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合作學習法(cooperative learning)是一種結構化、系統化的教學策略,由2~6名能力各異的學生組成一個小組,經合作和互助的方式從事學習活動,共同完成小組的學習目標,在促進每個人的學習水平的前提下,提高整體成績,并獲取小組獎勵。合作學習的目的不僅是培養學生主動求知的能力,而且還能提高學生合作過程中的人際交流能力。這種思想來源于杜威集體活動和集體項目(group projects)的觀點,以及他在“民主和教育”中提出的理論,即學生應當在一起學習公民和社會責任。通過新的教學方法的實施,激發了學生在主動中學習,在合作中學習,在競爭中學習的意識,收到了良好的教學效果。現將該教學模式總結如下。
一、對象與方法
1.對象
在2009級機電一體化五年制高級班隨機抽取1個班作為實驗對象。該班共有學生46名,全部為男生,年齡在17~19歲。
2.方法
選用中國勞動社會保障出版社出版的《電力拖動控制線路與技能訓練》教材第三單元的課題五“X62W萬能銑床電氣控制線路檢修”進行本教學實驗。經過教材內容分析,強調理論與實踐并重,將學時重新分配:教師講授部分所占學時適當刪減,增補實訓實踐學時。通過設置典型故障,由學生分組合作展現本組學習成果,以合作學習法教學,并及時以現場測驗和問卷調查了解教學效果。
(1)課前準備。①分組。將學生進行異質分組,每組6人,每組都由6位能力各異的學生組成,并指定綜合能力最強的同學為小組長,負責組織小組成員討論學習計劃、分解學習任務等。②布置任務。教師在授課前要求各組完成兩個任務:一是充分收集銑床資料,了解銑床的主要結構和運動形式,觀察操作的銑床,記錄操作規程。可利用網絡、學校圖書館、學校機加工中心、學校數控協會等資源獲取以上信息。二是根據工作任務,繪制銑床各主令電器元件的安裝位置圖和銑床配電盤電器元件的布置圖,觀察操作手柄處于不同位置時,行程開關的工作狀態及運動部件的工作情況。
(2)實施。①課前檢查。正式上課前,檢查各組課前任務的完成情況,并給予評分。②組間共享與學習目標呈現。將各組收集的材料展示、篩選、點評,對材料收集不全的部分老師給予補充,引導全體同學進一步熟悉機床的結構及運動控制。教師播放事先準備好的有關銑床內部結構及銑床操作的視頻,深入學習機床的機械傳動機構、液壓控制回路,分析機械、電氣、液壓聯合控制部分工作原理。在此基礎上,呈現本課題的學習目標:檢修X62W萬能銑床電氣控制線路。③集中授課。以教師講授為主,重點講解工業機械電氣設備維修的一般要求及一般方法,并在實訓柜上人為設置故障點,由教師示范檢修,邊分析邊檢查,直至故障排除。④合作學習。由組長在本組實訓柜上設置故障點。故障點公開,由易到難,故障點個數不斷增加。在各組長組織下,全組成員共同合作,學習如何從故障現象著手進行分析,如何采用正確的檢查步驟和檢修方法進行檢修。⑤學習效果檢驗。由教師在各組實訓柜上一次設置2~3個故障點,要求采用正確的檢查排除方法,在規定時間內查出并排除故障。⑥學習成果匯報及評價。組長代表本組向教師及其他組同學展示檢修記錄,匯報本組故障排除過程及方法。各組員談收獲,講體會,說心得,臺下的同學可提出建議,提出優秀建議的同學所在組可獲加分獎勵。匯報完畢后,由老師及其他組組長組成的“評委團”對該組的學習成果進行評價打分。表現優秀的小組,組員平時成績給予加分。⑦歸納總結。最后,由教師針對各組學習情況、存在的問題做總結,歸納機床電氣設備檢修的一般要求和常用方法。
二、效果調查
教學評議以問卷調查方式在課后進行。給實驗班學生每人發放一份教學評議表,了解學生對該教學方法的評價。發放46份,回收46份,有效問卷回收率100%。統計結果見下表。
三、總結與分析
1.教學效果
二、實訓目的:了解普通車床的工作原理,工作方式、結構特點各部件的用途,并掌握普通車床和立式升降銑床的基本操作。車工對應的機器主要是車床,車床主要由變速箱、主軸箱、掛輪箱、進給箱、溜板箱、刀架、尾座、床身、絲杠、光杠和操縱桿組成。車床是通過各個手柄來進行操作的。在了解了各個手柄的作用之后,老師按照圖紙要求給我們示范了一遍今天需要完成的一個小型零部件的加工過程,并給我們指導了注意事項。我們的任務是要加工出大圓直徑20mm,長5mm,小圓直徑15mm,長10mm的小型零部件。精細的操作要求,認真仔細的數據計算分析,都是對我們沒有做過實際車間工人的學生的嚴峻考驗。正是因為缺乏經驗和耐心,在零件加工的最后一步,我就因為操之過急而將零部件大圓部分的長度切成4mm而痛心不已。可見,車工雖然不那么累,卻是精細活兒,需要精神高度集中,對技術要求也高。(根據題目要求進行修改)
三、實訓內容:利用普通車床加工階梯軸,并用立式升降銑床洗鍵槽。(如圖1-1)
四、實訓材料:選φ32長100㎜的45號綱棒料。
階梯軸工藝過程:在車床上,先車階梯軸的一端端面,然后車外圓,倒角,在銑床上,銑鍵槽,去毛刺。
下料車端面粗車各外圓半精車各外圓精車各外圓倒角劃鍵槽加工線銑鍵槽
五、實訓工具:
90°硬質合金刀、切斷刀、銑刀、三爪鑰匙、刀具扳手、三爪自定心卡盤、游標卡尺、直尺、劃線針、動扳手、普通毛刷。
六、實訓過程:
加工時因注意的事項:
a、工作時必須精力集中,不準擅自離開機床。
b、工件和車刀需裝夾牢固,以免工件和車刀飛出傷人。 c、工件旋轉時,不準測量工件。
d、工件安裝好后,三爪扳手必須隨手取下,以免不注意開動車床,以免扳手飛出傷人。
1、取料:根據圖紙的要求選取φ32長100㎜的45號綱棒料。
2、根據圖紙的要求對于胚料的選取并理定加工順序。
3、刀具的安裝:用刀具扳手對刀架上的螺釘進行扭送,將90°硬質右偏刀放入刀架右偏65°。利用頂尖頭的高度來調節刀具刀尖的高度,調節好后并刀架上的螺釘用刀具扳手扭緊,切斷刀的安裝與90°硬質右偏刀安裝方法一樣。刀具安裝好以后,把刀架上的手柄扭緊,以固定整個刀架,以免加工時刀架松懈,不利于切削。
4、材料的安裝:用三爪鑰匙將三爪自定心卡盤扭開,將材料裝夾上去。再用三爪鑰匙扭緊自定心卡盤,把三爪鑰匙拿下來。開機檢查材料在旋轉時是否有甩擺現象,如有甩擺現象,關機對材料進行調整,調整后在開機檢查材料是否還有甩擺現象。直到材料在旋轉中沒有甩擺現象才可以進行加工。
5、準備好加工中要使用的工具如游標卡尺、圖紙放在方便拿的地方,以方便使用。
6、準備完全開始對毛胚料進行加工,要進行工藝分析。加工順序因應為粗加工、半精加工、精加工。
7、由于階梯軸加工的精度要求較高,所以在加工過程中要不斷停車,用游標卡尺進行測量尺寸,保證尺寸的要求。工件在旋轉時不能進行尺寸的量取,也不可能用手去觸摸工件,以免打壞游標卡尺及傷手。
8、工件切削好以后,關掉機床,等工件自然停下來,再用游標卡尺根據圖紙上的尺寸要求進行測量,尺寸無誤后,在開機換切斷刀在切斷處切一個槽,在前端和后端進行倒角。再切斷工件,然后停機。
9、將車好的階梯軸用劃線針和直尺對鍵槽劃線定位。
10、用活動扳手松開銑床上固定工件的螺釘,將工件裝夾好,并將銑床上的橫向工件臺和縱向工件臺進行定位。定位好以后開動銑床進行鍵槽的銑銷工作。
