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《数控机床故障诊断与维修》是数控技术、数控设备维修等专业的一门专业核心课程,它的教学效果直接影响到数控机床维修人才的培养规格和质量。针对本课程自身特点,分析教学与实践中存在的问题,结合相关专业的就业需求现状,依托FANUC0imateTD数控实训平台进行课程教学改革。重点突出理论与实践教学相结合,使学生熟练掌握数控机床常见故障现象、故障产生原因及故障诊断和排除的方法,达到培养学生分析问题和解决问题的综合能力、增强实践动手能力的目的。
【关键词】
数控机床;故障诊断与维修;教学改革;数控实训平台
数控机床维修工是我国劳动和社会保障部在2006年的新职业,主要从事数控机床的安装、调试、维护保养和检修工作。一名合格的数控机床维修工不仅要具有扎实的专业理论知识功底,还要具备检查、分析、确定故障原因和快速准确的维修好机床的能力。为满足社会需求,大多数职业院校在数控技术专业或数控设备维修等专业都开设了《数控机床故障诊断与维修》课程,并把它作为一门专业核心课程,为社会输送了大量数控机床维修人员。然而高职院校数控机床维修课程在教学中存在重理论轻实践,理论和实践教学脱离的现象,学生的职业素质与企业的用工要求还有一定的距离。这就导致了企业招聘的数控维修工不能达到用工要求,相关专业的毕业生就业难以对口的矛盾。因此,对于数控机床故障诊断与维修课程的教学迫切需要进行改革与创新,探索出学校、学生和企业都能共同参与、共同获益的教学方法。
1课程教学主要面临的问题
(1)课程教学中涉及的知识面广,包括了数控系统、数控机床机械结构、电气控制、液压与气动等相关知识,这些知识在前置课程中进行了独立设置。但是在前期教学中,学生基本只是孤立的接受知识,而本课程则是将这些知识融合到一起,并且要将理论知识应用于实践解决实际问题,再加上职业院校的学生文化基础相对比较薄弱,这就导致了大部分学生感到这门课程的学习难度很大,对知识进行综合应用时无从下手。(2)课程教学仍然以理论教学为主。在本门课程的实践教学过程中,数控设备通常会处于被保护状态,不能进行拆装,这就使得用于维修教学的设备不足,学生仅仅只是接收一些认知实验,或者老师设定一些简单的故障让学生进行排除,实习时间得不到足够保障,学生的综合实践能力难以提高。(3)数控系统的品牌、型号众多,更新也快,其结构、参数设置以及故障诊断方法等在不同的品牌和型号中均存在一定的差异。而本课程在课堂教学中往往只是以一种数控系统为载体来进行教学设计与安排,最多再把学校拥有的其它数控系统作为辅助介绍,缺乏了对机床故障诊断与维修方法能力的培养,因此,难以培养出走出校门就能满足企业基本要求的数控维修人员。(4)考核方式不合理,《数控机床故障诊断与维修》传统的考核方式为:平时成绩(50%)+期末考试(50%)=总评成绩,这种考核方式已不再适应“双证融通”人才培养模式,也不适合于本门课程的成绩评定,为此该课程的考核方式需要进行改革。考核方式不合理,《数控机床故障诊断与维修》传统的考核方式为:平时成绩(50%)+期末考试(50%)=总评成绩,这种考核方式已不再适应“双证融通”人才培养模式,也不适合于本门课程的成绩评定,为此该课程的考核方式需要进行改革。
2课程教学改革的研究内容
(1)研究以典型项目为载体的基于工作过程的课程教学内容,让学生在真实或接近真实的实践情境中获得知识和技能。(2)依托FANUC0imateTD数控实训平台研究数控机床维修的典型工作任务,并结合维修工的国家职业技能鉴定标准对教学内容进行整合,确定出课程学习的不同学习情境,精选企业现场典型的维修案例作为教学任务。(3)研究新的课程考核评价方式。
3解决教学问题采取的方法
(1)采用项目教学法,以工程为背景,把项目作为载体实施课堂教学,依托FANUC0imateTD数控实训平台,学生亲自完成各项目实施的整个过程。构建课程项目围绕项目构思→设计→实施→运作的主线来进行,实现课程理论知识和实践技能一体化教学。(2)课程项目要符合课程教学目标的要求,与企业实际相结合,还要考虑学生的综合能力。课程项目的开发最好由学校教师、企业维修技术人员以及行业专家共同研讨,精选出有代表性的项目案例;也可以让学生利用学校建立的FANUC数控实训台参与开发一些简单的课程项目,使学校资源得到更好的利用最大化。(3)课程教学实行双导师制,尤其在实践教学环节,安排企业工程师或学校的实训教师与学校理论教师一起共同担任该环节的指导老师。同时,学校也应多安排专业教师到企业兼职锻炼,不断提升教师的工程实践能力。(4)对于强调实践能力突出的课程,传统的考核方式不能合适体现课程的学习效果。新的评价方法应该是注重学生的综合职业能力,以过程性考核为主,采用多元化的评价方法。比如课程项目实施完成后做项目的展示;以小组为单位进行答辩;答辩完后学生撰写个人项目报告,总结项目学习的成果,分享心得和体会。
4教学改革的主要特色
(1)课程项目的实施过程依托FANUC数控实训台,体现了“做中学”的理念。(2)课程主要在实践教学环节实行双导师制,能够更好地达到对学生的指导效果。(3)评价方法的改革注重学生的综合职业能力的培养。
5课程教学改革的预期效果
(1)数控机床维修课程项目教学法的实施,将会激发出学生的学习潜力。遇到技术问题时,能够学会主动查找资料,探讨和寻找解决方法;能够正确进行故障的判断、检测和排除,使学生把抽象难懂的理论知识融到实践过程之中,既提高了学生的动手能力和语言表达能力,也培养了学生独立工作的能力和团队合作的精神,同时也增强了学生的自信心,为他们今后的学习和就业打下良好的基础。(2)制作丰富的教学资源。包括开发数控机床维修项目案例库;编写适合本课程教学内容的特色教材;搜集相关的技术资料和视频教学案例等。并在教学过程中不断积累更新,为本课程的后续教学顺利进行提供有利的保障。
作者:罗应娜 单位:重庆工业职业技术学院
参考文献:
[1]岑华.数控机床维修教学中CDIO项目教学法的应用[J].广西教育c:职业与高等教育版,2014(47):147~148.
