項目教學(xué)法在工程訓(xùn)練數(shù)控銑床實踐教學(xué)中的探索 Exploration of the Project Teaching Method in the Engineering Training Practice Teaching of CNC Milling Machine

馬紅亮 MA Hong-liang

摘要： 為了提高本科生在工程實訓(xùn)課程中數(shù)控銑床的實訓(xùn)質(zhì)量，本文采用項目教學(xué)法，將理論教學(xué)與實踐教學(xué)有機結(jié)合，充分的調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。項目完成的過程有利于提高學(xué)生分析、解決問題的能力，使學(xué)生充分體會到將理論知識運用到實踐中的樂趣，通過提高學(xué)習(xí)的積極性促進高校學(xué)生全面發(fā)展。

Abstract： In order to improve the training quality of CNC（Computer Numerical Controltraining）for undergraduates in engineering training courses， the Project Teaching Method is used in the essay to combine theoretical with practical teaching， which can fully mobilize the enthusiasm of students. The process of completing the project is conducive to improving students' ability to analyze and solve problems， making students fully realize the fun of applying theoretical knowledge to practice， and promoting the all-round development of college students by improving their learning enthusiasm.

關(guān)鍵詞： 項目教學(xué); 數(shù)控銑床;實踐教學(xué)

Key words： project teaching;CNC milling machine;practical teaching

中圖分類號：G64? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2021）22-0241-02

0? 引言

社會對應(yīng)用型人才的要求不斷提高，作為培養(yǎng)學(xué)生工程意識和素質(zhì)及創(chuàng)新能力的工程訓(xùn)練重要環(huán)節(jié)，需要對舊的教學(xué)模式的不斷更新探索才能適應(yīng)新的發(fā)展趨勢。以往的教學(xué)方法，已經(jīng)不能完全適應(yīng)新的社會需求對工程訓(xùn)練培養(yǎng)人才的要求。為了培養(yǎng)適合社會發(fā)展需求的高素質(zhì)應(yīng)用型人才，非常有必要改革創(chuàng)新傳統(tǒng)工程訓(xùn)練模式，提高人才工程訓(xùn)練素質(zhì)，加強培養(yǎng)動手實踐水平和創(chuàng)新能力為目標的新型現(xiàn)代工程訓(xùn)練的實踐教學(xué)模式。目前，我國各高校在不斷探索新的實踐教學(xué)方法，加強學(xué)習(xí)新技術(shù)、新工藝、新方案的工程實踐能力訓(xùn)練的同時，把教學(xué)方法改革也不斷融入到工程訓(xùn)練活動中，從而提高學(xué)生工程訓(xùn)練的實訓(xùn)質(zhì)量和教師的的教學(xué)水平。

工程訓(xùn)練必須以工程項目和制造加工為背景，體現(xiàn)工程設(shè)計和產(chǎn)品制造方向，為學(xué)生提供全套的親身參與產(chǎn)品的設(shè)計、機械制造、質(zhì)量控制、企業(yè)管理一體化的關(guān)于產(chǎn)品從設(shè)計到完成產(chǎn)品生產(chǎn)的工業(yè)環(huán)境，使學(xué)生在真實體驗到產(chǎn)品的整個過程性知識，有目的有計劃的著重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力。因此，教學(xué)方法的改革必須突破傳統(tǒng)教學(xué)方法的束縛，繼承“工程訓(xùn)練”的優(yōu)良傳統(tǒng)，結(jié)合先進裝備與技術(shù)，把傳統(tǒng)的訓(xùn)練放方法與現(xiàn)代工程訓(xùn)練方法有機融合，構(gòu)建能夠適應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展需要的工程訓(xùn)練課程模式，項目教學(xué)法鼓勵參加工程訓(xùn)練的學(xué)生“在學(xué)習(xí)中訓(xùn)練，在訓(xùn)練中學(xué)習(xí)”，這對學(xué)生的工程意識培養(yǎng)和工程能力的提高有現(xiàn)實意義。

1? 項目教學(xué)法簡介

項目教學(xué)法的實踐教學(xué)方法包括三個基本要素，分別是“以教師為指引者”、“項目為引導(dǎo)線”、“學(xué)生為主動參與者”。三者之間相互溝通，密切聯(lián)系，有機結(jié)合。

1.1 教師為指引者與工程訓(xùn)練

教師在工程訓(xùn)練基礎(chǔ)項目的實踐操作中的指引，主要體現(xiàn)在項目教學(xué)法中項目的設(shè)置與選擇，零件加工工藝分析，實訓(xùn)設(shè)備操作演練，實訓(xùn)過程中的問題解答及過程評價等方面。教師在實訓(xùn)實踐過程中，在對學(xué)生的指導(dǎo)過程中，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教育理念和教學(xué)方法。從單純的手把手演示設(shè)備操作，教授訓(xùn)練內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生實踐過程中的組織者、引導(dǎo)者和監(jiān)督者。轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的“教師先示范，學(xué)生再模仿”的教學(xué)模式，讓學(xué)生自由發(fā)揮，通過小組討論，上網(wǎng)查資料等方法解決實踐過程中遇到的問題，探索改變的全新型實踐教學(xué)模式。

