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实训教学问题诊断与对策——以加工中心专业为例
2018-9-27  来源:--  作者:文/高永伟 徐巨峰




       摘  要 :随着数控精密加工技术的日益普及,各技工院校结合企业需求,已从数控车床工的培养转向加工中心操作工的培养。本文以加工中心专业为例,介绍了如何通过对学生加工产品后出现质量问题进行分析,发现加工中心专业教学中的偏差,从而提出改进的建议与对策,进而促进学校加工中心专业年轻教师实训教学水平的快速提高。

       关键词:实训教学  教学问题  加工中心 

       近年来,随着数控精密加工技术的日益普及,各技工院校结合企业需求,培养重点已从数控车床工的培养转向加工中心操作工的培养。2014年学校开设了加工中心专业,由于这是新兴专业,专业实训的教师有从高校相近专业中招入,有从数控车专业转入,因而教师团队具有年轻化、知识化、技能非专业化的特点,同时存在教学经验不足,缺少实际企业工作经验等问题,这些问题导致实训教学不尽如人意。笔者对学生加工产品出现质量问题进行分析,发现问题的根源是加工中心专业教学有偏差,进行诊断后提出改进建议与对策,以期促进学校加工中心专业年轻教师实训教学水平的快速提高。
 
  
图1
 
  
图2
       
       2014年学校产研处承接了一批产品,经产研处工艺验证后交给学校机械教研室加工中心组,在老师的带领下,学校加工中心兴趣小组成员以及部分准备参加竞赛的学生进行加工,以获得实际操作经验。随着产品加工的交检,发现了许多问题(图1、图2),产品合格率只有50%且进度慢,为此专门对学生加工产品的过程等进行了观察与分析,并对老师的教学情况进行了解,提出了以下思考。一是学生看似技能熟练的背后,实际操作水平如何?

       二是竞赛成绩不错的师生,为何不能完成基本的产品零件的加工?三是为何出现离开了电脑,简单的问题都解决不了的现象?四是平时训练中的“一刀走天下”的局面是生产实际的要求吗?五是当加工中出现问题时,为何学生总是难以用正确的方法来解决?六是备课中的备目标、备学情、备教材、备教法、备资源等都备过了吗?七是平时选择实训课题 ,训练的针对性和有效性有多少等等。

       针对以上问题,我们进行了以下工作,试图通过观察分析找出解决办法。

       一、加工中心教学中出现的问题

       1.通过对学生实训过程的观察,结合学生的实训成绩,与学生深度沟通后发现存在以下问题

       (1)刀具使用不合理。表现为当需要对刀具的角度、材料进行选择时常常没有方向,当加工中出现振痕、断刀时,常常认为是刀具质量差,而没有从刀具角度和加工对象以及刀具受力与耐用度等方面考虑。(2)量具使用不熟练。学生中量具操作不规范、不熟练,测量不准确现象的比例较大。(3)对夹具和产品的装夹没有系统的训练。表现为零件安放不仔细,不规范、随意性大;平时训练通常只装夹一次,不进行多基准装夹转换加工,即通常说的“一刀走天下”的情况。(4)加工工艺安排不合理。如不能根据加工要求选择合理的工艺参数,转速通常取机床的最高值、切深常常不会根据工件大小和毛坯余量来调整。(5)质量意识淡薄。在加工过程中通常只关注尺寸是否合格,对于飞边毛刺和形位公差等通常不关注。平时以60分为及格,没有树立真正的企业质量意识,不了解企业产品只有合格与不合格的区分,一件产品只要有一项要求不达标,就是废品的实情。刺飞边,图样左右各一件,实际作成一样。(6)责任心有待提高。平时教学考评要求与企业生产要求有较大的距离,如平时训练80分以上基本上能获得老师的肯定,久而久之当一件不允许有扣分的简单零件加工时,学生就会出现临事而惧的现象,对产品加工产生畏惧心理。

