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提高技工院校《数控车床编程与操作》课程教学效果的探索

2018-02-17

现代制造技术与装备 2018年4期
关键词:数控车床数控机床指令

张 桦

(开封技师学院,开封 475000)

《数控车床编程与操作》课程是技工院校机械类专业课程的重要组成部分,通过对该课程的学习,学生可以掌握数控机床的结构、原理、编程方法及数控机床的操作技能等。受传统思想影响,学习程度较好的学生往往选择上高中,那些学习基础较差,家庭环境、经济条件不好的学生往往选择上技工院校,导致技工院校的生源学习能力普遍较差,缺乏学习积极性和主动性,这直接影响技工院校的教学质量。笔者结合开封技师学院一体化教学改革情况,对如何提高技工院校《数控车床编程与操作》课程的教学效果进行探索。

1 分析教材、分析学生,因需定教

教师在教学前要根据教学大纲的要求认真分析教学材料,把学生要掌握的知识点和技能点进行整理,并根据难易程度将这些要求分为几个不同的层次,以便在教学过程中能够做到由简到难、循序渐进的教学安排,并且为学习程度不同的学生安排不同的学习要求。

同时,教师还要深入了解学生,结合学生平时的成绩、普通机床的动手操作能力、班级的实际情况等,搞清哪些学生学习能力强,哪些学生接受能力弱,做到心中有数,根据情况将学生划分为若干个不同的小组。在教学中,笔者是这样做的:将学生划分为A、B、C三个小组,A组为学习程度好、操作能力强的学生,B组为中等水平的学生,C组为学习成度差、动手能力弱的学生;为每小组制定不同的学习要求,以便在实训教学过程中,每小组人员在操作及练习中都能完成学习任务。当然,这种分组并不固定小组的成员,对成绩有进步的学生予以表扬,随时恰当地调整其小组,进行鼓励。

2 分层教学、区别对待,共同进步

由于在教学之前已经对学生有了比较深入的了解,并且根据学生的实际情况分了小组,教师可以采用分层教学方式来实施教学。

实施分层教学首先是教学目标的分层。在前期教学准备中,已经将学生要掌握的知识点和技能点进行整理,这时教师可以根据学生分组情况,按教学大纲和教材对各小组学生提出相应的教学要求。例如,对阶梯轴零件进行编程加工时,B组学生要求使用规定的固定循环编程指令进行编程并按时完成零件的加工,保证零件的加工精度;C组学生不规定使用何种指令,也不规定加工时间,只要能编出程序、加工出零件就可以;A组学生不仅要求能够完成学习任务,还要求学生编程时要考虑生产效率、优化工艺过程、提高加工精度等问题。这样就避免了“一刀切”教学所产生“有的吃不饱,有的吃不好,有的吃不了”的局面。

实施分层教学是贯穿于整个教学过程的,在实训辅导和考核过程中,教师都可以按照分层的教学目标进行实施。采用分层教学,使处在不同起点的学生都能在原有的基础上获得进步,充分调动了学生的学习积极性,有效地提高教学效果。

3 多种方式、直观教学,加深理解

为加深学生对《数控车床编程与操作》知识和技能的理解,教学实施过程中充分发挥现代教育技术的优势,采用多媒体课件和数控仿真软件进行教学,使学习内容更加形象、直观。

在学习编程指令时,采用图文并茂的多媒体课件,直观地展示编程知识,弥补技校学生思维能力不强而引发的认知缺陷,提高学习效果。例如,固定循环指令:G80 X_Z_F_;这一指令包含四个动作,快进、切削、退出、快回,并且有快速进给,也有切削进给。对于这样的动作,仅凭教师的口舌、比划不能使学生很好理解这个指令的具体含义,其在编制程序中无法具体应用。在这种情况下,利用多媒体课件的三维动画演示就轻而易举解决了学生因想象不足而引起的理解缺陷。

