項目教學(xué)法在數(shù)控編程教學(xué)中的應(yīng)用研究

唐友亮 佘 勃 劉 萍 袁 夢

（宿遷學(xué)院，江蘇 宿遷 223800）

數(shù)控編程課程以培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握數(shù)控機床的基本編程和操作技能為目標，既要求學(xué)生掌握一定的理論知識，又要求學(xué)生具有一定操作技能。因此，在數(shù)控編程的課堂教學(xué)中，如何處理好理論教學(xué)與實踐技能培養(yǎng)的關(guān)系，使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識的同時又能培養(yǎng)實踐動手能力，是擺在任課教師面前的一項必須進行研究的重要課題。采用項目教學(xué)法能把理論教學(xué)與實踐技能的培養(yǎng)有機地結(jié)合起來，有助于培養(yǎng)學(xué)生分析和解決零件編程與加工操作中遇到的實際問題的能力。

1 項目教學(xué)法是學(xué)生獲得數(shù)控編程與操作技能的有效途徑

數(shù)控編程課程涵蓋了機械制造工藝理論、刀具軌跡控制原理、編程指令、機床操作，其理論性與實踐性強，內(nèi)容繁瑣，知識抽象，與數(shù)控設(shè)備的實際應(yīng)用有著密切的關(guān)系。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式只講授理論，實踐技能的培養(yǎng)由后續(xù)的實驗和實習(xí)實訓(xùn)來完成，這樣教學(xué)的結(jié)果是學(xué)生對所講授的知識感覺枯燥乏味，難以理解，不清楚零件是如何在程序的控制下完成切削加工完成的，造成學(xué)生的實際應(yīng)用能力培養(yǎng)不足，理論與實際分離，使得學(xué)生在后續(xù)的實踐環(huán)節(jié)表現(xiàn)出動手能力差的現(xiàn)象。而項目教學(xué)法轉(zhuǎn)變了教師的根本教學(xué)模式，將教師和學(xué)生用全新的方法有機結(jié)合起來，教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”是圍繞著一個個項目展開的，而不再是一些孤零零的知識點。從教師的角度來講，教師不再主宰整個教學(xué)過程，教師的任務(wù)在于幫助學(xué)生完成任務(wù)。從學(xué)生的角度說，項目教學(xué)法使學(xué)生的學(xué)習(xí)目標更加明確，有利于調(diào)動學(xué)生的興趣和主動學(xué)習(xí)的積極性，在主動學(xué)習(xí)的過程中，可以培養(yǎng)起學(xué)生的自我創(chuàng)新意識和主動學(xué)習(xí)能力。在完成任務(wù)的過程中需要學(xué)生積極思考、判斷和互相交流，并最終提交完成整個任務(wù)的方案，這也是對學(xué)生的技能的一種培養(yǎng)和鍛煉。具體的講，教師把數(shù)控編程課程的知識點分解到一個個零件的實際加工項目中去。通過教師與學(xué)生的配合完成一個個項目，來實現(xiàn)教師的“教”和學(xué)生的”學(xué)”。由于項目教學(xué)最終要求完成零件的加工，所以在這個過程中，學(xué)生不僅學(xué)習(xí)了必要的理論知識，也掌握了完成該項目必須的技能。這也正是項目教學(xué)法的優(yōu)勢所在，因此，將項目教學(xué)法應(yīng)用到數(shù)控編程課程的教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生獲得數(shù)控編程與操作技能的有效途徑。

2 實施項目教學(xué)法應(yīng)注意的幾個問題

2.1 選擇合適的實施項目。選擇合適的實施項目，這一點尤為重要。數(shù)控編程項目的選擇對于教師的素質(zhì)和能力要求較高。在確定項目任務(wù)內(nèi)容時要從加工工藝、工作技能、崗位需要等方面綜合考慮。合適的教學(xué)實施項目往往能夠更為有效的鍛煉學(xué)生自身的創(chuàng)新能力，增進學(xué)生自身的素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生對于數(shù)控編程學(xué)習(xí)的興趣。比如選擇國際象棋棋子的加工作為教學(xué)項目，學(xué)生就會比較感興趣。

