本科数控教学（共4篇）
本科数控教学 篇1
0 前言
随着我国高等教育由精英化向大众化阶段的稳步发展, 人才培养的多元化格局日益明显, 将应用型本科人才作为学校主要的人才培养目标成为越来越多普通本科院校的共性选择。《 数控编程与操作》 是我院机械设计制造及其自动化 ( 包含数控) 专业的一门主要专业课。由于该课程覆盖的知识面广, 专业技术性很强, 要求学生通过对该课程的学习具有能够在生产一线或相关技术部分从事数控机床编程、操作、维护、维修等技能。对大多数学生而言, 该门课程内容抽象、枯燥乏味、编程指令难记忆和灵活应用、理论知识很难应用到实践中, 部分学生学习吃力等情况。 又由于民办本科类院校的学生基础薄弱, 缺乏学习兴趣和积极性, 学习情况很不理想, 更不用说能够独立操作数控机床加工出一个合格的零件。 项目教学法是一种“ 行为引导式的教学形式”。近几年来, 诸多专家学者也尝试把这种较为有效的教学方法应用到课堂教学中[1,2,3]。本文针对该课程特点, 合理组织教学内容, 精心设计教学过程, 改善教学效果, 实现了教学质量的提升。
1 教学内容改革
在我院教学大纲中, 本课程内容分两部分进行。 一部分为数控编程, 在教室授课, 要求学生重点掌握三轴以内一般数控系统的手工编程方法;另一部分为CAM, 在机房采用Mastercam软件教学, 要求学生掌握应用MASTERCAM软件进行自动编程。 本文针对该课程特点提出以下改革思路:
( 1) 对于课堂教学部分, 以项目加工典型实例展开教学, 在分析和实施任务过程中, 结合数控仿真教学、启发式教学、多媒体动画演示等多种教学手段和方法传授相关工艺处理、编程指令等知识。
( 2) 对于Mastercam软件教学部分, 以项目典型零件图的绘制和仿真加工展开教学。在分析图纸和实施绘图过程中, 掌握图形的绘制, 曲面的造型、实体造型绘制方法、二维零件加工和三维曲面加工方法等。
( 3) 在教学的最后阶段, 采用“ 理实一体化教学”[4], 以项目任务典型实例展开教学, 对理论与实践内容进行整合和凝练。
2 教学过程改革
本文提出根据课程各个部分知识结构特点分别设计若干个典型性项目, 通过分析项目, 掌握基本编程原理和操作方法。 以下给出“ 理实一体化”的教学设计过程:
2.1 项目任务:内外轮廓铣削加工
要求:先用Mastercam软件绘制零件图, 然后按单件生产安排其数控加工工艺, 编写加工程序并采用仿真软件调试, 最后实际操作数控机床加工零件 ( 系统不限) 。
项目任务明确以后, 学生会感到无从下手, 很茫然。教师首先采用启发式教学, 启发学生思考如何完成项目绘图任务, 编程任务, 加工任务等。
2.2 知识链接
( 1) Mastercam软件介绍:授课中采用“ 边教、边学、边做”的方式教授常用绘图命令进行图形绘制。 这种最直观、最真实有效的教学方式可以激发学生的学习热情和更牢固掌握知识。
( 2) 轮廓铣削的工艺知识:授课中重点采用图片、文字和视频动画等方式讲授加工工序、铣刀的选择、刀具的走刀路线、切削参数、装夹方案等。 与此同时, 要不断地向学生灌输加工工艺合理才能编制出正确且能保证质量的加工程序的重要理念。
( 3) 轮廓铣削常用编程指令:授课中重点采用“ 精讲多练”的方式讲授编程常用指令, 并向学生灌输同一个项目加工任务可以采用多种不同指令来编程的重要理念。 授课中通过采用“ 分层技能提升教学模式”[5], 根据学生的能力因材施教, 引导学生向高级方向挑战。
2.3 任务具体实施
( 1) 工艺过程的确定:先铣削外轮廓, 后铣削内轮廓;
(2) 刀具与工艺参数的确定:主要填写数控加工的刀具卡和工序卡;
(3) 装夹方案:采用常用虎钳装夹, 底部用垫铁支撑;
( 4) 程序编制:包括工件坐标系的建立、加工路线和各个坐标轨迹点数值计算和程序清单。
