機械加工技術中的信息化技術運用

郭兵

摘要：隨著我國信息產業的快速發展，越來越多的信息技術被應用到教育當中，提升了教育的質量和效率。在機械加工專業課程當中，信息技術也可以彌補傳統教學模式中的不足，使學生可以更為輕松和直觀地學習專業知識，鍛煉專業技能，從而能夠更快地成長為機械加工專業技術人才。在信息技術和機械加工專業課程的融合過程中，教師應針對其中存在的問題進行分析解決，從而完全發揮出信息技術的教育價值。本文對機械加工專業教學中信息化技術的應用進行了深入研究，并提出了一些策略。

Abstract： With the rapid development of China's information industry， more and more information technology has been applied to education， improving the quality and efficiency of education. In the course of machining specialty， information technology can also make up for the deficiency of the traditional teaching mode， so that students can learn professional knowledge and exercise professional skills more easily and intuitively， so that they can grow into professional technical personnel of machining more quickly. In the course of the integration of information technology and machining specialty， teachers should analyze and solve the existing problems， so as to give full play to the educational value of information technology. This paper makes a deep study on the application of information technology in the teaching of machining specialty， and puts forward some strategies.

關鍵詞：機械加工;信息化技術;運用

Key words： machining;information technology;using

中圖分類號：TG659? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）12-0243-02

0? 引言

學校為社會培養了大量的機械加工人才，為我國制造業的發展作出了貢獻，但隨著時代的發展，傳統教學模式已經無法滿足市場和企業的需求，只有對機械加工技術理解更深、職業素質更高、個人能力更強的畢業生才能從就業市場當中脫穎而出，成為市場和企業滿意的高層次人才。機械加工專業課程兼顧了理論性和實踐性，學生在學習過程中往往會感到枯燥和難懂，從而逐漸會對課程失去學習興趣。而信息技術的應用豐富了教學形式，給予了學生學習上的新鮮感，可以讓學生通過視頻、VR技術等信息技術更加直觀地理解所學內容，使學生能夠更快更好地學會專業知識和技能。教學以學生就業為核心目標，學生只有更加透徹地理解理論知識，熟練地掌握專業技能，才能在就業中取得主動權，成為企業和市場競相聘請的專業人才。信息技術的應用也應為學生就業而服務，促進學生的全面發展，使其能夠得到快速的成長，并在工作當中充分發揮自己的能力，從而實現自己的個人理想和人生價值。

1? 利用多媒體技術，直觀展示教學內容

多媒體技術在各教育階段的應用已經十分普遍，可以有效激發學生的學習興趣，使學生在學習過程中最大程度地集中注意力。多媒體技術帶來的信息呈現方式也十分多樣化，可以讓學生動態直觀地觀看機械加工流程，分析其中的難點和重點。中職機械加工專業課程理論知識繁多，很多概念和術語需要通過一定的教學手段才能讓學生理解，并且實踐性較強，需要學生實踐練習加工方法和技藝，這都需要提供給學生更加直觀形象的教學內容呈現方式。而多媒體技術則提供了這方面的便利，能夠通過視頻、圖片等多種形式呈現教學內容，讓學生更加快速地理解專業知識和技能，從而實現自我提升。在教授機械加工知識時，需要讓學生了解常用機械零件的基礎知識，使學生明白零件設計的目的和要求。在傳統教學模式當中，教師只能通過口述向學生講解相關知識，但多媒體技術的應用可以化抽象為具象，從而讓學生對機械加工理論知識形成系統的認知。

例如，在教授加工表面幾何特征的形成和影響因素，以及物理力學性能的變化和影響因素等加工表面的內容時，筆者就使用到了多媒體技術，利用視頻和三維立體軟件，將各種因素詳細展示出來，主要因素包括：