1.2 項目為主線與教師及學(xué)生

在基礎(chǔ)訓(xùn)練完成之后，教師與學(xué)生共同商討項目，有針對性的開展項目教學(xué)。項目的最終目的是根據(jù)教師提供零件圖紙完成零件制作，圍繞教師所提供的零件圖紙設(shè)計教學(xué)過程的每個環(huán)節(jié)。要求學(xué)生在對圖紙進行充分分析和論證的基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生進行零件加工工藝分析，選取合適的毛坯材料和合理的加工方法，進行設(shè)備加工實踐。通過完成所有加工工藝，實現(xiàn)從毛坯到成品的加工目標，最后對零件的整個加工實踐過程進行總結(jié)和評價。項目是實現(xiàn)教學(xué)活動的引導(dǎo)線，所有的實踐過程都是圍繞項目來執(zhí)行，在整個過程中既鍛煉了學(xué)生們的整體加工工藝分析能力，項目工程的管理能力。同時，又可以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使同學(xué)們充分體會到課本知識在實踐中的應(yīng)用，在零件制作過程中體會到學(xué)以致用的樂趣和成就感。

項目教學(xué)法的關(guān)鍵在項目的設(shè)置。項目的難易程度、綜合性以及適應(yīng)性都對實踐教學(xué)過程和效果起著決定作用。在實踐教學(xué)活動之前教師應(yīng)在充分調(diào)查、研究、論證的基礎(chǔ)上進行項目的合理設(shè)置。教師對設(shè)置的項目進行一一匯總，形成項目清單，學(xué)生在選擇項目時可以選擇自己比較感興趣的項目，學(xué)生也可以根據(jù)自身興趣愛好自行設(shè)計和制定加工工藝。最后通過實訓(xùn)教師設(shè)定加工工藝路線和學(xué)生自己設(shè)定的加工工藝路線進行比較，得出最優(yōu)工藝路線。

2? 項目教學(xué)法在數(shù)控銑實訓(xùn)中的實施過程

2.1 安全知識考試? 每次實訓(xùn)前一周學(xué)院統(tǒng)一組織實訓(xùn)學(xué)生安全知識考試，只有安全考試通過才可以參加上機實訓(xùn)。

2.2 加工準備? 通常情況下，項目教學(xué)法在上機實訓(xùn)過程中包含以下幾個步驟：①讀圖，根據(jù)實訓(xùn)教師所提供圖紙，讀懂零件圖（如凸輪、殼體、板狀、支架等）。②制定加工工藝，根據(jù)實訓(xùn)教師所提供圖紙，編制由直線、圓弧等構(gòu)成的二維輪廓零件的銑削加工工藝文件。③零件定位與裝夾，根據(jù)實訓(xùn)教師所提供圖紙，合理選擇銑削加工常用夾具（如簡單壓板、虎鉗等）裝夾零件，會選擇定位基準，并找正零件夾緊。④刀具準備，根據(jù)數(shù)控加工工藝文件選擇、安裝和調(diào)用數(shù)控銑床刀具。根據(jù)數(shù)控銑床特性、零件材料、加工精度、零件批量等合理選擇刀具和刀具的幾何參數(shù)，并確定數(shù)控加工需要的切削要素。

2.3 數(shù)控編程? 數(shù)控編程包括兩部分：①手工編程，根據(jù)教師所提供項目圖形編制由直線、圓弧組成的二維輪廓數(shù)控加工程序，運用固定循環(huán)、子程序等進行零件的簡單加工程序編制。②計算機輔助編程，能使用UG等軟件繪制簡單零件圖，利用UG等軟件完成簡單平面輪廓的刀具路線生成和NC代碼生成。

2.4 數(shù)控銑床操作? 數(shù)控銑床操作包括以下幾部分：①操作面板，按照操作規(guī)程啟動及關(guān)閉機床，熟練操作系統(tǒng)操作面板和機床操作面板操作面板。②程序輸入與編輯，能通過手工或者DNC輸入加工程序并能完成程序的調(diào)用，修改，刪除等工作。③對刀，對刀并確定工件坐標系在機床坐標系中的位置，合理設(shè)置刀具參數(shù)。④程序調(diào)試與試運行，程序校驗、單步執(zhí)行、空運行并完成零件試切。⑤參數(shù)設(shè)置，通過操作面板設(shè)置機床有關(guān)參數(shù)。

