相輔相成,所以必須把將數控設備網絡控制系統做成一個平臺軟件。這個平臺能進行用戶智能化管理、生產過程管理、安全管理、工藝管理、產品質量管理、教學資源管理、設備管理等操作,成為生產車間或實訓室管理基礎資源平臺。
平臺的基本組成:通訊的介質,如屏蔽線,同軸電纜;通訊接口,如RS232接口;DNC控制電腦;CNC數控設備;軟件系統。
1.構建資源共享平臺
構建以基于客戶/服務器結構的分布式控制平臺,特點有以下幾點:傳統的遞階控制結構被分布或控制結構取代,這種結構使信息集成更,變換更新穎;達到企業離散制造或連續制造相一致的生產組織和工藝管理要求。
車間層控制系統由獨立的單元組成,每個功能單元都是獨立的,每個實體的抽象對象對應一個功能單元。這個對象包含接口功能,將每個功能單元對應一個實體的抽象對象按照不同的作用可以分成幾個子對象,再把不同作用的子對象設計成為對象插件,可以直接插在公共對象請求體系結構軟件總線上??梢源蟠筇嵘龑π碌腄BMS的擴展,同時用戶界面也可以增加,對各類新功能也可以通過升級來支持。整個平臺系統就是由這些對象功能插件按服務器/各層客戶的結構組成的。
2.DNC信息集成
數控機床和管理部門及相關庫房之間的信息交換靠數控加工信息集成來解決。這是一個雙向的數控加工信息的傳輸。數控機床獲得技術部門的傳輸過來的加工信息數據,包括加工程序、工藝參數、刀具參數、機床參數、工件參數等。數控機床又向管理部門提供申報實時加工信息、機床運行、報警信號、加工數據等。數控設備是產品的最終完成者,通過信息集成能合理安排數控設備的加工規程和提高設備的利用率。一個閉環的信息流是根據計算數控設備的加工情況如開機、報警、關機、安裝輔助工時等,分析如何提高數控設備利用率的。另一個閉環的信息流是根據數控的工作狀態來分析制訂合理的機床的工作分配計劃。
3.無線DNC系統實現
數控設備的無線接入點在有線網絡和無線網絡之間傳輸加工信息和數據,通過天線與無線串口服務器與太網交換機相連,就能接入到有線網絡并傳輸數據。無線適配器和串口服務器組成了無線串口服務器,串口服務器實現串口通信協議與無線網卡的IEEE802.11協議的信息傳輸。每個串口服務器都有單獨的IP地址,這是由無線接入點分配的,這樣就能使數控設備成為控制網絡系統中的一個節點;無線適配器則是安裝在串口服務器上的,無線網卡負責與無線接入點進行數據傳輸。
4.實現斷點續傳和數控程序比較
系統通過搜索中斷行程序、數控加工程序分析和編輯、按格式修改要續傳的加工程序,將新修改的數控加工程序傳輸到數控機床,從而實現斷點續傳的設計和構建。在數控機床網絡控制系統中每臺設備端口都擁有獨立的線程。這些線程包括串口信號監視線程和串口數據發送線程等,每個端口的線程互相獨立,數據傳輸不會干涉,即使多個端口并行同時發送或接收加工信息也不會干涉。主線程主要起到數控加工程序的創建和操作界面的處理。這樣數控加工程序就能迅速響應加工指令和功能,其他加工所需的工作就由輔助線程來負責,保障主線程的程序信息的處理工作不受其他的任務影響而出現故障。
5.實現高級采集與統計分析
信息采集功能包括對設備的加工狀況、加工工藝信息、零件信息、設備故障信息等進行采集和監控。設備加工信息的采集有兩種模式。一是通過編程功能實現信息采集,針對數控加工程序的符號名、切削用量、刀具補償等信息,用數控操作系統內的宏程序模塊來進行的。這種采集模式要先把數控加工程序編制成按一定格式的程序。二是運用數據采集卡,利用專用的采集卡來采集切削用量、刀具補償、加工工藝、設備工作等信息數據。
三、測試及應用