①幾何因素：刀具的形狀、幾何形狀、刀尖圓弧半徑、主偏角、負偏角、進給量等等，這都會造成加工表面的變化。②物理因素：實際切削過程中，刀具的刃口圓角和后刀面的擠壓與摩擦，會使材料發生變形，從而導致表面更加粗糙，在加工塑性材料而形成帶狀切屑時，在前刀面也會容易形成積屑瘤。③工藝因素：切削加工（切削速度、背吃刀量、進給量等）;磨削加工（磨削用量、砂輪等）。

在學生熟練掌握以上知識的基礎上，再進行模擬教學，使學生理解相關概念，以及計算方法，從而熟練掌握加工表面的特征、變化和影響因素。

2? 利用線上教學平臺，營造輕松學習氛圍

中職機械加工專業課程繁多，學生需要同時學習多門課程，時間短，任務重，這對學生而言具有較大的學習壓力。因此教師也可以充分利用課下時間開展教學，比如每周增設兩節線上教學課，讓學生在線學習專業知識。這不光豐富了教學形式，還讓學生在學習過程中有自己的獨立空間，這樣學生在學習的過程中才會進行主動思考。如今線上教學平臺眾多，比如釘釘、超星學習通、藍墨云班課等等，教師可以選取合適的教學平臺，向學生征求教學意見，選取學生感興趣或感到疑惑的內容，在約定好教學時間后進行專門教學。線上教學的功能性并不比線下教學差，并且還有自己獨特的優勢，可以使教師和學生都有各自的獨立空間，學生在接受教學時也會像課堂上那樣被動，而是能夠主動提出想法和問題。這樣也會增加師生之間的互動，并營造出輕松活潑的學習氛圍，使學生更加專注于學習當中。

例如，在教授車削工藝時，筆者來到機械加工工廠，向學生線上直播整個車削過程，并請一線師傅對流程和方法進行針對性講解，筆者再進行補充，主要講解內容包括：

①車削時間：生產給定數量的零件所需的時間，包括初始設置時間和每個零件的循環時間。初始設置時間由以下時間組成：設置車床，計劃工具移動（無論是手動執行還是通過機器執行）以及將固定裝置安裝到車床中的時間。循環時間可以分為以下四個時間點：加載/卸載時間，將工件加載到車床中并將其固定到夾具上所需的時間，以及卸載完成的零件所需的時間。

車削加工參數：車削加工參數規定了刀具的速度和運動，可以根據工件材料、刀具尺寸等進行選擇。在某些操作中，工具將進給到工件中，而在另一些操作中，工件將進給到工具中。

②軸向切削深度：刀具在切削時沿工件軸線的深度進行，例如在端面加工中，較大的軸向切削深度將要求較低的進給速率，否則會導致刀具承受較高的載荷，并縮短刀具壽命。因此，通常是在刀具移動到每次切削的指定軸向切削深度時分多次切削。

工廠師傅的講解引起了學生很大的興趣，并且整個過程較為輕松活潑。在學生理解以上關于車削工藝基礎知識的基礎上，再讓學生提出問題，進行討論，從而進行更加全面和深入的思考，對車削工藝形成更加系統的認知。

3? 利用微課和慕課，促使學生自主學習

自主學習是十分重要的學習方式之一，尤其是在如今技術和產業飛速發展的時代，如果學生不會自主學習，就會很快落后于時代和技術的發展。而信息技術為學生實現自主學習提供了很多工具和資源，比如微課和慕課，學生可以將其充分利用起來，提升自己的專業知識水平和技能水平。微課視頻一般由教師制作，內容大多緊緊圍繞教材，教師可以將教學內容的重難點知識放入微課視頻當中，學生在課下的任何時間地點都可以觀看學習，讓學生真正理解為止。慕課是當下十分流行的學習平臺，我國也出現了很多慕課網站，教師可以向學生推薦相關網站，讓學生在網站上搜索機械加工的相關關鍵字，這樣學生就可以找到由名校名師開設的機械加工課程，然后學生就可以在網絡上進行自主學習。中職學校教師在專業能力和教學能力上或許有所不足，而慕課平臺則可以進行補足，學生在慕課平臺上可以接觸到不同的教師和教學內容，學習更多的專業知識。