在教学过程中, 对于编程前的工作, 教师以引导为主, 对关键步骤的实施可以加以适当的辅导;对于程序的编写, 尽量让学生根据工艺分析的结果自行编写, 若发现问题可以让学生之间相互讨论或教师做适当点拨。 这样有利于培养学生发现问题和解决问题的实际能力。
( 5) 仿真加工: 授课中, 教师采用专门的数控仿真软件[6]或利用Mastercam软件进行仿真模拟机床的加工过程, 让学生真正体会到“ 学以致用, 以用促学”。
2.4 项目实际操作验证
通过实际操作数控机床加工出实体零件, 让学生真正体会到理论最终要为实习服务, 培养了学生实际动手操作能力和综合应用能力。
2.5 项目扩展
精选出具有典型意义的轮廓铣削图纸, 让学生自己独立完成项目实施, 以巩固和强化学生的数控编程与操作技能, 更好提高自己。
3 结论
在《 数控编程与操作》 课程中开展项目式教学改革主要是为了整合所学知识的应用过程, 促进理论与实践之间的相互融合, 通过近几年来的摸索, 教学成果得到显著, 提高了学生数控编程与操作水平和素质, 分析和解决项目工程实际问题的能力也大大提高。
参考文献
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[4]杨志红.浅谈理实一体化教学在数控编程与操作的应用[J].现代制造技术与装备, 2014-4 (221) :103-105.
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本科数控教学 篇2
社会对数控技术人才的大量需求推动了广大高等院校 , 特别是应用型本科院校对数控技术的高度关注。数控实训教学是培养现代数控技术人才的重要环节,它是以能力培养为目的,以实际操作为手段,对学生进行强化训练,并与生产实际相接轨。因此 , 数控实训教学对培养数控应用型人才具有重要意义。
1 传统数控实训教学
目前,我院机械类数控实训教学和理论教学是分开进行的,理论教师只讲理论,实训教学则由实验教师完成。这样的教学现状,由于实验教师不了解理论教学的实际情况,故在进行数控实训教学时,难免会发生理论和实践脱节现象 ;再者,我校数控实训教学的设备和仪器还不够完善,学生人数较多,这又使得教学质量大大折扣。因此 , 如何改善和提高数控实训教学质量,使学生能学有所用,是我院亟待解决的教学难题。
2 数控实训教学改革思路
我院机械实训中心是辽宁省高等学校实验教学示范中心。针对我院数控实训教学的现状,应注重改变思想、更新观念,以培养应用型人才为核心,及时改进数控实训教学的方法和手段,逐步探索出一套适合我院数控应用型人才培养要求的实训教学体系。为此,本人提出如下改革方案 :
(1)数控理论教学和实训教学应尽量安排一位教师来完成 ;(2)将理论教学安排在实验中心现场进行,有利于学生工学结合,理论联系实际 ;(3)开放CAD/CAM实验室,学生先在计算机仿真软件上进行模拟练习,然后进行实际操作,降低实训教学设备的损坏率,保证实训教学顺利完成 ;(4)增加实训教学设备和仪器,保证实训大部分学生能进行实际操作,提高动手能力。
3 提升实训教师教学水平
《数控技术》是一门多学科交叉、理论性和实践性都很强的课程,这对数控实训教师的综合素质和实践操作能力提出了更高的要求。在数控实训教学中,教师可以依托省、市级等竞赛平台,组织学生参加辽宁省大学生机械创新设计大赛、辽宁省大学生工程实训综合能力竞赛等,并以此为契机,加强数控实训师资队伍建设,全面提升教师的指导水平。此外,学校应定期对数控教师进行适当的技能培训,可以到机床企业去,也可以将行业专家请到学校来讲座。
4 结束语
本科数控教学 篇3
关键词：数控技术,课程,考核方式,探讨
0 引言
《数控技术》是应用型本科院校机械设计制造及其自动化、材料成型及控制工程、机电一体化、模具设计与制造等专业的一门专业主干课程。由于应用型本科院校培养的目标主要是为地方或区域经济建设与社会发展服务, 着重培养面向生产、管理、服务一线的应用型人才[1], 因此, 《数控技术》课程就应该向应用型人才培养方面进行设置, 把理论教学和实践教学融为一体, 突出学生的应用能力, 而不能采用传统的先进行集中的理论讲解, 再进行集中的实践训练模式。这样, 传统的《数控技术》课程考核方式就需要进行相应的改革。
