數(shù)控機床安裝與調(diào)試課程項目化教學(xué)改革探究

【摘 要】針對數(shù)控機床安裝與調(diào)試課程教學(xué)中存在的問題，以普通機床的數(shù)控化改造為主線，以真實的工作任務(wù)為載體，從教學(xué)項目設(shè)計、教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)、教學(xué)組織與實施等方面，進行項目化教學(xué)改革探索。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控機床 項目化 教學(xué)改革

【中圖分類號】G【文獻標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2013）06C-0147-02

一、高職數(shù)控機床安裝與調(diào)試課程教學(xué)中存在的問題

高職數(shù)控機床安裝與調(diào)試課程是集機械技術(shù)、電工電子技術(shù)、PLC控制技術(shù)、傳感與檢測技術(shù)、變頻器技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等多門技術(shù)于一體的綜合性核心技術(shù)課程，技術(shù)綜合性強，教學(xué)條件要求高，教學(xué)組織難度大。按照傳統(tǒng)的教學(xué)條件、教學(xué)模式組織教學(xué)，無法實現(xiàn)學(xué)生與企業(yè)崗位的零距離對接。存在的主要問題如下：

（一）師資力量不足。教師的技術(shù)與技能不全面，技術(shù)綜合應(yīng)用能力不強，要么是偏重機械的、要么是偏重電氣的，很難找到全面掌握機械技術(shù)、電子電氣技術(shù)、液壓與氣動技術(shù)、傳感與檢測技術(shù)、計算機技術(shù)的教師。教學(xué)過程中要么機械方面的內(nèi)容講得較多，要么是偏重電氣的內(nèi)容，造成學(xué)生掌握的知識與技能也不全面，要么是機強電弱，要么是機弱電強。

（二）課程銜接不合理。在數(shù)控機床安裝與調(diào)試課程之前的先修課程技術(shù)比較單一，機械與電氣兩類課程基本沒有太多的聯(lián)系，學(xué)生尚未形成綜合應(yīng)用技術(shù)的能力。

（三）實踐教學(xué)條件不足。以往的教學(xué)條件下，通常是以數(shù)控機床的模型代替實際的數(shù)控機床，不能創(chuàng)造與實際工作崗位相一致的學(xué)習(xí)情境，學(xué)習(xí)載體無法與真實崗位對接。

（四）教學(xué)模式不足。傳統(tǒng)的教學(xué)模式以教師講授為主，學(xué)生主要以數(shù)控機床模型機的裝調(diào)為學(xué)習(xí)手段，學(xué)習(xí)的真實性差，學(xué)習(xí)效果不理想。

二、項目化教學(xué)改革方案

（一）學(xué)習(xí)載體選擇。為提高課程教學(xué)對真實職業(yè)崗位的針對性，本課程項目化教學(xué)改革的基本思路，是以真實的工業(yè)型數(shù)控機床為學(xué)習(xí)平臺，選擇C6132普通車床的數(shù)控化改造為學(xué)習(xí)載體，通過真實的工作任務(wù)，完成數(shù)控機床安裝與調(diào)試課程學(xué)習(xí)，實現(xiàn)課程教學(xué)與真實職業(yè)崗位的對接。

（二）教學(xué)項目設(shè)計。根據(jù)普通機床數(shù)控化改造的工作過程，結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備的實際情況，設(shè)計機械裝調(diào)、電氣裝調(diào)、參數(shù)設(shè)置、精度測試四大訓(xùn)練項目，共19個工作任務(wù)。以具體的工作任務(wù)為載體，將相關(guān)的知識、技能與素養(yǎng)融為一體，如表1所示。

（三）教學(xué)組織實施。按照普通機床數(shù)控化改造的工作過程，以具體的工作任務(wù)為驅(qū)動，組織本課程的教學(xué)項目化教學(xué)，在完成工作任務(wù)的過程中學(xué)習(xí)知識，培養(yǎng)能力，形成素養(yǎng)。

1.機床改造后的整體功能要求：（1）主軸電動機能通過M03/M04實現(xiàn)正/反轉(zhuǎn)啟動，M05實現(xiàn)主軸停止，以及主軸的變頻無級調(diào)速功能。冷卻泵能通過M08/M09進行開/關(guān)控制。（2）進給系統(tǒng)能夠通過CNC指令實現(xiàn)位置控制，最小移動量為0.001mm。（3）四方電動刀架能通過TXXXX實現(xiàn)選刀及刀具補償功能。

