智能制造背景下数控加工技术课程教学改革与实践

发表时间:2021/8/20   来源:《中国教工》2021年第11期   作者:钟紫红
[导读] 数控技术是机械制造技术
        钟紫红
        茂名市东南高级技工学校  广东省茂名市  525200
        摘要:数控技术是机械制造技术、自动化控制技术、计算机技术等的集中体现,其具备高精度、柔性化、高效率的明显特点,数控技术对于推动我国成为制造强国有着至关重要的作用。因此,创新传统数控教学,培养一批真正懂得数控技术的人才对于我国制造业的发展至关重要。数控教学包括数控理论教学和数控实践教学。数控理论教学包括数控加工编程、数控机床的机械结构、计算机数控装置、数控伺服系统和自动编程技术等一些数控技术理论知识的教学。数控实践教学包括数控机床的结构以及数控机床的工作原理分析、机床的硬件连接和电气控制、数控伺服系统的调试、机械零件数控编程和加工。学生通过数控教学,能够清晰地掌握和了解数控系统的结构以及工作原理,能够熟练掌握数控机床的操作技巧以及数控机床零件加工处理技巧,为将来从事数控加工行业打下坚实基础。
关键词:智能制造;数控技术;教学改革;
引言
        义务教育阶段是我们人生的必经阶段,老师们常常会教育学生要提高学习效率。激励着大家集中注意力,抓住课堂教学,为升学而努力奋斗。而在我们技工教育的课堂上,教师不再是手把手地教学,似乎放松了对学生的管理,学生们不知道如何完成角色转变,没有了奋斗目标,失去了航行的方向,把课堂效率抛至脑后。课堂效率变成了教学管理中的一大难题,学生们不再把学习当成本职工作,甚至出现了厌学的情绪,课堂氛围产生了变化。究其原因还是学习兴趣的问题。兴趣,是课堂效率的催化剂。每到一个新班,当我们在理论课堂上跟大家说数控技术的发展史、国内外先进的制造技术、数控技术的发展前景、就业方向、现代数控加工技术的实例、大国工匠等知识时,每一名学生眼中都是一种崇拜及期待的眼神,意犹未尽的听课表情,时不时还会主动跟老师互动,整个课堂的氛围很和谐。而当老师回归课本,提问数控技术的含义时,教室瞬间安静,陷入沉寂的状态,学生们在各自思索着,但没有了初中课堂,举手回答问题的场景,即便老师点名,回答也往往不尽如人意,课堂效率可想而知。
一、数控技术课程教学的现状
        对当前技工学校数控技术课程的分析主要包括两个部分:理论部分与实践部分。因此,作为课程的一部分,绝大多数教师按照课程讲授数字控制技术的理论知识和程序设计指示。由于学生缺乏对数控技术相关知识的认识,学习目标和指导目标不明确,学生一般反映出学习无聊和学习兴趣低过去,学生在课堂教学中失去了主要科目地位,课程主要侧重于通过考试评估他们的学习能力,从而降低了他们的学习动机和主动性,导致分析和解决问题的能力不足,从而使教学在实践教学中,由于课时相对较少,学生实践的机会较少,往往以教师为导向,不能实践,不能满足智能制造中技教学的基本要求。针对当前数字控制技术课程教学的局限性,提出了以学生为中心的教学理念,目的是培养创新和杰出的工程人才,引入以项目为中心的教学方法,培养学生的工程实践技能在教学过程中,学生成为教学主体,教师是指导者,学生自主性得到提高,学生分析和解决问题的能力得到加强,学生更适合未来就业。
二、教学改革内容和方法
        (一)虚实结合数控教学法
        开展数控实践教学,意在增强学生对数控机床的认知、培养学生数控编程和数控加工能力、提高学生的动手能力和创新创造能力。在进行数控实践教学中,要充分利用虚拟仿真实验的优势和特点,积极推动虚拟仿真实验在数控机床的结构以及使用数控机床进行零件加工教学中的运用。

同时在虚拟仿真实验的基础上,进行数控机床的实践操作,保证一定的实践环节,确保学生能够拥有实际工作环境中的数控机床操作能力。遵守“以实为本、虚实结合”的教学原则,采取虚实结合的数控教学模式,科学全面地提高数控实践教学的教学效果,帮助学生真正掌握数控技术。
        (二)借助多媒体,将机械设备的工作过程充分展现
        多媒体教学其实古已有之,教师一直在借助文本、声音、图片教学,20世纪80年代开始出现幻灯片、投影、录像、录音等应用到课堂教学,90年代开始,多媒体计算机已经逐步取代了以往的教学媒体。现在的多媒体计算机辅助教学功能很强大,可以综合处理和控制符号、语言、文字、声音、图形、图像、摄影等信息,所以,教师不能只局限于文字型的PPT,而应该更多地应用三维动画立体地展现工作过程。比如《机械基础》课程教学,各种机械传动部分、机构、轴,学生不能想象出它们的工作过程,如果仅仅从原理上,滔滔不绝地讲解,只会使学生觉得乏味,这时候多媒体的摄影功能就体现出来了。例如,在《平面连杆机构》这一章中,判断铰链四杆机构的类型,汽车的雨刮器是不是双摇杆机构。单纯从外观看,两个刮头是左右摇摆不超过180°的,看似是双摇杆机构,但是通过视频展示,将雨刮器的内部结构的工作过程完整地呈现出来。当电动机带动主动连架杆整周回转时,从动连架杆做往复摆动,利用从动连架杆的延长部分实现刮水动作。从概念上看,一个连架杆整周转,另一个连架杆摆动,所以判断这是一个曲柄摇杆机构。从图片到实际工作过程的比对,解决了学生判断错误的问题,并且,学生也完成了理解性记忆。
        (三)引入项目驱动教学法,培养学生的工程实践能力
        与其他科学相比,数控技术既具有应用特点,又具有实践特点,因此除了需要学生在教学中的理论知识外,掌握数控操作和编程的基本技能更为重要,实践教学包括数控加工过程、数控编程、简而言之,数控技术的实践是实现零件-图纸-对象数控加工的整个过程,这是连续和系统的。传统的实践教学方法无助于学生发展工程和系统化的概念,解决这些问题的办法是建立一条能够将不同的实践单元结合起来的教学线,如项目式教学。以项目为导向的教学鼓励在教学过程中以项目为主线,突出学生的主导地位,而教师则发挥指导作用。在教学开始时,教师只需给学生分配一个相对完整的项目任务,然后给学生分配一个任务,甚至是为了研究项目任务、设计项目方案、根据项目开展工作、提交最终产品和进行自我评估。在整个教学过程中,教师发挥监督和指导作用,学生是教学活动的主体,在解释了教师的理论知识后,由学生自己进行问题的分析和解决。
结束语
        在智能制造背景下,面对新形势、新任务,各大技工学校都在不断地探索课程新的教学方法。本文提出了以“学生为中心”的教学理念,以培养创新型卓越工程人才为目标的培养目标,引入项目驱动教学法,培养学生的工程实践能力,同时开展混合式教学,优化教学模式。结合数控仿真软件,提高教学水平。
参考文献
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