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论文摘要:本文将计算机辅助教学技术应用于数控教学中,应用计算机辅助教学技术进行理论教学和教学效果测试等具体实施方案。以计算机辅助软件在特征建模上的强大功能,使数控设计更优化,加之其工作路径输出的多样性,使数控加工制造更便利。
随着科技的迅猛发展,计算机辅助软件在数控加工制造中被广泛的应用。在数控加工制造业中广泛应用计算机辅助数控技术,数控专业是具有很强的理论性和实践性特征的专业,计算机辅助教学技术极大的提高数控教学效果和降低教学成本,本文研究了计算机辅助教学技术在数控教学中的应用。
1 数控教学中存在的问题
数控专业涉及多门学科,且交叉程度高,具有很强的其理论性和实践性,数控专业的理论知识体系很复杂,实践操作要求高,因此数控专业的实践教学在教学中起着极为关键的作用,通过有效的计算机辅助实践教学能够促进学生了解数控车床的基本原理与结构,能够让学生加快掌握数控车床的基本操作技能,熟练操作CAD/CAM应用的方法与流程,最终提高综合能力,但是在实际数控教学过程中,往往受到教学条件和专业特征等因素的制约,导致在具体的教学中存在一些常见问题:(1)由于数控车床涉及多门学科,因此数控这门专业所需的理论知识体系相当复杂,而且许多教学内容很抽象、知识结构复杂,以往教师在课堂上单纯的讲解课本教学方式,导致学生难以理解,学习过程中选择逃过复杂的数控理论体系,导致学生普遍理论知识欠缺,最后必然导致学生难以理解接受理论知识;(2)数控车床综合应用多种技术,结构原理和生产过程是非常复杂,车床产品类型极为复杂,广泛应用于各行各业模型和各种数控车床,其价格远高于普通车床。数控车床价格太贵导致教学成本太高,因此学校在教学中不能将用于数控车床模型和数量配置完整,从而影响教学效果;(3)车床型号太多且价格昂贵,导致学校配置不能配齐所有车床型号,因此在实际教学中,学生不能对所有型号的数控车床进行实际的实践操作,导致学生在学校学校学到的知识,不能实际应用到企业;(4)当前职业教育广泛采用班级授课制,数控实训往往是一个班的同学在同一时间对数控实习室培训操作,训练设备的限制,很难确保每个学生数控车床操作培训,培训指导老师不能到每个学生调度监控和指导,这将导致在训练过程中存在安全隐患。
2 计算机辅助教学在数控教学中的应用措施
根据以上所述数控专业的专业特征及数控专业教学中存在的问题,可以利用现代技术计算机辅助数控教学,凭借计算机辅助教学有效的模拟效果提高数控专业的教学效果,具体措施包括:(1)数控专业理论中存在大量的抽象复杂的理论知识,传统的教学方式将导致学生很难理解,应用计算机辅助教学技术提高教学效果,数控车床的结构与原理极为复杂,而且很难找到实物演示观察,教师在讲解时难以表达清楚,学生很难理解掌握;这些抽象概念学生很难理解,采用计算机辅助教学技术,可以将复杂和抽象的教学内容简单化和具体化,从而让学生轻松地掌握这些复杂难懂的理论知识;在讲解数控指令等抽象内容时,可以运用计算机辅助教学技术将其实现功能形象地表达出来,从而将抽象内容具体化,应用计算机辅助教学技术可将教学内容形象化、具体化,还能突出重点、简化难点,并且能激发学生的学习兴趣,从而提高教学效果。(2)计算机辅助教学即利用硬件与软件结合构建虚拟实验室,在计算机网络上进行模拟、仿真各种实验操作,替代部分甚至全部传统的常规实验仪器设备,由于数控车床的型号和种类繁多,且更新换代极为快速,以职业学校的经济实力,不能将所有型号的实验设备配备齐全,可以充分利用计算机辅助软件构建虚拟实验室进行仿真。随着计算机辅助教学技术的日趋成熟,计算机仿真系统越来越完善,可模拟数控实际设备加工环境以及其工作状态也更加全面,可以验证数控加工程序更高的正确性和可靠性,计算机辅助数控加工仿真在数控教学中起着十分重要的作用,是现代数控专业实践教学的有效辅助方式。