11、銑好鍵槽以后,關掉銑床電源,再用普通毛刷對工作臺進行清掃,然后懈下加工好的零件。
12、將以加工好的零件對照圖紙進行徹底的測量尺寸。
13、對普通車床和立式銑床進行清掃,并放置好所用的工具,然后對機床打油。
(上海工商信息學校上海201700)
摘要:基于工作過程的理實一體化教學,避免了傳統教學理論與實踐分離的弊病,充分體現了現代職業教育課程改革的先進理念。筆者對中等職業學校數控專業的“數控銑床加工”課程展開理實一體化教學探索和實踐,旨在以真實的產品為教學載體,整合相應的知識、技能和態度,提升學生的職業技能和職業素養,同時深化校企合作,推進教師“雙師”素質的提高。
關鍵詞 :工作過程;理實一體化教學;數控銑床加工;實施過程;實施策略
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2014)02-0099-03
在上海新一輪職業教育課程改革的背景下,我校數控專業從2006年開始,打破學科邊界,整合知識和技能,進行了學習領域型課程的設計和開發。2010年,數控專業開始進行基于工作過程的理實一體化教學探索和實踐。
筆者經過近兩年的實踐和研究,在“數控銑床加工”課堂教學中,嘗試為學生創設真實的工作情境,以典型的、真實的產品作為教學載體,按照工作過程設計學生的學習活動,采用理實一體化的教學方式,提高學生的職業技能和職業素養。
基于工作過程的理實一體化教學的理論依據
根據不來梅大學技術與教育研究所以勞耐爾(Rauner)教授為首的職業教育學專家的研究,所謂工作過程是“在企業里為完成一件工作任務并獲得工作成果而進行的一個完整的工作程序”,“是一個綜合的、時刻處于運動狀態但結構相對固定的系統”。所以,工作過程的意義在于“一個職業之所以能夠成為一個職業,是因為它具有特殊的工作過程,即在工作的方式、內容、方法、組織以及工具的歷史發展方面有它自身的獨到之處”。
理實一體化教學的理論依據來自建構主義學習理論。在職業教育中,它表現為將專業知識、專業技能以及對學生的職業素養的培養進行合理整合,融為一體。理實一體化的教學為學生營造了一種“職業角色”的情境,符合當代中等職業學校學生的學習特點。
基于工作過程的理實一體化教學的教學過程
基于工作過程的理實一體化教學就是使學生由被動學習轉為主動學習,在教學中采取以學生為中心、按照工作過程對課堂教學內容進行序化,將學習領域細化成具體的學習情境進行教學的過程。具體可分為以下幾個過程:導人情境,明確任務分析任務實施任務評價任務總結任務。整個過程,遵循產品生產加工的過程,也就是遵循數控技術人員從工藝分析、程序編制、零件加工、到零件檢測的工作過程。現以筆者2012年參加上海市中職校第六屆教學法改革交流評優活動的課堂教學過程為例展開論述。
導人情境,明確任務 “數控銑床機床實訓項目3:學校數控實訓中心接到學校某校企合作公司型號為EDS-210A的殼體下端蓋的數控銑削加工的訂單。(接單的半成品尺寸為64x50xl0)具體零件圖如圖1所示,請同學們制定工藝,完成零件的單件加工和批量生產。”這樣,在此階段明確任務的同時,也為學生創設了真實的工作情境,有效地激發了學生的學習興趣和責任心。
分析任務在分析任務階段,教師結合上海市《數控技術應用專業教學標準》、上海市職業技能鑒定數控銑工中級工(四級)的要求、學校所在區域的數控企業用工需求調研,充分考慮學生的認知水平、技能水平,結合三維教學目標的要求,提出以下教學目標:(1)知識目標:進一步理解刀具半徑補償在數控銑床輪廓加工中的作用。(2)技能目標:能熟練利用刀具半徑補償控制零件內、外輪廓尺寸精度;能利用百分表測量加工深度:能修改程序控制深度方向尺寸精度。(3)情感目標:培養質量意識,體會數控加工中精益求精的精神,提升職業素養。同時,根據“最近發展區”的原理,結合學生知識和技能水平,提供“如何修改刀補來控制尺寸精度”的flash動畫和“利用百分表測量深度”的視頻等學習資源,保證學生能順利實施任務。
實施任務實施任務階段,學生分組制定工藝,編制并校驗程序,進入零件單件加工階段。教師巡回指導,對操作中有困難的小組提供幫助,必要時現場演示,并注意發現學生操作過程中的共性問題和個性問題,提煉有效教學資源。同時,教師要及時引導學生充分關注操作規范和安全,培養學生良好的職業素養。
評價任務在評價任務階段,將企業用于質量檢驗的《QCI程表》(如表1所示)引入教學中,學生擔任質檢員,組內互相檢測。教師巡視、抽檢,了解學生完成情況。教師引導學生借助《工作過程自評表》(如表2所示)反思自己的工作過程是否做到了規范操作和安全操作,建立過程性評價與結果性評價并重的評價體系,努力提高學生的職業素養。
總結任務各學生小組對零件的完成情況進行反饋。教師引導學生結合自己的操作過程,總結這節課學到的內容,分享在操作過程中的經驗,并對生產加工的單件生產和批量生產做適當拓展,使所有學生的能力都得到提升。
基于工作過程的理實一體化教學的實施策略
選用真實產品作為教學載體,按照產品的加工過程設計學生的學習過程,在實戰狀態下,對學生展開知識和技能訓練在“數控銑床加工”這門課程中,筆者結合上海市《數控技術應用專業教學標準》、上海市職業技能鑒定數控銑工中級工(四級)的要求、區域數控企業的用工需求調研結果,充分考慮學生的認知水平、技能水平,共選用了7個真實的產品作為教學載體,形成了涵蓋數控銑床中級工(四級)水平的,難度呈現螺旋上升的產品加工案例集。例如,鋁制上套(WN-TXG-A-06)的數控銑削加工、鑄鐵真空泵中壁的數控銑削加工、EDS-210A殼體下端蓋的數控銑削加工等。為了解決生產與教學之間的矛盾,提高教學的針對性,在不影響產品加工工藝和產品質量的前提下,對有些零件的尺寸精度進行了項目設計,以便能讓學生在實戰狀態下,更好地掌握技能、理解知識。
按照工作過程系統化理念編寫校本講義、準備教學資源,更好地服務于學生的學和教師的教數控教研組的教師嘗試按照工作過程系統化的理念,梳理校企合作的資料和經驗,選擇合適的產品形成加工案例,按照產品加工流程重構教學內容,校企合作開發校本講義《數控銑床加工案例集》和配套教學資源庫(操作視頻、PPT、電子教案、學生實訓手冊等等),更好地服務于學生的學和教師的教。
改變傳統評價方法,積極引入企業質量評價方式,結果性、過程性評價并重將企業用于質量控制的《QC工程表》作為檢驗學生操作結果的評價方式,讓制造類企業注重質量的企業文化深入學生心中。用《工作過程自評表》引導學生關注自己的工作習慣、工作態度和工作紀律,提升學生的職業素養。
實訓設備、理實一體化教室的配合使用,相得益彰上課的場所選在學校數控實訓中心數控銑床加工區域,旁邊配有交互式智能電子平板的一體化教室,為基于工作過程的理實一體化教學實訓提供了條件。
教學效果分析
經過兩年的教學實踐,基于工作過程的理實一體化教學在“數控銑床加工”課程教學中取得很令人滿意的成效。