2.普通車床的機械改造：（1）拆除掛輪箱、進給箱、溜板箱、刀架。在工作過程中熟悉普通車床的結(jié)構(gòu)原理，掌握機械拆裝工藝，熟悉各種拆裝工具的使用，形成安全操作、規(guī)范操作等良好的職業(yè)素養(yǎng)。（2）大拖板、中拖板改造。在工作過程中掌握普通車床數(shù)控化改造中的典型零件加工要求與加工方法，熟悉各種加工工藝裝備的使用，形成安全操作、規(guī)范操作等良好的職業(yè)素養(yǎng)。（3）數(shù)控機床進給傳動系統(tǒng)安裝與調(diào)試。在工作過程中學(xué)習(xí)數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)與工作原理，掌握數(shù)控機床機械安裝調(diào)試的要求與方法，熟悉各種裝調(diào)工具的使用，形成安全操作、規(guī)范操作等良好的職業(yè)素養(yǎng)。

3.普通車床電氣控制改造：（1）拆除原車床的電控線路。在工作過程中熟悉普通車床的電氣控制原理，熟悉各種電工工具的使用，形成安全操作、規(guī)范操作等良好的職業(yè)素養(yǎng)。（2）主軸電動機的變頻無級調(diào)速。在工作過程中學(xué)習(xí)數(shù)控機床典型主軸控制系統(tǒng)的工作原理，掌握數(shù)控車床主軸電氣控制電路的安裝調(diào)試方法，熟悉各種電工工具的使用，形成安全操作、規(guī)范操作等良好的職業(yè)素養(yǎng)。（3）進給系統(tǒng)采用伺服控制系統(tǒng)。在工作過程中學(xué)習(xí)數(shù)控機床典型進給系統(tǒng)控制電路的工作原理，掌握數(shù)控車床進給系統(tǒng)控制電路的安裝調(diào)試方法，熟悉各種電工工具的使用，形成安全操作、規(guī)范操作等良好的職業(yè)素養(yǎng)。（4）刀架更換成四方電動刀架。在工作過程中學(xué)習(xí)電動刀架及其控制電路的結(jié)構(gòu)原理，掌握電動刀架及其控制電路的安裝調(diào)試方法，熟悉各種電工工具的使用，形成安全操作、規(guī)范操作等良好的職業(yè)素養(yǎng)。（5）增加CNC控制系統(tǒng)。在工作過程中學(xué)習(xí)典型數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理，掌握典型數(shù)控系統(tǒng)的安裝、連接與調(diào)試方法，熟悉各種電工工具的使用，形成安全操作、規(guī)范操作等良好的職業(yè)素養(yǎng)。（6）增加主軸編碼器進行主軸轉(zhuǎn)速檢測。在工作過程中學(xué)習(xí)主軸編碼器的結(jié)構(gòu)原理，掌握主軸編碼器的安裝調(diào)試方法，熟悉各種電工工具的使用，形成安全操作、規(guī)范操作等良好的職業(yè)素養(yǎng)。

三、項目化教學(xué)改革實踐的效果

為了檢驗教學(xué)改革前后的教學(xué)效果與教學(xué)質(zhì)量，在教學(xué)過程中選了數(shù)控機床安裝與調(diào)試課程中10個有代表性的知識與技能點，在教學(xué)教革前的兩個班級（共90人）與教學(xué)改革后的兩個班級（共88人）進行了比較。對比情況如表2所示。

通過比較可以看出，采用項目化教學(xué)后學(xué)生對知識與技能的熟練程度提高了約15%，完全不掌握的學(xué)生人數(shù)降低了約2%。

此外，采用項目化教學(xué)改革后，也使數(shù)控機床安裝與調(diào)試課程團隊的師資得到了很好鍛煉。在課程團隊的4位老師中，原來有兩位是強機械弱電氣的，另外兩位是強電氣機弱機械的，經(jīng)過項目化教學(xué)改革后，4位老師不僅對機械與電氣、而且對數(shù)控系統(tǒng)的原理知識與操作技能得到了很大提高，教師的職業(yè)能力與教學(xué)水平上了一個臺階。

四、結(jié)論

通過數(shù)控機床安裝與調(diào)試課程項目化教學(xué)改革，不但完成了6臺舊式普通車床C6132數(shù)控化改造，達到預(yù)期的功能與精度要求，學(xué)生通過對真實普通車床的數(shù)控化改造，有效掌握了數(shù)控機床安裝、調(diào)試、驗收等方面的知識和技能，順利實現(xiàn)與真實職業(yè)崗位的有效對接，實際工作能力提升，職業(yè)素養(yǎng)得到完善，課程團隊的職教理念、施教能力也有了質(zhì)的飛躍，課程的教學(xué)改革取得良好的綜合成效。

【參考文獻】

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[3]馬寧麗.《電子技術(shù)與實踐》項目化教學(xué)改革的實踐和探索[J].教育論壇，2009（8）

【基金項目】廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院特色課程建設(shè)項目

【作者簡介】謝祥強，廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，主要從事數(shù)控機床PLC及電氣控制的研究與教學(xué)工作。

（責(zé)編 何田田）