在虚拟实验室,利用计算机辅助处于虚拟环境中可动态分析观察数控工件制作程序的正确性和完整性,教师利用仿真平台进行工件加工操作演示,学生都能清楚的观察到每一个详细的操作步骤,学生自己也可以在虚拟实验室进行仿真实验操作,学生通过仿真实验,学校不必花费太多的经济就能够使学生得到实践练习的机会,仿真实验让学生加深对数控指令的理解,缩短对实际数控车床的熟悉时间,减少加工材料损耗和浪费,节约时间;(3)在学习一个段落或者一个知识点后,有必要进行一次有效的教学效果评价,但传统的单一的书面考试形式的评价模式的运作程序,将不能够提高学生的学习兴趣,不但影响评定效果,也不利于教学。应用计算机辅助教学技术教学的效果是可以测试学生在学习效果,通过仿真实验,对学生所学知识进行测试,可以直接反映教学效果,同时增加学生的学习兴趣。
3 结语
本文对数控专业教学的现状及存在的问题进行分析,对计算机辅助教学技术在数控专业中的应用进行研究,且提出了计算机辅助软件在数控专业教学中的具体的实施方案,计算机辅助在教学能够将抽象复杂的理论知识具体简单化,促进学生对其的理解,从而可以提高教学效果,提高了学生的知识与技能。
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论文摘要:本人于2007年4月份进入广东省广州昊达机电有限公司进行毕业前的综合实践,从事有关变频器的工作。本文介绍了采用数控车床的主轴驱动中变频控制的系统结构与运行模式,并简述了无速度传感器的矢量变频器的基本应用。
前言
数控车床是机电一体化的典型产品,是集机床、计算机、电机及其拖动、自动控制、检测等技术为一身的自动化设备。其中主轴运动是数控车床的一个重要内容,以完成切削任务,其动力约占整台车床的动力的70%~80%。基本控制是主轴的正、反转和停止,可自动换档和无级调速。
在目前数控车床中,主轴控制装置通常是采用交流变频器来控制交流主轴电动机。为满足数控车床对主轴驱动的要求,必须有以下性能:(1)宽调速范围,且速度稳定性能要高;(2)在断续负载下,电机的转速波动要小;(3)加减速时间短;(4)过载能力强;(5)噪声低、震动小、寿命长。
本文介绍了采用数控车床的主轴驱动中变频控制的系统结构与运行模式,并阐述了无速度传感器的矢量变频器的基本应用。
第1章变频器矢量控制阐述
70年代西门子工程师F.Blaschke首先提出异步电机矢量控制理论来解决交流电机转矩控制问题。矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量,根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制,从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制,并同时控制两分量间的幅值和相位,即控制定子电流矢量,所以称这种控制方式称为矢量控制方式。矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。这样就可以将一台三相异步电机等效为直流电机来控制,因而获得与直流调速系统同样的静、动态性能。矢量控制算法已被广泛地应用在siemens,AB,GE,Fuji等国际化大公司变频器上。
采用矢量控制方式的通用变频器不仅可在调速范围上与直流电动机相匹配,而且可以控制异步电动机产生的转矩。由于矢量控制方式所依据的是准确的被控异步电动机的参数,有的通用变频器在使用时需要准确地输入异步电动机的参数,有的通用变频器需要使用速度传感器和编码器。目前新型矢量控制通用变频器中已经具备异步电动机参数自动检测、自动辨识、自适应功能,带有这种功能的通用变频器在驱动异步电动机进行正常运转之前可以自动地对异步电动机的参数进行辨识,并根据辨识结果调整控制算法中的有关参数,从而对普通的异步电动机进行有效的矢量控制。
第2章数控车床主轴变频的系统结构与运行模式
2.1主轴变频控制的基本原理