搭建了教師和企業技術人員的交流平臺.校企合作趨勢良好基于工作過程的理實一體化教學,從產品案例的選擇、知識和技能的整合到引入企業質量評價方式的過程,始終存在學校教師和企業技術人員的深入合作。企業在參與合作的過程中,也對這種教學方式下培養的學生寄予較高的希望,使校企合作呈現良好的發展趨勢。
提高了學生學習的積極性和主動性,教學效果良好兩年來,數控銑床中級工職業技能鑒定通過率一直超過市平均通過率20個百分點左右。學生的技能水平和職業素養有較大提升,實習期間能很快適應企業的實際工作環境,解決實際問題的能力也有很大提高。
激發了教師專業發展的熱情,“雙師型”水平不斷提高基于工作過程的理實一體化教學.需要教師既能實際操作,又能理論講授,對教師的要求提高很多,這也激發了教師專業發展的熱情。同時,與企業行業專家、一線工程師交流研討的過程也提升了教師的“雙師”素質水平。
一、明確實訓實習的目的
安排數控實習的基本目的,在于通過該課程的學習,使學生熟悉地掌握數控車床或數控銑床(加工中心)的基本手工編程方法、典型零件、常規工序的數控機床加工操作方法,初步掌握數控機床精度檢驗和維護技能,并能達到中級或中級以上的水平。
具體表現在以下三個方面:
⒈重視學生良好習慣的培養
學生開始實訓時先進行為期兩天的入廠教育,主要內容是尊師教育、安全操作教育、文明操作教育、實訓日常行為規范教育、專業思想教育、學習方法教育,擦機床訓練、打掃車間衛生訓練、工量具擺放訓練。通過教育,有助于學生形成良好的思想意識,養成良好的工作習慣。
⒉因材施教
“包教,包會”,確保每一個學生達到基本標準要求,對于極個別差的學生,如果在規定的實訓期間內達不到要求,允許隨以下的班級訓練達到要求。同時為優秀的學生創造脫穎而出的機會,鼓勵他們參加高級工考試。
⒊盡量為學生提供較多的訓練時間
實訓教師克服機床品種繁雜,操作方法不一樣的困難,盡可能的多安排機床供學生訓練;同時盡可能延長實訓時間,每天從早上:一直到晚上:都有實訓,周六、周日也從不休息。
二、精心組織,認真做好實習教學
⒈實訓教材的編寫
我系實訓中心現有臺能正常使用的數控機床,共種不同的品種和型號,各自的操作方法均不相同,市面上沒有任何一種教材合適我系設備情況,這就給實訓教學帶來極大的困難。為此,我中心老師經過艱苦而緊張的工作,終于在本學期實訓開始之前完成了本共萬字的講義編寫任務(其中有本為習題冊、本為《入廠教育》手冊),其中實訓中心主任孫連棟老師一人完成本共萬字的編寫任務,實訓教學第一次有了合適的教材,徹底結束了口述指令的歷史,大大提高了實訓的效果,學生反映良好。
⒉高起點設計訓練目標
此次實訓跨躍了用蠟模、尼龍棒加工的階段,直接用鋁料加工;訓練題目難度按中級工設計。學生加工零件的精度高于部分機床的定位精度,為實現與就業的零距離對接打下了堅實的基礎。
⒊新老結合,互相促進,互相提高
在此次承擔實訓任務的名教師中有名教師是第一次承擔教學任務。在教學過程中他們能夠克服老師少、設備系統繁多的種種困難,并虛心請教老教師,很快進入角色,迅速成為一名受學生歡迎的老師,出色地完成了本次教學任務。
⒋實習成績的評定
為調動實習學生的積極性,保證實習效果,本系對實習學生的成績評定分為兩部分:
一是實習期間,由任課老師對學生的平時表現和加工情況做出鑒定;
二是由任課教師對學生完成的實測驗進行評定,用百分制打分。
兩者的結合最后形成學生實習的期末成績計入學生學籍登記表。
三、實習教學取得的效果
、實習教學是理論與實踐相結合的一種教學手段,有力的促進了我系人才培養計劃的完善,是高職教育的重要組成部分。近年來,我系為適應學生的實踐需要陸續增設與調整了一系列課程,受到了同學的歡迎。
、實習教學達到了專業教學的預期目的。在實習之后,學生普遍感到不僅實際動手能力得到了前所未有的提高,絕大多數學生達到了數控中級工的要求,更重要的是通過具體的實踐,進一步激發了廣大同學對專業知識的興趣,并能夠做到理論與實踐相結合,為后繼課程(如和畢業設計)和今后自身的就業及發展打下了扎實的基礎。
四、存在的問題
在每期結束后,我們都做了認真的總結和反饋。大部分學生對我們安排的實習表示了滿意,對任課教師也給予了很好的評價,但學生普遍也反映出一些不足。根據我們現有的情況,目前我們存在不足有:
⒈師資隊伍不足,已嚴重制約了教學質量的進一步提高。
目前,我們正式編制的實訓教師只有人(名去讀研的教師未計算在里),而本次參加實訓的學生有人,現在的師生比是:,與我院提出的師資隊伍建設規劃中的到年在校生師生比:的這一要求還相差甚遠。學生人數多在實訓期間出現的問題也隨之增多,且出現的問題往往各式各樣,帶課教師不可能一一加以解決,這樣的話就影響了教學質量的提高,久而久之,學生的意見也會越來越大,對我院的聲譽可能也會造成一定的影響。
⒉設備太少,機床種類的數量嚴重不平衡,遠遠不能滿足實習要求。
目前,我中心共有臺數控機床,其中有臺數控機床已不能正常使用于教學,處于淘汰狀態,另外臺暫時不參加實訓教學,所以實際上參與教學的只有臺,學生采用班倒,這樣的話平均下來~名學生共用臺機床,加之學生參加實訓的時間短,輔導的教師少,再者,數控車床、數控銑床和加工中心的數量和班級學生人數又有嚴重的不平衡,如此一來,我們的實踐教學的質量不能進一步得到加強。
⒊設備品種太繁雜,一個教師要掌握~個系統和機床,不利于教學。
目前,我們有臺數控機床,其江西系統數控車床、臺系統數控車床、臺系統數控銑床、臺南通系統數控銑床、臺華中系統數控銑床、臺系統加工中心,面對如此繁雜的系統和機床,加之我們的教師過少,每種機床又存在著較大的差異性,教師在掌握一種機床的時候對于另一種系統的機床不能做到精通,只能是盡力而為,如此一來不利于教學質量的進一步提高。
⒋我系實訓教師待遇太低,課時計算辦法不夠科學,不利于教師積極性的提高。
高職院校的辦學理念應該是突出職業性和技術性,所以實訓環節是高職院校教學環節當中的一項重要內容,院領導也對實訓教學環節給予了很大的重視,對我系的實訓教學的順利進行起了很大的推動作用。實訓教師作為實訓教學環節的具體執行者和參與者,在待遇方面與理論教學的教師待遇不能同日而語,這樣容易造成情緒的不穩定,更不能提高實訓教師的主動性和積極性。我系的實訓教學的性質、特點與其他系存在著很大的不同,我系的實訓教學的特點是分散型教學,一個老師不可能同時帶很多學生,學生一多,就會出現“放羊”現象,這樣一來,教學質量無從談起。因此,實訓教學的工作量應該改革。比如,課時工作量計算辦法不按學生人數的多少來算,而是按照教師指導的時間乘以一個系數(比如或)來計算,只要有一個教師帶實訓就算一份的工作量。根據設備的實際情況,普通機床以一名教師指導~人為宜,數控機床以人左右為宜。這樣可以較好的保證教學效果。
一、工程實訓教學的“輪班制”實施方案
每個高校的工程實訓內容根據每個學校的培養目標不同而略有差異,但大致基本包含了機械制造和電子電工技術兩個大類,由車工、焊工、鉗工、銑工、特種加工、電工工藝、電子工藝等組成。傳統的理論課程的授課方式一般是按照教學大綱順序逐一開展,每周每個課程只能進行40人次/40學時,這難以適應工程實訓教學任務(每個年級若有3000人,則每周通常要完成500人次/40學時),因此采取“輪班制”如下。
1.多個工種同時進行