关键词:国家职业标准;真实工作过程;课程说课
中图分类号:G712 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2012)08-0187-02
1说课思路
教育观念直接影响课堂教学,从传统的教学观念转变到现代职教的先进理念,是新时期对职教发展提出新的要求。如何在课程设计和教学技能方面得到提升,新的教学形式、教学方法、教学模式如何真正转到以学生为主体,以教师为主导的轨道上来,是职业院校发展迫切需要解决的问题。把课程建设作为提高人才培养质量的核心,它既符合高等教育的规律,又是我国高职院校人才培养薄弱环节所在。通过说课,理解课程性质、内容和教学环节设计更加透彻,把专业核心课程的典型教学情境分解为现场教学、课堂教学、实训教学,让教师在课程教学内容设计上真正解决“教什么,谁来教,在哪教,怎么教、学什么、怎么学”的问题。从而使工学结合渗透到人才培养的每一个环节,使专业建设与课程体系改革有机结合起来。
按照课程设计的一般流程理顺说课思路,涵盖内容包括:课程定位、教学内容设计、教学方法、教学保障条件、考核方式、教学效果等。在说课设计过程始终关注一下热点:
1.1 调动学生的学习热情目前高等教育所面对的最大挑战之一是学生的消极学习态度。积极探索如何实现从封闭的教学过程向开放的教学过程转化。 让学生建立起自信心,真正让学生成为学习的主体,主动学习、快乐学习,研究性学习、创造性学习,培养终身学习的意识和基本能力,开发学生喜闻乐见的专业课程非常必要,打破传统的缩减本科课程和教材内容作高职课程设置的教学模式。参照真实生产环境、按照真实生产过程,开发生产实训课程和教材,设置实训教学内容,在真实的生产车间进行实训教学,以期达到最佳教学效果,真正实现学生零距离就业。
1.2 课程与教材匹配要又快又好的培养技能型专门人才,关键在于提高教学质量,开发适应高职教育的课程和教材,以激发高职学生学习热情,让学生尽快掌握具备适应职业岗位能力要求的职业技能,为进入职业领域作准备的技术与职业教育应为工作能力强、愉快的职业生涯奠定基础,使学习者获得某一领域内的若干职业所需要的广泛知识和核心技能,使个人在选择职业时不至于受限制,且能在日后的职业生涯中从一个职业转到另一个职业;同时为初次就业包括自谋职业,及就业后的培训提供充分的专业准备;在知识、技能和态度诸方面提供一个基础,以便在个人职业生涯中的任何时侯都能接受继续教育,提高就业质量和个人职业具有更好的发展空间。
1.3 课程设计“三接轨”专业核心课程设计与就业需求接轨、与行业(职业)标准接轨、与国际高等教育人才培养接轨。首先应考虑到社会和就业市场的需求,并按照就业岗位所需技能有针对性地进行课程设置。其次将劳动部门的职业标准融入我们的课程设计,为学生提供未来可能从事职业必备的知识与技能。另外,将课程的设计与国际人才的标准接轨,也是我们不断探索与追求的一个目标。
2说课内容
2.1 课程定位
2.1.1 人才培养模式与方案研究通过调研典型企业、行业专家和已毕业到企业就业的学生,了解相关业务规格、能力目标及满意度,不定期召开专业指导委员会会议等方式,充分听取意见,以此确定人才培养模式,制定人才培养方案,构建符合企业职业技能要求的专业课程体系。经过这种方式制订出的教学计划突出专业课程的职业定向性,培养出的学生真正满足职业岗位(群)的需求。
2.1.2 职业岗位通过分析得出数控设备应用与维护专业的职业岗位及能力要求:①数控机床装调:能胜任数控设备的生产、检测、装调等工作;②数控机床维护:能胜任数控设备的检修、维护及日常保养工作;③数控机床销售及售后服务:能胜任数控设备的销售及售后服务等工作。
2.1.3 人才培养模式数控设备应用与维护专业以校企共建专业为人才培养实施途径,创新完善“三标耦合、三级递进、五个共建”人才培养模式,如图1所示。
以提高数控机床使用企业和数控机床生产企业数控机床装调维修岗位所需的数控机床机械装调、电气装调、联机调试、维修维护能力为核心;将数控机床装调维修工的职业资格标准和企业岗位标准要求的典型工作任务进行分析、提炼、规整,再结合专业调研与本院实际情况、依据职业认知和职业成长规律,构建职业能力“三级递进”的人才培养方案;然后在人才培养体系中根据各学习领域组合课程,编写课程教学标准,完成职业资格标准、企业岗位标准、课程教学标准的“三标耦合”,实现教学内容的标准化、系列化。通过实施职业基础能力培养、职业专项能力培养、职业综合能力培养的“三级递进”能力培养,全面提高学生职业素养、职业能力、创新精神与创业能力、可持续发展能力。与典型企业深度校企合作共建人才培养方案、共建专业课程、共建实训教学基地、共建师资队伍、共建教学课堂。
2.1.4 课程体系数维专业的课程体系如图2所示,《数控机床装调生产实训》属于职业专项课程,先修课程包括《数控原理与系统》、《机械测试与装配技术》、《机床电气控制与PLC》、《机床拆装测绘实训》等课程,后续课程有《数控机床故障诊断与维护》《顶岗实习》等。本课程在整个课程体系中十分重要,起承前启后的连接作用。
2.2 教学内容与设计
2.2.1 教学设计理念行动导向,任务驱动:按照职业工作岗位,以“真设备、真项目、真要求”为基本要素,使课程教学内容与就业岗位的职业要求同步,在真实的生产车间进行实训教学,以期达到最佳教学效果,真正实现学生零距离就业。以学生为中心:发挥学生的主体作用,重点关注职业能力培养与职业素养养成;以校企共建为平台:上课教室为校企共建基地之车间;学校教师与企业专家共同育人,实现优势互补,体现其教学过程中的主导作用。
2.2.2 课程目标分析《数控机床装调生产实训》课程主要培养数维专业学生的专业能力、方法能力、社会能力,具体内容如下:
2.2.2.1 专业能力:①掌握整机装配、调试的工作内容和工作流程;②能够根据用户技术参数要求正确配置系统;③能按工艺标准装配数控机床机械及电气连接线路;④能正确设置数控系统、伺服系统参数;能进行数据备份和恢复操作;⑤规范的使用工具和检具,自觉地遵守安全操作规程及环境保护的工作要求;⑥能进行机床精度检验及补偿,正确使用精度检测仪器;⑦能进行机床的机电联调并排除机械故障、电气故障;⑧熟悉机床检查验收流程。
2.2.2.2 方法能力:①抽象与逻辑思维:能有逻辑地解决问题。②信息判断与选择:能在众多信息中,判断并选择有效、有用信息。③学习的思想:随时学习,随时准备学习,并愿意深造提高。④系统认识:能对复杂问题,进行准确的信息处理、计划,并执行。
2.2.2.3 社会能力①身心健康:积极的人生态度,强烈的事业心和浓厚的工作兴趣,对工作和生活有追求,有继续努力的恒心。对社会的适应性,行为的社会规范性。②团队协作:能与人合作,能考虑团队成员的想法,不会一意孤行。③交流沟通:能较快与陌生人交流沟通,较好的亲和力。④表达说明:能用书面和口头形式,有条理地表达较复杂事物。
2.2.3 教学内容选取根据数维专业的岗位要求充分考虑课程的针对性适用性,以配置FANUC 0i数控系统的三坐标数控铣床为教学设计载体,选取《数控机床装调生产实训》课程内容分为四大教学情境:企业安全与文明生产、数控机床机械装配钳工、数控机床电装工、数控机床调试工,以便完成本课程的教学目标(如2.2.2所述)。
2.2.4 教学内容规划教学内容规划如表1所示。
2.3 教学方法每一个学习情境都是一个完整的工作过程,学生都会经历“资讯(信息收集)计划(拟定方案)决策(制定方案)实施检查评估(总结分析提高)”六个阶段。在六步教学法实施过程中,充分体现教师的主导性和学生的主体性,指导教师起引导、答疑和示范指导作用,多种教学方法的交替使用,使得教学过程变得丰富多彩,充满乐趣。同时将素质教育贯穿在整个教学活动中。
①咨讯:采用引导文教学法,准备相关教学资料、技术资料和网络资源,让学生明确任务:学什么?做什么?②计划:采用讲授、演示教学法,通过对学习任务分析,分组讨论,制定学习方案将各种不同方案比较、选取优秀方案。③决策:通过方案分析,推敲方案实施细节,由指导教师与学生一起决定最终实施的方案。④实施:采用演示、互动、讨论、交流等教学方法,学生分组具体实施工作计划,完成工作任务,指导教师进行巡回指导、回答学生的疑难问题,引导学生团队协作、共同完成学习任务,互相帮助、共同提高。⑤检查:通过学生自我检查、同组学生相互检查、小组之间学生交换检查,指导教师教师最终检查验收,观察学生任务完成情况。⑥总结汇报:采用激励教学法,通过学生对学习任务完成情况的自我评价、小组成员相互评价及指导教师的总结讲评,肯定成绩,总结学习经念,改进学习中的不足,以期不断进步。通过对每个教学情境的精心组织、策划,按照六步教学法认真实施、总结,完全可以实现课程教学目标。
2.4 教学保障条件
2.4.1 师资队伍《数控机床装调生产实训》课程由具有双师资格的高职教师和具有丰富生产实践经念的企业技术人员共同实施,达到理论实践的紧密结合,理论支撑实践技能的提高,实践技能验证理论的指导性,在教学活动中,教师和学生相互学习,共同提高。
2.4.2 实训基地《数控机床装调生产实训》课程的教学实施地点是与学院有深度校企合作的数控设备生产企业的数控机床装调车间进行,让学生在真实生产环节学习,感受企业文化氛围,实现学习与就业的零距离。本课程在生产车间实施教学已经进行三届,教学效果良好。
2.4.3 教材及参考资料
2.4.3.1 实训企业为学生提供相关实训器材和工具量具和以下技术资料:①数控机床装配(图纸、工艺、装配说明等)资料;②数控系统硬件连接说明书;③数控机床参数说明书;④数控机床维修说明书。
2.4.3.2 专业教研室为学生提供相关教材、专业课程网站及图书资料和实训报告册。①学院与数控设备生产企业、数控系统生产企业、数控设备使用企业深度校企合作,开发适合本课程的专业教材《数控机床装调生产实习指导书》;②相关学习书籍:《数控机床构造》、《数控机床装配调试与故障诊断》、《数控机床结构原理与应用》等;③院级精品课程网站的《数控机床装调生产实训》课程及相关专业网站。
2.5 考核方式①过程考核。分小组对学习效果进行自评、互评和师评(学习态度、团队协作及安全操作等情况);每组集体讨论,完成项目学习心得体会并汇报,对项目给出定量评价。②结果考核。以学生个体为单位对实训内容随机抽取项目进行实操和答辩。
3结论
《数控机床装调生产实训》课程是数维专业的专业核心课程,通过说课设计,实现以学生为中心,以能力为本位,真正实现高职教育的4个转变,即:由单纯的职业技能教育目的观转变为基础加有限职业技能教育目的观;由一次性教育观转变为可持续发展教育观;由做事教育观转变为做事教育与做人教育相结合的教育观。①进厂学习模式很受学生欢迎,学习效果很好。②学生的操作技能得以增强,综合素质有较大的提高。③教师的综合素质提高很快,对学生的指导能力得到加强。
参考文献:
[1]姜大源.当代德国职业教育主流教学思想研究[M].北京:清华大学出版社,2007.