由异步电机理论可知,主轴电机的转速公式为:
n=(60f/p)×(1-s)
其中P—电动机的极对数,s—转差率,f—供电电源的频率,n—电动机的转速。从上式可看出,电机转速与频率近似成正比,改变频率即可以平滑地调节电机转速,而对于变频器而言,其频率的调节范围是很宽的,可在0~400Hz(甚至更高频率)之间任意调节,因此主轴电机转速即可以在较宽的范围内调节。
当然,转速提高后,还应考虑到对其轴承及绕组的影响,防止电机过分磨损及过热,一般可以通过设定最高频率来进行限定。
图2-1所示为变频器在数控车床的应用,其中变频器与数控装置的联系通常包括:(1)数控装置到变频器的正反转信号;(2)数控装置到变频器的速度或频率信号;(3)变频器到数控装置的故障等状态信号。因此所有关于对变频器的操作和反馈均可在数控面板进行编程和显示。
2.2主轴变频控制的系统构成
不使用变频器进行变速传动的数控车床一般用时间控制器确认电机转速到达指令速度开始进刀,而使用变频器后,机床可按指令信号进刀,这样一来就提高了效率。如果被加工件如图2-2所示所示形状,则由图2-2中看出,对应于工件的AB段,主轴速度维持在1000rpm,对应于BC段,电机拖动主轴成恒线速度移动,但转速却是联系变化的,从而实现高精度切削。
在本系统中,速度信号的传递是通过数控装置到变频器的模拟给定通道(电压或电流),通过变频器内部关于输入信号与设定频率的输入输出特性曲线的设置,数控装置就可以方便而自由地控制主轴的速度。该特性曲线必须涵盖电压/电流信号、正/反作用、单/双极性的不同配置,以满足数控车床快速正反转、自由调速、变速切削的要求。第3章无速度传感器的矢量控制变频器
3.1主轴变频器的基本选型
目前较为简单的一类变频器是V/F控制(简称标量控制),它就是一种电压发生模式装置,对调频过程中的电压进行给定变化模式调节,常见的有线性V/F控制(用于恒转矩)和平方V/F控制(用于风机水泵变转矩)。
标量控制的弱点在于低频转矩不够(需要转矩提升)、速度稳定性不好(调速范围1:10),因此在车床主轴变频使用过程中被逐步淘汰,而矢量控制的变频器正逐步进行推广。
所谓矢量控制,最通俗的讲,为使鼠笼式异步机像直流电机那样具有优秀的运行性能及很高的控制性能,通过控制变频器输出电流的大小、频率及其相位,用以维持电机内部的磁通为设定值,产生所需要的转矩。
矢量控制相对于标量控制而言,其优点有:(1)控制特性非常优良,可以直流电机的电枢电流加励磁电流调节相媲美;(2)能适应要求高速响应的场合;(3)调速范围大(1:100);(4)可进行转矩控制。
当然相对于标量控制而言,矢量控制的结构复杂、计算烦琐,而且必须存贮和频繁地使用电动机的参数。矢量控制分无速度传感器和有速度传感器两种方式,区别在于后者具有更高的速度控制精度(万分之五),而前者为千分之五,但是在数控车床中无速度传感器的矢量变频器的控制性能已经符合控制要求,所以这里推荐并介绍无速度传感器的矢量变频器。
3.2无速度传感器的矢量变频器
无速度传感器的矢量变频器目前包括西门子、艾默生、东芝、日立、LG、森兰等厂家都有成熟的产品推出,总结各自产品的特点,它们都具有以下特点:(1)电机参数自动辩识和手动输入相结合;(2)过载能力强,如50%额定输出电流2min、180%额定输出电流10s;(3)低频高输出转矩,如150%额定转矩/1HZ;(4)各种保护齐全(通俗地讲,就是不容易炸模块)。
无速度传感器的矢量控制变频器不仅改善了转矩控制的特性,而且改善了针对各种负载变化产生的不特定环境下的速度可控性。图3-1所示,为某品牌无速度传感器变频器产品在低频和正常频段时的转矩测试数据(电机为5.5kW/4极)。从图中可知,其在低速范围时同样可以产生强大的转矩。在实验中,我们同样将2Hz的矢量变频控制和V/F控制变频进行比较发现,前者具有更强的输出力矩,切削力几乎与正常频段(如30Hz或50Hz)相同。3.3矢量控制中的电机参数辨识