例如，在教授數控加工技術時，慕課平臺上有很多本科、高職院校所開設的數控技術線上課程，筆者就鼓勵學生報名學習，并向學生推薦了《數控機床簡介》這一課程，課程內容主要包括：

①CNC機床刀具簡介：CNC機床在很大程度上可以容納各種刀具，從立銑刀到螺紋銑刀，每種機械加工都有固定的刀具，使CNC機床可以在工件上進行各種切割。②數控機床切削工具基礎：切削工具是一種用于從固體材料塊中去除部分材料的設備，它安裝在CNC機床的主軸上，該主軸按照計算機的說明將切削刀具引導到需要的位置。切削工具通過剪切變形過程，從工件上去除材料。鋒利的刀具高速旋轉，并從工件上切下許多細小的切屑，然后將其從工件上彈出。一些工具僅在一個點與工件接觸，而其他工具（例如立銑刀）則在多個點接觸材料。③切削工具材料：為了切穿實心工件，切削工具必須由比工件材料更硬的材料制成。而且由于CNC加工經常用于將非常堅硬的材料制成零件，這就限制了可用切削刀具材料的數量。④刀具類型：立銑刀、粗銑刀、平面銑刀、飛刀、螺紋銑刀。

學生在學習過這門課程之后，筆者又組織學生一起討論該門課程的優點和缺點，并就課程內容進行了再次講解，從而使學生更加全面地掌握數控加工技術，并能夠在學習過程中提出問題、解決問題。

4? 利用VR技術，提升實訓教學實效

VR技術在專業教學中的應用尚不普遍，但絕對是未來現代教育技術的主要發展方向，在醫學教學當中，已經開始利用虛擬現實技術開展手術實踐教學，不光可以節省教育資源，還可以提升學生的手術技術。在中職機械加工專業教學中也可以引入VR技術，讓學生以更加有趣的方式學習進行實踐練習，從而激發學生的主觀能動性，使學生享受到練習技術的快樂。實訓基地為學生的實踐學習提供了很大的便利，但中職教育正處于快速發展當中，學生的數量也越來越多，少量的實訓資源很難滿足學生的需求，并且學生練習的時間較短，經驗積累也不足夠，而且機械加工本身比較臟和累，中職學生年齡較小，對于個人形象十分看重，因此對實訓教學抱有較大意見。VR技術則可以解決這些問題，使學生更好地進行實踐學習。VR技術的應用極大程度提升實訓教學的有效性，讓學生更快地掌握相關專業技能，并在練習的過程中積累出豐富的實踐經驗。

例如在教授磨削加工技術時，筆者就利用VR技術讓學生體驗整個加工過程，使學生感受整個磨削過程，學生感受到的主要磨削方法如下：①外圓磨削方法：縱向磨削法、切入磨削法、分段磨削法、深切緩進磨削法。②內圓磨削方法：切入磨削法、成形磨削法。③圓錐面磨削：轉動砂輪架磨外圓錐面、轉動工作臺磨內圓錐面、轉動頭架磨內圓錐面、轉動頭架磨內圓錐面。

學生在虛擬環境中可以進行反復練習，并積累大量的實踐經驗，從而掌握磨削加工的工藝流程和操作方法。

5? 結語

中職學校是培養技能型人才的主陣地，機械加工專業教學也應跟上時代的發展步伐，通過在教學當中應用一系列的信息技術，有效提升了機械加工教學的實效性，使學生完全掌握了機械加工的專業知識和專業技能，增進了對于機械加工行業的理解，積累了大量的實踐經驗，這樣學生在日后就業時將會更具競爭力，并且能夠為國家的經濟發展和制造業升級作出應有的貢獻。

參考文獻：

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