[2]欧盟Asia―Link项目“关于课程开发的课程设计”课题组编.学习领域课程开发手册[M].北京:高等教育出版社,2007.
[3]仲瑞敏.关于制约高职教育学生就业的因素思考[J].中国成人教育,2004,(1).
[4]张连绪.转变观念是解决高职高专大学生就业难的关键[J].中国高教研究,2004,(4).
一、专业技能训练与“四大模块”
二年级起就要进行数控专业技能实训,使学生熟练掌握本专业要求的专业技能。对数控专业的学生进行数控车床、数控铣床、加工中心的操作技能培训,利用其所学的数控编程与操作,数控加工工艺等知识,完成对一些不太复杂的零件从编制加工程序到实际操作数控机床进行加工并进行工件的检测的整个过程,这样不仅可以提高他们对所学专业的兴趣,还有助于学生对所学理论知识的深入了解,提高他们的动手能力,并清楚的认识到自己的不足及今后努力的方向。本着“精讲多练、学以致用”的办学宗旨,加强对学生实训过程中的教学与考核,主要体现在以下过程:
(1)普通机床的认识与实践。主要完成普通车床、铣床等结构、原理以及操作;
(2)数控机床的认识与实践。主要熟悉数控车床、铣床、加工中心的结构、原理,零件的装卡、对刀以及操作与简单编程;
(3)数控编程学习。主要学会手工和电脑编程;
(4)数控生产实训。完成学生从学徒到生产的过程;
(5)综合训练。完成由图纸、编程、装卡、对刀、加工及检验的过程。
以上每一个环节都实行单个考核、循环实训。
针对数控技能训练,采用分阶段、分层次的目标教学法,建议安排7周的数控加工实训。其中两周的数控加工认识实习,主要让学生对数控机床操作有一个初步了解;在开设数控加工工艺及编程等相关课后,安排两周数控编程与操作实训;在开设机械制图和CAD/CAM软件应用课程后,共安排两周CAD/CAM软件应用实训;在开设数控机床结构、数控系统原理与维修课后,再安排一周数控系统调试与维护实训。内容采用模块式结构,使理论知识教学与技能熟练尽可能紧密结合,按内容的类别及关联程度,组合成知识、技能一体化的四大模块。使学生达到《数控机床加工技术等级标准》对中级工的技能要求,为进一步学习高级工的技术理论和操作技打下了基础。内容分四大模块:
模块一:数控加工基本操作实训 要求学生了解数控机床的工作原理,结构特点及操作方法,掌握数控机床的日常维护和保养,掌握数控加工程序的编制方法和数控加工工艺过程、特点。理解数控加工和普通加工的本质区别。要求学生熟悉掌握数控仿真软件的操作和使用。
模块二:数控编程操作实训 要求学生能独立完成中等复杂零件数控加工全过程,包括零件工艺分析、确定加工工艺过程、确定定位方案、工件装夹、刀具及切削用量选择、零件中基点坐标计算、数控程序编制及零件加工和零件测量。
模块三:CAD/CAM实训 要求学生熟悉CAD/CAM的基本原理、基本方法以及典型CAD/CAM软件的使用等知识,利用CAD/CAM软件对较复杂零件进行三维造型,根据所学数控加工工艺知识选择合理的走刀路线,生成刀具轨迹,并后置处理后进行自动加工。
模块四:数控系统维修与调试实训 通过专用周的系统训练,主要培养学生针对典型数控系统进行机床调试的能力,从而掌握对数控机床常见故障进行诊断及维修的能力,并且掌握数控设备日常及定期进行维护和保养的能力。
二、 综合职业能力训练与“半工半读、工学交替”
三年级主要进行综合技能实训,让学生参加劳动部门组织的职业技能鉴定考核,获得相应的数控操作技能职业资格证书,并通过采用多种形式的产学结合,如组织学生到校外实训基地,主要是一些企业或工厂,参与生产及就业环节,完成岗位职业技能和素质的培养,实现从学生到生产第一线操作者的角色改变,毕业后能尽快顺利的适应工作,缩短磨合期。采用“半工半读、工学交替”、边讲边练、先讲后练、先练后讲等灵活多样的教学方式,形成“实践、理论、再实践”的教学模式。
建议和省劳动厅职业技能鉴定所在我校联合成立职业技能鉴定站,使数控专业在技能教学方面实施目标化教学,按照数控加工中级工教学目标进行各实践教学环节的设计和实施,并在鉴定前再进行针对性的数控技能强化训练。除保证数控专业及相关专业的教学需要外,每年举办数控中级工培训。数控专业每年约派80%的学生在毕业前半年进入企业,由校企共同实施符合企业岗位要求的培养计划。学生在企业所完成的学习任务主要是实践教学。特别是企业根据自己的需求组织培训、岗位实习、实施专业综合技能训练等。学院把毕业顶岗实习等实践性教学环节安排在就业单位进行,企业按用人意向,安排培训和顶岗实习,指派专人辅导,由学校和企业按照教学要求共同考核,合格的留厂就业。学院应积极推行订单教育,按照企业要求实施动态培养策略,紧跟生产技术、管理发展动态,以现代生产技术、管理零距离的要求组织教学,毕业生上岗达到零适应期的目标。
三、德国双元制职业教育值得借鉴
这种模式类似德国的双元制职业教育(Duales System),即学生在企业接受实践技能培训和在学校接受理论培养相结合的职业教育形式。在德国接受双元制培训的学生,一般必须具备主体中学或实科中学(相当于我国的初中)毕业证书,之后,自己或通过劳动局的职业介绍中心选择一家企业,按照有关法律的规定同企业签订培训合同,得到一个培训位置,然后再到相关的职业学校登记取得理论学习资格。这样他就成为一个双元制职业教育模式下的学生。他具备双重身份:在学校是学生,在企业是学徒工,他有两个学习受训地点:培训企业和职业学校。 虽然我国目前也非常重视学生实际操作技能的培养,但学校制的培养模式客观上使学生远离了生产第一线,而集中安排的生产实习又不利于学生及时将所学理论同实践相结合。德国双元制职业教育值得我们借鉴,实施厂校合作教育,有利于促进教学改革、提高教育教学质量和做好毕业生就业工作外,我以为生产实习、企业顶岗实习等综合实训实践的好处有:
四、实训基地建设是专业教学改革的重点
我院在建设新校园和评估时期,已自筹资金在我院新校区建成数控实训基地。基地建成以后,购置了数控设备,扩大了基地规模,改善了实训的条件,提高了办学的水平。但这还远远不够,数控专业实训基地包括:数控加工实训基地、机加工实训基地、CAD/CAM实训室、数控系统维修实训室,还要建设的专业相关实训室有:气动液压实训室、MPS实训室、机器人创新室等。
