中職《數(shù)控車削》高效教學(xué)策略探索-職高獲獎?wù)撐?/h1>
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1、中職《數(shù)控車削》高效教學(xué)策略探索 摘要:中職《數(shù)控車削編程技術(shù)》是一門專業(yè)課,目前發(fā)展很快,其教學(xué)的方法各有不同,筆者通過四年的教學(xué)實踐,認為以下方法來可有效提高教學(xué)效益:(1)正確處理教學(xué)內(nèi)容可有效地提高教學(xué)的效益。(2)適時地分階段、分層、分組教學(xué)可有效地提高教學(xué)的效益。(3)硬件教學(xué)軟件化可有效地提高教學(xué)的效益。 關(guān)鍵詞:中職機械 數(shù)控車削 有效教學(xué) 《數(shù)控車削》作為一門在我國廣泛應(yīng)用且正在不斷發(fā)展的新技術(shù),日益受到重視,很有必要對如何提高其教學(xué)效益進行深入的研究、淺出的介紹,以期相互學(xué)習(xí)、共同進步。 “如何提高教學(xué)效益”也可以理解為“如何有效地教學(xué)” 。所謂“有效

2、”,是指通過教師在一段時間的教學(xué)之后,學(xué)生所獲得的具體的進步或發(fā)展。也就是說,教師的教學(xué)是自變量,學(xué)生的進步或發(fā)展是因變量。學(xué)生進步或發(fā)展的量是教學(xué)是否高效的主要指標。教學(xué)有沒有效益,并不是指教師有沒有教完內(nèi)容或教得認真不認真,而是指學(xué)生有沒有學(xué)到什么或?qū)W生學(xué)得好不好。如果學(xué)生不想學(xué)或者學(xué)了沒有收獲,即使教師教得很辛苦也是無效的教學(xué)。同樣,如果學(xué)生學(xué)得很辛苦,但沒有得到應(yīng)有的發(fā)展,也是無效或低效的教學(xué)。 筆者進行了四年的教學(xué)實踐,每年嘗試在原來的基礎(chǔ)上用不同的方法對職業(yè)高中機械專業(yè)的兩個或兩個以上平行班進行數(shù)控車教學(xué),記錄其中的差異,并通過測驗、交談、觀察、國家職業(yè)技能鑒定考試情況等歸納教學(xué)

3、成果,得出結(jié)論。結(jié)論只針對以班級形式進行教學(xué)的該門功課的整個教學(xué)過程。 一、操作先行,理論隱含 數(shù)控車床的操作不需要太多的知識支撐,好比小學(xué)生會用手機,數(shù)控機床也只不過是一種工具、一種機加工的設(shè)備。對于一個健全人,操作數(shù)控車床其實和用手機差不多。所以,對于數(shù)控車床而言,操作先行是完全可行的一種教學(xué)方法。 對于所有同學(xué)而言,數(shù)控車床操作的學(xué)習(xí)是站在同一起跑線上的學(xué)習(xí),所以,競爭的起點是基本公平的,所有人都有可能也有機會成為佼佼者,這給了大家希望。自己控制數(shù)控車床,加工出一個“子彈”,這是一種興奮,這有一種快感。從有希望到有快感的過程大概只需要8課時。 按按按鈕,搖搖手輪,對好

4、刀,輸入程序,校驗好,加工。就這么簡單。8課時,夠了。操作先行避免了一開始就學(xué)習(xí)編程的枯燥和艱澀,有效地給了學(xué)生對自我的肯定和滿足。告訴學(xué)生,你能行,你現(xiàn)在已經(jīng)加工出了一個“子彈”,不是嗎? 當(dāng)然,8課時不包含數(shù)控程序的編寫。程序是老師編好的程序。學(xué)生通過輸入程序,開門見山地也很直觀地對數(shù)控程序有了認識——“字母+數(shù)字”。同時,也對本課程的學(xué)習(xí)目標有了清晰的感受——操作機床,加工出合格的零件。 二、教前摸底、有的放矢 學(xué)習(xí)編程之前,應(yīng)該對學(xué)生進行測試,以了解情況,便于后續(xù)分組教學(xué)。 數(shù)控編程所需的知識支撐比較多,每個學(xué)生的基礎(chǔ)不同、特長不同,對學(xué)生作一個全面的測試,有利于老師對學(xué)生