針對未來的硬件和軟件支持環境,DNC系統的穩定性和可靠性在測試生產部門就顯得極其重要。企業的技術工程師和學校的專業技術人員對整個系統的可靠性和穩定性進行嚴格的檢驗。主要的測試項目:本機與電腦之間自動傳輸串行通訊、局域網通訊、終端NC代碼、多個并發通信試驗機、在線處理模式測試、傳輸試驗機參數、文檔流程管理試驗、代碼編輯功能測試等。在上述測試中,DNC系統得到了良好的結果。
筆者提供的DNC系統是一個功能非常強大的多層次的多模塊的實訓室數控設備管理系統,也可以應用于企業。系統將會充分發揮現有的數控設備功能,能提高車間的生產效率,同時還可以推廣應用計算機設計與制造,提高計算機的應用水平以及勞動生產效率,可以為企業提供更多的經濟收益。
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關鍵詞:行動導向;數控機床機械部件裝調與維修;課程改革
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2013)08-0086-03
《數控機床機械部件裝調與維修》課程作為數控技術、機電一體化、數控設備應用與維護等專業的專業核心課,其主要教學目標是使學生熟悉數控機床典型機械部件組成結構、工作原理等基本知識,掌握機械部件安裝、調試及故障維修的基本技能,同時培養學生的規范操作意識、合作精神等。該課程傳統授課方式往往是先按照課本章節安排進行技術理論講授,然后分章節進行實踐教學。近年來,由于高職生源質量下滑等諸多原因,相當一部分學生學習積極性不高、學習習慣較差。在這種情況下,如果繼續沿用傳統教學模式,很容易造成這樣一種不良局面:在理論教學階段學生由于對抽象知識難以理解而容易失去學習興趣、產生厭學情緒,影響理論教學的效果;在實習實訓教學階段由于理論知識欠缺而“只知其然,不知其所以然”,實踐教學效果也不佳。近年來,我們對該課程教學進行了改革,引入了基于行動導向的教學觀,使課堂教學“活”了起來,充分調動了學生的學習積極性,取得了良好的效果。
行動導向教學簡介
(一)行動導向教學的內涵
行動導向教學是根據完成某一職業工作活動所需要的行動及產生和維持行動所需要的環境條件以及從業者的內在調節機制來設計、實施和評價職業教育的教學活動。具體說來,行動導向教學主要是通過有目的、系統化地組織學習者在實際或模擬的專業環境中,參與設計、實施、檢查和評價職業活動的過程,通過學習者發現、探討和解決職業活動中出現的問題,體驗及反思學習行動的過程,并最終獲得完成相關職業活動所需要的知識和能力。它倡導通過行動來學習和為了行動而學習,在教學過程中注重發揮學生的主體作用和教師的主導作用,注重對學生分析問題、解決問題能力的培養。
(二)行動導向教學的基本原則和特征
學習理解過程中的行動優先 行動導向學習要求將行動與認知結合在一起,通過“做”學習。學習是一個行動過程,行動導向教學強調做在學習中的作用。
教學過程中的學生中心 行動導向教學將學習者看做積極的行動者,提倡學生對學習過程的自我控制,教師轉變為咨詢者。為學生創造盡可能大的決策和行動空間,以使其有更好的發展可能。
完整性學習 學習任務應盡可能完整,所反映的職業工作過程應該清晰透明。將傳統勞動組織中相分離的計劃、實施與檢查工作內容結合起來進行教學,學習中包含計劃、實施、評價等步驟的完整職業工作過程。
作品指向 學習過程中制作具有使用價值的行動成果——作品,可以是具體的物質產品,如加工實際的零件、制作簡單消費產品,也可以是抽象的,如市場調研報告、工作方案等等。有價值的作品可以提高學生的學習動機。
行動導向教學在德國流行多年,特別是最近三十多年來隨著德國職業教育的改革,其地位和作用更加凸顯,大量的研究也證明了行動導向教學的效果。
基于行動導向的課程教學改革
(一)課程教學目標制定