建议学校在购买数控机床建设实训基地时应考虑目前国内大部分企业所使用的数控系统“主流”产品。另外实训设备也应该考虑适当的配置一些其他的系统,尽量做到综合搭配。比如开放式数控系统虽然价格比较昂贵,但是有条件的话,学校还是应该考虑购买一些。在这些数控系统中,除了具有传统的RS232接口外,还应备有采用TCP/IP通讯协议的以太网接口,为数控机床联网提供基本条件。由于当今世界范围内制造业发展的总趋势是从数控机床的单机加工向制造过程的集成,而实现制造业集成的前提首先是开放式数控系统的采用,假如一个学校培养的学生没有接触过开放式数控系统,对实现网络化制造没有认识,这样的学生也将不能适应社会的需求。当然数控设备一般都比较昂贵,单靠学校自筹经费、或靠国家和省厅立项拨款来解决经费的问题是非常被动的,学校可以采用与企业签订实训基地建设协议,将企业的生产基地直接作为学校的校外实训基地,这样不仅可以解决经费不足的问题,而且需要这方面人才的企业也是乐于与校方合作的,因为通过这种校企联合培养方式培养的学生可以更快的了解企业用人要求,明确学习任务和目标,增强职业意识,有利日后更快地适应岗位工作。
摘?要:DNC系统对数控技术的柔性化、网络化、数字化发展有着很大的影响,有利于提高车间的数字化、信息化水平,提升学校的信息化以及管理水平。但目前的DNC管理系统还存在传输手段单一、断点续传不稳定和数控程序比较不正确等问题。本文介绍了如何在DNC平台上构建新的车间管理体系,开发适应数控车间和实际生产环境的数控设备集中管理软件平台,针对实训车间的设备层进行管理,将原有的有线DNC系统扩充为无线DNC,采用自动分析NC程序中断前的最后加工状态并自动生成NC程序使数控机床能够从中断处继续加工,基本解决了由于断刀和报警等故障引起的加工中断问题。这对在计划、采购、车间、质量、设备等方面进行精细化管理有着极大的意义。
关键词 :无线DNC传输 管理系统?断点续传?数控程序比较
DNC(Distributed Numerical Control)称为分布式加工信息传输技术。该系统对用户来说就像一个统一的整体,对多种通用的物理和逻辑资源整合,可以动态地分配加工任务给任一数控加工设备,是提高设备利用率,降低生产成本的有力手段,是未来制造业的发展趋势。
目前现代制造企业中使用的国内外数控设备网络控制软件都可以实现加工程序的双向传输、实时加工、虚拟加工、加工程序仿真等功能。但是各开发商为了技术垄断等目的,在说明书和相关资料中都没有这些功能的完整使用方法。另一方面,对于中小型企业,数控机床种类和数量都不多,高昂的DNC软件价格使企业望而却步。如果能开发出所有数控操作系统都能适用,又具有不同企业个性的、满足企业生产需要的DNC系统,不但能降低成本,而且能提高生产效率。
数控设备网络控制软件的应用研究还有待解决技术上的问题。第一,数控设备网络控制软件系统结构的兼容性不强。数控设备操作系统软件一般只能在同一厂家制造的设备可以通用,系统之间可兼容性差,不同设备之间操作系统和应用程序互相兼容有待提高,无法实现设备的统一控制管理。第二,数控设备网络控制软件通信结构多为单一定点模式,或采用局域网加单一定点式,通信信号的拥挤问题不能很好地解决。第三,数控设备网络控制软件与网络控制协议和计算机辅助设计的接口功能不强。第四,数控设备网络控制软件可组合性不强,针对不同的企业需求进行设计和开发。
笔者在长期的教学过程中就如何对数控设备进行网络化管理进行了研究和探索,与相关软件设计单位共同开发出一款适应学校实训车间和实际生产环境的数控设备集中管理软件平台,针对实训车间的设备层进行管理,同时将原有的有线DNC系统扩充为无线DNC,实现断点续传和数控程序比较等功能,并对机床的实时运行情况进行实时采集和监控。
一、需求分析
1.DNC信息管理系统需求分析
传统的手工管理模式已经完全不能满足现代化企业的管理需求。实训车间管理系统需要快速、可靠、准确地处理各种需要的信息。通过对系统的详细分析,对工作过程中原始的手工操作的信息特点、处理方法和存在的问题有深入的了解,就有了开发车间管理信息系统的基础。根据实训室管理的特点和加工需要,有效地协助车间管理,并提供基本的信息。
2.无线DNC系统通讯的应用分析
当前物流管理、车间的控制以及工业的监控等方面需要通过无线局域网技术来实现。为了调整便利,实训车间的布局也要考虑采用无线传输技术。
3.DNC断点续传技术需求分析
DNC系统在线加工时由于断刀和报警等故障引起的加工中断问题,往往采用加工NC程序的重复传输的方法。需要实现自动分析NC程序中断前的最后加工状态并自动生成NC程序使数控机床能够从中断处继续加工。
4.数控程序比较技术需求分析
复杂零件的加工需要相当复杂的数控加工程序。加工过程中微小的数控程序变化往往会导致加工零件的尺寸变化。在这么复杂的数控加工程序中,第一次加工的程序和后来的加工程序存在微小的差别,这种差别用人工的方法是很难分别开来。这就需要通过数控加工程序的比较来实现这种细微的差别。
5.高级采集与统计分析需求分析
数控机床在加工过程中的信息化实现数控相关设备的信息与学习其他部门信息的相互交换。数控机床需要相关的数据,包含了程序代码、工序、刀具、后置设置、图形零件等等。数控设备为管理部门提供设备的实时状况、报告故障、生产统计等等。
二、系统框架结构设计
数控设备网络控制管理系统,除了能管理数控加工机床,还要有稳定准确的通信功能,设备与控制计算机相辅相成,所以必须把将数控设备网络控制系统做成一个平台软件。这个平台能进行用户智能化管理、生产过程管理、安全管理、工艺管理、产品质量管理、教学资源管理、设备管理等操作,成为生产车间或实训室管理基础资源平台。
平台的基本组成:通讯的介质,如屏蔽线,同轴电缆;通讯接口,如RS232接口;DNC控制电脑;CNC数控设备;软件系统。
1.构建资源共享平台
构建以基于客户/服务器结构的分布式控制平台,特点有以下几点:传统的递阶控制结构被分布或控制结构取代,这种结构使信息集成更,变换更新颖;达到企业离散制造或连续制造相一致的生产组织和工艺管理要求。
车间层控制系统由独立的单元组成,每个功能单元都是独立的,每个实体的抽象对象对应一个功能单元。这个对象包含接口功能,将每个功能单元对应一个实体的抽象对象按照不同的作用可以分成几个子对象,再把不同作用的子对象设计成为对象插件,可以直接插在公共对象请求体系结构软件总线上。可以大大提升对新的DBMS的扩展,同时用户界面也可以增加,对各类新功能也可以通过升级来支持。整个平台系统就是由这些对象功能插件按服务器/各层客户的结构组成的。
2.DNC信息集成
数控机床和管理部门及相关库房之间的信息交换靠数控加工信息集成来解决。这是一个双向的数控加工信息的传输。数控机床获得技术部门的传输过来的加工信息数据,包括加工程序、工艺参数、刀具参数、机床参数、工件参数等。数控机床又向管理部门提供申报实时加工信息、机床运行、报警信号、加工数据等。数控设备是产品的最终完成者,通过信息集成能合理安排数控设备的加工规程和提高设备的利用率。一个闭环的信息流是根据计算数控设备的加工情况如开机、报警、关机、安装辅助工时等,分析如何提高数控设备利用率的。另一个闭环的信息流是根据数控的工作状态来分析制订合理的机床的工作分配计划。