理解了数控指令代码的含义,并不见得能够编制出零件的加工程序。在数控机床上运行的数控程序不仅仅是数控指令代码的组合,还需要符合实际加工的工艺性。对处于学习阶段的学生而言,加工工艺是抽象的,而实际加工工艺过程是具体的,学生很难清楚地知道自己所选择的工艺路线是否合理,编写的程序是否符合工艺要求,能否在数控机床上正确运行,加工出合格的零件。这就直接影响学生的学习效率,进而影响教学效果。在《数控车床编程与操作》教学中,笔者运用了上海宇龙公司开发的数控仿真软件,学生编制的数控程序输入到仿真软件之后,通过仿真软件,学生可以直接查看程序运行时的刀具轨迹、加工过程,由此判定编制的程序是否存在问题,大大提高了修改程序的效率,从而提高了教学质量。

4 仿真模拟、机床操作,增强效果

《数控车床编程与操作》课程具有很强的实践性,不仅要编制出合理的数控程序,还要将零件加工出来,这就需要学生必须就具有实践动手操作能力。为提高实践操作的教学效果,在教学中,采用数控仿真模拟与机床操作相结合的方法。

实践操作前应用数控仿真模拟软件可以解决几个问题:首先解决了学生对机床不熟悉而产生的操作安全问题。数控仿真模拟软件能模拟与实际机床一样的操作面板、操作方法、操作步骤,学生可以在仿真软件上熟悉、摸索机床的各种功能而不用担心误操作、撞刀之类的错误。在仿真软件上熟悉机床的操作之后,实践操作中的事故率明显降低。其次解决了资金短缺、数控机床不足的问题。数控仿真模拟软件的成本远远低于数控机床的成本,建立数控仿真模拟实训室,可以同时满足多个学生的实践操作。一部分学生在仿真模拟软件上练习,另一部分学生在机床上练习,之后可以交换练习。

在数控仿真模拟软件上熟练掌握数控机床操作之后,就可以到数控机床上进行实操。实操时,对于首件零件,教师必须进行实操演示,展示完整的过程:从数控机床开机、回零点、输入程序、装夹零件、刀具,到对刀操作、参数输入、程序校验、数控加工等。在操作中,教师还要讲一些注意细节。刚开始实操时,可以挑选A组的一些动手能力强的学生进行练习,以便为后续的实训辅导和检测做准备。

5 分层辅导、过程考核,提高整体教学质量

在学生进行自主练习的过程中,教师的辅导尤为重要。辅导的过程包含教师亲自指导和学生之间的辅导等分层辅导的方法。对于A组程度比较好的学生,主要指导他们应用指令的编程技巧及优化零件加工方案;对于B组的大多数学生,主要指导他们熟练应用编程指令及提高零件加工精度;对于C组的学习能力差的学生,主要指导他们学会应用编程指令及完成零件的加工。同时,让A组学习程度比较好的部分学生参与到辅导中,学生之间更容易沟通,不仅可以提高教学效率,还可以增强彼此友情,促进班风学风。

一体化教学改革的目的是提高学生的综合职业能力,在学习任务的考核上采用过程考核与分层考核相结合的方法。学生的考核包含整个学习过程,每一个学习任务都是一次考核,每次考核包含程序编制情况、零件加工情况、学习态度等。学期末将每一次的考核汇总为本课程的最终成绩。在考核的过程中,为学习能力较差的学生增加一些表现机会,以增加他们的学习信心和参与的主动性,使学生明白在学习的整个过程中,只要认真表现就会有收获,从而达到提高整体教学质量的目的。

6 结语

在技工院校一体化课程改革中,以学生的实际情况为出发点,设定不同的教学目标,选择多媒体、数控仿真模拟软件、机床操作等多种教学方法,运用合理的过程化考核机制,充分调动了全体学生的学习积极性,使得每个学生都真正地参与到学习过程中,从而提高了《数控车床编程与操作》课程的教学效果。

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