課程教學團隊和企業一線專家針對數控機床制造廠以及數控機床使用企業中的數控機床裝調維修崗位進行了調研分析,并結合數控機床維修工國家職業資格考核標準,明確了《數控機床機械部件裝調與維修》課程目標。課程目標包括知識目標、能力目標和素質目標三個方面:知識目標為數控機床機械構造及工作原理,數控機床機械圖紙的讀圖及主要部件的安裝、調試與維修,數控機床精度檢驗及驗收,數控機床機械部件日常保養、維護;能力目標為閱讀機械、電氣系統圖紙和中英文說明書及維修資料的能力,具備常用機床維修工具使用能力,具備主要機械部件的安裝、調試及精度檢驗能力,具備典型機械故障分析與排除能力,具備對故障原因、維修過程進行總結的能力;素質目標為嚴謹、全面、高效、負責的職業素質,良好的道德品質、協調溝通能力、團隊合作及敬業精神,勤于思考、善于自學、勇于探索的良好作風。
(二)課程學習情境創設
實施行動導向教學改革,首先要解決課程內容的取向和序化問題。課程組到數控機床制造廠家、數控機床應用企業進行廣泛調研,收集了大量項目和案例,并在專業教學指導委員會的指導下,從中篩選出具有具體工作任務和完整工作過程的、適合于教學的項目作為教學載體,創設4個學習情境,精心設計了11個工作任務。
通過學習情境的創設,將傳統課程的每個知識點和能力點序化到一個個的工作任務當中,將理論知識與實際知識進行了高度融合,使學生在“企業實際情境”下進行學習,有利于激發學生的學習興趣,也能較好地將企業的工作方法、工作要求、工作環境等要素融入教學全過程,有利于培養學生良好的職業素養和職業道德。
(二)課程教學實施
下面以學習情境3中任務1“數控車床刀架裝調”這一工作任務為例來闡述以行動為導向的課程教學實施步驟。
咨詢——本小組要做什么 教師下達工作任務,進行任務描述,讓學生知道學習后的成效以及要達到的目標,激發學生的學習興趣。完成任務描述后,教師可引導學生通過學習實訓室墻上的教學掛板,了解數控車床電動刀架的工作原理、組成結構、常用拆裝工具的使用等知識。通過觀看多媒體教學動畫,可以獲取刀架拆裝工藝過程知識,同時,指導學生按照任務單的要求,充分利用各種途徑查閱學習資料,做好完成工作任務的準備,并形成“數控車床刀架功用”和“數控車床刀架結構分析”兩種書面材料。
計劃——考慮如何完成 將學生分組后,要求每一個學生以報告的形式制定刀架裝調方案,內容包括數控車床刀架拆卸、裝配順序,數控車床刀架調整量的確定,拆裝和調整工具選用,操作規范及注意事項等。此過程注重培養學生獨立思考的能力,教師不對學生的方案進行評價,只是對整個過程進行監控和引導。在此階段,學生應完成“數控車床刀架拆卸工藝過程卡”和“數控車床刀架裝調工藝過程卡”兩種書面材料撰寫。
決策——確定實施辦法和所需材料 每組學生將各自的計劃通過討論、交流、比較,最后形成一個合適的工作計劃,確定分工合作,同時要求學生自己確定一個典型零件作為自己的測繪任務。
實施——完成任務 根據計劃按步驟完成工作任務。在實施過程中,教師主要是營造學習氛圍、組織和引導教學過程。教師對學生工作過程進行監控和必要的指導,并引導學生對出現的問題進行分析和討論,要求學生對整個過程進行記錄。在學生遇到困難時,教師應充當學習的組織者與引導者,給予學生具體的幫助。教師除了對學生進行工藝方法引導之外,還要注意加強心理引導和價值引導。在教學中,要激勵學生大膽探索與嘗試,培育學生勇于創新和善于合作的心理品質;注重引導學生在拆裝過程中注意對拆裝零件的保護、合理擺放及零部件的完整性恢復,讓學生認識到,學生是在給設備用戶進行拆裝維修,損壞、漏裝零件都要對用戶進行賠償,從而培養學生的社會責任感和質量意識。
