數(shù)控加工技術(shù)課程教學(xué)論文

時(shí)間:2022-06-11 10:07:53

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數(shù)控加工技術(shù)課程教學(xué)論文

摘要:根據(jù)“數(shù)控加工技術(shù)”課程的特點(diǎn),結(jié)合國(guó)內(nèi)外數(shù)控技術(shù)教學(xué)現(xiàn)狀的調(diào)研反饋,從強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)、改革考核方式、科學(xué)評(píng)價(jià)新教學(xué)模式下教學(xué)效果、注重教師隊(duì)伍的優(yōu)化組合、加強(qiáng)課程資源建設(shè)等方面入手,探討“數(shù)控加工技術(shù)”課程教學(xué)改革實(shí)踐的基本思路。通過(guò)不斷改革創(chuàng)新,使學(xué)生較好地掌握數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:數(shù)控加工技術(shù);教學(xué)改革;應(yīng)用

“數(shù)控加工技術(shù)”是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生理論與實(shí)踐綜合能力的一門專業(yè)技能課程,先行需開(kāi)設(shè)“畫法幾何與機(jī)械制圖”“工程材料及成形技術(shù)”“金屬工藝學(xué)”“模具技術(shù)”等課程,其對(duì)后續(xù)“UGCAD/CAM”“數(shù)控加工與編程實(shí)驗(yàn)”以及“畢業(yè)設(shè)計(jì)”課程的綜合實(shí)踐考核也起到關(guān)鍵作用。因此,優(yōu)化“數(shù)控加工技術(shù)”課程內(nèi)容,改革課程實(shí)踐考核方法,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐應(yīng)用能力尤為重要。針對(duì)該課程教學(xué)改革需要,成立了課題組,經(jīng)過(guò)3年的改革實(shí)踐與探索,“數(shù)控加工技術(shù)”課程改革在教學(xué)大綱修訂、教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、教學(xué)方法和考核方式改革等方面都取得了顯著的效果。

1課程特點(diǎn)及國(guó)內(nèi)外教學(xué)調(diào)研

1.1課程特點(diǎn)?!皵?shù)控加工技術(shù)”課程實(shí)踐性較強(qiáng),不僅要求學(xué)生熟悉數(shù)控加工工藝、數(shù)控編程的基本理論知識(shí),還需要學(xué)生掌握手工編程和自動(dòng)編程的技巧,從而培養(yǎng)學(xué)生調(diào)試加工程序的能力以及操作機(jī)床的實(shí)踐能力。1.2國(guó)內(nèi)外教學(xué)調(diào)研。新加坡非常重視數(shù)控技術(shù)教育的發(fā)展。課題組成員赴新加坡游學(xué),了解中外教學(xué)理念,結(jié)合數(shù)控技術(shù)課程教學(xué)改革,在調(diào)研新加坡人才培養(yǎng)模式的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)關(guān)注新加坡數(shù)控技術(shù)人才培養(yǎng)工作,其顯著特點(diǎn)為對(duì)研究生、大學(xué)生和其他層次的學(xué)生均非常重視學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。與新加坡相比,我國(guó)的數(shù)控技術(shù)人才的培養(yǎng)工作則極為薄弱,為滿足中國(guó)制造業(yè)對(duì)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用型人才的迫切需求,培養(yǎng)大批既懂?dāng)?shù)控加工工藝又懂?dāng)?shù)控機(jī)床編程與操作的高素質(zhì)應(yīng)用型人才是目前數(shù)控技術(shù)的教學(xué)方向。本文根據(jù)青島工學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱本校)人才培養(yǎng)目標(biāo)以及學(xué)生特點(diǎn),借鑒新加坡人才培養(yǎng)模式,調(diào)整“數(shù)控加工技術(shù)”課程教學(xué)模式,以“數(shù)控加工技術(shù)”實(shí)踐教學(xué)改革為主線、數(shù)控加工模塊課程群建設(shè)為突破口,進(jìn)一步探索提升數(shù)控技術(shù)人才綜合素質(zhì)的教學(xué)模式,使教學(xué)過(guò)程更貼近社會(huì)需求、貼近生產(chǎn),幫助學(xué)生建立先進(jìn)加工制造技術(shù)的完整設(shè)計(jì)制造理念,使學(xué)生較系統(tǒng)地掌握數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用。

