數控加工實訓教學場所的設計與使用

查維康

【摘 要】江蘇省昆山第一中等專業學校在規劃新實訓基地建設時，確定了數字化實訓工廠的建設，同時也將數控加工實訓場地的教學島概念與其進行整合，提出了綜合性方案。

【關鍵詞】職業教育 數控加工 實訓教學場所

一、傳統數控加工實訓教學場所設計的不足

（一）學生觀看不到演示操作的具體過程

數控加工類實訓具有較高的技能水平要求，對學生人身安全、設備安全等各方面要求比較多，故大多數教師采用教師理論講解—學生觀看操作—學生動手實踐—教師指導講解之類的項目化教學方法。由于學校教學無法達到工廠中師徒一對一的模式，教師演示的時候，學生圍在設備周邊，不利于安全的保障，且站在后面的大多數學生也無法觀看到演示操作的具體過程，教學效果不盡如人意。

（二）不利于收集教學資源

數控加工類的實訓課由于技能過程的重復性對時間、資金等方面要求較高，不可能對同一個訓練項目重復多次訓練。傳統的實訓教學又不能對以往的教學過程進行錄制與保存，所謂的糾錯只能在項目教學的實施過程中當場完成。多年教學之后，能讓后期學生借鑒的教學實際影像內容很不完善。

二、初級改革方案設計

2010年，我校建設新實訓基地，針對之前數控加工類實訓的傳統教學場所存在的不足，我校提出了建設多媒體輔助教學島的方案。

（一）基礎設施

方案中的基礎設施有3個攝像頭、2臺投影儀、1臺電視機。在實訓場所選擇一臺數控加工設備確定為教學機，在設備自身密閉加工區域的內側安裝2個攝像頭，再在數控操作面板前安裝1個攝像頭。這3個攝像頭分別監控加工區域內部和數控操作面板的加工及操作過程。教學島前方由2臺投影儀與1臺電視機通過視頻分配器由教師控制，分別顯示3個攝像頭采集的視頻信息，同時利用電視機與投影儀不同的表現效果選擇展示的主次。3路視頻信息可以通過配備監控設備或計算機進行控制和保存。

（二）實訓班級分配

由于班容量相對數控加工實訓設備較多，可以考慮將班級分成數控車工與數控銑工或加工中心兩大組，分別進行數控加工的技能實訓，以保證每臺機床上不多于3名學生。這樣不僅能保證學生的實踐操作時間，還能更有效地安排每個學生的工作任務，同時還能保證學生更安全地進行實訓。

三、簡易升級方案

（一）攝像頭配備云臺

如果資金許可，可考慮為加工區域內的攝像頭配備云臺，這樣可隨時調整觀察的角度和方位，以便于觀察。

（二）教學島計算機與數控加工設備聯網

聯網后，教師可在教學過程中將設計的數控程序直接上傳到數控加工設備的數控系統中，從而驗證程序的正確與否。設計的過程可以由教師進行，也可以由學生代表根據教師備課的安排來進行。

四、綜合型改革方案設計

隨著職業教育的大力發展，很多公司都針對職業院校的數控加工實訓開發了大量的軟件，其中有一類基于網絡的“數字化實訓工廠”方案。該方案將實訓場所的所有數控設備通過有線或無線網絡技術連接在一起，并規劃有場地的監控、設備狀態的監控、數據傳輸、教學資料整理等多個模塊。

我校在規劃新實訓基地建設時，確定了數字化實訓工廠的建設，同時將數控加工實訓場地的教學島概念與其進行整合，提出了綜合性方案。

（一）整合監控資源

利用數字化實訓工廠的監控系統，再加裝所需數控加工設備內部的攝像頭。教學過程中的觀察點較多，甚至可以達到多臺數控設備作為教學機使用。監控系統本身就帶有錄像保存功能，每節課上完都可以將教學過程的資料備份。數字化實訓工廠方案中可視化項目的觸摸屏，大大提升了教學過程的便利性。

（二）整合網絡資源

利用數字化實訓工廠的網絡系統和體驗中心的計算機資料，所有的計算機與數控設備都可以進行通訊、傳輸。學生編程的上機操作可以在體驗中心內的計算機上完成，并傳輸到指定的數控加工設備中，大大提高了教學的效率。

單機實訓過程中，計算機可另配并單獨與數控加工設備連接，也可以選擇像技能大賽那樣的單機運行模式，學生在設備邊完成實訓課項目的完整操作內容。

（三）整合配件管理

數控加工實訓中學生不僅要學會操作機床進行加工，還要學會例如刀具選用、量具選用、夾具選用與制作等一系列配件的選擇與管理。利用數字化實訓工廠的庫房管理模塊，可以在實訓安排的前期環節上，針對這些方面的內容讓學生親身體驗，以豐富他們的經驗。

（四）整合多元化評價體系

利用網絡資源和教學資源管理、學生成長過程管理，每個實訓項目完成后師生之間、生生之間，包括學生自己都可以對項目的最終結果進行評判，在不斷地積累經驗中提高自身的技能水平。個別實訓項目中空閑的學生還可以對以前班級實訓同學的作品進行研究，以增加自己的工作經驗。

五、使用過程中的注意點

數控加工實訓教學場所重新設計改造后，實訓教學的過程也在逐步發生變化。教師在教學過程中不斷總結提高，實訓的教學效果進一步得到保證。實際教學過程中使用整個系統時有三個方面需要注意：

第一，安裝在加工區域內部的攝像頭要注意保護和保持清潔。由于加工環境下使用切削液等因素，加工區域內應選用防水防爆型的攝像頭，不用的時候盡量將其轉向加工位置的后方。日常機床保養時要清潔攝像頭及鏡頭，不得使用擦機床的布去擦拭鏡頭前的防爆玻璃，以免弄臟鏡頭。

第二，教學過程設計時，每個學生要有具體的任務，多人一組時分工要明確。

第三，加強實訓基地的6S管理，保證學生的人身安全和設備安全。設施設備要安排專人專管。

六、反思

教學資源處于數字化實訓工廠的平臺當中，將其并入學校校園網也是一個可實施的工程。這樣相關專業的學生在學校的任何一個校園網終端都可以對實訓項目進行預習、復習等學習任務。

由于班級分散進行實訓，為不加重學生學業負擔和家長的支出，學生應該在完成實訓項目并取得職業技能鑒定后交換一次實訓的設備，了解另一類設備的操作基礎。

數控加工實訓教學場所的硬件建設是一個相對容易實施的項目，如何用好這些資源，開發出更能挖掘硬件和軟件利用率的設計方案，是現代職業教育要研究的內容。各校對數控加工實訓的教學投入較大，作為職業教育的實施部門，各校的相關系部都應該群策群力，努力研究如何使這些投入獲得更大的效益。

【參考文獻】

[1]羅平爾.數控車工實訓教學改革的探索與實踐[J].常熟理工學院學報（教育科學），2011（12）

[2]車曉紅.中等職業學校數控實訓改革與實踐[J].CEPE中國電力教育，2010（12）

（作者單位：江蘇省昆山第一中等專業學校）