檢查評價——完成的情況如何 檢查、評價要引導學生對刀架的拆卸、檢查、安裝和調整等工作按照標準規范進行,對已完成的工作進行記錄,自覺保持安全作業并按照6S的要求進行工作。在評價過程中既要關注學生已達到的程度與水平,更要關注學生職業行動和職業能力的生成與變化。教師評價要加強對每個學習過程的考核,同時關注學生的個體差異,對每個學生完成任務的情況進行合理評價,學生的不足之處應及時指出并督促其改正,并對進步較大的學生給予鼓勵。
(三)課程考核評價
課程考核采用形成性評價與終結性評價相結合的考核方法,考核過程貫穿于整個學習任務的學習過程。本課程形成性評價重點關注以下方面:裝調與維修流程合理,符合圖樣要求;能按操作規程操作,具有團隊合作精神;能向小組成員介紹自己的工作方案、工作體會與改進設想;結合考勤情況、學習態度、典型部件裝調任務考核等情況進行綜合評定等。本課程終結性評價重點考查學生通過本課程學習所具有的數控機床機械部件裝調與維修的基本能力,主要采用筆試和大作業等形式,考核方式如表2所示。
行動導向教學實施中應注意的問題
通過兩個學年的實踐,基于行動導向的《數控機床機械部件裝調與維修》課程教學改革取得了良好的效果,大大激發了學生的學習興趣,課堂氛圍變得積極、活躍,同時,學生的專業能力、社會能力、方法能力也得到了提高,但存在以下幾個值得思考的問題。
一是行動導向教學要求教師具有較強的綜合能力和教學機智,需要大量的教學準備工作,涉及的學科知識面較廣,這就對教師的教學能力和專業素質提出了較高的要求。因此,專業教師要不斷豐富、更新自己的學科知識,將生產工藝經驗與教材內容整合,重構原有知識結構,提高自身的專業知識水平。同時,教師還要對教學過程有較強的調控能力,對出現的種種問題及時進行指導,并且能靈活處理教學中出現的各種情況。
二是行動導向教學要求學校能提供足夠的實訓工位。目前相當一部分學校實訓工位數量明顯不足,有時十幾名、甚至更多的學生只能使用一臺設備,工位嚴重不足成為推行行動導向教學的“瓶頸”。
三是行動導向教學法適用于小班教育,但目前我國職業院校由于辦學規模的擴大,班級人數較多,全面開展行動導向教學法存在一定難度。實施行動導向教學法將使教學成本大大提高,這也是制約行動導向教學法全面推廣的一個難點。
行動導向教學強調學生在教學過程中的“主體性”和“行動性”,充分體現了現代職業教育的特點和發展方向。教學實踐表明,行動導向教學在《數控機床機械部件裝調與維修》課程教學中的實施,有力地調動了學生學習的積極性,提高了學生實際動手能力和探索、合作、創新能力,較好地解決了傳統教學中遇到的問題。
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關鍵詞:數控技術;教學現狀;調查分析
作者簡介:劉馨潞(1978-),女,江蘇南通人,江蘇海事職業技術學院講師,碩士,研究方向為機械工程。
中圖分類號:G712 文獻標識碼:B 文章編號:1001-7518(2013)05-0094-03
一、引言
數控技術作為現代制造技術的基礎,它是國家宏觀發展戰略中提出的重點發展的科學技術,是機械類專業必修的主干課程,也是各工科院校重點進行建設的學科方向。我院于2008年新開設了機械制造與自動化專業(以下簡稱機制專業),為船舶設備制造企業培養應用型數控人才。
機制專業開設三年來,數控技術課程的教學質量經過不斷的學習與摸索已有所進步,但由于學校數控師資力量及一些軟硬件設施都較薄弱,所以在實際的教學過程當中,對數控技術課程的認識、課程體系、教學內容和教學方法等方面都還亟待提高。為進行數控技術課程教學改革,筆者通過在數控技術課程的設置、教學方法和手段、教材使用、教學效果等幾個方面展開問卷調查,分析目前數控技術的教學現狀,為本課程的教學改革提供依據。
二、調查對象與方法
本次調查面對我院機制專業09級和10級的學生展開,共發放問卷95份,回收92份,其中有效問卷92份。問卷共設10個問題, 其中1-9題為選擇題, 第10題為開放式的問題,可以歸納為以下幾個方面的內容。