3.无线DNC系统实现
数控设备的无线接入点在有线网络和无线网络之间传输加工信息和数据,通过天线与无线串口服务器与太网交换机相连,就能接入到有线网络并传输数据。无线适配器和串口服务器组成了无线串口服务器,串口服务器实现串口通信协议与无线网卡的IEEE802.11协议的信息传输。每个串口服务器都有单独的IP地址,这是由无线接入点分配的,这样就能使数控设备成为控制网络系统中的一个节点;无线适配器则是安装在串口服务器上的,无线网卡负责与无线接入点进行数据传输。
4.实现断点续传和数控程序比较
系统通过搜索中断行程序、数控加工程序分析和编辑、按格式修改要续传的加工程序,将新修改的数控加工程序传输到数控机床,从而实现断点续传的设计和构建。在数控机床网络控制系统中每台设备端口都拥有独立的线程。这些线程包括串口信号监视线程和串口数据发送线程等,每个端口的线程互相独立,数据传输不会干涉,即使多个端口并行同时发送或接收加工信息也不会干涉。主线程主要起到数控加工程序的创建和操作界面的处理。这样数控加工程序就能迅速响应加工指令和功能,其他加工所需的工作就由辅助线程来负责,保障主线程的程序信息的处理工作不受其他的任务影响而出现故障。
5.实现高级采集与统计分析
信息采集功能包括对设备的加工状况、加工工艺信息、零件信息、设备故障信息等进行采集和监控。设备加工信息的采集有两种模式。一是通过编程功能实现信息采集,针对数控加工程序的符号名、切削用量、刀具补偿等信息,用数控操作系统内的宏程序模块来进行的。这种采集模式要先把数控加工程序编制成按一定格式的程序。二是运用数据采集卡,利用专用的采集卡来采集切削用量、刀具补偿、加工工艺、设备工作等信息数据。
三、测试及应用
针对未来的硬件和软件支持环境,DNC系统的稳定性和可靠性在测试生产部门就显得极其重要。企业的技术工程师和学校的专业技术人员对整个系统的可靠性和稳定性进行严格的检验。主要的测试项目:本机与电脑之间自动传输串行通讯、局域网通讯、终端NC代码、多个并发通信试验机、在线处理模式测试、传输试验机参数、文档流程管理试验、代码编辑功能测试等。在上述测试中,DNC系统得到了良好的结果。
笔者提供的DNC系统是一个功能非常强大的多层次的多模块的实训室数控设备管理系统,也可以应用于企业。系统将会充分发挥现有的数控设备功能,能提高车间的生产效率,同时还可以推广应用计算机设计与制造,提高计算机的应用水平以及劳动生产效率,可以为企业提供更多的经济收益。
参考文献:
[1]余永维.面向串行异构数控机床的以太网式DNC系统通讯技术研究[D].重庆大学,2005.
[2]方水良.柔性制造系统的应用研究——两层局域网柔性DNC系统的研究与开发[D].南京航空航天大学,1990.
[3]张旭梅,刘飞等.基于集成DNC技术的车间运行模式研究[J].中国机械工程,1999(10).
[4]熊斌,谭建荣.敏捷DNC系统的理论探讨[J].计算机集成制造系统,1999(6).
[5]闫伟国.网络化制造模式下DNC关键技术研究[D].大连理工大学,2003.
关键词:行动导向;数控机床机械部件装调与维修;课程改革
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2013)08-0086-03
《数控机床机械部件装调与维修》课程作为数控技术、机电一体化、数控设备应用与维护等专业的专业核心课,其主要教学目标是使学生熟悉数控机床典型机械部件组成结构、工作原理等基本知识,掌握机械部件安装、调试及故障维修的基本技能,同时培养学生的规范操作意识、合作精神等。该课程传统授课方式往往是先按照课本章节安排进行技术理论讲授,然后分章节进行实践教学。近年来,由于高职生源质量下滑等诸多原因,相当一部分学生学习积极性不高、学习习惯较差。在这种情况下,如果继续沿用传统教学模式,很容易造成这样一种不良局面:在理论教学阶段学生由于对抽象知识难以理解而容易失去学习兴趣、产生厌学情绪,影响理论教学的效果;在实习实训教学阶段由于理论知识欠缺而“只知其然,不知其所以然”,实践教学效果也不佳。近年来,我们对该课程教学进行了改革,引入了基于行动导向的教学观,使课堂教学“活”了起来,充分调动了学生的学习积极性,取得了良好的效果。
行动导向教学简介
(一)行动导向教学的内涵
行动导向教学是根据完成某一职业工作活动所需要的行动及产生和维持行动所需要的环境条件以及从业者的内在调节机制来设计、实施和评价职业教育的教学活动。具体说来,行动导向教学主要是通过有目的、系统化地组织学习者在实际或模拟的专业环境中,参与设计、实施、检查和评价职业活动的过程,通过学习者发现、探讨和解决职业活动中出现的问题,体验及反思学习行动的过程,并最终获得完成相关职业活动所需要的知识和能力。它倡导通过行动来学习和为了行动而学习,在教学过程中注重发挥学生的主体作用和教师的主导作用,注重对学生分析问题、解决问题能力的培养。
(二)行动导向教学的基本原则和特征
学习理解过程中的行动优先 行动导向学习要求将行动与认知结合在一起,通过“做”学习。学习是一个行动过程,行动导向教学强调做在学习中的作用。
教学过程中的学生中心 行动导向教学将学习者看做积极的行动者,提倡学生对学习过程的自我控制,教师转变为咨询者。为学生创造尽可能大的决策和行动空间,以使其有更好的发展可能。
完整性学习 学习任务应尽可能完整,所反映的职业工作过程应该清晰透明。将传统劳动组织中相分离的计划、实施与检查工作内容结合起来进行教学,学习中包含计划、实施、评价等步骤的完整职业工作过程。
作品指向 学习过程中制作具有使用价值的行动成果——作品,可以是具体的物质产品,如加工实际的零件、制作简单消费产品,也可以是抽象的,如市场调研报告、工作方案等等。有价值的作品可以提高学生的学习动机。
行动导向教学在德国流行多年,特别是最近三十多年来随着德国职业教育的改革,其地位和作用更加凸显,大量的研究也证明了行动导向教学的效果。
基于行动导向的课程教学改革
(一)课程教学目标制定
课程教学团队和企业一线专家针对数控机床制造厂以及数控机床使用企业中的数控机床装调维修岗位进行了调研分析,并结合数控机床维修工国家职业资格考核标准,明确了《数控机床机械部件装调与维修》课程目标。课程目标包括知识目标、能力目标和素质目标三个方面:知识目标为数控机床机械构造及工作原理,数控机床机械图纸的读图及主要部件的安装、调试与维修,数控机床精度检验及验收,数控机床机械部件日常保养、维护;能力目标为阅读机械、电气系统图纸和中英文说明书及维修资料的能力,具备常用机床维修工具使用能力,具备主要机械部件的安装、调试及精度检验能力,具备典型机械故障分析与排除能力,具备对故障原因、维修过程进行总结的能力;素质目标为严谨、全面、高效、负责的职业素质,良好的道德品质、协调沟通能力、团队合作及敬业精神,勤于思考、善于自学、勇于探索的良好作风。