由于矢量控制是着眼于转子磁通来控制电机的定子电流,因此在其内部的算法中大量涉及到电机参数。从图3-2的异步电动机的T型等效电路表示中可以看出,电机除了常规的参数如电机极数、额定功率、额定电流外,还有R1(定子电阻)、X11(定子漏感抗)、R2(转子电阻)、X21(转子漏感抗)、Xm(互感抗)和I0(空载电流)。
参数辨识中分电机静止辨识和旋转辨识2种,其中在静止辨识中,变频器能自动测量并计算顶子和转子电阻以及相对于基本频率的漏感抗,并同时将测量的参数写入;在旋转辨识中,变频器自动测量电机的互感抗和空载电流。
在参数辨识中,必须注意:(1)若旋转辨识中出现过流或过压故障,可适当增减加减速时间;(2)旋转辨识只能在空载中进行;(3)如辨识前必须首先正确输入电机铭牌的参数。
3.4数控车床主轴变频矢量控制的功能设置
从图1-1中可以看出,使用在主轴中变频器的功能设置分以下几部分:
1矢量控制方式的设定和电机参数;
2开关量数字输入和输出;
3模拟量输入特性曲线;
4SR速度闭环参数设定。
第4章结束语
对于数控车床的主轴电机,使用了无速度传感器的变频调速器的矢量控制后,具有以下显著优点:大幅度降低维护费用,甚至是免维护的;可实现高效率的切割和较高的加工精度;实现低速和高速情况下强劲的力矩输出。
参考文献
1.王侃夫.数控机床控制技术与系统[M].北京:机械工业出版社,2002.
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【关键词】中职;数控车;理论教学;仿真教学;实践教学
1.绪论
中国首先是一个制造大国,随着经济发展以及社会要求的提高,对机械加工设备的要求越来越高。中国不断引进国外先进设备,组织培训,同时也有很多科技人才先后不断的研制出中国自己的品牌,如华中数控,广州数控等,不仅如此还在国外产品基础上将其中国化,那么面对如此多的先进的制造机器,需要的操作人员和编程人员越来越多。数控车是其基本课,必需认真研究其教学[1]。而现代企业需求的操作工是能应用新知识、新技术、新工艺为主导,学生为主体的教学方式,强调学生的主体性和自主学习方法来操作高新的技术设备,加工出高质量的产品,提高劳动生产的主导作用[2]。
中职学校应该明确目标,培养一线应用型人才[3]。中职院校的学生有着他本身的特点,即理论学习能力不强,对于较为复杂的理论知识无法掌握,尤其是涉及到公式计算的问题,但是他们动手能力强,而且不受既有的理论知识框架束缚,对于动态的,立体的东西兴趣浓厚。针对这一特点,结合工厂人才需求,本文就数控车教学提出相应的教学模式。
2.优化学生分组,改变教与学的传统思想
由于目前中职院校教学设备并不一定很充足,不能保证每个学生都能有一台数控车床进行操作,那么分组教学成为必然。
如何分组才能得到最好的教学效果呢?充分掌握学生特点,使得小组成员之间能够相互帮助互相促进,这样既减少了指导教师的负担,又提高学生的学习能力。改变传统教学观念中“教”只是教师的职责这一观点。
虽然说每个时代的学生具有时代特点,但是具体到每个人,其特点不具有个体化,同样对于每个班级的学生而言也是如此。那么在教学前对学生进行摸底是不可缺少的一个教学环节。包括学生日常上课表现、生活行为习惯和同学间的相互评价。每个小组成员中应同时包括学习能力强的又能帮助同学的学生和接受新知识能力差且不愿意向老师提问的学生。这样学生也起到了教的作用,而且效果更好。
3.理论教学与仿真教学并行,提高教学生动性
传统的理论教学方式是教师讲理论,讲编程指令,学生模仿学习,较为枯燥。随着科技水平的发展计算机技术的引入,尤其是各种数控机床仿真软件的诞生,改变了以往教学模式,充分利用仿真软件可增加教学过程的生动性(图1所示为仿真效果图)。在整个教学环节中,理论和实践交替进行,直观和抽象交错出现,没有固定的先实后理或先理后实,而理中有实,实中有理[4]。将理论教学与仿真教学并行可有以下几方面优点:
1)学校的实训设备不足,无法使学生了解各种机床的不同点,而仿真软件可以做到这一点;
2)如果在讲编程理论的同时展开实践操作,由于学生操作生疏,对于机床的损害较大,资源浪费较大。应用仿真软件结合理论教学,可降低不必要的资源损失;
3)纯粹的理论教学比较抽象,学生只能死记硬背,对于不喜欢理论学习的中职学生无疑是痛苦的过程。结合仿真教学,仿真效果如图1所示,可以使其边学理论边仿真操作,形象生动的掌握每个指令的实际功能;
4)仿真软件的功能已经日趋全面化,学生在掌握基本指令的情况下可以充分发挥其主观能动性和创造性,在仿真软件上独立编写程序进行仿真加工,并且是安全可靠的。
4.合理实践教学事半功倍
在上述准备工作完成后进行实践教学过程。实践教学过程要点是合理安排实践进程。虽然学生在仿真教学过程中已经对机床有所熟悉,但是在面对数控车床的初始阶段依然是存在恐惧心理的。
第一步,是让学生熟悉自己所要操作的数控车床结构,控制面板以及相应的指令,结合仿真软件中所熟悉的知识,降低对真正机床的恐惧感;
第二步,让学生启动机床输入简单的程序,用MDI方式编辑启动机床,熟练掌握机床的启停指令,感受机床主轴的实际转速;用编辑方式编写简单程序,操作自动启动功能和程序启停按钮;
第三步,教授学生数控车床对刀方式,值得注意的是不同的机床对刀方式,输入刀补方式不同,不同小组操作机床不同需要分别讲授,并强调注意事项;
第四步,以工厂实际工件加工要求给学生布置加工任务,零件图纸由简单到复杂,并且应用到的指令也是由简单到复杂。,实施任务同时检查各组完成任务情况,实施时间力求使每个学生都能独立完成任务;
第五步,考核。考核不应只有一次,至少两次。在教学过程中发现,考核对于每个学生来讲有压力也有动力,谈及到要进行考核他们的重视程度较高,有两次以上的针对个人的单独考核可以督促他们学习操作。
5.总结
在对中职院校学生进行教学的过程中一定要结合学生特点,充分考虑学校的设备问题,有效利用先进的技术,制定出符合当地环境的教学模式,同时对学生进行文明教育和职业素养教育,这样培养出来的学生,被社会认可的机会会更大,服务于专业,服务于社会。
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1 项目教学法的定义
项目教学法是教师和学生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动,老师在进行教学的时候,可以通过项目的形式来给学生交待需要问的问题和需要完成的任务,老师可以通过指导,学生可以采取个人或者分组的形式,在一起商量、讨论制定相应的计划,最后让学生自己结合实际工作来完成相应的任务。教学过程中的从教案的重点逐渐转换为以完成项目为重点的教学,实行项目教学法就是让学生可以把课堂中学习到的理论知识与实践相互结合在一起,从而来提高学生对实际问题的解决能力,不断的激发学生的创造能力和思维能力。
2 项目教学法与传统教学方法的区别
首先,在传统的教学中,主要的教学目标就是为了传授知识和技能,而在项目教学法中,是培养学生能够解决问题的能力和学习知识能力。其次,教学形式的不同,传统的教学方法都是以教师为主体,教师一直在讲,而学生为只是负责听,项目教学法是在教师的指导之下,学生进行主动的学习。第三,交流方式的不同,传统的教学方法,学生都是处于被动的位置,而项目教学法是通过分组,学生在一起讨论,和教师一起互动。第四,参与程度,传统的教学方法,学生都是按照教师的指挥来学习,而项目教学法学生可以按照自己的兴趣来进行选择。第五,教学中的特色不一样,传统的教学方法,教师对课堂内容的补充,教师来发现学生的不足之处,而项目教学法教师结合学生各自的优点,来不断的开展教学活动。
3 项目教学法在数控车床编程与加工技术工中的应用
3.1 对项目进行确定