       2.通过实训教学听课,查阅实训教师教案,与师生进行交流等方法,进一步进行教学管理、观察和分析,发现实训教师身上存在以下问题

       (1)教学内容编排不科学。对基础知识和技能的把握不准确,对岗位所需求和职业标准要求的技能和知识理解不深或缺乏学习,教学过程中表现出内容割裂、无拓展。如安装刀具,只教会了学生怎么装,但如何装才能保持装夹精度,如何用力等没有具体的要求,以至于有学生使用加力杆来装刀而将筒夹夹碎的事故发生。(2)教学设计不科学。年轻老师大多没有经过师范院校的系统训练,也没有较多的校本培训,教学设计无从下手,教学缺乏系统、连贯的思路和过程。在查阅的教案中,通常只有教学知识的过程性描述和操作过程程序性表述。如精密平口钳的正确安装与装夹工件这一内容,只是简单要求学生将平口钳安装于机床上,没有从结构、安装要求、使用要求等进行教学设计。(3)重软件编程轻基础(手动编程)训练。近年来受各级各类技能大赛的影响,在教学中,学生手动编程的时间远远少于软件编程时间,表现出基础技能的不扎实。有时会出现只需一个命令的加工,学生还要用电脑进行画图等操作来完成的现象。(4)教师实际操作经验少。目前教师的实际操作经验多数来自在学校加工作品的体验,对产品的技术要求理解能力弱。(5)教学任务描述能力弱。在检查的教师教案中教学任务是这样描述的:每位学生对机床进行熟悉(各按键、手轮),15分钟轮流一次;老师示范后学生独立完成;每组学生拿一块80×80×50 mm的铝料,进行对刀练习;老师巡回指导,指导学生纠正练习中出现的错误;熟悉机床控制面板,编辑面板各按键功能;进行各项基本操作,分组练习,并检验;练习对刀,手轮、快速进给应用;在机床上进行加工并测量,保证质量……

       从这些任务描述中,我们不难发现实训教师的不足。学生在接受这些任务时,没有具体完成任务的目标和方法,老师也无法对其任务实施过程进行客观的检查与评价,教学任务设计过程缺乏具体指标,导致评价通常带有主观性,无法科学评判,以致收集的数据有偏差,随之的分析也就缺少了正确性和针对性。

       二、加工中心教学问题产生的原因

       1.理论教学与实训衔接不到位

       相关专业知识的教学落后于专业实训时间,实训教学又没有将其及时补上,造成理论与实际教学的严重分离。

       2.实训教学内容与企业生产要求相脱节

       实训教学内容与企业的要求差距甚远,自我陶醉式与满足的教学,使得教学内容与要求越来越脱离了企业生产的需求。
       
       3.教学要求与师资配备不相符

       加工中心教学对师资的配备以及相关课程师资的不相符,造成了中高段技能教学的低水平。

       4.教学设计与方法是薄弱环节
       
       教师的教学设计与教学方法还停留在入门阶段上,无法对学生进行有效教学。教师不会设计,不知如何设计,没有教学理念和方法,教学只是教材的照搬。

       三、优化加工中心教学的几点建议

       1.明确实训要求

       严格遵循教学大纲,依据职业标准和教材,结合专业发展与当地企业(行业)实际需求,编写实训教学内容。确保学生既了解基本加工工艺,又要学会全面分析加工工艺。与此同时要以企业典型工作任务或零件为主线,紧密联系生产实际,加入行业典型加工案例,进行科学分析与工艺编制,将基础理论、基本技能与基本操作与生产实践紧密结合,融会贯通,通过理论联系实际,切实提高实训教学水平。

