自主開發的微型數控銑床在中職教學中的運用

張菁?オ?

目前，很多學校的數控銑床實習設備都是大型設備，通常實習時都是好幾人一臺機床，教學成本較高，學生實踐的機會普遍不足。自主研發微型數控銑床降低了教學的成本，并將復雜的大型機床合理地簡化，為教師的微型數控銑床生產過程的相關專業的教學提供了真實的案例。本文對自主研發的微型數控銑床在教學中的項目化教學應用，以及對數控維修、機床結構、機械基礎等課程的促進作用進行了探討。

隨著數控技術發展的不斷推進，數控機床日益普及，使用數控機床生產成為了機械行業改革的主要方向，對于中職學校的數控專業的教學也提出了越來越高的要求，如何提高教學質量、提高教學效率、合理地控制費用成為了一個困擾教育行業的難題。由于數控機床的知識，特別是結構和控制原理部分比較抽象，需要采用實踐、實操等方法加深對知識的理解，然而市面上生產加工的數控機床一般價格較高，也不具備隨時可以裝拆等便利條件。因此，根據教學的需求設計一款結構簡單、成本低廉、功能齊全的微型數控銑床成為了教學改革發展的需求。

通過本校老師幾年的設計與摸索，自主研發的微型數控銑床應運而生，在中職教學中，將微型數控銑床應用于機械專業教學取得了一些成效。

一、推動項目教學法在數控銑削加工中的應用

微型數控銑床的整個制造過程，經過教師拆解可以作為數控銑床教學的項目化任務，圍繞著項目進行教學，使學生直接參與項目全過程。教師在微型數控銑床設計和制造的基礎上，結合數控銑床編程與操作的課程要求，將該課程按類別分為若干技能單元，并作為一個教學項目，施行理論實踐一體化的單元式教學，以應用該項技能完成作業來結束，并進行下一項目教學。在教學過程中，教師以項目的形式幫助學生分析問題，學生則在一起討論，最終確定項目的目標和任務。通過實踐掌握課程的知識和技能，培養學生分析和解決問題的能力。

在實驗班級的實習中，選取如下圖的微型數控銑床外殼類的零件進行加工，應用項目教學法進行實訓教學，將學生利用實訓室的設備進行分組，主要加工采用鋁板或ABS工業塑料。

上述教學過程達到了如下目標：①根據圖紙要求利用繪圖軟件進行造型與編程；②機床參數的設定范圍和加工過程中所需的用具的選擇；③相關尺寸的把握和檢測工具的使用；④對數控銑床的整個加工有更深的了解。

在整個項目教學中，教師一開始對學生進行總體的項目介紹，然后和學生一起對零件圖進行分析，提出相應的問題。例如：如何保證零件加工的精度？如何選擇加工用具？學生根據提出的問題再結合自己的理解和現有的知識去解決問題。通過學生的準備，了解項目實施中學生可能存在的問題。

接下來，在確定任務后，學生結合自己查閱的資料形成一份加工的思路設計，然后小組間進行分享，相互討論，教師進行必要的指導，根據討論，由學生制定項目工作的計劃，形成較為合理的加工工藝稿（加工工藝并沒有明顯的對錯之分，教師主要負責把關可能出現的安全隱患）。讓學生通過實踐去驗證自己的加工工藝設定是否可以優化，能不能做得更好。

學生根據自己的加工方案，以小組為單位進行實操加工，加工過程中遇到問題由學生自行解決，這個過程也充分體現了微型數控銑床優于普通數控銑床之處，由于微型數控銑床結構更為簡單，材料更為低廉，這也大大降低了由于學生經驗不足帶來的設備安全隱患，也從一定程度上降低了學生心理壓力，為數控銑床后續教學打下了良好的基礎。實踐證明，通過學生的實踐操作與自主學習，大大提高了學生解決問題的能力，也從另一方面提高了學生的學習興趣。

在教學的評價環節中，先由學生進行自我評價，再由組長進行評分，最后由教師對學生進行綜合評價，將優秀的工件應用到本專業的下一個教學項目中。

二、數控機床結構介紹的積極作用

在學生學習數控機床之初，對于機床的整體結構了解還不夠深入，如果僅僅是教師照本宣科的講解，對于中職學生來說太過于枯燥，通過對微型數控銑床床身機械部分的拆裝，不僅讓原本書本上枯燥的名詞更生動具體，也鍛煉了學生的動手能力，從教育效果來看比原本的純理論教學更受學生的青睞。在電氣專業方面，讓學生通過電氣控制的制作，解決了數控機床的接線、安裝和調試的綜合操作訓練；在數控、模具專業方面，讓學生在微型數控銑床上編寫加工程序，進行實際產品加工。

三、對數控加工技術教學的支持作用

通過微型數控銑床產品開發制作“學做一體化”的實踐，解決工學結合中“工、學”分離的普遍性問題。即以產品為教學活動載體，結合專業技能模塊，構建基于工作過程的項目化教材，讓學生在參與產品設計、加工、檢測的一系列生產過程中，通過邊學邊做的方式，系統掌握專業核心知識和技能指標。過去我們只是將工廠的產品引進校園進行加工，經過實踐發現外來的產品過于單一，無法將系統的專業知識結合起來進行教學，通過微型數控銑床產品零件的生產制作，按照專業編制校本教材及進行教學，完全符合實際專業教學需要。

四、對數控維修專業的提升作用

微型數控銑床因其結構相對來說更為簡單，對學生一開始入門學習數控機床控制原理和維修原理更為易學，學生通過對微型數控銑床的控制原理的分析與學習，可以更直觀地掌握數控機床上PLC的控制原理，對數控維修的學習起到提升的作用。

五、在專業課程教學中發揮生動的實例作用

微型數控機床生產過程中的各零部件和傳動組成部分也受到學校《機械基礎》《機械制圖》等課程教師的青睞，將微型數控機床中的零部件作為課堂上的教具，使機械基礎教學中螺紋傳動、帶傳動等知識的講解更生動；將微型數控銑床的零件作為《機械制圖》課程的教具，讓學生在學習制圖知識時更貼近實際運用，提高案例的真實性，充分激發學生的學習興趣。

六、對教師教學能力和研發能力的提升作用

通過微型數控銑床產品開發制作、“學做一體化”的教學實踐解決教師隊伍成長缺乏實踐經驗的問題。通過微型數控銑床產品開發制作，實施“學做聯動”的教學模式，教師在帶領學生邊學邊做的過程中，實現了知識的更新和技能的提高，保證了教學的質量。

我們看到，這種結構簡單、價格較低、自主性大的微型數控銑床在中職機械及相關類專業的教學實踐中收到了令人滿意的效果，大大提升了中職教學的實踐性、參與性，為中職數控人才的培養拓寬了思路。

責任編輯陳春陽