不同于其他理論課的前后章節內容聯系緊密的特點,工程實訓課程里包含的工種所培訓的技能的關聯度不大,因此可以同時安排多個教學班進行不同的工種訓練,然后通過輪換的方式,保證每個人都保質保量訓練到每一個工種。通過此方式輪換,能將該課程每周的學生容量和設備利用率成倍提升,但設備負荷損失成本提高。
2.每天分成早、晚兩班
為了進一步擴大工程訓練每周的學生容量,除了使多個工種同時進行輪班的形式,還可以將兩個作息班形式的教學結合起來。工程實訓是以技能訓練為主的課程,練習的時間最好相對連續,有利于學生技能的獲得。將早上8:00~14:00作為早班,14:30~20:30作為晚班,每個班折算成8學時,因此又在原來的基礎上將學生容量擴大一倍。
這兩種制度結合就構成本文所討論的“輪班制”,這種制度保證了學校能用少數的設備開展大量的實訓課程,大大提升了設備利用率,但是,這樣長時間使設備處于工作狀態,會使設備故障率也大大提升,縮短了設備壽命。
二、典型工程訓練設備的故障率與使用時長分析
為了研究設備故障率與工作時間關系,便于找到設備的最佳工作時間以指導輪班制教學,筆者通過對幾個典型工種的設備進行隨機抽樣,進行多次實驗,加以統計分析,得出下圖所示結果。
圖中橫軸表示每天連續工作的時間,縱軸表示實驗半年后統計出設備的故障率,反映不同設備分別進行不同的連續工作實驗測試,得到的故障率各有不同。每天連續工作5~8小時設備的故障率普遍較低,超過8小時后,每種設備的故障率上升的趨勢明顯增大,還可以知道涉及精密電子元件的設備的故障率要比車床設備高,但故障維修成本較車床低,恢復速度也較快。
三、設備利用優化措施
“輪班制”下設備的故障率與設備利用率是相互制約的關系,每天的使用時間越長,使用率越高,故障率也會越高。根據圖中所示結果可以知道幾種典型工種的設備在“輪班制”教學中設備較優工作時長。在實驗中,還發現設備的故障率與使用者的操作和保養水平也有很大關系:初學者使用普通車床和普通銑床產生故障的概率要比熟練操作工使用所產生的故障率高出很多,車床上油是否及時和是否進行必要的清掃也影響機器的故障率;電子電工設備故障率與實驗的項目內容存在一定的關聯,復雜、操作難度大、大電流、大電壓的實驗項目中使用的設備的故障率要比一般的實驗項目高出許多,3D打印設備故障率與設備所處的工作環境的溫濕度、空氣清潔度關聯較大。
因此,在“輪班制”的工程訓練教學模式下,優化設備的利用率,可以根據不同設備的維修成本和恢復速度著手,分配“輪班制”的設備工作時間,以成本代價為導向,制訂合理的作息時間。同時,應注重對使用者的使用技能培訓,強調安全細節,注重保養,共同作用使設備利用率和故障率達到較優化的比值。經過長時間的經驗總結,得到幾種常見的實訓設備的維修成本、恢復時間以及故障率的關系,如上表所示。
表中顯示普通車床和普通銑床故障率每升高0.1%,則對應維修成本需要增加3000元,維修時間增加36小時;電工實訓臺和ABS型打印機故障率每增加1.0%,則對應維修成本增加600元,恢復時間增加5小時。根據工程訓練課程幾種工種并行進行輪班的特點,需要找出一個都比較合適的工作時長。以此數據為例,綜合分析可知,在8~10小時工作時長區間內,電工實訓臺和ABS型打印機的維修成本以及恢復時間與普通車床與普通銑床基本持平,可選此時間區域為設備的工作時間,保證“輪班制”開展的時長最大,故障維護成本和利用率比值較小。若工程訓練課程有其他工種或不同的組合,應該根據實際情況進行分析統計,按照此法需要合理的設備連續工作時間區域。
本文分析了“輪班制”的模式帶來的設備工作時間比普通教學時間過長所導致設備故障率上升的問題,并通過實驗得到a生問題的各因素之間的簡單曲線,以其結果指導工程訓練教學輪班制的時長制訂,以及分析其他制約故障率的相關因素,綜合處理以得到優化的使用率。
參考文獻:
關鍵詞:數控銑工;雙師型;教學質量
目前,我國制造業進入了一個空前蓬勃發展的新時期,這必然造成數控專業的技術人才的短缺,所以培養現代數控技術人才成為普遍關注的熱點。目前,職業學校近幾年數控加工技術專業的在校生數大幅度增加,各學校也紛紛在數控加工實習設備上進行投入,保證職校學生的培養質量,滿足企業需求。初中生升入職中后由于個性及發展的差異以及社會、家庭環境的影響不同,造成他們的學習差異較大。尤其是《數控銑工實訓》作為本專業的重點技能課程,其教學質量直接影響到學生在上機動手操作力和應用能力。如何提高課堂教學質量,在較短時間內讓學生從對數控銑工加工技術一無所知到有所了解,再到熟練運用呢?這必須以“學生主體”為基點,既要按照教學計劃安排課堂教學,又要尊重學生的認知規律。《數控銑工》實訓課程中如何使學生“樂學”,然后達到“會學”?現結合我校情況在此探討。
一、提高《數控銑工實訓》教學質量之一是雙師型教師的培養
教育教學的質量在于教師。俗話說,教師有一桶水,才能傳授給學生一碗水。數控實訓指導教師對數控加工技術掌握的深度和廣度以及其教學水平的高低,是制約數控實訓教學質量的關鍵因素。市委市政府于2008年對原韶關市職業高級中學、鐵路一中、體校、藝術學校、旅游學校、供銷中專等學校實行資源整合,現在我校是國家級重點職業學校,廣東省示范職業技術學校。隨著普通高中的逐步萎縮乃至完全消失,出現了文化課教師剩余,而專業課教師缺乏的現象。那么,國內很多這樣的學校會面臨同樣的問題。目前,我校專業課教師所占比例為48%,而“雙師型”教師占專業課教師的比例為30%,與教育部提出的到2010年中職學校的“雙師型”教師比例要達到60%的目標有較大的距離。
我校根據本校實際情況,對非本數控專業教師是這樣安排的。在進行數控實習前,為提高教師的實踐水平和教學能力,制訂了如下計劃。①結合本校師資的實際情況,鼓勵并支持文化課教師向專業課教師轉型。利用“結對子”形式,由本專業學科帶頭人、骨干教師帶非本專業教師(如機電技術、數學、計算機等專業)進行為期四周的《數控銑工加工》實訓,輔助專業教師教學。教師轉型成功后,學校組織這些老師參加國家、省級的數控培訓班,提高這些轉型成功教師的理論和實踐操作水平。②從普通銑床實習指導教師中,選取具有一定文化功底和理論知識水平的教師,參與數控加工技術有關知識的培訓。③要求教師積極參與實踐,要求學生完成的課題,教師必須先完成,同時創造條件,鼓勵教師參加各類技能競賽,以賽促練,以交流促進教師職業技能水平的提高。
二、提高《數控銑工實訓》教學質量之二是對學生進行過關激勵法和互助式教學法
俗話說:萬事開頭難。在數控銑工教學中,很多時候一些老師覺得很簡單的零件編程,不少學生還是感到摸不著頭腦,找不到竅門。數控學習的特點可以說是一通百通,因此,突破入門關就顯得十分迫切和重要。數控加工技術是在傳統機械加工技術基礎上發展起來的,在數控銑工實訓之前,學生已學習了機械制圖、數學、車工工藝學、銑工工藝學、數控銑編程、CAXA制造工程等理論知識的學習,并進行了普通銑工的實習。對零件圖的解讀、坐標系的建立、坐標點的解算等均有所掌握,特別對零件的加工工藝路線、工作臺移動方向等都有了感性認識。但我們的生源層次參差不齊,學生文化基礎較差,如何使我們的學生從“樂學”,然后達到“會學”?