2深化數(shù)控加工技術(shù)課程教學(xué)改革

2.1修訂專業(yè)人才培養(yǎng)方案。本?!皵?shù)控加工技術(shù)”是一門3學(xué)分48學(xué)時(shí)的課程,針對(duì)課題研究反饋情況,調(diào)整數(shù)控課程內(nèi)容結(jié)構(gòu),突出實(shí)踐性,仿真學(xué)時(shí)由原8學(xué)時(shí)(占數(shù)控課程總學(xué)時(shí)的1/6),增加到12學(xué)時(shí)(占數(shù)控課程總學(xué)時(shí)的1/4)。課程考核方式改為平日成績(jī)+技能考核成績(jī)+末考成績(jī)?nèi)糠?。總結(jié)“數(shù)控加工技術(shù)”課程教學(xué)改革實(shí)踐情況,以及本校目前擁有的數(shù)控機(jī)床條件,在新版專業(yè)人才培養(yǎng)方案中專業(yè)課程實(shí)踐部分增設(shè)0.5學(xué)分(12學(xué)時(shí))的“數(shù)控加工與編程實(shí)驗(yàn)”課程,進(jìn)一步驗(yàn)證仿真加工結(jié)果,實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐一體化,真正做到“學(xué)用結(jié)合”,為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、研一體化教學(xué)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2.2采取“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”教學(xué)方法。課程采取“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”的方式授課,能有效促使學(xué)生在做中學(xué),在程序仿真調(diào)試中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題,促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)控加工的手工編程能力、仿真操作能力和自動(dòng)編程能力。為了達(dá)到“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”授課的效果,教師一題多用,對(duì)比講解,并且配有針對(duì)授課內(nèi)容自制的大量對(duì)應(yīng)實(shí)例仿真加工視頻,創(chuàng)設(shè)情境,授課過(guò)程形象直觀。為了進(jìn)一步解決學(xué)生對(duì)疑難點(diǎn)的困惑,教師把往屆學(xué)生做的數(shù)控加工仿真項(xiàng)目作為課堂演示案例,有正面案例也有反面案例,讓學(xué)生來(lái)分析各個(gè)案例的優(yōu)缺點(diǎn),通過(guò)深入淺出的講解,使疑難點(diǎn)變得通俗易懂[1]。2.3構(gòu)建新型教學(xué)模式。本文針對(duì)應(yīng)用型本科院校學(xué)生的特點(diǎn),在“數(shù)控加工技術(shù)”課程教學(xué)改革的道路上,探索構(gòu)建新型教學(xué)模式。2015年7月,課題組在2012級(jí)機(jī)械專業(yè)學(xué)生中成立數(shù)控技術(shù)興趣小組,針對(duì)小組成員個(gè)人能力,組織學(xué)生學(xué)習(xí)生產(chǎn)中較難加工典型案例的數(shù)控加工程序的編制(如葉輪葉片案例的數(shù)控加工、宏指令的應(yīng)用等),師生之間定期見(jiàn)面交流反饋,并通過(guò)微信群、QQ群等方式在線解答,有效解決學(xué)生遇到的疑難問(wèn)題。2016年3月,從2013級(jí)機(jī)械專業(yè)各個(gè)班級(jí)中選取對(duì)數(shù)控加工感興趣的學(xué)生組建30人數(shù)控項(xiàng)目班。相比“數(shù)控加工技術(shù)”課程普通班,項(xiàng)目班的教學(xué)改革具有如下特色:1)實(shí)施理論與實(shí)踐一體化教學(xué),將理論教學(xué)由教室改到實(shí)訓(xùn)室,實(shí)行理論教學(xué)與仿真教學(xué)相結(jié)合方式,充分發(fā)揮仿真軟件在實(shí)踐教學(xué)初期的指導(dǎo)作用,完成從理論知識(shí)到數(shù)控仿真加工全過(guò)程的講授[2]。2)每次課兩學(xué)時(shí),一學(xué)時(shí)老師授課,一學(xué)時(shí)實(shí)施“混合課堂式”教學(xué)模式,增加老師與學(xué)生之間和學(xué)生與學(xué)生之間互動(dòng)的時(shí)間,包括答疑解惑、知識(shí)的運(yùn)用等問(wèn)題的探討。