实现课程教学改革目标的主要途径 [独立学院数控课程教学改革的探索]

来源:读后感 发布时间:2019-11-21 05:08:39 点击:

  摘要:随着社会的进步,接受过高等教育的人越来越多,同时大学毕业生就业难问题也凸显出来,为满足独立学院培养社会需要的应用型人才的需求,本文对数控课程教学内容和教学方法的改革进行一些探索和思考。
  关键词:数控课程;教学内容;教学方法;教学改革
  中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)38-0034-03
  独立学院是近10多年为满足我国高等教育的社会需求而发展起来的新生事物,由“985”、“211”和一些地方公办大学利用社会资源兴办的独立于本部的高校,培养应用型人才,利用本部的品牌、师资、管理、专业等优势资源和社会资金合作办学。由于社会需求旺盛,发展非常迅速,独立学院要培养高层次、复合型的应用人才,在我国高等教育事业中,是新生事物,没有什么现存的模式好借鉴,很多独立学院在办学之初照搬本部的教学计划,随着办学规模和师资队伍的稳定,独立学院已经认识到进行教学改革的必要性和可行性,有部分独立学院已经对教学计划、教学内容和教学方法进行改革。
  一、现状
  在全国的独立学院中,有50%左右的学校开设机械类、机电类、模具类、数控类专业或者专业方向,在这些专业或者专业方向中,都要开设数控类理论课和实践课。在研究型高校中开设的数控类课程教学内容偏重与理论,忽视实践和应用,现有高校数控课程的内容也比较陈旧,不符合社会实际的需要。另外,独立学院的学生高考成绩普遍低于“985”、“211”以及其他公办高校的学生,这部分学生对理论学习不是很擅长,但是对于实践性环节的教学内容普遍感兴趣,也能很好地掌握所学内容。根据这些学生的学习特点,因材施教,在教学内容上进行了一些改革。
  二、数控课程内容面广、量大
  数控课程包括数控原理、数控机床、数控加工编程等内容,这些内容需要如下一些先修课程。
  1.为数控机床机械结构、数控加工编程提供知识基础的先修课程:机械制图、工程材料及机械制造基础、机械设计基础、互换性与技术测量等。
  2.为数控原理提供知识基础的先修课程:高等数学、大学物理、电路、模拟电路、数字电路、控制工程基础、单片机与接口技术等。
  数控课程对应工作岗位较多,如数控系统的研发、数控机床的设计与制造、数控系统的调试、数控机床的调试与验收、数控系统或数控机床的销售及售后服务、用数控机床加工机械零件等。国内外数控系统有很多种,如日本的FANUC、德国的西门子、国内的华中数控,国内外的数控机床生产厂家也是多如牛毛。国内外用于数控加工的CAD/CAM软件也有很多,如:Pro/E、Master CAM、UG、CATIA、Cimatron、Solid WORKS、Power MILL、CAXA等。数控机床的种类有数控车床、数控铣床、加工中心、数控线切割、数控电火花、多轴数控加工中心等很多种。
  三、根据教学时数选择合适的教学内容
  数控课程涉及的内容众多,各个学校数控课程的理论学时数有:32、30、48、64学时不等,实践环节安排有1、2、3、4周不等,有限的教学时数,要保质保量地完成如此多的教学内容还不现实,所以要根据社会实际需要和已有的教学时数进行取舍,保证核心培养目标的实现。下面以数控加工知识和能力的培养目标为例,说明数控课程教学内容的取舍及课时分配(总课时为48课时)。①数控机床概述。数控机床的组成、工作原理、特点、分类和发展,分为2课时。②数控系统。数控系统的总体结构及各部分功能、硬件、软件、插补原理,分为4课时。③数控伺服系统。进给伺服系统的驱动元件、检测元件,主轴驱动,位置控制,分为4课时。④数控机床机械结构。数控机床机械结构的组成、特点及要求,进给运动及传动机构,主传动及主轴部件,自动换刀机构,分为4课时。⑤数控机床编程基础。数控机床坐标系、数控编程中的数值处理、数控加工编程内容与方法,分为2课时。⑥数控加工工艺。数控车削(车削中心)加工工艺、数控铣削(镗铣削中心)加工工艺,分为4课时。⑦数控车床手工编程。选择FANUC、西门子、华中数控等系统中的一个来讲解数控车床基本编程指令和编程实例,分为4课时。