在學習他人成功經驗的基礎上,我歸納總結了以下兩種提高實訓教學質量的方法。
(1)過關激勵法。學生已有知識:經過各種造型的單項訓練和組合訓練,具備一定的造型能力,初步掌握各種曲面加工刀具選擇和切削路徑設計方法。(現以實例說明)
教學計劃如下所示。實訓項目:數控銑工加工;實訓周數:4周。實訓班級:二年級數控專業1班,人數40人。CAD/CAM:實訓室一間。設備:廣州數控銑床10臺。實訓教師:本人、轉型成功A老師、轉型成功B老師。實訓內容:A、B、C、D、E、F(圖略)。時間及任務安排:第一周完成A、B兩圖的手工編程及加工,第二周完成C、D兩圖的自動編程及加工,第三周完成E、F兩圖自動編程及加工,第四周學生自由發揮空間想象力。
①過關要求。A. 利用CAXA制造工程師軟件進行三維造型:實體或曲面均可,但尺寸必須符合實物要求,形狀完整,造型方法恰當。B. 加工工藝:加工方法運用得當,刀具類型和大小適合零件結構特點和尺寸大小,加工參數選擇合理。
②過關教學過程。A. 本人最初在CAD/CAM實訓室負責幫學生復習手工編程,學生將第一關(A圖)編好程序后在仿真軟件進行仿真,過關經檢查后到機床上機加工;沒有過關的繼續在CAD/CAM實訓室進行編程。如第一關過了,即可進行第二關(B圖),用軟件造型編程加工。如此類推下去。B. 將學生分為每4人一組,布置任務,明確要求。C. 測繪和造型(一般需半天)要求每位學生都對實物進行測量,分析零件結構,小組討論畫出草圖, 每位學生獨立嘗試各種造型方法,再通過討論找到最佳的解決途徑(必要的時候由轉型成功A教師進行適當提示和啟發)。D . 在機床實際加工過程中,每位學生獨立將程序傳入數控銑床,進行機床檢查和調試、刀具準備、毛坯裝夾、對刀、粗加工、半精加工和精加工,直至全部完成。本人負責過第三、四、五、六關學生的實訓指導,轉型成功A教師負責在CAD/CAM實訓室指導學生造型與編程,轉型成功B教師負責指導過第一、二關的學生實訓指導。對學得較好的同學,教師可鼓勵他們用不同的工藝路線,不同的加工方法進行編程,并引導他們分析比較最佳編程方案,通過練習養成他們多角度、全方位思考問題的習慣,精益求精地學習,使有才能的學生得到充分發展。
③過關獎勵。過了第六關,獎勵一個紀念品(F圖),實訓成績95分;過了第五關,獎勵一個紀念品(E圖),實訓成績85分;過了第四關,獎勵一個紀念品(D圖),實訓成績75分。通過層層過關,學生不但提高了實際操作能力,掌握了編程的要領,并且在學習的過程中享受到成功的快樂,學生從“老師要求學”變成“我想要學”。
(2)互助式教學法。學生通過自己的努力和教師的輔助過關了,但老師與學生之間還是有代溝,在溝通上還不能滿足學生在學習上的需求,特別是性格內向的同學。針對這一情況,我在過關激勵教學法的基礎上增加了互助式教學法。①當過了第三關的同學輔導一個過第一關同學成功過關后,在平時成績加5分。②當過了第四關的同學輔導一個過第二關同學成功過關后,在平時成績加8分。③當過了第五關的同學輔導一個過第三關同學成功過關后,在平時成績加10分,依此類推。通過三周實訓后,全班40人,有10人能通過六關,16人能過五關,35人能過四關。到了第四周,在老師的協助下,通過自己的努力,有的同學加工出“劍”“斧頭”“洗發水瓶”等這些與生活用品相關的作品。在整個學習過程中,學生之間形成了一種你追我趕、互不服輸的學習氣氛。大家在學習過程中,認真思考,勤于提問,互相幫助,每個人的綜合素質都得到了一定程度的提高。互助式教學法,使得學生在輔導另一個同學過關的同時,也達到了鞏固自己所學知識的目的。這樣,不但減少了學困生的數量,同時也培養了一批尖子生,真是一舉多得。
關鍵詞:數控加工;實訓;模式;體系
近年來,中國的制造業取得了舉世矚目的成就,機械制造行業作為制造業基礎,龍頭的地位日益凸顯。隨著中國經濟的飛速發展,機械制造行業的作用必將進一步得到提升和強化,同時隨著國家產業結構的調整,機械制造業的就業前景一片光明。
我校模具數控專業學制三年,前兩年在校學習理論知識,到實訓車間接受實訓。我校模具數控專業特開設了《鉗工》 《車工加工工藝學 》 《模具數控加工技術》 《公差測量與技術》《機械制圖》 《CAD》《UG》《Mastercam》等基礎課程,使學生掌握編程理論及有關方面的知識,建立一個完整的知識體系。每周六進行全天的實訓操作,掌握數控加工的實際操作技術,每個學期要進行三個月的實訓,為第三年的頂崗實習做準備,這樣才能源源不斷的為企業輸送“血液”,學生才能學以致用,更好的就業。為了熟練地掌握操作技能,鞏固理論知識,本人將實訓課的教學模式分為五個步驟,也做實訓五步教學法。
1 鉗工實訓課:基礎性技能
隨著我國在世界制造業的中心地位的凸顯,機械制造領域中技能型人才愈顯緊缺,在“以服務為宗旨,以就業我導向”的職業教育辦學思想的指導下,各職業學校更加重視對學生技能的培養和培訓工作,鉗工是機械制造中最古老的金屬加工技術。19世紀以后,各種機床的發展和普及,雖然逐步使大部分鉗工作業實現了機械化和自動化,但在機械制造過程中鉗工仍是廣泛應用的基本技術。
鉗工的主要任務是使用鉗工工具,鉆床等,按技木要求對工件進行加工、修整、裝配等工作。鉗工主要用在機械加工方法不適宜或難以解決的場合。其特點是靈活性強,工作范圍廣,技術性強,操作者的技能水平直接決定工件的加工質量。國民經濟建設中,鉗工工種 占有很重要的地位,發揮著獨特的作用,如裝配、調式、安裝、維修、工具 制造等都離開鉗。
鉗工基本內容劃線、鏨削、鋸削、鉆孔、擴孔、鉸孔、锪孔、攻螺紋、套螺紋、刮削、研磨、技術測量、簡單的熱處理、并能部件機械進行配調試等。
鉗工實訓課的開設使學生正確使用和維護保養常用設備,了解鉗工安全操作技術及所用設備安全操作規程和車間(實訓室)安全文明生產管理規定。熟悉鉗工的基本知識,了解鉗工工藝范圍,掌握鉗工常用設備、工具的結構、用途及正確使用、維護保養方法。熟悉鉗工常用量具的基本知識,掌握鉗工常用量具使用和維護保養方法。掌握鉗工常用刃具的使用和刃磨方法。掌握鉗工的基本操作技能,按圖樣獨立加工工件,達到中級鉗工考核標準。培養勤學苦練精神,養成遵紀守規、安全操作、文明生產的職業習慣。并能使學生合理選擇主軸轉速切削用量、刀具的裝夾方式等,能夠根據零件的技術要求編制加工工藝。通過鉗工 的實訓使學生理解尺寸連接的概念,常用尺寸連接的基本方法,掌握尺寸定位、裝夾的概念方法,和典型結構的裝配工藝過程,并懂得機床的維修常識。