通過(guò)“混合課堂式”教學(xué)模式獲取學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的關(guān)注方向,捕捉學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣點(diǎn),為進(jìn)一步做好課堂管理、課堂互動(dòng)等工作搜集大量素材。3)依據(jù)學(xué)生課堂對(duì)加工案例的程序編寫質(zhì)量、程序調(diào)試時(shí)間長(zhǎng)短、對(duì)刀操作準(zhǔn)確程度、加工質(zhì)量高低等情況打分,作為技能考核成績(jī)?cè)u(píng)分的重要參考依據(jù)[3]。4)為了進(jìn)一步拓展學(xué)生數(shù)控知識(shí)的學(xué)習(xí),在課余時(shí)間適當(dāng)留一些有利于學(xué)生能力提升、發(fā)揮主動(dòng)性和創(chuàng)造性的作業(yè),并鼓勵(lì)學(xué)生自由組建不同形式的學(xué)習(xí)小組,教師適時(shí)指導(dǎo),充分滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求[4]。根據(jù)提交作業(yè)的質(zhì)量情況,平日成績(jī)酌情給予加分獎(jiǎng)勵(lì),加強(qiáng)過(guò)程學(xué)習(xí)考核的合理性。2.4優(yōu)化考核及教學(xué)效果分析。現(xiàn)行的學(xué)習(xí)考核方式采取期末考試一票制,有許多弊病,不能較準(zhǔn)確地反映學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。在2015~2016學(xué)年第二學(xué)期,“數(shù)控加工技術(shù)”項(xiàng)目班考核方式采取平日成績(jī)(40%)+技能考核成績(jī)(30%)+末考成績(jī)(30%)三部分評(píng)定的方法;普通班考核方式采取平日成績(jī)(40%)+末考成績(jī)(60%)兩部分評(píng)定的方法。項(xiàng)目班與普通班考核成績(jī)對(duì)比見(jiàn)表1。項(xiàng)目班、普通班1班和2班成績(jī)分布如圖1、圖2、圖3所示。分析表1及圖1、圖2、圖3中的數(shù)據(jù)信息可知,項(xiàng)目班卷面成績(jī)標(biāo)準(zhǔn)差σ=9.35,綜合成績(jī)標(biāo)準(zhǔn)差σ=4.78;其他兩個(gè)普通班卷面成績(jī)標(biāo)準(zhǔn)差分別為10.87,15.83,綜合成績(jī)標(biāo)準(zhǔn)差分別為6.89,11.02。圖表中數(shù)據(jù)表明,項(xiàng)目班考慮了技能成績(jī)的考核,增加了課程的趣味性,促進(jìn)了學(xué)生自覺(jué)主動(dòng)學(xué)習(xí),學(xué)生的綜合平均成績(jī)?yōu)?8.23分,并且學(xué)生之間的分?jǐn)?shù)差距相對(duì)于普通班學(xué)生之間的分?jǐn)?shù)差距小,說(shuō)明學(xué)生學(xué)習(xí)積極性都很高,教學(xué)改革的措施有效果。但是,卷面平均成績(jī)與普通班級(jí)差異不夠顯著,需針對(duì)該結(jié)果做進(jìn)一步分析;再者,項(xiàng)目班人數(shù)相比普通班級(jí)要少,是普通班級(jí)人數(shù)的1/2,研究數(shù)據(jù)有一定的局限性。但從各考核數(shù)據(jù)分析可知,以實(shí)踐實(shí)訓(xùn)促進(jìn)理論學(xué)習(xí)的教學(xué)方法行之有效。因此,教學(xué)改革的實(shí)施方案需要進(jìn)一步完善,“數(shù)控加工技術(shù)”課程教學(xué)改革需要長(zhǎng)期進(jìn)行。2.5營(yíng)造和諧課堂。課題組成員赴新加坡游學(xué)參觀,認(rèn)識(shí)到在“數(shù)控加工技術(shù)”課程教學(xué)改革中,課堂管理同樣是一門授課藝術(shù),營(yíng)造和諧課堂非常重要。對(duì)工科課程的授課,要營(yíng)造“學(xué)生喜歡”的和諧課堂,教師需結(jié)合實(shí)踐及時(shí)發(fā)現(xiàn)新知識(shí),注重知識(shí)的更新,不能僅停留在知識(shí)點(diǎn)理論的講解上,應(yīng)緊跟技術(shù)革新的步伐。對(duì)教師而言,要積極關(guān)注最新文獻(xiàn)資料,把握行業(yè)最新發(fā)展動(dòng)態(tài),不斷提升自身專業(yè)水平。與此同時(shí),通過(guò)開(kāi)展“學(xué)生成績(jī)預(yù)警登記”的管理制度,督促學(xué)生保證課堂出勤率和聽(tīng)課效果。對(duì)課堂學(xué)習(xí)表現(xiàn)不佳的學(xué)生開(kāi)展定期約談,并跟蹤改進(jìn)效果,使學(xué)生摒棄浮躁,豐富自身知識(shí),為未來(lái)良好發(fā)展做好知識(shí)儲(chǔ)備。