首先需要对项目进行确定,了解项目中的任务。项目中的任务也需要合理的计划,这是实施项目教学的首要前提,在项目确定的时候有几个因素需要考虑:第一,在项目进行选择的时候要按照教学中的内容,结合教学大纲中的要求,将教学大纲中的知识和每一个项目结合在一起,还需要一定的想象空间,这样不仅能够提高学生学习知识的能力,还能培养学生的创新能力。其次,根据学生的学习水平、学习层次来制定项目的难易程度,来提高学生的学习兴趣,每一个项目都尽量能让学生接受。最后,设定的项目要有一定的实用价值,例如:在在数控车床编程与加工技术工中可以选用一些小酒杯来作为项目中的教学,分析小酒杯中的零件图纸,通过图纸上的尺寸要求,来对尺寸进行控制并进行加工。
3.2 制定相应的计划
要制定计划的时候,需要提供相应的资料。可以将学生分为几个小组,并从其中选出一个组长,在老师的指导下,对本组人员进行职务上的分配。老师给学生提供相应的零件加工资料,并且告诉学生需要完成的项目是什么以及这个项目的操作顺序,这样可以减少学生在操作中容易出现差错。每个小组可以根据酒杯的零件图纸来进行加工,小组成员通过一起商量和探讨来进行编写,教师可以通过对加工工艺的程序进行相应的指导,对小组中出现程序错误的进行改正。这样一来,不仅能够提高学生的合作能力、交流能力,还能达到教学中的目的。
3.3 对计划的实施
在确定好项目之后,教师需要对项目在实施过程中遇到的一些问题进行解决,这样能够总结经验,来更好的对学生指导。在教学中,可以给学生展示一些关于数控车床编程与加工技术工中的案例,来提高学生的学习兴趣。在实施项目计划的过程中,教师要不断地激励学生勇敢的尝试,提高学生的自主学习能力,学生之间也可以互相的交流和合作,来对项目中的任务更好的完成。学生在项目完成之后,老师可以通过阶段性测试,来检验学生对知识的掌握程度,学生也能清楚的知道自己哪方面知识不足,教师也可以看到学生知识存在的漏洞,可以进行再次的讲解和指导,来增加学生的理解能力和学习兴趣,更好的完成项目中的任务。
3.4 进行总结和评价
在学生对项目加工完之后,教师可以让每一组学生的作品结果进行展示,找出符合加工要求、质量比较高的小组,来进行讲评和总结。对在加工中出现问题的小组,找出出现问题的原因,并进行一定程度上的指导,给出相应的解决办法。例如:学生在对酒杯进行加工的过程中,内孔刀的选择和切削用量对准确对酒杯的内表面的加工质量是比较重要的。因此,教师可以让学生对项目加工中需要注意的事项进行总结,以及学生在项目学习过程中的表现进行评价,教师对这些问题进行纠正,并给出相应的建议,方便学生在下一个项目任务中更好的表现。
【关键词】数控技术 课程改革 教学改革
【基金项目】辽宁省教育科学规划培育课题;辽东学院教育教学质量评价专项课题。
【中图分类号】G42 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)08-0221-02
1.前言
《数控技术与编程》是“数控加工技术”专业的一门主干课程,不但需要掌握一定的理论知识,还需要掌握较高的实践操作知识。国内多所职业院校数控加工技术专业都经历了一系列教学内容的调整以及教学方法的改革,目的是尽快培养出能胜任数控工艺编程工作岗位的数控操作人才。目前,国内大大小小企业,新进设备多为数字控制,急需能快速上岗的数控操作人员。另外,围绕教改内容和教学方法,针对数控加工技术专业学生进行了《数控技术与编程》课程学习情况问卷调查,学生对该课程内容感兴趣者较多,希望能多安排实训内容、增加数控自动编程等实践内容[1-4]。因此,从社会对数控操作人员的需求以及学生对数控技术的渴求来看,强化实践能力培养的数控技术教学改革具有一定的现实意义。
2.数控技术教学改革
2.1理论教学的改革