5、的了解,有利于后續(xù)的分組教學(xué)。具體測試的內(nèi)容應(yīng)該包括數(shù)學(xué)、機械識圖和車工操作等。其中數(shù)學(xué)的知識應(yīng)該以笛卡爾坐標系、幾何圖形的尺寸計算及三角函數(shù)為主。 測試之后,對測試的結(jié)果進行詳細的分析,歸納出各學(xué)科學(xué)生的差異。通常,學(xué)生如果在測試的科目遇到困難,也會反映到以后的數(shù)控編程的學(xué)習(xí)過程中,根據(jù)測試的情況,有針對性地對學(xué)生進行分組及輔導(dǎo)可有效地提高學(xué)習(xí)的效率。 三、分組學(xué)習(xí)、相互促進 數(shù)控操作的學(xué)習(xí)最好分組進行,每組3~5人為宜。 分組學(xué)習(xí)有利于促進學(xué)生團隊精神的培養(yǎng);有利于學(xué)生優(yōu)勢互補,共同進步;有利于學(xué)生相互指正、減少操作過程中的故障率。 分組的人數(shù)以3~5人為宜。人數(shù)過多,效率偏

6、低,因為人均操作的機會偏少;剛開始學(xué)習(xí)時,如果人數(shù)偏少,也容易造成學(xué)生縮手縮腳,而且故障率也相應(yīng)偏高。 對學(xué)生分組的時候要考慮因素比較多,最主要要考慮的是每組同學(xué)盡量組合成互補的,比如:把操作好編程差的同學(xué)和操作差編程好的同學(xué)組合,把數(shù)學(xué)好識圖差的同學(xué)和識圖好數(shù)學(xué)差的同學(xué)組合。 學(xué)生分組后也容易造成學(xué)生兩極分化現(xiàn)象。有可能造成交給一個組的任務(wù),結(jié)果一個同學(xué)完成了,其他同學(xué)并沒有參與,所以,任務(wù)分配的時候也可以考慮適當(dāng)細化。比如:三個人一組,一人編程,一人磨刀,一人操作,輪換進行。有時也要結(jié)合情況,對學(xué)生一個個進行考核。 四、削枝強干、突出重點 對于職高數(shù)控的教學(xué),我們的目標應(yīng)該很清

7、楚的定位為:學(xué)生能根據(jù)圖紙要求,獨立編程、操作,在允許的時間內(nèi),最終加工出合格的零件。數(shù)控課程要解決的問題就是《數(shù)控編程》和《數(shù)控機床操作》。至于數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)、組成等等其他的知識,可作為自學(xué)或輔助的內(nèi)容。 公差測量 數(shù)學(xué) 數(shù)控編程 車削工藝學(xué) 機械識圖 數(shù)控車削加工能力 計算機應(yīng)用 數(shù)控機床操作 機械基礎(chǔ) 圖(1) 而在數(shù)控車的教學(xué)過程中,不可避免地會和圖(1)中的這些課程發(fā)生聯(lián)系,也會碰到有些學(xué)生沒有掌握好這些基礎(chǔ)知識而出現(xiàn)學(xué)習(xí)瓶頸,而且情況各有各的不同,有同學(xué)被數(shù)學(xué)難住了,有同學(xué)看不懂圖紙,有同學(xué)不懂工藝等等。如果把這些內(nèi)容全部放

8、在數(shù)控課堂上學(xué)習(xí),其效果和效率都是低下的,因為只是有部分同學(xué)沒有掌握相關(guān)的部分知識點。所以,在數(shù)控的教學(xué)過程中也就不應(yīng)該把已經(jīng)學(xué)習(xí)過的內(nèi)容作為教學(xué)的重點。 數(shù)控車削編程的教學(xué)重點應(yīng)放在圖形(或圖紙)的數(shù)字化處理,程序的編寫及數(shù)控機床的操作這三方面。其余的知識均可采用淡化的方法處理。如圖(2)所示,是一個小保齡球瓶的圖紙,進行編程肯定需要從O到F各點的坐標,學(xué)生自己計算或用CAD都可以得到各點的坐標。我的處理方法是直接告訴學(xué)生這些點的坐標,如表(1)所示。因為,教學(xué)的重點是編程的方法,至于坐標的計算,在這里就淡化了。把和數(shù)控相關(guān)聯(lián)的知識,直接、明白地提供給學(xué)生,有效地保證編程教學(xué)的效率。