(一)學生對數控技術課程重要性的認識
近年來,由于數控技術給傳統的制造業生產方式、產品結構、產業結構帶來的深刻變化,無論是從社會還是到學校,幾乎所用的人都已經認識到了數控技術的重要性。通過了解學生的基本情況和表1中的問題后,我們發現,95.6%的學生認為數控技術很重要或比較重要,只有4.4%的學生認為數控技術不重要。
(二)學生普遍認為數控技術的學習困難
通過調查發現,在絕大多數學生都認為數控技術課程很重要的同時,他們也同樣覺得數控技術的學習是困難的。通過表2可以看出,大部分人對課上老師講的內容是一知半解的,只有很少的人能完全理解,而有部分人甚至是一點不懂,這當然是認為所有人都在認真聽課的前提下。那么為何會出現這樣的結果呢?原因是多方面的:一方面由于學校的專業教學計劃還有不完善之處,學生先修課程不夠,基礎薄弱;另一方面實訓設備條件數量嚴重不足,且不配套,雖然教師準備了大量的多媒體課件,但“只能看,不能摸”與“看得見,摸得著”的教學效果是不可同日而語的;再者由于數控技術課程的教學內容涉及設計、工藝、機床、刀具、夾具、切削原理、材料、氣液傳動、自動控制、電工電子技術、檢測原理、微機原理、自動控制原理等很多方面的內容,知識面太寬,如果采用傳統的教學法進行教學,學生很難學透。
(三)學生對數控技術課程使用教材及教學方法等的評價與要求
從表3 可以看出,學生認為數控技術教材及參考書的選用是基本合理的,但這并不能完全說明教材的選用不存在問題,事實上現有的數控技術教材,形態都比較單一,內容也陳舊,實踐性不強,雖然近年來市面上出現了名目繁多的適用于高職高專使用的教材,質量卻良莠不齊,很多教材在數控系統原理、數控機床機電控制、數控機床故障診斷與維護維修方面都只是基本理論,條條框框的內容,脫離生產實際,本來就很枯燥的知識學起來更是晦澀難懂。再加上老師在教材的選擇上也缺少經驗,教材教學內容比較陳舊,以至于學生所學到的知識跟不上數控前沿技術的發展,與現實脫節,與社會和企業的要求存在很大差距。
表3 學生對數控技術課程使用教材及教學方法等的評價與要求
由表3中第6、7個問題的答卷情況可以看出,大部份學生都認為如果沒有實驗實訓,僅靠多媒體教學是不能提高學習效率的。只有一成左右的學生認為上課僅靠老師講就行,九成的學生希望課上有實驗,或有實踐項目引入,學生自己參與進來。
我院現在的數控技術的理論教學與實驗實訓幾乎是完全分開的,一方面,這跟學校目前的數控設備硬件條件不足有關,另一方面,這也與學校數控師資隊伍嚴重不足有關,同時具備理論知識和實踐經驗都很豐富的“雙師型”教師少之又少,理論老師大多缺乏實踐經驗,無法在上理論課的同時很好的完成實驗實訓項目,而實訓老師往往在理論方面又比較薄弱。
(四)學生對數控技術課程學習效果的評價
表4的調研結果表明,學生對所學的知識掌握程度和實踐動手能力的滿意程度不太高,大多集中在基本滿意這一選項,不滿意的比例達到三成以上。而另一問題即要求學生感受自己所學的數控知識能否適應社會發展和就業需要的調查更令人堪憂,只有45%的學生選擇能適應或基本可以,55%的人認為不能適應??梢妼W生雖然尚未走進社會,卻也能通過各種途徑了解到自己所學的知識內容與社會企業的需求相距甚遠。這一點本人在教學中就深刻認識到,因實訓條件所限,數控加工刀具和工藝的教學相當薄弱,上課都以理論講授為主,教學效果較差,實踐技能培訓的重點僅僅在數控機床簡單操作上,而對數控加工工藝(如工藝路線選擇、刀具選擇、切削用量設置等)學生都不太熟悉,還有企業需要的如模具設計、CAD/CAM與自動編程、數控機床的維護維修等專業技術訓練都遠遠不夠甚至沒有。
表4 學生對數控技術課程學習效果的評價
(五)學生對數控技術課程教學的建議