2.5 零件加工及檢驗? 包括以下加工類型：①平面加工，運用數(shù)控加工程序進行平面、斜面、階梯面等的銑削加工，并達到圖紙設(shè)計要求。②輪廓加工，運用數(shù)控加工程序進行由直線、圓弧組成的平面輪廓銑削加工，并達到圖紙設(shè)計要求。③曲面加工，運用軟件生成加工程序進行圓錐面、圓柱面等簡單曲面的銑削加工，并達到圖設(shè)計要求。

④孔類加工，運用孔循環(huán)指令（如G81，G83等）進行孔加工，并到達圖紙要求。⑤槽類加工，運用數(shù)控加工程序進行槽、鍵槽的加工，并達到圖紙要求。⑥使用常用量具進行零件的精度檢驗。

2.6 任務(wù)評價及交流總結(jié)? 在每個同學(xué)項目完成后，會有兩份成績評定表，分別是項目過程評價成績和項目展示評價成績。項目過程評價和項目展示評價分別有個人評價和小組評價兩部分組成，如表1所示。而教師成績評定表則包括安全文明生產(chǎn)部分。主要通過學(xué)生自測與教師檢測成績相比較來測試學(xué)生工件檢測能力及水平。

學(xué)生與教師之間，學(xué)生與學(xué)生之間相互交流，總結(jié)項目所學(xué)知識點，交流改進。

3? 結(jié)束語

項目教學(xué)法主要強調(diào)學(xué)生的學(xué)生主動參與到實踐活動中來，主動參與工藝設(shè)計，從簡單訓(xùn)練開始，充分激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力、激發(fā)創(chuàng)造性思維和積極性參與實踐。學(xué)生能在實訓(xùn)實踐教學(xué)活動中積極主動學(xué)習(xí)，而老師轉(zhuǎn)換為學(xué)生實習(xí)的指引者，實現(xiàn)在實踐教學(xué)活動中的角色互換。學(xué)生在實踐教學(xué)活動中的不能充當(dāng)學(xué)習(xí)中的“從動學(xué)習(xí)者”"，而應(yīng)成為“主動參與者”，實現(xiàn)教學(xué)活動角色之間的轉(zhuǎn)換，以學(xué)生獨立思考學(xué)習(xí)，積極動手參與為中心開展工程項目創(chuàng)新訓(xùn)練的實訓(xùn)實踐教學(xué)活動。

總之，以教師為指引者、項目為引導(dǎo)線、學(xué)生為主動參與者的實訓(xùn)實踐教學(xué)方法體現(xiàn)在“主動”與“被動”相結(jié)合。在實踐教學(xué)活動中的“被動”主要體現(xiàn)在教師理論講解、機床的基本操作講解、加工工藝路線分析、項目過程評價等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，“主動”則體現(xiàn)在自定加工工藝、獨立設(shè)備操作、對項目的疑問及時提問等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中。采取“主動”與“被動”相結(jié)合的方法，通過實訓(xùn)教師對實訓(xùn)設(shè)備的詳細講解、操作演示及引導(dǎo)，讓學(xué)生充分了解實訓(xùn)設(shè)備的基本功能及使用方法，鼓勵學(xué)生在課內(nèi)外開動腦筋、積極思考，以達到對設(shè)備熟練運用、積極動手、提高實踐動手能力的目的。

參考文獻：

[1]劉彬彬，李英芝.基于項目制的“2+X”創(chuàng)新工程訓(xùn)練模式的探索[J].價值工程，2017（34）.

[2]高穎.現(xiàn)代工程教育背景下的金工實習(xí)教學(xué)探索與實踐[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊，2013（12）.

[3]蔡克勇.21世紀中國教育向何處去[M].長春：吉林人民出版社，1999.

[4]江旭.金工實習(xí)的教學(xué)改革與實踐[J].武漢工程大學(xué)學(xué)報，2010（10）.

[5]周婭，魏德強，等.機電綜合工程訓(xùn)練中心建設(shè)的探索與實踐[J].實驗技術(shù)與管理，2011（12）：9-l0.

[6]杜媛英，尚長春，等.有特色工程訓(xùn)練中心建設(shè)的教改探討[J].陜西教育（高教版），2O13（5）：57.

[7]杜鑫，李文星.地方高校機械專業(yè)工程實踐教學(xué)體系的構(gòu)建[J].教育與職業(yè)，2013（26）：165-166.

[8]劉燕，秦維勇，等.構(gòu)建創(chuàng)新與工程實踐相結(jié)合的專業(yè)實踐教學(xué)[J].實驗室研究與探索，2013（6）：36-37.

[9]粱延德.我國高校工程訓(xùn)練的建設(shè)與發(fā)展[J].實驗室技術(shù)與管理，2013（06）：6-8.

[10]韋相貴，傅水根，等.工程訓(xùn)練中心建設(shè)與管理問題探討[J].實驗技術(shù)與管理，2O16（2）：130-132.