9、 例:請把小保齡球瓶的加工程序編寫完整。 毛坯直徑10mm,1號刀為30°外圓刀,4號刀為切斷刀。 圖(2) X Z O 0 0 A 4.992 -2.645 B 4.03 -5.992 C 3 -10.5 D 5.619 -14.705 E 8.217 -17.87 F 5.49 -30 表(1)、從O到F點的坐標值 程序的編寫應(yīng)該和企業(yè)的技術(shù)文件充分的統(tǒng)一,有利于校企接軌,有利于養(yǎng)成嚴謹?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度,也便于編程的學(xué)習(xí)。具體的技術(shù)文件包括圖紙、數(shù)控加工工

10、序卡片、數(shù)控加工刀具卡片、數(shù)控加工進給路線圖、數(shù)控加工程序單等。這些技術(shù)文件都以表格的形式存在,有規(guī)律、有條理、也比較系統(tǒng),而且比較清晰、要點突出,非常貼合機械加工及數(shù)控編程的特點——邏輯嚴密、條理清晰。把技術(shù)文件(表格)的格式,運用到數(shù)控車削教學(xué)過程中可有效提高數(shù)控教學(xué)的效益。如表(2)所示,學(xué)生填寫準確即可加工從圖(2)零件。 表(2)、數(shù)控加工程序單 N G X Z R 選刀 1 T0101 啟動主軸 2 M03 S800 到O點 3 G01

11、X0 Z0 F10 O→A 4 A→B 5 B→C 6 C→D 7 D→E 8 E→F 9 退刀 10 G01 X12 到換刀點 11 G00 X125 Z100 換切斷刀 12 T0404 到切斷點 13 G00 X14 Z-30 切斷 14 G01 X-3 F10 到換刀點 15 G00 X125 Z100 換外圓刀 16 T0101 到起點 17 G00

12、 X14 Z0 程序結(jié)束 18 M30 X Z O 0 0 A 4.992 -2.645 B 4.03 -5.992 C 3 -10.5 D 5.619 -14.705 E 8.217 -17.87 F 5.49 -30 五、操作電腦、加工零件 目前,已經(jīng)有相當(dāng)多的數(shù)控機床可以直接通過數(shù)據(jù)線和電腦連接,學(xué)生可以通過操作電腦進行編程、模擬并校驗程序,而后通過電腦控制機床進行加工。常用的計算機數(shù)控模擬軟件有南京宇航、南京斯沃、上海宇龍等,這些軟

13、件可以完全模擬從程序輸入到零件加工完成的整個過程。 有條件的學(xué)校,可把計算機模擬編程學(xué)習(xí)安排在學(xué)生上機床編程前。這樣可以非常安全地讓學(xué)生學(xué)習(xí)編程,把有些可能出現(xiàn)的危險先通過模擬去表現(xiàn)并排除。在電腦上模擬加工零件,其速度是可以調(diào)節(jié)的,可有效地節(jié)約時間。在電腦上模擬并不需要真實的磨刀、裝夾等,所以,輔助的時間很短。對編程學(xué)習(xí)而言,節(jié)約了時間實際上就是提高了效率。 當(dāng)然,電腦模擬加工對編程學(xué)習(xí)很有幫助,但是磨刀、對刀等還是應(yīng)該通過實際操作提高水平。 參考文獻: 1.宋放之 等編著 《數(shù)控工藝培訓(xùn)教程(數(shù)控車部分)》 清華大學(xué)出版社 2.CNC-DREHEN INFORMATIONS-UND ARBEITSBLATTER 德國中職數(shù)控車教材 3.

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