(二)课程学习情境创设
实施行动导向教学改革,首先要解决课程内容的取向和序化问题。课程组到数控机床制造厂家、数控机床应用企业进行广泛调研,收集了大量项目和案例,并在专业教学指导委员会的指导下,从中筛选出具有具体工作任务和完整工作过程的、适合于教学的项目作为教学载体,创设4个学习情境,精心设计了11个工作任务。
通过学习情境的创设,将传统课程的每个知识点和能力点序化到一个个的工作任务当中,将理论知识与实际知识进行了高度融合,使学生在“企业实际情境”下进行学习,有利于激发学生的学习兴趣,也能较好地将企业的工作方法、工作要求、工作环境等要素融入教学全过程,有利于培养学生良好的职业素养和职业道德。
(二)课程教学实施
下面以学习情境3中任务1“数控车床刀架装调”这一工作任务为例来阐述以行动为导向的课程教学实施步骤。
咨询——本小组要做什么 教师下达工作任务,进行任务描述,让学生知道学习后的成效以及要达到的目标,激发学生的学习兴趣。完成任务描述后,教师可引导学生通过学习实训室墙上的教学挂板,了解数控车床电动刀架的工作原理、组成结构、常用拆装工具的使用等知识。通过观看多媒体教学动画,可以获取刀架拆装工艺过程知识,同时,指导学生按照任务单的要求,充分利用各种途径查阅学习资料,做好完成工作任务的准备,并形成“数控车床刀架功用”和“数控车床刀架结构分析”两种书面材料。
计划——考虑如何完成 将学生分组后,要求每一个学生以报告的形式制定刀架装调方案,内容包括数控车床刀架拆卸、装配顺序,数控车床刀架调整量的确定,拆装和调整工具选用,操作规范及注意事项等。此过程注重培养学生独立思考的能力,教师不对学生的方案进行评价,只是对整个过程进行监控和引导。在此阶段,学生应完成“数控车床刀架拆卸工艺过程卡”和“数控车床刀架装调工艺过程卡”两种书面材料撰写。
决策——确定实施办法和所需材料 每组学生将各自的计划通过讨论、交流、比较,最后形成一个合适的工作计划,确定分工合作,同时要求学生自己确定一个典型零件作为自己的测绘任务。
实施——完成任务 根据计划按步骤完成工作任务。在实施过程中,教师主要是营造学习氛围、组织和引导教学过程。教师对学生工作过程进行监控和必要的指导,并引导学生对出现的问题进行分析和讨论,要求学生对整个过程进行记录。在学生遇到困难时,教师应充当学习的组织者与引导者,给予学生具体的帮助。教师除了对学生进行工艺方法引导之外,还要注意加强心理引导和价值引导。在教学中,要激励学生大胆探索与尝试,培育学生勇于创新和善于合作的心理品质;注重引导学生在拆装过程中注意对拆装零件的保护、合理摆放及零部件的完整性恢复,让学生认识到,学生是在给设备用户进行拆装维修,损坏、漏装零件都要对用户进行赔偿,从而培养学生的社会责任感和质量意识。
检查评价——完成的情况如何 检查、评价要引导学生对刀架的拆卸、检查、安装和调整等工作按照标准规范进行,对已完成的工作进行记录,自觉保持安全作业并按照6S的要求进行工作。在评价过程中既要关注学生已达到的程度与水平,更要关注学生职业行动和职业能力的生成与变化。教师评价要加强对每个学习过程的考核,同时关注学生的个体差异,对每个学生完成任务的情况进行合理评价,学生的不足之处应及时指出并督促其改正,并对进步较大的学生给予鼓励。
(三)课程考核评价
课程考核采用形成性评价与终结性评价相结合的考核方法,考核过程贯穿于整个学习任务的学习过程。本课程形成性评价重点关注以下方面:装调与维修流程合理,符合图样要求;能按操作规程操作,具有团队合作精神;能向小组成员介绍自己的工作方案、工作体会与改进设想;结合考勤情况、学习态度、典型部件装调任务考核等情况进行综合评定等。本课程终结性评价重点考查学生通过本课程学习所具有的数控机床机械部件装调与维修的基本能力,主要采用笔试和大作业等形式,考核方式如表2所示。
行动导向教学实施中应注意的问题
通过两个学年的实践,基于行动导向的《数控机床机械部件装调与维修》课程教学改革取得了良好的效果,大大激发了学生的学习兴趣,课堂氛围变得积极、活跃,同时,学生的专业能力、社会能力、方法能力也得到了提高,但存在以下几个值得思考的问题。
一是行动导向教学要求教师具有较强的综合能力和教学机智,需要大量的教学准备工作,涉及的学科知识面较广,这就对教师的教学能力和专业素质提出了较高的要求。因此,专业教师要不断丰富、更新自己的学科知识,将生产工艺经验与教材内容整合,重构原有知识结构,提高自身的专业知识水平。同时,教师还要对教学过程有较强的调控能力,对出现的种种问题及时进行指导,并且能灵活处理教学中出现的各种情况。
二是行动导向教学要求学校能提供足够的实训工位。目前相当一部分学校实训工位数量明显不足,有时十几名、甚至更多的学生只能使用一台设备,工位严重不足成为推行行动导向教学的“瓶颈”。
三是行动导向教学法适用于小班教育,但目前我国职业院校由于办学规模的扩大,班级人数较多,全面开展行动导向教学法存在一定难度。实施行动导向教学法将使教学成本大大提高,这也是制约行动导向教学法全面推广的一个难点。
行动导向教学强调学生在教学过程中的“主体性”和“行动性”,充分体现了现代职业教育的特点和发展方向。教学实践表明,行动导向教学在《数控机床机械部件装调与维修》课程教学中的实施,有力地调动了学生学习的积极性,提高了学生实际动手能力和探索、合作、创新能力,较好地解决了传统教学中遇到的问题。
参考文献:
[1]姜大源.当代德国职业教育主流教学思想研究[M].北京:清华大学出版社,2006:54-57.
[2]郑惠虹.基于“行动导向”的项目化教学在高职专业课程教学中的应用[J].教育与职业,2008(23):132-134.
[3]黄立新,张孝三,王建立.数控维修实训教学的优化[J].中国职业技术教育,2007(34):39-40.
[4]代洪.行动导向教学法在“汽车电气系统检修”课程教学中的运用[J].职教通讯,2012(12):59-60.
[5]冯艳宏.基于行动导向的高职数控专业英语教学研究[J].职业教育研究,2012(2):97-98.
[6]徐朔.论“行动导向教学”的内涵和原则[J].职教论坛,2007(10):4-7.
[7]甄久军.基于项目化教学的《数控机床故障诊断与维修》课程改革与实践[J].职业技术教育,2010(8):26-28.
