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项目教学法在数控加工中心的应用

2021-12-27 21:20:01毕业论文访问手机版

摘要:项目教学法是指将教学内容融入实际项目中开展的教学方式。通过项目教学法,能够增强学生的动手能力,提高学生理论指导实践的能力,培养学生的工程能力及创新精神,也为学生更好地适应现代化企业的需要打下基础。因此,文章主要阐述了在数控加工中心教学过程中实行项目化教学的意义、策略及取得的效果,以此使项目教学法在数控加工中心实训教学中得到更好的应用。

关键词:项目教学法;数控加工中心;实训教学;工程能力

数控加工中心工艺多适用于加工复杂、工序多、需经过多次装夹及调整且精度要求较高的零件。主要加工对象有箱体类零件、复杂曲面、异形件、盘套板类零件及特殊加工。数控加工中心实训一直是各高校工程训练的重要组成部分,多用于精密加工、先进制造等内容的学习。教学目标就是通过实际加工,磨炼学生的动手能力,提高学生理论指导实践的能力,培养学生的工程能力及创新精神[1]。广州航海学院数控加工中心实训室位于校实验中心,主要由数控仿真实训室及数控加工中心操作室构成。过去的数控加工中心实训教学环节中,通常是指导教师先对操作重点进行讲解及演示,而后邀请数控基础扎实的同学操作一遍,接着指导教师列举其操作过程中出现的错误点,然后指导教师再进行正确示范,最后才把实操机会给到所有同学。经过上述教学流程,虽然学生可以完成既定的工件加工任务,但是缺乏独立思考的空间,一旦更换了工件类型,往往很多学生就会手忙脚乱,没有思路。为此,广州航海学院数控加工实训室通过项目教学法改革,提高学生的独立思考能力,培养满足企业需求的工程技术类人才。

1在数控加工中心实训教学中采用项目教学法意义

项目教学法是指将教学内容融入实际项目中开展的教学方式。项目教学法需要根据教学大纲、人才培养目标、社会企业需求,以知识能力特点为根本、以学生为主体来制定符合本课程教学目标的项目[2]。在实施项目教学法时,学生根据教师的指导,独立完成信息的收集、方案的设计及项目的具体实施等工作。在项目教学法中教师扮演的是配角,而真正的课程学习主角是学生本身。项目教学法使学生能够更加自觉地参与实训教学中,从项目的接手、信息的收集、方案的制订、项目的落实、问题的分析和解决,都需要学生独立思考。在此过程中,学生需具备较强的自主学习能力及主观能动性,其通过不断的练习及尝试,克服项目中的困难和瓶颈,最终顺利完成项目。通过项目教学法,可以锻炼学生的自我学习能力和创新精神,为培养创新型应用型人才提供有力支撑,因此,在数控加工中心实训中运用项目教学法是非常具有实践意义的。