本次調查的最后一個開放式問題是請學生提出自己對數控技術課程教學的建議,其中有相當多的建議都集中在希望增加實驗實訓的問題上;也有一部分是希望老師改進課程的教學方法,使他們能更好的接受和理解課堂教學的內容;還有提出對教材的要求和學習自動編程語言等方面的建議。
三、調查結果與分析
通過對調查問卷的分析,可以歸納出我院目前的數控技術課程教學中主要存在以下問題:數控技術課程設置和教學內容不能適應社會行業需要;數控實驗實訓設備條件數量嚴重不足,且不配套;數控專業師資力量薄弱;數控技術教學模式與方法陳舊落后。
綜合上述問題,我們對數控技術課程的教學改革提出以下改進意見:
(一)目前學校為了強調實訓,很多課程都采用了壓縮理論課時的辦法。數控技術也不例外,但是數控技術課程的教學內容涉及的知識面很寬,學時太短會導致很多知識老師上課只能一帶而過,不能跟實際結合,最終老師講的費勁,學生學的吃力。
我院現在的數控技術的理論教學與實驗實訓幾乎是完全分開的,一些實訓課程中的內容在理論課中已經講過,如果我們可以將一些實訓課程與數控技術課程合并教學,把傳統的“理論一實踐一理論”的教學改為“實踐認識一針對實踐的理論一再實踐”的項目式教學,通過設計項目課題,把培養某項綜合能力所需的課程內容按照知識要點和技能要點加以篩選歸納,不但能使學生的學習有的放矢,使學習的理論與實踐緊密聯系起來,還可以減少數控技術與一些實訓課程之間的銜接和重復內容,大大提高教學時間的利用率,保證學生在有限時間里學到應有的知識。
進行項目式教學改革的過程中應注意的是,我們不能也不需要把所有的內容都改為項目教學,因為項目教學中學生學到的知識具有針對性,有些內容如數控加工工藝設計、數控車床、銑床和加工中心編程等方面的內容比較適合項目教學。但有一些如數控加工基本原理等方面的內容就沒有必要改成項目教學,這樣可以在一定程度上保證學生所學知識的系統性。
(二)必須選用合適的教材,即便在課堂上的效率很高,大部分學生在課后都還是要利用課本來進行溫故知新,才能真正達到對知識的掌握。我發現,在課時緊張,課堂節奏很快的情況下,如果教材與課堂內容不配套,學生在課后就會很少去看書,從而對課程的一部分興趣也就會缺失掉,因此最好是課堂授課內容與教材配套,如果必要,可以根據學校或專業的特色,以及不同的教學模式去重新編寫適用的教材。
(三)采用項目式教學模式必須要有具備相當的理論知識和豐富的實踐經驗的并能夠承擔數控教學工作的“雙師型”教師,針對理論老師缺乏實踐經驗的情況,學校應當有計劃地送教師到企業進行實踐和見習,了解數控技術的新知識,根據對數控技術的教學需求進行實戰培訓,重點放在數控加工工藝、機床故障診斷和維修等方面。只有老師“能文能武”,才能帶領學生邊學理論邊實踐,老師在運用各種教學方法的時候也才能游刃有余。同時,學校也可以聘請一些企業的專家到學校來授課,緩解師資不足的問題。
(四)學校應優先滿足教學與培訓需求,利用有限的資金合理配置數控技術實驗實訓設備,應包括數控車床、數控銑床、加工中心、電火花成型機床和線切割機床等基本加工設備,數控模擬仿真軟件、數控機床典型零部件裝拆、數控系統調試等的綜合實驗臺。可進行數控機床操作實訓、數控原理、數控機床電氣控制、電機調速與控制、機床精度檢測與調試技術等基礎實驗。
也可以采取一些校企合作的方式,讓學生到企業去參觀實習,使學生全方位的接觸企業的數控產品,了解實際的生產過程,這種直接的方式可以最大程度上的促進學生對課堂知識的理解。