2 普車實訓課:苦練基本功
普車加工是模具數控專業學生必須掌握的基本功,只有苦練好車工技術,才能為將來的數控車加工掃平困難。
磨刀是車工基礎當中的基礎,只要刀具能夠磨對磨好,加工就能很順暢的進行,如果刀具磨不好,就會出現各種各樣的問題,例如:外圓車削不光滑,車削不動鐵,并出現很大的響聲;切斷刀磨不好,就會出現崩刀和車不了槽的現象等等。
一個合格的車工必須學會磨刀,裝刀,熟練操作機床,他們掌握工件的端面車削、內外外圓車削、槽車削、內外螺紋車削,以及更加復雜的細長軸車削、蝸桿蝸輪車削等,在此過程中學生會摸索出各種切削用量的最佳選擇,并且制定出最好的機械加工工藝,為后面的數控加工打下堅實的基礎。
不過從各學校機械專業學生組成結構來看,具有年齡小、個頭低、農村學生多,這就給普車實訓課安全操作帶來了一定難度。從心理上對車床操作具有畏懼感,經常表現出不敢大膽上車床操作的情緒,就是勉強上去,也是提心吊膽,生怕出現事故,因而造成心理的過度緊張或焦慮。當一旦發生小事故時,他們就驚慌失措,不是果斷地壓下安全按鈕或采取停車等措施,而是手足無措大喊大叫,或者逃離操作平臺,頭腦迷蒙誤操作,往往將一個小事故演變為一個大事故。這就要求實訓指導老師要多了解熟悉每一個學生,因人施教,進行差別化指導,除了多對他們手把手地傳授操作技能外,還要對他們進行心理上的訓練與指導,克服生理和心理上的障礙,培養學生勇敢、果斷、鎮靜和有必勝的意志品質。
3 數控仿真課:模擬數控技術
隨著科學技術的飛速發展,機械制造技術正在發生著深刻的變革,傳統的普通加工設備難以適應市場對產品質量、生產效率、多元化的要求,而以數控技術為核心的現在制造技術正在逐漸取代傳統的機械制造技術。數控制造技術是集機械制造技術、計算機技術、微電子 技術、現代控制技術、網絡信息技術、光機電一體化技術于一身的多學科高新制造技術。數 控技術水平的高低、數控機床的擁有量,已經成為衡量一個國家工業現代化水平的重要 標 志。
數控技術課程是一門實踐性很強的課程,離開實踐,就談不上素質,實踐是知識轉化并升華為素質的根本條件。要想達到理想的教學和實踐效果,僅在課堂上實施全方位的教學是不夠的,還應具備一個良好的實踐教學環境。
但是大部分農村中職學校設備不足,要想讓每個學生都擁有一臺機床跟著教師操作練習很困難,而數控加工仿真軟件的出現解決了這一問題。
它既能解決實訓設備不足,學生實習時間少的問題,又能加強學生對數控系統操作及控制面板的熟悉度,還能提高學生的編程能力及對加工工藝安排的能力。
數控仿真是對數控加工零件的走刀路線的模擬,通過計算機仿真練習,可以驗證程序 編寫的準確程度,防止試加工時撞刀,及時對加工程序給予修正。仿真練習中使學生熟悉仿真機床的操作面板和錄入面板,明確每個按鍵的功能,掌握建立工件坐標系,選擇刀具集合度,設置刀偏、刀位的方法。正確靈活地選用切削指令,制定加工程序加工出符合要求 的零件。
4 數控實訓課:增強綜合素質
近年來,數控機床以其加工精度高、柔性好、適應中批量生產而日益受到重視,由于數 控機床是通過數控程序完成加工循環的,無需人工操作,調試方便,適應靈活多變的產品,使得中小批生產自動化成為可能。目前國內市場需要大批數控人才,急需大批能熟練掌握數控機床編程、操作、維護的一線工人,所以中職學校加強數控實訓,以增強學生的綜合素質為基礎,以能力為本位,把培養學生的職業能力放在首要位置,加強實踐性教學環節,使學 生成為企業生產一線迫切需要的高素質勞動者。基予數控仿真的練習,同學把仿真后的程 序輸 數控機床上進行實操練習。由于仿真軟件和數控車床按鍵功能,車削的方法,刀具的 選擇等是基本相同的,所以學生短時間內可以熟練操作機床。數控機床練習時,除了嚴格按操作規執行外,遇到具體問題,能夠正確解決,具體在數控車床和數控銑床操作時還要注意以下幾點。
(1)學會選擇刀具及切削參數,工件的材質不同,所用的刀具幾何角度不同。
(2)數控加工之前,要根據工件的圖形編制好程序。模擬加工,確認無誤后把程序傳送到數控機床上。
(3)進行數控機床的對刀工作,這一項十分重要,直接關系到人身安全和工件的好壞。
(4)精加工前使用MO0指令使機床暫停測量后,重新檢查是否需要調整刀補,再繼續精車,要保質保量地加工出合格的產品。
(5)加工的過程中要遵循由易到難,由簡單到復雜,由單項到綜合的原則進行加工。加工之前對零件進行加工工藝分析,確定裝夾方法、切削用量等,做到萬無一失,從而訓練學生的實踐能力及嚴謹的科學學習態度。
(6)認真填寫好實驗報告,組織學生以小組為單位對加工出來的零件互評、自評。不能放過任何一個細節,選出優秀的零件放到展柜里展覽,以激發學生的上進心。中職學校 實訓課注重培養學生的技能,掌握加工常用工件的工藝分析方法,編程方法和機床的實際操 作技能,這樣才能使學生在這一行業中、在自己的崗位上,實現自己的價值。
5 探究提高:優化實訓效果“教學相長”,在教學過程中,師生共同學習,相互總結提高,通過多年的實踐,筆者認為數控實訓的重點要從以下幾個方面人手
(1)明確實訓目的,安排數控實訓的基本目的是通過該課程的學習,使學生熟練的掌握數控車床、數控銑床的基本手工編程方法,電火花、線切割數控機床操作方法,初步掌握數控機床精度檢驗和維護技能。
(2)精心組織,認真做好實習教學。在零件車削的實際教學中,要根據實訓的教學內容,機床的種類,合理的安排加工工藝和準確的編寫加工程序,實踐中優化實訓效果,在 數控專業的實訓課中,鉗工―― 普車加工―― 數控仿真―― 數控加工,充分的利用了教 學資源,避免了事故的發生,提高了機床的利用率和使用壽命。
(3)實訓教學取得的成果實訓是職業教育中最主要的教學環節,動手能力的高低直接影響學生的就業。在實訓課程之后,絕大多數學基本掌握數控機床的基本操作,感到不僅實際動手能力得到了前所未有的提高,而且通過具體的實踐進一步激發學生對專業知識的 興趣,并且做到理論和實踐相結合,為今后自身的就業及發展打下扎實的基礎,現在學校一直進行“校企合作”,教學和生產相結合,教學效果會更好。