根据《数控技术与编程》课程教学内容要围绕基础性、实用性、时效性和新颖性的要求,对《数控技术与编程》理论教学内容进行了尝试性的调整。教材以讲明基本概念、基本原理为度,删除一些计算过程繁锁、理论性太强以及过时的、岗位实用性较低的内容。比如,删除复杂曲线的数学处理内容,删除穿孔纸带等过时内容;结合目前的数控技术的实际应用,增加自动编程方面内容。同时增加实践技能性强的教学内容,并将教材中内容接近的部分进行合并。针对数控加工技术专业,将数控机床机械结构、数控车床、铣床、加工中心、计算机辅助编程进行合并;对于模具设计与制造专业,将数控车床、铣床、加工中心编程、数控电火花、线切割机床编程进行合并。这样,《数控技术与编程》课程教学内容的安排就体现了系统性、完整性、科学性和先进性,同时注重汲取近期先进制造技术和数控技术的最新研究成果,注重知识的前后连贯,注重基础知识的完整性。
2.2 实践教学的改革
为了建设好实践教学体系,与使之与理论教学体系互相联系、相互融合,丰富数控技术教学的实践教学内容,通过实际调研研究,建立了《数控技术与编程》课程的实践教学体系,即课程实验──数控机床操作实训──综合实践训练[5]。
(1)课程实验
开设数控机床结构实验,使学生了解数控机床的机械结构;开设数控编程实验,使每个学生独立完成数控车床、数控铣床的编程训练;利用计算机辅助编程(自动编程)完成复杂形状零件自动编程训练;通过编程训练使学生掌握数控编程的方法和技巧。
(2)数控机床操作实训
学生进行数控车床、铣床和加工中心实际操作训练,让学生掌握数控机床、加工中心的程序输入、刀具参数设置、机床调整、机床维护知识,使学生能够操作数控机床并加工出合格零件,培养学生操作机床的基本技能。
(3)综合实践训练
学生自己选择中等复杂程度的零件,分析零件结构、制订工艺过程、工艺路线,选择数控机床、刀具、夹具等,编制加工程序,自己动手操作加工出零件,培养学生综合运用所学理论知识解决实际问题的能力。
2.3数控技术考核改革
融入职业技能考核,实行“双证制”教育。将学历教育融入职业技能鉴定内涵,将课程教学全面覆盖职业技能鉴定标准所包含的全部知识。在课程结构、教学内容、教学进度安排和教学质量评价等方面为学生获得职业资格证书提供可靠的保障,突出职业能力培养,实施“双证制”教育[6]。具体做法是:理论教学课程综合相应工种应该掌握的知识,实践教学环节融合相应工种的技能部分,通过正常的理论和实践教学,达到相应工种的职业技能鉴定标准,经过考试与鉴定,获得相应工种的职业资格证书,实现职业资格“零培训”,实现技术工人的“零距离上岗”。
3.成效分析
《数控技术与编程》教学改革之后,分别对05级和06级数控技术专业部分学生进行问卷调查,得到了一定的信息反馈(Z0501班24份、Z0502班21份、Z0605班30份、Z0606班32份)。经过汇总整理后得到教改前和教改后的学生对《数控技术与编程》课程改革的态度,如表1所示。
表1数控技术与编程教学改革前后比较
由表1中可以看出,教学改革得到学生的认可,课程内容的安排更趋合理,学生对课程内容的兴趣大幅度的提高。通过一系列的教改实践,针对数控加工技术的特点,突出面向综合应用、加强工程实践环节的原则,形成了该课程的总体结构框架,收到了良好的效果。
由于本次教改侧重数控工艺编程能力的提高。从平时作业、期末考试、期末实训中学生对知识点掌握的程度比较分析,强调实践教学后,学生的知识掌握比以前扎实,能将所学知识运用到实践操作中。教改之前,学生在期末的考试中对编程题的失分率高达32%,考试成绩不太理想。教改之后,学生在考试中编程题的失分率下降到8%,学生编程时能主动考虑工艺问题,大大提高了所编程序的实用性。
4.结论
目前,高职院校都在进行相应的教学改革和课程改革,目的是培养学生能快速胜任数控操作岗位。而《数控技术及编程》是高职数控技术专业的一门主干专业课,具有实践性强的特点。论文以培养学生熟练掌握数控设备基本编程技能为目标,进行了《数控技术与编程》课程的教学改革、考核改革。通过强化实践教学,提高了学生的实践能力;通过改革课程群的教学内容和形式,融入了职业技能考核方法,形成了新的教学体系,实行“双证制”教育体制,获得了良好的教学效果。
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