⑧数控铣床手工编程。选择FANUC、西门子、华中数控等系统中的一个来讲解数控铣床基本编程指令和编程实例,分为4课时。⑨数控车削自动编程。选择Master CAM、UG等CAD/CAM软件之一来讲解车削加工刀具、几何体的创建,以及粗加工、精加工、断面加工、槽加工、螺纹加工等刀路的创建,NC加工程序的产生方法,分为2课时理论和2课时实验。在计算机上进行教学。⑩数控铣削自动编程。选择Master CAM、UG、CATIA、Cimatron等CAD/CAM软件之一来讲解平面铣、钻孔加工、型腔铣、固定轴曲面轮廓铣加工的刀具、几何体、刀路的创建,NC加工程序的产生方法,分为8课时理论和8课时实验。在计算机上进行教学。随着计算机的普及,比较复杂的机械零件和各种模具的数控加工编程都采用CAD/CAM软件进行自动编程,所以减少手工编程课时数,增加自动编程课时数。自动编程都在计算机上进行教学,每个学生都有操作练习的机会,能够调动学生的学习兴趣和积极性。数控机床的操作主要放在实践环节中进行,这样在有限的教学时间内能够达到教学目标。
  四、教学方法的改革
  为了提高学生的学习兴趣,提高人才培养质量,必须改革教学方法,把学生被动式地接受陈旧知识的教学方式变为学生主动学习新知识、新方法、新能力的教学方式,培养学生的创新创业能力,拓宽学生的知识面,提高动手能力。主要有以下几方面的探索和思考。
  1.变大班教学为小班教学。把一个100人左右的教学班,改为40人左右的小班进行教学,便于进行教学改革。
  2.根据学生的兴趣点和就业目标分类进行培养和发展。
  3.项目(任务或者案例)驱动式教学法。比如,讲解数控系统,可以讲解具体的FANUC或者西门子或者华中数控系统,进行各组成部分、功能和实现方法的讲解。数控机床机械结构,可以讲具体的哪一台数控车床、数控铣床、加工中心的进给传动机构、主传动部件和自动换刀装置的组成、功能和特点等,限于篇幅,不一一枚举,这样就有针对性、具体化。老师尽量少讲,通过布置课题或者任务,让学生主动去学习相关的知识和方法,可操作、有条件可实现的内容,让学生做出仿真模型或者产品。
  4.积极创造条件增加实践环节。让学生在做中学,在实践中发现问题、分析问题、解决问题,提高学生处理问题的能力,提高学生的就业竞争力。
  5.改变考核方式。变结果考核为过程考核,只要学生积极认真参与做课题或者任务了,即使是失败的,也要给予肯定,培养学生的实干精神。
  6.重视提前和后续环节的不断线的培养和训练。在开设本课程之前,可以通过相关协会和兴趣小组对数控原理、数控机床、数控加工等有关内容提前涉足,对有关CAD/CAM软件可以提前学习,要熟练甚至精通一门技术,不可能仅仅靠课堂上的几十节课的教学来达到目的,还需要在课余花大量的学习和练习时间。在毕业设计环节,还可以结合毕业设计课题进行更深入、综合地应用所学的知识和方法来解决问题,比如,负责零件的多轴加工、数控产品的设计开发等。也可以通过参加与数控有关的竞赛来强化有关内容的学习和训练。
  笔者所在的学院通过对2006、2007、2008、2009级机械和机电专业的数控课程进行了四轮教学,对教学内容和教学方法进行了一些探索和思考,获得了一些经验,取得了一些成绩,有不少同学从事与数控有关的工作。但是,距离社会对人才培养质量的要求还是有点差距,要继续努力,还要向国内外的同行学习,不断总结经验教训,提高教学质量,通过本文希望起到抛砖引玉的作用。
  参考文献:
  [1]郑堤.数控机床与编程[M].北京:机械工业出版社,2010.
  [2]吴明友.程国标,数控机床与编程[M].武汉:华中科技大学出版社,2013.
  [3]吴明友.数控加工技术[M].北京:机械工业出版社,2008.
  [4]吴明友.UGNX6.0中文版数控编程[M].北京:化学工业出版社,2010.
  [5]吴明友.UGNX6.0产品建模[M].北京:化学工业出版社,2010.
  作者简介:吴明友,江苏人,北京理工大学珠海学院机械与车辆学院,副教授,工学硕士,主要研究方向:数控、CAD/CAM。

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