(五)要注重開展CAD/CAM和自動編程軟件的教學,CAD/CAM是數控技術發展的趨勢,對學生進行CAD/CAM 的設計軟件如Master CAM、CAXA、UG、Pro-Engineer等教學及技能培訓是當今數控技術教學方法中不可或缺的環節。尤其在數控硬件設施不足的情形下,開展自動編程軟件的教學可以起到揚長避短的作用。因為雖然學校的數控加工和實驗設備不足,但計算機資源還是比較豐富的,學好了一些自動編程軟件,學生將來的就業會更具競爭力,而目前我們在數控技術課程中對只是略作介紹,這也是不妥當的。
四、結語
通過本次調研,總結出目前我院數控技術教學中存在的問題,為數控技術課程的教學改革提供依據。為此,教學改革將從調整數控課程設置與教學內容、改進教學模式、強化師資隊伍等幾個方面來展開,通過教學過程與研究過程的結合,邊執行、邊修改,最終得出一套切實可行的方案,提高數控技術的教學質量,使其符合社會需要和行業需求,同時也為其它課程的教學模式改革提供參考。
參考文獻:
關鍵詞:數控技術;教學現狀;教學模式;人才培養
中圖分類號:G710 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)13-0158-02
1 當前數控技能教學存在的不足
隨著社會科技的不斷發展,數控技術被廣泛應用,從而給傳統制造業帶來巨大的變化,同時也對傳統的機電類專業人才的培養帶來了新的挑戰。但目前職業教育中數控技能教學與人才培養方面都存在很多不足,培養出的數控人才無法讓企業直接所用。主要表現在:
1.1 課程設置和教學安排與企業接軌不夠
職業院校本應該培養的人才是實踐大于理論的,有一技之長的人才,但目前大多職業院校“偷工減料”,在課程設置和教學安排上還在只重視理論知識的培養,不能與企業用人接軌,讓剛走出校門的畢業生,雖然具有較強的理論知識,但動手能力很差,從而培養的數控人才還很難完全滿足企業的需要。
1.2 職業院校數控專業“雙師型”師資力量不足
雖然國家一直在提倡“雙師型”教師的建設,但效果并不顯著,其原因一是現在剛畢業的“雙師型”教師都偏向理論研究和本本主義教學,而從工廠引進的“雙師型”教師是傳統的實踐教學,過于“工廠化”,課堂把持不夠,新的理論知識點較缺乏;二是很多職業院校對“雙師型”教師的考核機制和待遇并非真正地按“雙師型”對待;使得大部分教師不愿意做實踐方面的“苦差事”。隨著社會科技突飛猛進的發展,數控行業也隨之被廣泛應用,引起了數控人才的大量需求,同時造成數控專業的“雙師型”教師人才短缺,嚴重制約著現代數控技術人才培養水平的提高。
1.3 缺乏有效的“校企合作”辦學模式
近年來,受數控人才需求增長的影響,有相當部分職業院校已建有不同規模的數控實訓基地,但一般院校實訓以觀摩為主,學生實踐操作受到局限,很難從真正意義上提高學生的動手能力,也難以實現教學目標,而是盲目教學,培養學生成了最大經濟利潤化,不切合實際立足于人才培養的辦學模式??傮w上很少有職業院校以有效的“校企合作”辦學模式進行培養學生,只注重理論性的培養,使學生培養很難與企業接軌,學生畢業后甚至對企業有陌生感。
2 數控技術教學與技能人才培養
2.1 理論與實踐教學一體化,并以實踐操作為重
理論學習應以“實用、夠用、管用”為原則,以實踐操作為主線,進行理、實一體化和項目教學相結合,同時與企業接軌的教學模式,著重通過實踐環節培養學生實際工作能力,增加學生自我動手時間,提高學生創新技能和綜合素質,增強學生的崗位適應能力,培養學生的能動性和創新的能力。
2.2 重視普通設備的實習
數控設備加工雖然高精度、高效率,也能加工外形更復雜的零件,同時可降低工人的勞動強度,但傳統的普通設備加工工藝與數控設備的加工工藝密不可分。目前,在數控教學中存在著一種誤區,為了縮短教學時間,降低教學成本,在數控技術的教學中可以降低傳統的車、銑、鉗的實習教學要求,甚至脫離普通設備的學習,直接進行數控教學,在這種思想的引導下,數控專業的實習教學出現了“跨躍式”或“式”的教學模式,沒有普通設備操作的實訓,數控技術學習也就缺乏堅實工藝基礎,如此一來,無論多么先進的數控加工設備,數控技術的應用成了“空中樓閣”,不堪一擊。