关键词:数控技术;教学现状;调查分析
作者简介:刘馨潞(1978-),女,江苏南通人,江苏海事职业技术学院讲师,硕士,研究方向为机械工程。
中图分类号:G712 文献标识码:B 文章编号:1001-7518(2013)05-0094-03
一、引言
数控技术作为现代制造技术的基础,它是国家宏观发展战略中提出的重点发展的科学技术,是机械类专业必修的主干课程,也是各工科院校重点进行建设的学科方向。我院于2008年新开设了机械制造与自动化专业(以下简称机制专业),为船舶设备制造企业培养应用型数控人才。
机制专业开设三年来,数控技术课程的教学质量经过不断的学习与摸索已有所进步,但由于学校数控师资力量及一些软硬件设施都较薄弱,所以在实际的教学过程当中,对数控技术课程的认识、课程体系、教学内容和教学方法等方面都还亟待提高。为进行数控技术课程教学改革,笔者通过在数控技术课程的设置、教学方法和手段、教材使用、教学效果等几个方面展开问卷调查,分析目前数控技术的教学现状,为本课程的教学改革提供依据。
二、调查对象与方法
本次调查面对我院机制专业09级和10级的学生展开,共发放问卷95份,回收92份,其中有效问卷92份。问卷共设10个问题, 其中1-9题为选择题, 第10题为开放式的问题,可以归纳为以下几个方面的内容。
(一)学生对数控技术课程重要性的认识
近年来,由于数控技术给传统的制造业生产方式、产品结构、产业结构带来的深刻变化,无论是从社会还是到学校,几乎所用的人都已经认识到了数控技术的重要性。通过了解学生的基本情况和表1中的问题后,我们发现,95.6%的学生认为数控技术很重要或比较重要,只有4.4%的学生认为数控技术不重要。
(二)学生普遍认为数控技术的学习困难
通过调查发现,在绝大多数学生都认为数控技术课程很重要的同时,他们也同样觉得数控技术的学习是困难的。通过表2可以看出,大部分人对课上老师讲的内容是一知半解的,只有很少的人能完全理解,而有部分人甚至是一点不懂,这当然是认为所有人都在认真听课的前提下。那么为何会出现这样的结果呢?原因是多方面的:一方面由于学校的专业教学计划还有不完善之处,学生先修课程不够,基础薄弱;另一方面实训设备条件数量严重不足,且不配套,虽然教师准备了大量的多媒体课件,但“只能看,不能摸”与“看得见,摸得着”的教学效果是不可同日而语的;再者由于数控技术课程的教学内容涉及设计、工艺、机床、刀具、夹具、切削原理、材料、气液传动、自动控制、电工电子技术、检测原理、微机原理、自动控制原理等很多方面的内容,知识面太宽,如果采用传统的教学法进行教学,学生很难学透。
(三)学生对数控技术课程使用教材及教学方法等的评价与要求
从表3 可以看出,学生认为数控技术教材及参考书的选用是基本合理的,但这并不能完全说明教材的选用不存在问题,事实上现有的数控技术教材,形态都比较单一,内容也陈旧,实践性不强,虽然近年来市面上出现了名目繁多的适用于高职高专使用的教材,质量却良莠不齐,很多教材在数控系统原理、数控机床机电控制、数控机床故障诊断与维护维修方面都只是基本理论,条条框框的内容,脱离生产实际,本来就很枯燥的知识学起来更是晦涩难懂。再加上老师在教材的选择上也缺少经验,教材教学内容比较陈旧,以至于学生所学到的知识跟不上数控前沿技术的发展,与现实脱节,与社会和企业的要求存在很大差距。
表3 学生对数控技术课程使用教材及教学方法等的评价与要求
由表3中第6、7个问题的答卷情况可以看出,大部份学生都认为如果没有实验实训,仅靠多媒体教学是不能提高学习效率的。只有一成左右的学生认为上课仅靠老师讲就行,九成的学生希望课上有实验,或有实践项目引入,学生自己参与进来。
我院现在的数控技术的理论教学与实验实训几乎是完全分开的,一方面,这跟学校目前的数控设备硬件条件不足有关,另一方面,这也与学校数控师资队伍严重不足有关,同时具备理论知识和实践经验都很丰富的“双师型”教师少之又少,理论老师大多缺乏实践经验,无法在上理论课的同时很好的完成实验实训项目,而实训老师往往在理论方面又比较薄弱。
(四)学生对数控技术课程学习效果的评价
表4的调研结果表明,学生对所学的知识掌握程度和实践动手能力的满意程度不太高,大多集中在基本满意这一选项,不满意的比例达到三成以上。而另一问题即要求学生感受自己所学的数控知识能否适应社会发展和就业需要的调查更令人堪忧,只有45%的学生选择能适应或基本可以,55%的人认为不能适应。可见学生虽然尚未走进社会,却也能通过各种途径了解到自己所学的知识内容与社会企业的需求相距甚远。这一点本人在教学中就深刻认识到,因实训条件所限,数控加工刀具和工艺的教学相当薄弱,上课都以理论讲授为主,教学效果较差,实践技能培训的重点仅仅在数控机床简单操作上,而对数控加工工艺(如工艺路线选择、刀具选择、切削用量设置等)学生都不太熟悉,还有企业需要的如模具设计、CAD/CAM与自动编程、数控机床的维护维修等专业技术训练都远远不够甚至没有。
表4 学生对数控技术课程学习效果的评价
(五)学生对数控技术课程教学的建议
本次调查的最后一个开放式问题是请学生提出自己对数控技术课程教学的建议,其中有相当多的建议都集中在希望增加实验实训的问题上;也有一部分是希望老师改进课程的教学方法,使他们能更好的接受和理解课堂教学的内容;还有提出对教材的要求和学习自动编程语言等方面的建议。
三、调查结果与分析
通过对调查问卷的分析,可以归纳出我院目前的数控技术课程教学中主要存在以下问题:数控技术课程设置和教学内容不能适应社会行业需要;数控实验实训设备条件数量严重不足,且不配套;数控专业师资力量薄弱;数控技术教学模式与方法陈旧落后。
综合上述问题,我们对数控技术课程的教学改革提出以下改进意见:
(一)目前学校为了强调实训,很多课程都采用了压缩理论课时的办法。数控技术也不例外,但是数控技术课程的教学内容涉及的知识面很宽,学时太短会导致很多知识老师上课只能一带而过,不能跟实际结合,最终老师讲的费劲,学生学的吃力。
我院现在的数控技术的理论教学与实验实训几乎是完全分开的,一些实训课程中的内容在理论课中已经讲过,如果我们可以将一些实训课程与数控技术课程合并教学,把传统的“理论一实践一理论”的教学改为“实践认识一针对实践的理论一再实践”的项目式教学,通过设计项目课题,把培养某项综合能力所需的课程内容按照知识要点和技能要点加以筛选归纳,不但能使学生的学习有的放矢,使学习的理论与实践紧密联系起来,还可以减少数控技术与一些实训课程之间的衔接和重复内容,大大提高教学时间的利用率,保证学生在有限时间里学到应有的知识。
进行项目式教学改革的过程中应注意的是,我们不能也不需要把所有的内容都改为项目教学,因为项目教学中学生学到的知识具有针对性,有些内容如数控加工工艺设计、数控车床、铣床和加工中心编程等方面的内容比较适合项目教学。但有一些如数控加工基本原理等方面的内容就没有必要改成项目教学,这样可以在一定程度上保证学生所学知识的系统性。
(二)必须选用合适的教材,即便在课堂上的效率很高,大部分学生在课后都还是要利用课本来进行温故知新,才能真正达到对知识的掌握。我发现,在课时紧张,课堂节奏很快的情况下,如果教材与课堂内容不配套,学生在课后就会很少去看书,从而对课程的一部分兴趣也就会缺失掉,因此最好是课堂授课内容与教材配套,如果必要,可以根据学校或专业的特色,以及不同的教学模式去重新编写适用的教材。
(三)采用项目式教学模式必须要有具备相当的理论知识和丰富的实践经验的并能够承担数控教学工作的“双师型”教师,针对理论老师缺乏实践经验的情况,学校应当有计划地送教师到企业进行实践和见习,了解数控技术的新知识,根据对数控技术的教学需求进行实战培训,重点放在数控加工工艺、机床故障诊断和维修等方面。只有老师“能文能武”,才能带领学生边学理论边实践,老师在运用各种教学方法的时候也才能游刃有余。同时,学校也可以聘请一些企业的专家到学校来授课,缓解师资不足的问题。
(四)学校应优先满足教学与培训需求,利用有限的资金合理配置数控技术实验实训设备,应包括数控车床、数控铣床、加工中心、电火花成型机床和线切割机床等基本加工设备,数控模拟仿真软件、数控机床典型零部件装拆、数控系统调试等的综合实验台。可进行数控机床操作实训、数控原理、数控机床电气控制、电机调速与控制、机床精度检测与调试技术等基础实验。