2.2 教師在進行項目教學(xué)法教學(xué)的過程中應(yīng)該適應(yīng)全新的教學(xué)角色。在傳統(tǒng)教學(xué)方式中，教師往往充當課堂主體，而項目教學(xué)中則應(yīng)該以學(xué)生為主，教師應(yīng)該是指導(dǎo)和協(xié)助學(xué)生來完成項目任務(wù)。因此，這就要求教師全新看待和置換自身的角色。

2.3 在技能培養(yǎng)上要符合學(xué)生的認知規(guī)律，具備啟發(fā)性，精心設(shè)計任務(wù)、知識拓展、課堂訓(xùn)練，讓學(xué)生循序漸進的掌握數(shù)控編程與操作的技能。

2.4 項目教學(xué)法相對于傳統(tǒng)教學(xué)法來說存在著明顯的空間和時間方面的限制。這兩種限制性的特點往往直接決定了項目教學(xué)法實施效果。因此，要充分利用現(xiàn)代多媒體技術(shù)和仿真技術(shù)，將數(shù)控仿真軟件應(yīng)用于項目教學(xué)中，這樣學(xué)生就不必進實習(xí)車間和課余時間均能操作數(shù)控機床，突破項目教學(xué)法對空間和時間的要求。

3 項目教學(xué)法的教學(xué)應(yīng)用實例

下面以螺紋軸類零件編程與加工項目為例介紹項目教學(xué)法的實施過程。如圖1所示，要求完成所示零件的加工，已知毛坯為已經(jīng)粗加工過的φ26mm圓棒料，材料為45#鋼。該項目以螺紋軸零件數(shù)控加工為載體，要求完成軸類的工藝分析、工藝方案的確定、程序編制、校驗與加工等一系列工作任務(wù)，使學(xué)生具備編制含圓柱面、溝槽、倒角和螺紋等要素的中等復(fù)雜軸類零件數(shù)控加工程序的能力，同時掌握軸類零件的數(shù)控加工方法和技能。

圖1 螺紋軸零件圖

3.1 任務(wù)分析

要完成本次課題，學(xué)生需要做完下列幾方面工作：分析零件的圖樣；加工工藝分析及方案確定；工件的定位、裝夾；刀具、量具的選用；切削參數(shù)的選擇；輪廓基點（節(jié)點）的計算；確定加工工藝過程，填寫數(shù)控加工工藝卡；程序編制及校驗；仿真軟件模擬加工；數(shù)控機床實際操作加工；工件的檢測及評分等。

3.2 實施過程

1）討論分析零件圖，提出任務(wù)要求。主要包括讀零件圖、判斷工作表面、精度要求最高表面、加工的要素、學(xué)生分組分工。

2）活動開展。根據(jù)分析討論結(jié)果主要完成以下工作：學(xué)習(xí)完成任務(wù)所需新的知識。螺紋加工的相關(guān)知識是完成本項目需要的新知識，學(xué)生應(yīng)通過自主學(xué)習(xí)、討論、查閱資料、咨詢教師等途徑掌握螺紋加工指令、加工工藝、檢測等新的知識和技能；各小組按要求編寫工藝卡和編寫加工程序；小組每位成員將編寫的程序輸入數(shù)控仿真軟件進行模擬加工，對加工中發(fā)現(xiàn)的問題進行討論，校正加工程序；程序仿真無誤后，各小組利用事先分配好的數(shù)控機床，加工出零件；檢測零件及評分。

3）成果展示與總結(jié)。各小組介紹自己的加工過程，展示成果，并根據(jù)已加工的零件，總結(jié)和分析完成整個項目的過程。

4 結(jié)束語

在通過近一年的項目教學(xué)改革實踐表明，采用項目教學(xué)法可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，讓學(xué)生在應(yīng)用中學(xué)習(xí)，在實踐需要時學(xué)習(xí)，將理論學(xué)習(xí)和實際應(yīng)用緊密地結(jié)合起來，培養(yǎng)了學(xué)生綜合應(yīng)用知識解決問題的能力，鍛煉了學(xué)生的團隊合作能力。通過對教改班學(xué)生的跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在暑期的生產(chǎn)頂崗實習(xí)中，完全可以勝任企業(yè)對生產(chǎn)崗位的要求。與傳統(tǒng)教學(xué)法相比較而言，采用項目教學(xué)法教學(xué)，學(xué)生對數(shù)控編程知識和機床操作技能的掌握程度明顯提高。

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