1 传统的考核方式存在的问题
《数控技术》理论教学传统的考核方式比较单一, 一般都是采用“平时成绩+卷面成绩”考核方式, 而“平时成绩”占20%左右, 大多是“出勤+作业”, 但是这种考核方式容易导致学生为了获得较高的平时成绩, 抄袭他人作业, 或者部分学生为了获得出勤成绩尽量每次课都来到课堂, 但是不认真听讲或者在课堂上埋头大睡, 这样就不能有效地检验学生的学习效果[2]。“卷面成绩”多数占总成绩的80%, 这种考核方式容易使学生养成机械的套用编程指令格式、固定的编程模式解答试题的习惯, 导致学生平时无需努力只要考前几天突击背诵主要指令格式就能过关, 一份试卷决定该课程是否通过, 考完就忘的恶性循环, 不能真正检验学生对知识的理解和应用。
《数控技术》实践教学在传统的考核方式上没有充分体现过程性。一般上机考试成绩在课程最终成绩考核中所占有的比重较大, 这样使得考核带有不确定性。由于零件最终的加工质量与多种因素有关, 如机床本身的精度、工艺的参数设置、刀具的质量、毛坯的材料, 甚至考试时因为机床自身原因撞刀或者量具误差造成测量出错等因素都会造成学生的综合成绩不合格, 这样就会出现平时表现很好的学生其综合成绩却不合格的现象, 影响到成绩评定的客观性和公正性, 一门课程的学习不仅仅是一个结果, 更应该是一个过程, 学生学习效果的好坏主要取决于整个教学过程, 与之相适应的考核也应贯穿于整个教学过程[3]。另外, 实践教学考核的试题形式比较单一。为了体现学生成绩的公平性, 每组学生的考核试题都是一样的, 并且, 由于设备有限, 通常一台设备3~4人只需加工出一个工件进行考核。这样容易导致个别学生偷懒, 不自觉主动地学习, 反正一组只需要加工出一个工件, 只要说自己参与了加工, 实际上自己没有动手操作, 甚至没有参与加工内容, 其参与性较差, 不能有效地考核出学生的实际掌握情况。
2《数控技术》课程教学方式的转变
《数控技术》课程教学方式应该打破传统的教学模式, 采用项目驱动的教学模式, 以项目为主线, 整个项目始终贯穿教学的整个过程, 在进行项目化教学过程中, 将理论教学和实践教学融为一体。根据应用型本科课程培养目标的要求, 结合该课程自身的特点, 在教学实施过程中可以先讲理论知识再讲实践操作, 也可以根据生产实际的需要, 先接受感性认识, 再从理论上加以分析、归纳和总结, 提高学生的认知程度;还可以在实践教学中, 先简练的讲解理论知识, 让学生在现场进行实践操作, 然后就现场遇到的技术问题从理论上进行辅导, 再实践训练, 起到活学活用的效果, 进而提高学生独立解决问题的能力[4]。即理论与实践相结合。由于《数控技术》课程教学方式的转变, 该课程的考核方式也应该做相应的调整。所以, 必须探讨新的《数控技术》课程考核方式。
3 新的课程考核方式
为了适应新的课程教学模式, 避免传统考核方式上存在的问题, 进行《数控技术》课程考核方式的改革, 必须从重视考核的结果到重视考核过程思想观念的转变, 不能通过一次考试决定学生的最终成绩, 而应该让考核的方式更加灵活多样, 更加突出学生的主动参与积极性。考核的总成绩应该由不同阶段的成绩组成, 如果整个课程共由5个阶段组成, 每个阶段由于所考核内容的重要性不同可以占不同的比例。同时, 每个阶段的成绩又可以分为平时出勤及平时遵守纪律的表现成绩, 实际操作表现和实际操作作业完成情况, 阶段任务的理论考核成绩等项目, 对同一阶段的不同项目成绩又可以设置不同的比例。这样, 最终的总成绩是对学生整个学习过程的考核, 能更有效地考核学生对该课程的总体掌握情况。
3.1 考核阶段的划分《数控技术》课程可以采用一个