2在数控加工中心实训中采用项目教学法的策略

数控加工中心机床属于昂贵的高精密加工设备。一般在实际操作前,采用数控仿真软件编程及模拟加工刀路的形式进行仿真加工后,再进行上机实操,进而验证程序的准确性。通过项目教学法,把数控加工工艺、数控加工中心编程和数控加工中心实操紧密结合起来,能够让学生在学习中实践,循序渐进地提升其综合工程能力,培养学生的创新意识和能力[3]。文章以涡轮叶片的数控加工中心实训教学为例,探讨项目教学法的实施策略。2.1明确教学项目在涡轮叶片数控加工中心实训教学实施环节中,一共设置三个项目,分别为数控加工基础、CAM刀路设计与模拟加工、综合练习(见表1)第一个项目数控加工基础,主要以安全文明生产及数控基础知识为主。CAM刀路设计与模拟加工为计算机辅助设计能力训练,让学生在模拟中对方案进行优化,实现从知识到能力的转化。综合练习为综合技能训练,通过涡轮叶片的上机实操加工(见图1),加工出符合图纸要求及产品技术要求的产品,让学生熟练掌握五轴加工中心的编程方法。在教学实施过程中,又将每个项目细分为实际的工作任务。工作任务必须立足于教学大纲,由浅入深,由简单到综合,面向工程素质培养宗旨,面向现代社会及企业需求,切实培养学生的工程实践能力和创新能力。2.2分工合作,开展项目工作任务(1)课前学习。在开始实训前,通过线上发布学习任务书,让学生提前明确项目工作任务。可通过大学生慕课等平台,为学生提供课件、实训指导书、视频等学习资料,通过设立课前预习目标的形式,充分调动学生的课前自主学习能动性,并完成课前测验。教师通过定期开展线上项目讨论会的形式,及时沟通解决学生所遇问题。(2)分组收集信息。以每组5人的形式,将全班学生分为8小组。分组时,需协调均衡各组学生的理论基础和实操能力。每组推选一名小组长,负责统筹协调整个组的工作。课程开始后,各组分工收集工件图纸、加工工件所需材料、刀具、夹具、量具及辅具等,以及数控加工中心设备的型号及其选配的系统、数控仿真软件、各种参考资料(如数控加工工艺、数控加工编程书籍、夹具设计手册等)。(3)分组讨论并制订方案。各组依据项目的工作任务和收集的信息材料,制订出至少两套方案,方案中应包括各种加工工具的选用、加工工艺路线、工序卡片、控制工件精度的措施、后处理文件等信息,再根据数控加工的原则、工艺路线相对优化原则等进行组内筛选,讨论后最终确定一个最优方案,然后每组选出技术代表,以PPT形式汇报各组最终的方案,并且把各自方案的刀路仿真设计用视频的形式展现出来。(4)分组实施方案。在实际操作阶段,指导教师在各组之间巡回指导教学,学生根据方案确定的加工工艺流程,按图加工。对于各组在加工中遇到的问题,小组长通过视频等多种方式进行记录,待加工完毕后进行组内的讨论。教师可以就各组遇到的普遍性问题,集中全部学生进行讲解并讨论解决方案。如果是非普遍性问题,教师可以现场及时指导解决,并作为小的问题点,在全班进行讨论分析。(5)总结评价。评价反馈是对项目实施的全过程进行问题的总结、意见的提出及优秀评比的过程。评价的标准对标企业加工规范、数控操作手法,并参考企业对加工现场的5S管理等做法,对学生进行规范,进而帮助学生养成优良的工作作风,使得学生可以更好地适应现代企业的需要。

3项目教学法产生的效果

根据项目教学法的具体实施结果可以看出,在此教学方法实施三年后,教学效果获得显著提升。通过此法,数控加工中心工种实训成绩逐年提高,平均分从最初的75分,提高到85分左右。通过率从之前的89%提高到最近一次的96.5%。除此之外,还从各方面提升学生的综合素质。项目教学法的效果具体如下:(1)有助于学生全面能力的培养。通过项目教学法的使用,不但可以让学生的职业素养与管理能力得到较大的提升,而且有助于培养学生的组织协调能力及团队合作能力等,使学生在学习知识、提升技能的同时,丰富了自身经历,为其将来的发展奠定良好的基础,全方位地提升学生综合素质水平。(2)有利于更全面地评价学生。项目教学法使教学评价覆盖了整个项目的全过程,教师下达工作任务后,评价过程就同步开始。教师对于学生的参与度、积极性、完成度及作品成果等表现打分,不仅是以课程考试与最终作品作为成绩的评定参考,同时关注到学生在项目中的工作态度、团队合作能力及创新精神等要素,使得对学生进行全面评价成为现实。此外,实训课程中运用项目教学法时,需着重关注以下两点:①虽然在项目教学法是以学生作为教学主体进行开展,但是教师需在教学环节的全过程中充分发挥组织作用及引导作用;②在组织分组教学时,教师需实时了解关心学生的学习状态,关注学生的学习情况,在学生遇到问题或困难时,教师应及时为其解答,防止出现因自身基础差异所致的两极分化问题。

4结束语

综上所述,数控加工中心实训教学中应用项目教学法,以具体项目的形式开展教学,不仅丰富了学生的专业知识,还锻炼了学生的实操能力。在项目式教学法营造的学习氛围下,学生积极主动地学习,增强了对数控加工专业知识的认知,该课程教学培养了学生的团队合作精神,激发了学生的创新能力及精神,为其将来适应现代企业打下坚实的基础。因此,在实践教学中,教师应高度重视项目教学法的使用,重视师生之间角色转换问题,营造更有利于学生实训的学习氛围,充分调动学生学习与实践的热情,促进学生工程实践能力的全面发展。

参考文献:

[1]张英华.论数控机床维修课程实践教学的改革[J].教育与职业,2014(17):159-160.

[2]邵彦.应用项目教学法优化中职数控车床实训教学探讨[J].成才之路,2018,590(34):53-54.

[3]宋宝玉,李旦,王娜君,等.强化工程创新能力培养的机械专业实践教学建设[J].高等工程教育研究,2018(1):58-61+106.

作者:张杰 魏安 陈海滨 陈杰新 杨文宜 单位:广州航海学院