【摘 要】利用成果导向教学理念引领学生了解数控机床的工作原理,准确操作数控机床,制定典型零件的数控加工工艺方案,编写其加工程序,通过具体的加工任务熟练掌握数控加工方法,借助职业岗位标准养成安全操作、注重质量的工作习惯,以实现中等复杂程度机械零件的数控加工。
【关键词】数控加工 成果导向
成果,是学生在一段特定的学习经历后所表现出的清楚地预期学习结果,成果导向教育的教学设计和教学实施的目标是学生通过教育过程最后所取得的学习成果。把成果导向教育理念应用到机械加工类的专业课程数控加工中,主要的实施要点为以下几点。
1 、确定学习成果
最终学习成果( 顶峰成果) 既是 OBE 的终点,也是其起点。数控加工课程应以对应职业岗位标准为教学依据,应用导向教学理念制定课程目标。课程目标包括三个方面,分别是知识目标、能力目标和素质目标。概括起来就是要引领学生了解数控机床的工作原理,准确操作数控机床,制定典型零件的数控加工工艺方案,编写其加工程序,通过具体的加工任务熟练掌握数控加工方法,借助职业岗位标准养成安全操作、注重质量的工作习惯,以实现中等复杂程度机械零件的数控加工。学习成果应该可清楚表述和可直接或间接测评,因此往往要将其转换成绩效指标。
2、 构建课程体系、课程内容
学习成果代表了一种能力结构,这种能力主要通过课程教学来实现。因此,课程体系构建对达成学习成果尤为重要。
下面就以数控车削为例说明课程内容的构建过程。
首先基于数控车床的操作员、数控工艺程序员岗位工作任务的分析把加工轴套配合类零件当作数控车削加工的最终成果,配合件有三个零件组成,零件待加工表面有内外圆柱面、内外圆锥面、内外螺纹面、球面、端面、倒角…. 这些加工表面概括了数控车削的基本知识点,满足了知识的要求; 零件的加工过程中有尺寸精度、配合精度、表面粗糙度等要求,加工难度大,满足了技能的要求; 并且要求学生像真正的数控操作员一样,加工出该配合类零件这又满足了职业性的要求。
然后是确定学习任务。配合类零件加工起来难度还是很大的,别说刚开始上这门课的学生,就是工厂的师傅也需要仔细阅读零件图、认真进行工艺分析,才能完成,所以这是数控车削项目的最终成果,想要获得这个成果,或者说想要会加工这组零件,需要先会加工其余四类零件,分别是带外圆柱面与圆锥面的零件( 阶梯轴) ; 带圆弧面的轴类零件; 带螺纹的零件; 孔类零件。而想要加工以上四类零件,还需要先会操作数控车床。所以,数控车削部分就设计了 5 个成果,对应了 5 个学习任务。
3 、确定教学策略
OBE 特别强调学生学到了什么而不是教师教了什么,下面以带螺纹轴类零件的数控加工为例,介绍一个任务的学习过程。
3. 1 引入课程
3. 1. 1 课前准备汇报
小组汇报课前准备的分组及角色扮演情况,每组选取一人为大家普及岗位职责( 每组汇报对应岗位不能重复) 。小组组长及教师要做好记录。
同时教师下发任务单及零件图,明确本单元的学习成果,本单元使用的信息载体为能和一组标准螺母配合的螺纹阶梯轴。每小组领取一个零件的加工任务,如果大有两个小组以上对同一个零件感兴趣,可以同时开展竞赛。
3. 1. 2 发现问题
( 1) 小组讨论,确定初步的工艺方案
根据课前查阅的资料进行讨论螺纹的加工方法,讨论之后要进行总结汇报,小组自评,组件互评,老师总评,推选出最佳设计方案。
( 2) 发现问题———学生目前没有掌握编写螺纹程序的指令代码。
3. 1. 3 问题解决
( 1) 解决问题
教师归纳总结螺纹常见的加工方法,教师讲解螺纹加工指令,包括螺纹切削指令 G32、包括单一螺纹循环指令 G92、包括复合螺纹循环指令 G76。然后由学生总结三个代码加工螺纹的优缺点。最后教师讲解三个螺纹加工指令的应用场合。
( 2) 教师演示———教师以一个螺栓零件演示螺纹加工指令的应用,其中包括对螺栓零件进行工艺分析、编写加工程序、仿真加工、实操等。
( 3) 学生模仿———学生通过仿真软件模拟学会螺纹加工指令的使用,注意: 此过程必须每位学生都掌握这一知识点,所以此过程每人扮演的都是操作者。编写加工程序; 仿真加工; 每组推荐一名学生演示汇报,小组互评,评定出最佳工艺方案加工程序。
3. 1. 4 团队合作,分组加工
( 1) 程序编制及录入
①工艺员辅助程序员编写加工程序,操作员和检测员编写备用程序,团队的每个成员都应该是多面手。
②把两套程序分别录入,校验程序,小组讨论,结合两组程序的优缺点,形成最优程序。
③教师检验 程 序,确保程序正确才能进行加工,避 免 安 全事故。
( 2) 加工零件
①操作员安装刀具及毛坯并对刀,其他成员监督。
②教师检查对刀结果,确保对刀正确才能进行加工,避免安全事故。
③操作员运行程序,前 3 行单段运行,确保安全点正确,自动加工。
3. 1. 5 产品检验,成绩评定
( 1) 检验员检测零件的加工精度、表 面 粗 糙 度,进 行 自 我鉴定。
( 2) 竞争组或合作组互检。
( 3) 教师检验,按照评分标准评定成绩。
3. 1. 6 小组汇报,总结本此加工初步成效
3. 1. 7 工作循环,精熟加工,使用螺纹加工指令
( 1) 重新领取工作任务,要求和上一个加工任务不能重复
( 2) 小组讨论工艺分析,确定工艺方案
( 3) 小组分工合作编写加工程序,要求角色互换
( 4) 程序校验,教师检查,选出最优
( 5) 安装毛坯,对刀,加工、精度检验
( 6) 由于组间差距,效率高的小组可以重复循环,加工第三组零件
4 、课程评价
根据加工的结果,由各小组进行汇报,其他小组评价,评选出最佳加工方案,同时评定成绩。通过课程评价促进课程建设. 建立课程评估体系,根据学生的作业或在学做中的表现( 学生考试成绩、零件产品质量等) 作直接评价; 基于相关者的主观意见( 学生自我评估、学生参与学习任务这项活动的程度、校友调查用人企业调查等) 作间接评价,再根据评价结果改善教学。
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