3培養(yǎng)專業(yè)教師團(tuán)隊(duì)

教師團(tuán)隊(duì)的優(yōu)化組合是課程建設(shè)的必要前提,為進(jìn)一步提高教師團(tuán)隊(duì)理論與實(shí)踐一體化教學(xué)水平,加強(qiáng)課程教師團(tuán)隊(duì)的科研能力,教師團(tuán)隊(duì)的組建需要滿足可持續(xù)發(fā)展,形成梯隊(duì)。既有教師系列的教授、副教授、講師、助教,又有工程、技工系列的工程師、技師等,吸納不同系列和層次的人才,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),分工明確。目前課題組有教授1名、高級(jí)技師1名、技師1名、講師2名、助教1名,實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍有待加強(qiáng)。

4加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的探索與實(shí)踐

近3年來(lái),課題組老師在開(kāi)展教研活動(dòng)的同時(shí)積極開(kāi)展應(yīng)用技術(shù)研究,取得了豐碩的研究成果[5]:1)依據(jù)“數(shù)控加工技術(shù)”課程教學(xué)大綱的實(shí)踐性、先進(jìn)性,針對(duì)以往數(shù)控技術(shù)教學(xué)欠缺實(shí)踐可行性驗(yàn)證環(huán)節(jié),課題組成員主持編寫了“數(shù)控加工技術(shù)”教材,教材實(shí)用性強(qiáng),使學(xué)生對(duì)數(shù)控加工技術(shù)手工編程、仿真操作、自動(dòng)編程有了更系統(tǒng)、更全面的認(rèn)識(shí),并制作了與教材配套的課件,已上傳至電子工業(yè)出版社華信教育資源網(wǎng),供大家下載使用。2)考慮切削加工的發(fā)展現(xiàn)狀,在“金屬工藝學(xué)”課程注重講授傳統(tǒng)機(jī)床及其加工工藝特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,完善數(shù)控機(jī)床及數(shù)控加工工藝內(nèi)容的講授。目前,在原教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上已完成數(shù)控相關(guān)知識(shí)內(nèi)容的補(bǔ)充工作,新版教材已在高等教育出版社出版。3)針對(duì)“UGCAD/CAM”課程的教學(xué)大綱內(nèi)容,課題組教師參與UG軟件教材的撰寫工作,教材已在清華大學(xué)出版社出版,解決了因講解CAD和CAM兩部分教學(xué)內(nèi)容,“UGCAD/CAM”課程選擇教材困難的問(wèn)題。4)為了加強(qiáng)學(xué)生數(shù)控自動(dòng)編程加工中三維建模知識(shí)的學(xué)習(xí),課題組教師組織學(xué)生參加了青島市大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽,學(xué)生熟練運(yùn)用UG等三維軟件,獲得二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、三等獎(jiǎng)1項(xiàng)。同時(shí)組織學(xué)生考取三維CAD工程師職業(yè)證書。5)教改期間,針對(duì)研究成果已發(fā)表6篇核心論文,第一作者均為課題組教師。

5結(jié)束語(yǔ)

本文以學(xué)生為主體,以應(yīng)用為導(dǎo)向,采取“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”教學(xué)方法,實(shí)施“混合課堂式”教學(xué)模式,注重教師資源和課程資源建設(shè),在理論與實(shí)踐一體化教學(xué)改革中,圍繞社會(huì)需求開(kāi)展教學(xué),使學(xué)生在提升專業(yè)能力的同時(shí),實(shí)現(xiàn)全方面素質(zhì)的培養(yǎng)。但在校企協(xié)同育人方面,有待持續(xù)改革創(chuàng)新,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高素質(zhì)應(yīng)用型數(shù)控技術(shù)人才培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn):

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作者:陳艷 胡麗娜 戚洪峰 單位:青島工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院