       (1)在实训过程中,严格遵守校纪校规,严格执行各项安全生产的规程,遵循数控实训操作规程及相关规定。(2)能将所学习的数控编程基础的理论知识和实际应用结合起来,进一步巩固和掌握所学习的理论知识,掌握加工中心基本操作技能。(3)利用项目和案例进行引导文(工艺卡等)教学。加强学生工艺编写能力和实训报告的撰写。通过训练,使得学生能根据生产要求制定工艺文件,分析讨论加工条件,提出完成的工艺方案,培养学生加工方案选定,工艺编排分析的思路,为今后完成产品加工打好基础。(4)掌握企业主流数控加工系统编程与机床调试初步能力。当前企业高端设备常用西门子系列或海得汉系统,中低端设备常用国产广州数控系统,以及多品牌设备在实际现场的使用现象,要求在教学中切实达到在校内完成两种以上数控系统的教学与使用,提高现场实际使用系统能力的水平。(5)加强实习报告的书写。实训报告是实训内容的提炼与总结,表达方式是用文字、图形、加工程序,附上必要数据与表格。要求文字清晰、工整、语句通顺、图形与加工程序准确、心得体会深刻。(6)利用好学校现有的实训基地(车间)。完成企业生产管理与加工、现场“7S”管理,设备保养与管理,物品物料使用与管理等的训练。建立典型任务训练题库,建立专业课程网站,利用多媒体学习中心与网络化的训练评估体系,及时分阶段对学生进行科学评估。

       2.开展一体化教学

       机械(数控)专业的教学模式已由被动的知识灌输转变为主动、开放的学习,因此,一体化教学的开展,行为引导、问题导向、项目教学方法将成为机械(数控)加工教学的主流。理实一体化教学力在培养学生独立思考与分析问题的能力和实际解决问题的能力。

       加工中心专业教学是一门实践性极强的学科,既要求学生掌握基本的专业理论知识,也要求学生具备一定的操作能力。因此,在教学中应多为学生提供实际操作的机会,提高学生动手能力。实训教学中需要做到统一规范的操作;分组训练以2人一组为好,并互换角色(工艺员、操作工、检查员等)。实训过程中,老师巡回指导,及时纠正学生不规范的动作和手法,并对操作进行考核,把考核成绩作为评定平时成绩的依据,使学生从思想上重视基本技能的训练。

       3.利用典型零件进行教学实践

       开展一体化教学,教师用项目和案例进行教学,用产品需求引出教学内容,利用典型零件的特殊性,来使教学内容前后贯穿,引导学生参与并进行思考与讨论。考虑到学生的分析能力和解决问题的能力有限,需要老师合理利用真实案例或典型零件,由浅入深、循序渐进地让学生从产品加工的角度对所加工的产品进行工艺分析与加工,以培养学生分析问题,解决实际工艺问题和加工的能力。教师围绕项目进行教学,而不是围绕原有的课程进行学习,打破传统的教学模式,利用实训车间推行一体化教学,关注产品技术要求,注重综合分析能力,举一反三,解决问题。通过教学,让学生掌握企业生产基本的知识,并积累产品加工经验。项目教学、理实一体,与真实的企业生产最接近,教学效果也最好,这类教学方式很大程度突破了教与学、学与用的脱节的瓶颈。

       4.改革传统的考核模式

       改革考试形式,采用笔试加实际操作(学生可互相检查与老师过程性考核)相结合的方式,把实际问题交给学生,要求在规定的时间内,理论结合实际地解决问题,以重点检查学生解决产品实际加工中出现的问题的能力,推行过程性考试。阶段性和终结性考试需要借助企业、行业专家来校进行参与,考教分离、评价公开。评定成绩采用优秀、良好、及格、中、不及格五个等级并提出相应要求。优秀:(≥90分)安全及遵守纪律好,编程及调试程序的质量完全达到要求、机床操作熟练。良好:(80~89分)安全及遵守纪律好,编程及调试程序的质量大部分达到要求、操作机床比较熟练。中:(70~79)安全及遵守纪律好,编程较为合理,调试程序基本能达到要求,操作机床比较熟练。及格:(60~74 分)安全及遵守纪律较好、编程及调试程序的质量基本达到要求、操作机床不够熟练。不及:(<60分):安全及遵守纪律差、编程及调试程序的质量差、操作机床不熟练。

       当今社会科学技术的发展日新月异,加工中心的发展更是迅猛,技工院校的实训教学极大地缩短了科学技术转化为生产力的时间。实训教学的效果如何,决定能为企业赢得多少时间,带来怎样的经济效益。另一方面我们的实训教学提高了加工中心操作的有效性,避免了不必要的损失。因此,改进加工中心教学方法具有较高的实际价值。我们要在这条路上不断探索再接再厉,力争更好地为企业服务.
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