(4)存在的問題和努力方向
①我校數控設備不足,影響學生的正常實訓,遠遠不能滿足教學需求。
②大部分年輕專業教師實際操作水平較低,需要多進行培訓和下廠實踐,這樣可以提高教學能力。
③以后一定會努力提高自己的專業知識水平和實際操作能力,更好的勝任教學工作。
參考文獻:
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關鍵詞:雙元制 銑削實訓 教學設計 教學實施
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2016)11(c)-0154-02
該課程以“項目導向,任務驅動、做學合一”的原則,采用行動導向六步法進行實施,其中包含了四階段教學法、項目教學方法、引導文教學法行教學設計。在每個任務實施過程中,能夠運用教師點撥、關鍵點提示、操作技巧示范、警告、重點提示的方式來進行教學實施。
1 課程教學設計
1.1 課程設計依據
該課程以拓展學生在銑削技術、銑削技能方面的能力為目標,通過理論與操作技能有機融合,項目內容由簡單到復雜的遞進,重在培養學生使用普通銑床進行機械加工的能力;同時在執行任務的過程中培養學生自主學習的能力;獨立完成簡單生產任務并能根據在零件加工過程中出現的問題,進行分析及解決問題的能力。
1.2 課程內容
在課程教學內容中,嵌入國家職業資格標準,對課程載體進行了篩選。最終確定以典型零件為工作任務,并根據實際課程需求,對任務圖紙進行修改,使工作任務由簡單到復雜、由單一到綜合,采用循序漸進的方式進行工作任務實施。
1.3 課程載體
根據課程內容的設計和安排,課程項目載體選用了4個:十字塊、滑閥、導板,六角盤蓋。其中,十字塊與滑閥互配,滑閥又可以與導板互配。項目從基本的銑削平面訓練開始,逐漸深入進行各類臺階及各類槽的銑削,掌握各種銑削方法。最終的訓練點在于件與件之間的相配,具體訓練學生對配合尺寸的銑削控制能力,及簡單的互配方法鑒別能力。六角盤蓋則是訓練學生對六棱形零件的銑削方法能力,相較于前三個項目,加工難度有所提高。
1.4 課程重點及難點
1.4.1 該課程重點
培養學生學會編制典型零件的加工工藝。編制加工工藝的能力對學生來說尤為重要,在學習訓練的過程中,不但要培養學生會加工,會操作,更要讓學生學會編制加工工藝。在企業生產加工過程中,來料加工一定有相應的工藝文件,如果工藝出現問題,很有可能導致零件加工出現問題。所以,培養學生學會編制工藝,為以后的學習及工作打下基礎是非常必要的。
培養學生對銑床加工的規范操作。銑床規范操作的條例非常多,安全操作最重要,從最基本的工作服、工作帽及防護鏡的穿戴,到加工時的操作細節注意點,都是為了防患于未然,每時每刻都不能掉以輕心。
培養學生對零件加工質量的控制及檢測能力。尺寸控制與檢測是決定零件是否合格的重要因素,首先,學生必須學會控制尺寸范圍;其次,正確的檢測方法能確保零件是否合格。在課程教學過程中,可以利用互檢確定檢測的準確性。
1.4.2 該課程難點
學生規范操作及基本素養的養成。養成良好的操作習慣與職業素養,是一個持久的教學課題。一個習慣的養成需要21 d的形成和69 d的鞏固,然后習以為常。它需要教師在教學過程中以身作則,并不斷強化,使學生養成習慣,不H在該課程中繼續保持,更要延續到工作中,乃至受用終身。
常用工、量、刀具的正確選擇和使用。刀具的正確選擇使用對于剛接觸機床的學生來說有一定難度,它需要根據不同的銑削加工面、形狀、不同的尺寸要求等進行合理選擇。不合理的選擇可能導致加工效率低下,加工質量缺陷等,不合理的使用可能導致刀具受損等情況產生。
零件加工工藝的編制、加工精度的控制及加工質量的檢測。這既是該課程的重點,也是難點。工藝的編制是否合理,決定工件加工工序及方法是否正確;加工精度的控制及加工質量的檢測是否正確,決定零件是否合格。這三方面是有機結合,息息相關的。學生掌握這幾個環節的能力,需要不斷地反復訓練,才能有效達到預期效果。
2 課程教學實施
2.1 教學方法
該課程參考德國的行動導向法,針對課程項目,有效進行課程實施。課程以學生為主體,教師為主導,以完整的行動模式來展現。我們以該課程項目中的任務1(如圖1)銑削六方體外形尺寸為例,確定六個環節需要做些什么。
第一步,搜集信息,在第一個環節里,主要體現應該做什么?學生帶著這樣的疑問,對需要加工的任務去進行信息搜集,為整個任務的順利實施做好充分準備。這些信息包含對機床、材料、刀具、切削參數、圖紙、加工工藝等。
第二步,計劃,這個環節應該知道如何做?在進行計劃的時候可以做出多個方案,進行比較,預想每個方案可能產生的后果,例如:是否會遇到加工困難,加工時是否存在安全隱患,加工完成后能正確否保證尺寸精度及形位公差等多方面進行考慮。
第三步,決定,這個環節需要選擇哪個途徑?在經過計劃了多個方案后,選定較為合適的一個。在這個環節時,學生可以與任課教師進行溝通討論,在教師提供建議后,確定最終方案,決定六個面的銑削順序。
第四步,實施,這是體現如何工作的環節。針對剛接觸銑床的學生,可以由教師先進行示范操作,然后由學生模仿加深印象,再由學生進行獨立操作,教師從旁巡視指導,對出現的問題進行及時糾正,共性問題集中講解,必要時再次進行示范。在整個過程中,教師必須時刻灌輸5S管理的重要性,并要求學生時刻保持動態5S。
第五步,檢查,這個環節要體現的是任務的處理是否專業。學生在加工完成外形尺寸后,需要對自己的工件進行自檢,同時可以與同組同學進行互檢,最后由任課教師進行檢測三個外形尺寸是否控制在尺寸公差范圍內,垂直度、平行度、表面粗糙度是否達標等。
第六步,評估,最后這個環節是對完成的任務進行評價,今后哪些方面可以做得更好?教師的角色在這個環節中起比較重要的作用,要使學生形成質量意識,對學生加工完成的工件進行評價總結,讓學生知道自己的弱勢在哪,在之后的練習中進行加強,反復的訓練使加工質量達到零缺陷的目標。
3 結語
基于雙元制模式下進行的實踐課程,對于學生的各方面要求,都相對較高。那么,在高標準、高要求的教學情境下,對于教師本身的素質要求也必然非常高。除了教師本身的專業技術能力,必須對雙元制教學模式非常熟稔,對行業內信息充分了解,始終堅持強烈的培養意識,熱愛這份教育事業,通過多種途徑進行學習交流,始終保持前沿的教學理念,才能對課程教學游刃有余。