也可以采取一些校企合作的方式,让学生到企业去参观实习,使学生全方位的接触企业的数控产品,了解实际的生产过程,这种直接的方式可以最大程度上的促进学生对课堂知识的理解。
(五)要注重开展CAD/CAM和自动编程软件的教学,CAD/CAM是数控技术发展的趋势,对学生进行CAD/CAM 的设计软件如Master CAM、CAXA、UG、Pro-Engineer等教学及技能培训是当今数控技术教学方法中不可或缺的环节。尤其在数控硬件设施不足的情形下,开展自动编程软件的教学可以起到扬长避短的作用。因为虽然学校的数控加工和实验设备不足,但计算机资源还是比较丰富的,学好了一些自动编程软件,学生将来的就业会更具竞争力,而目前我们在数控技术课程中对只是略作介绍,这也是不妥当的。
四、结语
通过本次调研,总结出目前我院数控技术教学中存在的问题,为数控技术课程的教学改革提供依据。为此,教学改革将从调整数控课程设置与教学内容、改进教学模式、强化师资队伍等几个方面来展开,通过教学过程与研究过程的结合,边执行、边修改,最终得出一套切实可行的方案,提高数控技术的教学质量,使其符合社会需要和行业需求,同时也为其它课程的教学模式改革提供参考。
参考文献:
关键词:数控技术;教学现状;教学模式;人才培养
中图分类号:G710 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)13-0158-02
1 当前数控技能教学存在的不足
随着社会科技的不断发展,数控技术被广泛应用,从而给传统制造业带来巨大的变化,同时也对传统的机电类专业人才的培养带来了新的挑战。但目前职业教育中数控技能教学与人才培养方面都存在很多不足,培养出的数控人才无法让企业直接所用。主要表现在:
1.1 课程设置和教学安排与企业接轨不够
职业院校本应该培养的人才是实践大于理论的,有一技之长的人才,但目前大多职业院校“偷工减料”,在课程设置和教学安排上还在只重视理论知识的培养,不能与企业用人接轨,让刚走出校门的毕业生,虽然具有较强的理论知识,但动手能力很差,从而培养的数控人才还很难完全满足企业的需要。
1.2 职业院校数控专业“双师型”师资力量不足
虽然国家一直在提倡“双师型”教师的建设,但效果并不显著,其原因一是现在刚毕业的“双师型”教师都偏向理论研究和本本主义教学,而从工厂引进的“双师型”教师是传统的实践教学,过于“工厂化”,课堂把持不够,新的理论知识点较缺乏;二是很多职业院校对“双师型”教师的考核机制和待遇并非真正地按“双师型”对待;使得大部分教师不愿意做实践方面的“苦差事”。随着社会科技突飞猛进的发展,数控行业也随之被广泛应用,引起了数控人才的大量需求,同时造成数控专业的“双师型”教师人才短缺,严重制约着现代数控技术人才培养水平的提高。
1.3 缺乏有效的“校企合作”办学模式
近年来,受数控人才需求增长的影响,有相当部分职业院校已建有不同规模的数控实训基地,但一般院校实训以观摩为主,学生实践操作受到局限,很难从真正意义上提高学生的动手能力,也难以实现教学目标,而是盲目教学,培养学生成了最大经济利润化,不切合实际立足于人才培养的办学模式。总体上很少有职业院校以有效的“校企合作”办学模式进行培养学生,只注重理论性的培养,使学生培养很难与企业接轨,学生毕业后甚至对企业有陌生感。
2 数控技术教学与技能人才培养
2.1 理论与实践教学一体化,并以实践操作为重
理论学习应以“实用、够用、管用”为原则,以实践操作为主线,进行理、实一体化和项目教学相结合,同时与企业接轨的教学模式,着重通过实践环节培养学生实际工作能力,增加学生自我动手时间,提高学生创新技能和综合素质,增强学生的岗位适应能力,培养学生的能动性和创新的能力。
2.2 重视普通设备的实习
数控设备加工虽然高精度、高效率,也能加工外形更复杂的零件,同时可降低工人的劳动强度,但传统的普通设备加工工艺与数控设备的加工工艺密不可分。目前,在数控教学中存在着一种误区,为了缩短教学时间,降低教学成本,在数控技术的教学中可以降低传统的车、铣、钳的实习教学要求,甚至脱离普通设备的学习,直接进行数控教学,在这种思想的引导下,数控专业的实习教学出现了“跨跃式”或“式”的教学模式,没有普通设备操作的实训,数控技术学习也就缺乏坚实工艺基础,如此一来,无论多么先进的数控加工设备,数控技术的应用成了“空中楼阁”,不堪一击。
2.3 加强校企合作,形成“订单式”人才培养模式
校企合作是一种以市场和社会就业需求为导向的教育模式,是学校和企业双方共同参与人才培养的过程。切实开展校企合作,建立校企间良好有效的合作机制,是职教发展的必然趋势,也是高技能人才培养的必由之路。企业的需求是职业学校确定数控人才培养目标的根本依据。职业教育只有面向市场,以就业为导向,才会有出路。为此,在教学计划执行过程中,要不断对人才市场进行调研,根据人才类型的需求变化进行一定的调整,不断优化培养方案,形成“订单式”人才培养模式,使其较好地贴近毕业生岗位需求实际。就如延安职业技术学院兰培英院长在《延安职业技术学院与延安经济技术开发区举行交流合作会》提出的“订单式”技能人才培养,这样校企合作的道路,有利于提高职业院校人才培养的针对性,实现学校和企业的“双赢”。
2.4 加强“双师型”师资队伍的建设
“双师型”师资队伍的建设,首先,要引起职业院校的高度重视,包括待遇、有效用才,培养等方面。吸纳真正的“双师型”教师不仅能提高教育教学质量,还可以推动行业的发展。其次,“双师型”教师自身要与行内企业保持密切联系,与企业互助和交流,勤于学习,时时关注行内企业的当前发展动态。最后,将企业的文化切合实际地融入课堂,教学计划和教案的编写是通过与企业相关人员沟通而形成的,而不是盲目编材施教,使教学与企业接轨,明确我们职业院校培养学生的目标。
2.5 加强数控实训基地的建设
2.5.1 传统设备实训不可少。现代制造技术是在传统技术的基础上发展起来的,自动化的数控机床,离不开传统的车、铣、刨、磨、钳的加工技术。所以,在建立现代制造技术实训基地时,不可忽视传统设备实训基地的
建设。
2.5.2 加大数控技术实训基地建设。已建立了一定规模的数控技术实训基地,应包括数控车床、数控铣床、加工中心、电火花成型机床、电火花线切割机床等加工设备,数控模拟软件、数控机床装配与维修综合实验台。还要不断完善教学与培训内容,改善数控机床操作实训、加强数控技能考证,同时需要组织开发适合各层次数控技术、模具设计与制造等专业的高素质综合型人才教育与培训的教材,丰富教材形态,及时更新教育教学内容,增强教材的先进性和适用性。在资源允许的情况下,将企业引进学校,在校实习完的学生安排在校企中,以岗前培训的形式进行一定时期的实践学习,这样的人才必然是受企业欢迎的人才。
2.5.3 构建数控模拟教学室,实现理、实一体化教学。在数控实训基地构建数控模拟教学室,实现工厂走进课堂,课堂融入企业。数控模拟教学室开设数控仿真软件和机械设计CAD和自动编程CAM软件等课程,开设数控仿真软件课程,其优点一,在初级数控教学中采用数控仿真软件教学,缓解了学生直接上真机操作的陌生感和恐惧心理;优点二,学生在仿真软件上可以选择所需的数控机床进行仿真学习,实现了单人单机初级学习,有一定基础后进入真实设备的实践操作,实现了理、实一体化学习;优点三,与直接上真机操作相比既减少了实际设备的事故率,还缓解了学生多设备少的局面,也大大降低了数控实训教学成本。
总之,这一切都是服务于企业有用人才的培养,在数控技能教学和人才培养的改革上只要我们更新观念,根据市场需求合理调整教学计划与内容,改革教学方法,建设好专业实训基地,加大“双师型”师资建设力度,数控技能教学定能取得预期的成效,使我们辛苦培养出来的人才是为企业所用的“可用之才”,而不是“纸上谈兵”无实用之徒。
参考文献
[1] 教育部关于职业院校试行工学结合.半工半读的意见,2006.
[2] 教育资源网.数控技术专业人才需求调查报告[R],2009.