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基于任务式教学的特种加工技术课程教学研究
2017-1-12  来源:台州科技职业学院  作者:郑贝贝

      摘 要:《特种加工技术》是数控、模具、机械等专业的主干课程,企业对这方面的人才需求较大。本文主要从特种加工教学方法改革展开研究,在基于任务式教学的理念下,设计了项目化模块化的特种加工课程,主要阐述了其课程设计的理念和思路,课程设计的具体内容及课程创新的教学效果。

      关键词:特种加工 教学研究 电火花 线切割 项目教学

      《特种加工技术》是数控技术、模具设计和制造、机械设计与制造专业的专业主干课程,本课程的主要教学目标之一是培养具有较强数控特种加工工艺设计、编程及特种加工机床操作能力,了解现代设计方法和信息化制造技术,适应机械和模具制造行业生产、管理等一线需要的高等技术应用性专门人才。本人通过对传统特种加工技术课程进行改进,使学生能在任务式学习课程中快速掌握电火花加工和线切割加工的原理、编程和机床操作能力,以期能在就业时更加适应企业的人才需求[1-2]。

      1.课程设计的理念和思路

      1.1 课程设计的理念

      课程以培养学生掌握以电火花和线切割加工为主的特种加工技术为主要目标,在教学过程中以项目任务式为导向,引导学生完成项目的同时培养学生的职业素养,并对学生在项目完成过程中的机床操作和保养、操作规范、团队协作等情况进行综合考核。课程设计是教学内容循序渐进的模块化内容,以项目操作来充分调动学生的学习热情,激发学生的创新能力,使学生分阶段逐级完成学习知识和,提升操作技能。

      1.2 课程设计的思路

      (1)课程设计时,先以一个实际的具有技术代表性和综合性的加工任务为分析对象,剖析出几个具体的小任务,通过这几个小任务可以逐级学到本课程的所有知识,然后设计出对应的具体项目内容。如针对线切割加工的学习,被分成对骏马线切割加工的认识、圆形的线切割加工、线切割的加工编程知识学习、线切割的穿丝操作练习、爱心的线切割加工等5 个任务。

      (2)任务从前到后,知识点逐渐增加,后一个项目在前一个项目的学习内容的基础上又增加新的内容,难度逐渐增加,有利于学生更好得掌握知识。在每个项目中,融入相应的教学知识点,比如,对骏马线切割加工认识中,需要学习电火花的基本加工原理、电火花加工中的一些常用参数指标及术语、电火花加工的物理本质、电火花加工的基本效应(极性效应、覆盖效应)等。

      (3)采取理论知识集中讲解、实践操作分组教学的方式。由于每个学校的特种加工设备都有限制,不可能在同一时段给较多学生同时操作,因此,在实践操作环节时,对学生进行相应的分组,每个团队在指定时间内协作完成。同时,实践场所和设备开放式管理,便于学生在课外训练时提高相应能力,充分发挥创新能力。

      2.课程内容的设计

      2.1 课程内容的选取原则

      (1)项目源自真实。项目的内容设计需要取材于真实的加工场景,学习内容要能满足企业需求。

      (2)内容渐进式,既全面又突出重点。项目包含的教学内容按照各项目次序逐渐提升难度,逐渐增加知识点,既要全面,又要突出重点,尤其是突出适合企业一线需求的知识和操作技能。

      (3)重视学生学习热情的激发和创新能力的培养。

      2.2 课程内容的适用对象

      特种加工技术课程具体包括电火花加工、线切割加工及其他加工技术,对于数控技术、模具设计与制造、机械设计与制造等专业的学生都适用。课程内容兼顾理论知识和实操能力,让学生在实践中体会理论知识的精华,深刻掌握知识。同时,也可以拓宽学生的视野,为以后工作上岗打好基础。