參考文獻
【關鍵詞】 機床排故實訓 機床電氣線路故障 教學方法
1. 識圖電氣控制原理圖
機床排故之前首先要看懂機床的電氣控制原理圖,根據原理來發現故障、排除故障。否則學生就會失去排故的方向。
1.1掌握電氣控制原理圖的識讀方法
1.1.1根據對常用低壓電器動作原理讀圖。首先學生要對常用的低壓電器工作原理有一定的認識。如交流接觸器得電動作時,常開觸頭閉合,常閉觸頭斷開,且常閉先斷開,常開后閉合。反之常開先斷開,常閉后閉合。中間有一個很短的時間差,這對于學生分析相關電路具有重大意義。否則分析時就可能會出現電動機正反轉控制的兩個交流接觸器線圈同時得電,引起電源短路,造成判斷失誤。
1.1.2根據常用基本電路讀圖。常用基本電路如電動機的點動控制、自鎖控制、順序控制、正反轉控制、Y—降壓啟動等。而一張復雜的電氣原理圖經常是由常用電路組合而成的。在讀圖時,結合常用電路,分清主次,化整為零,對于讀懂電氣原理圖是非常有幫助的。
1.2掌握電氣控制原理圖的識讀步驟
電氣原理圖的閱讀方法采用“從主電路著眼,從控制電路著手”的方法。
1.2.1從主電路看有哪些控制元件的主觸頭及其組合方式,就可以大致了解電動機的工作狀況。
1.2.2根據主電路中主觸頭的文字符號,在控制電路中找到控制元件(接觸器、繼電器等)的控制環節,按功能的不同劃分為若干個局部控制電路來分析。
1.2.3根據電氣原理圖紙上標題欄中對每小塊電路分支的解釋來讀圖。如鏜床KA2線圈上方標題欄中標注的是反轉長動,此時就可以分析出KA2線圈的作用是實現主軸的長動,而其中KA2線圈的其中一對常開觸點是使KM2線圈得電,從而得出KM2線圈是控制主軸的反轉。從而將主軸反轉長動的原理迎刃而解。
1.2.4按下操作按鈕、行程開關,分析其觸頭如何控制其他控制元件動作并分析電動機如何運轉。在分析的過程中同樣也要注意常閉觸頭先斷開,常開觸頭后閉合,中間存在很短的時間差。
1.2.5初步分析每個局部電路的工作原理以及各部分之間的控制關系后,還應分析整個控制電路,即從整體進一步理解其工作原理。如銑床主軸電動機的控制方式分為主軸變速沖動、主軸啟動和主軸制動停車。在了解主軸的控制方式后,這時就需要結合起來操作主軸電動機,操作過程中要分清步驟,主軸先變速沖動接著是主軸啟動最后是主軸制動停車。觀察主軸工作在不同方式的時候,對應的是哪個交流接觸器線圈得電,從而更深入地全面理解銑床主軸電動機工作原理。
2. 機床工作原理一體化教學
2.1“一體化教學”的實踐意義。以培養能力為中心,理論與實習交叉進行的一種教學模式,讓實踐始終貫穿在整個教學過程中。
2.2講清機床工作時機械與電器的聯動,是講授生產機械控制線路的關鍵。大多數生產機械有很多機械—電器聯動控制,即由機械手柄或機械部件的動作操縱電器開關的接通與斷開,例如X62W銑床工作臺的手柄操縱,手柄操縱時觸碰控制位置開關SQ1 ~SQ4,搭上相應運動方向的絲杠,從而實現對工作臺的操縱。
2.3抓住每種控制線路的特點。由學生來操作機床觀察主軸制動的現象。加強理論與實踐的結合,突出了操作訓練,又使學生學到了扎實的理論知識,能夠充分發揮學生的主體作用。
3. 機床排故中教師現場示范的必要性
教師在講解機床電氣工作原理分析和機床排故方法和步驟后,學生已經對機床排故有了一定的理性認識。通過教師的示范操作,讓同學掌握規范操作方法,并且在操作過程中把之前所講的知識點再實踐觀察一遍,加深理解。教師示范操作是學生掌握動手能力的開始。
在實際操作過程中,巡回指導是非常重要的。對學生操作過程中存在的問題及時提出并糾正,培養同學規范操作的習慣,引導學生掌握問題的方法,對每個故障都應該從原理上分析,明白故障產生的原因,從根本上解決問題。教師指導時可以分為集中指導和個別指導。
3.1集中指導。集中指導主要是解決排故中一些共性問題
3.1.1比如使用電壓檔測量時,要分清控制電路電壓,一般選擇500V檔位,若檔位選擇太低,當被測電壓高于電壓表選擇檔位時,很容易會把萬用表燒毀。
3.1.2電壓分階測量法檢測時,往往需要學生一手拿住萬用表、一手按住按鈕,若參考點和測量點離的距離較遠,學生就很難做到。這時候就可以利用電壓分段測量法,檢測這對觸點閉合時,電壓是否為零。
3.1.3使用萬用表電阻檔時,檔位不能選的太高,控制電路的線圈電阻有的時候2KΩ,若選擇過高檔位,則測量時,指針會偏轉到零,引起誤判斷。還有就是表筆的使用也要注意,手如接觸到表筆的金屬頭,在測量電壓時會造成觸電事故,在測量電阻時,會造成讀數不準確。
3.1.4電阻測量法中有分段和分階,檢測之前要將機床電源總開關斷開,在檢測時同樣要注意一個細節問題。在檢測接線排的導線時,萬用表表筆不能直接搭在接線排的觸點上,應該接觸在導線的線頭部分。因為接線排左右觸點是導通的,而搭在接線排的觸點上,接線排的另外一根導線正常的時候就會導致誤判斷。
3.1.5檢測過程中要靈活運用電壓法和電阻法,不能只局限于其中一種。例如故障設置在銑床主電路熔斷器FU1上,則上電操作后,機床什么都不工作。這時可以采用電壓法去檢測變壓器一次側,若電壓為零就可以判斷出故障范圍在主電路三相電源部分。從而可以利用電阻法對每一相進行檢測,迅速查找出故障點。排故時間大大縮短,提高了效率。若不采用電壓法,則故障范圍可能在控制電路熔斷器到急停按鈕部分,也可能在主電路電源到變壓器一次側部分,檢測時間將會增加。但是靈活運用電壓法和電阻法時,必須要對萬用表準確進行切換,機床電源總開關也要準確無誤地打開或關斷。
3.2個別指導
個別指導主要是解決排故中學生個別出現的錯誤。每個學生在排故過程中出現的問題會千變萬化。如有的學生在電阻檔測量時,在檢測熔斷器兩端觸頭導通時,忘記檢測兩端 觸頭導線是否正常。在電壓檔測量時,又很容易忘記將一段回路中的啟動按鈕按下,導致電壓為零,引起誤判斷。
4. 加強實訓中的總結
每個實訓小項目結束后,應指導學生做好課題總結,把操作機床的步驟、出現的故障現象、分析得出的故障范圍、檢測的過程、檢測過程中出現的問題、解決問題的方法進行歸納總結。把整個排故過程記錄在筆記上,以便于同學之間課后相互學習、交流、相互提高。