2.3 加強校企合作,形成“訂單式”人才培養模式
校企合作是一種以市場和社會就業需求為導向的教育模式,是學校和企業雙方共同參與人才培養的過程。切實開展校企合作,建立校企間良好有效的合作機制,是職教發展的必然趨勢,也是高技能人才培養的必由之路。企業的需求是職業學校確定數控人才培養目標的根本依據。職業教育只有面向市場,以就業為導向,才會有出路。為此,在教學計劃執行過程中,要不斷對人才市場進行調研,根據人才類型的需求變化進行一定的調整,不斷優化培養方案,形成“訂單式”人才培養模式,使其較好地貼近畢業生崗位需求實際。就如延安職業技術學院蘭培英院長在《延安職業技術學院與延安經濟技術開發區舉行交流合作會》提出的“訂單式”技能人才培養,這樣校企合作的道路,有利于提高職業院校人才培養的針對性,實現學校和企業的“雙贏”。
2.4 加強“雙師型”師資隊伍的建設
“雙師型”師資隊伍的建設,首先,要引起職業院校的高度重視,包括待遇、有效用才,培養等方面。吸納真正的“雙師型”教師不僅能提高教育教學質量,還可以推動行業的發展。其次,“雙師型”教師自身要與行內企業保持密切聯系,與企業互助和交流,勤于學習,時時關注行內企業的當前發展動態。最后,將企業的文化切合實際地融入課堂,教學計劃和教案的編寫是通過與企業相關人員溝通而形成的,而不是盲目編材施教,使教學與企業接軌,明確我們職業院校培養學生的目標。
2.5 加強數控實訓基地的建設
2.5.1 傳統設備實訓不可少?,F代制造技術是在傳統技術的基礎上發展起來的,自動化的數控機床,離不開傳統的車、銑、刨、磨、鉗的加工技術。所以,在建立現代制造技術實訓基地時,不可忽視傳統設備實訓基地的
建設。
2.5.2 加大數控技術實訓基地建設。已建立了一定規模的數控技術實訓基地,應包括數控車床、數控銑床、加工中心、電火花成型機床、電火花線切割機床等加工設備,數控模擬軟件、數控機床裝配與維修綜合實驗臺。還要不斷完善教學與培訓內容,改善數控機床操作實訓、加強數控技能考證,同時需要組織開發適合各層次數控技術、模具設計與制造等專業的高素質綜合型人才教育與培訓的教材,豐富教材形態,及時更新教育教學內容,增強教材的先進性和適用性。在資源允許的情況下,將企業引進學校,在校實習完的學生安排在校企中,以崗前培訓的形式進行一定時期的實踐學習,這樣的人才必然是受企業歡迎的人才。
2.5.3 構建數控模擬教學室,實現理、實一體化教學。在數控實訓基地構建數控模擬教學室,實現工廠走進課堂,課堂融入企業。數控模擬教學室開設數控仿真軟件和機械設計CAD和自動編程CAM軟件等課程,開設數控仿真軟件課程,其優點一,在初級數控教學中采用數控仿真軟件教學,緩解了學生直接上真機操作的陌生感和恐懼心理;優點二,學生在仿真軟件上可以選擇所需的數控機床進行仿真學習,實現了單人單機初級學習,有一定基礎后進入真實設備的實踐操作,實現了理、實一體化學習;優點三,與直接上真機操作相比既減少了實際設備的事故率,還緩解了學生多設備少的局面,也大大降低了數控實訓教學成本。
總之,這一切都是服務于企業有用人才的培養,在數控技能教學和人才培養的改革上只要我們更新觀念,根據市場需求合理調整教學計劃與內容,改革教學方法,建設好專業實訓基地,加大“雙師型”師資建設力度,數控技能教學定能取得預期的成效,使我們辛苦培養出來的人才是為企業所用的“可用之才”,而不是“紙上談兵”無實用之徒。
參考文獻
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[2] 教育資源網.數控技術專業人才需求調查報告[R],2009.