      2.3 课程内容的组织和安排

      课程内容设置为10 个项目,分别为:项目1 特种加工技术绪论,项目2 骏马的线切割加工,项目3 圆形的线切割加工,项目4 线切割的编程知识学习,项目5 线切割的穿丝操作练习,项目6 爱心的线切割加工,项目7 对塑料模具异形孔的电火花加工的认识,项目8 圆形孔的电火花加工,项目9 爱心图案的电火花加工,项目10 冲压模具的电火花穿孔加工。其中,项目1 主要讲解特种加工产生的原因、发展概况及其分类,并介绍国内外一些先进制造技术的发展及应用,如快速成型技术、电火花加工、电解加工、激光加工、电子束离子束加工、水射流加工、超声波加工等。项目2 到6 主要学习线切割的理论知识及操作技能。项目2 以骏马的线切割加工过程为例,启发学生认识电火花加工的原理,并引导学生学习电火花加工应具备的条件、电火花加工的特点和用途、电火花加工机床等知识。项目3要求学生在教师的指导下,完成对圆形的线切割加工任务,掌握基础的加工操作技能,同时学习电火花线切割的加工原理、线切割加床的分类和特点、线切割机床的结构组成。项目4 主要针对线切割编程知识的学习,要求学生掌握编程的格式,并用几个实例来训练学生,使其尽快掌握编程的方法。项目5 主要训练学生的线切割加工中的穿丝、上丝操作技能,并学习电极丝的垂直度校正、走丝行程调节及紧丝、线切割的断丝原因分析及解决措施等。项目6 要求学生完成学习线切割加工工艺处理、工艺参数选择、工艺技巧等内容,通过学习,需要学生对不同的加工任务确定合理的加工路线、穿丝孔位置、切入点位置,并能合理选择电极丝和对刀操作,能正确地进行工件的装夹和定位,并最终在工件的指定位置加工出合格加工精度和表面粗糙度的爱心。

      项目7 到10 主要是学习电火花穿孔加工和成型加工的知识和技能。项目7 以电火花加工塑料模具异性孔为例,引导学生掌握电火花加工的常用术语、基本规律,学习电火花加工成型加工基础,学习影响工艺指标的主要因素,并使其懂得选择参数。项目8 由教师指导学生完成对圆形孔的加工,并学习电火花机床的组成及作用,学习机床安全使用规程,掌握电火花加工机床的基本操作方法和步骤。项目9 要求学生完成指定爱心图案的电火花加工,具体内容包括爱心电极的设计与制造、电极的装夹和校正、实践加工任务,电极的设计在UG 中完成,电极制造需要用精雕机CNC 完成。项目10 是一个针对冲压模具的电火花穿孔加工案例,学生需要学习EDM 成型电参数对工艺指标的影响、电极材料的选择、加工条件的设定、影响加工精度的因素、平动加工等知识,并最终在指定位置完成穿孔的粗、精加工。

      3.课程创新和教学效果

      课程以项目化模式推进教学,将授课内容知识点分布在循序渐进的项目学习任务中,并采取理论知识集中讲解及实践操作分组教学的方式,同时实践场所和设备开放式管理,使学生在课堂内外更快速更深刻地掌握特种加工技术的理论和实操技能。通过实践教学检验和学生评教测评,学生反映课程内容较传统授课模式更具有实用性和可学习性,企业反映学生掌握的知识和技能更加实用,基本适合企业的人才需求。

      4.结语

      一个国家的强大与否很大程度上取决于这个国家制造业水平的高低,而特种加工技术是制造业中不可或缺的重要组成部分。要提升一个国家的制造业水平,就必须提升这个国家的工程师和操作技工的水平。而中国现阶段,很大部分的新劳动力技工来自于高职院校,因此,提升高职院校的教学水平,使其培养出的技能人才满足新形势下的企业需求就变得非常重要。笔者改革传统教学模式、设计本课程的目的是为了使学生更加快速、深刻、全面地掌握特种加工技术的知识和技能,以期为祖国的制造业水平提升贡献一份微薄的力量。
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