或者多个项目完成教学任务, 根据项目所包含的内容可以设置不同的阶段。这样, 就好像把一个项目分成若干模块, 完成了若干模块的学习和考核, 就完成了该项目的学习和考核, 如果考核通过, 就掌握了该项目所涉及的数控技术方面的主要知识点, 就掌握了数控技术主要的理论知识和实际操作的技能, 就达到了培养应用型本科的培养目标。例如, 一个项目分为5个阶段, 第一阶段占该项目总成绩的20%, 第二阶段占该项目总成绩的30%, 第三阶段占该项目总成绩的30%, 第四阶段占该项目总成绩的15%, 第五阶段占该项目总成绩的5%。
3.2 考核内容的组成
针对某一考核阶段, 该课程的成绩可以由以下几部分组成:平时出勤及平时遵守纪律的表现成绩 (占15%) , 对数控机床的基本操作掌握情况 (占10%) , 完成该阶段某一零件的加工过程, 包括读图———加工工艺分析———程序编制———程序仿真———程序输入———程序调用———对刀操作———最终的零件加工精度全过程 (占50%) , 对该阶段相关理论知识的考核 (占25%) , 具体成绩所占的比例根据不同专业对《数控技术》课程的考核要求不同可以设置不同的比例。在这个过程中需要学生手脑并用, 充分发挥学生学习的主动性和积极性, 激发学生的钻研精神、质疑精神、创新能力, 同时还要求学生具备沉着稳重的品格、良好的心理素质、遵守规范的自觉性和认真负责的态度, 可以较为充分地反映学习过程中的要求和表现[5]。考核内容的设置要涉及教学大纲的主要内容, 不一定要求面面俱到。
4 结束语
应用型本科《数控技术》课程教学方式的改变要求相应的考核方式随之改变。采用这种新的考核方式, 可以有效地实现培养应用型本科的培养目标, 学生只要认真地学习, 通过考核将会是一件很容易的事情, 不会给学生带来太大的考试压力, 这也符合考核的基本出发点, 即考查学生对相关知识的掌握情况。探讨新的课程考核方式, 是实现应用型人才培养模式的重要一环, 对加强课程的建设, 推动相关专业建设有着深远的意义。
参考文献
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本科数控教学 篇4
作为新建本科院校, 培养服务本地区的经济社会发展的应用型人才是人才培养的主要目标。数控技术作为机械设计制造及其自动化专业的一门非常重要的专业课, 对学生的应用能力的培养就应该放在首位。数控技术课程设计是学习数控技术课程后进行的一个重要的实践教学环节, 可提高学生的数控编程能力, 加深对数控原理及数控机床结构的理解, 为学生进一步学习数控机床知识及从事相关工作打下基础。本着理论够用, 重在实践的教学思想, 针对数控技术实践能力培养的重要环节课程设计进行必要的教学改革就势在必行。
1 传统的数控技术课程设计的方法及存在的问题
1.1 传统的数控技术课程设计的方法
传统的数控技术课程设计主要是对针对数控编程部分, 其流程如图1所示:通常有老师指定相关的编程题目, 学生根据相关的题目, 按照数控编程的步骤编写零件的加工程序;在宇龙或沃斯软件上进行简单地设置后, 对程序进行加工仿真, 检验程序的正确性。对课程设计的评价方法为一般的批阅相关资料, 给出单一成绩的方法。
1.2 传统的数控技术课程设计的不足
传统的数控技术课程设计存在的不足主要有:
1.2.1 满足不了学生的多样化要求。
因为题目有老师指定题目比较单一, 对一些要求比较高的学生, 可能仅仅是平时练习题。对于基础不好的同学, 可能又比较难。
1.2.2 数控技术课程的特点是理论与应用并重, 理论要指导实践, 在应用中让学生对理论的知识有更深层的理解。
传统的数控技术课程设计强调了数控编程部分, 对理论的知识涉及很少, 使理论与实践脱节, 达不到对学生全面能力培养的目标。
1.2.3 评价方法不够科学。
通过学生上交的资料, 仅能反映学生对基础知识的掌握, 很难反映学生综合能力的培养。同时师生互动比较差, 学生存在的问题很难及时反馈到学生那里。批改后只有少数不合格的课程设计会发到学生那里, 而大部分同学并不知道自己课程设计到底存在什么问题, 看到自己合格了, 就好像万事大吉了, 也不关心自己的课程设计是否存在问题。
2 教改思路和措施
2.1 教改思路
传统数控课程设计存在种种缺陷, 很难满足应用型本科对学生实践能力的培养目标。针对以上问题, 教改思路为:允许自主选题与教师选题并存;引导学生在课程设计中, 积极创新, 通过各种方式复习和验证理论;改革考核方式, 及时把课程设计的情况反馈到学生那里, 使学生及时改正存在的问题。改革后数控技术课程设计流程图就如图2所示。教改主要强调师生互动, 通过集中指导和现场答辩等方式, 课程设计流程不再是一个单一的开环系统, 而是带有反馈调节的闭环系统。
2.2 教改措施
2.2.1 自主选题和指定题目相结合
老师选定的题目往往难度适中, 满足不了学生的多样化要求。因此在选题的基础上, 允许学生根据自己的基础和要求自主选题。部分基础比较好的学生, 可以选择比较复杂的加工编程, 比如泵壳、箱体、叶轮、模具等;选择比较复杂的加工仿真方法, 比如用Vericut软件进行仿真;也可以在手工编程的基础上采用自动编程。这样不仅可以检验学生对基础知识掌握程度, 而且可以培养学生自学能力和理论与实践的综合运用能力。部分基础稍差的学生, 可以选择简单点零件, 仿真软件采用宇龙或者沃斯。这样也可以检验学生对编程基础知识的应用, 达到课程设计的目的。
2.2.2 以机房为依托, 集中指导
考虑到数控技术课程设计的特点既有CAD, 又有CAM, 要大量采用电脑, 因此把课程设计教室选在机房。这样就解决了传统课程设计放羊式的指导模式, 为学生提供比较好的设计条件和设计环境。便于集中管理和集中指导。对在设计过程中普遍存在的问题, 可以现场及时指导, 同时对设计进度可以有比较好的把握和督促。方便在设计过程中进行师生互动。
2.2.3 理论与实践相结合, 引导学生积极创新
在课程设计过程中, 不能为了编程而编程, 要引导学生将数控技术的基础知识加以验证和灵活应用, 从而加深对基础理论的掌握。比如对刀, 在理论课中, 学生对对刀没有一个感性的认识, 仅有一个概念。在仿真的过程中, 通过不同的对刀方式设置, 让学生对对刀有进一步的了解。同时加深学生对机床的机械结构和机械加工工艺装备的认识。
2.2.4 改革考核方法, 提高课程设计效果
采用批改纸质资料和组织现场答辩相结合的办法。在批改纸质资料的过程中会发现很多问题, 采用现场答辩的方式, 把这些问题及时反馈到学生手里。答辩类型分为三类, 一类为申请答辩, 如果申请优秀或者良好, 就必须申请答辩。这类学生, 主要向同学们展示课程设计中的亮点, 创新点。让同学们都有一次共同学习的机会;一类为指定答辩, 主要是在课程设计中有创新点的学生, 和存在问题比较典型的学生。指定答辩的同学, 主要通过提问的方式, 让学生把创新的思路或者出现问题的思路给大家阐述出来。让学生思路更加开阔。同时对照答辩同学存在的问题看自己有没有出现同样的问题, 并且对存在的问题加以分析和解决。让同学们对这些问题能有一个更深刻的认识;另一类为随机抽取。主要是推动大家对参与答辩的积极性和热情, 人人准备, 让同学们不要觉得答辩跟自己没关系, 让每个同学都通过答辩可以对课程设计中存在的问题和课程设计全过程进行全面总结。
3 结论
通过以上教改措施, 使学生更深入掌握数控编程方法、数控原理等方面的知识。同时更好培养学生运用理论知识解决有关本课程实际问题的能力。提高了学生进行课程设计的积极性, 解决了课程设计中存在的众多问题, 取得了良好的教改效果。为理工科进行课程设计教改提供了一种新的思路。
参考文献
[1]孙业荣.应用型本科人才培养模式下的数控技术课程教改与探索[J].装备制造技术, 2011, 1:164-166
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