基于创新能力培养的数控铣实践教学改革研究

李 苹

(安徽工业大学 工程实践与创新教育中心，安徽 马鞍山 243002)



基于创新能力培养的数控铣实践教学改革研究

李 苹

(安徽工业大学 工程实践与创新教育中心，安徽 马鞍山 243002)

数控铣是工程训练的重要部分，通过改革数控铣的教学方式和内容、加强与工程训练其他课程的联系、增加学生动手操作机会、完善考核体系和提高教师自身的素质几个方面进行改革，促进学生主动思考，培养学生创新能力。

数控铣床；创新能力；实践能力；教学改革

数控铣是我校工程训练重要课程，课程任务是让学生了解数控铣床的理论知识和实习安全，熟练使用CAXA制造工程师软件绘图并进行数控编程，最后具体操作数控铣床完成零件加工，培养学生数控铣床操作实践能力。随着现代工业快速发展及社会对具有创新性和实践性人才的迫切需求，现有教学方式仍存在需要改进和完善的地方，如：教学方式和内容单一、与工程训练其他课程关联较少、学生动手操作机会少等。应充分利用现有数控铣平台培养学生的实践能力和创新能力。

一、数控铣实践教学存在的问题

(一)教学方式和内容单一

虽然目前数控铣的教学采用了多媒体方式，并要求学生具体操作数控铣床，但授课方式仍处于“填鸭式”教学状态，教师对数控铣的相关理论知识进行陈述，即便偶尔有一些案例，但案例与日常生活还是有一定的距离。这样，学生在学习时会感到枯燥乏味，学习积极性不高；在具体操作数控铣床时，学生也只是将教师演示的动作重复一遍，久而久之，学生学习主动性降低，主动创新意识弱。

(二)与工程训练其他课程关联少

目前学校的工程训练是由多门课程组成的一个整体，然而各门课程间并没有直接联系。对于数控铣的实习，学生通过CAXA制造工程师软件绘图并生成G代码，然后完成零件加工，但是加工后的零件可应用于何处、数控铣与其他课程有何联系都不明确。这样，会造成学生学习目标不明确，学习效率低；同时由于知识不具有系统性，容易遗忘，使得数控铣教学质量不高，不能够很好培养学生机械加工意识。

(三)学生动手操作机会少

由于实习时间有限，任务较多(实习任务有：首先了解数控铣床的基本理论知识和安全知识，熟悉使用CAXA制造工程师软件绘制图形并完成程序的自动生成；其次熟悉数控铣床面板上按钮，了解加工中心；最后在数控铣床上完成零件的加工)，这样，学生只有在最后一次课才会动手操作铣床，而学生人数较多，每台数控铣床会分到8-10人，这样分配到每个学生身上的时间就更少。由于分配到每个人身上的时间少，学生会认为数控铣床操作不重要，易产生懈怠心理；同时为快速完成实习任务，学生会复制教师的操作演示，出现问题不主动思考解决，对教师的依赖性强，影响学生的主动创新能力。

(四)考核体系不完善

由于学生操作数控铣床时间短，因而在评定学生成绩时主要以学生绘制图形的难易和创新程度为依据，这样忽略了学生操作机床的能力；同时非机类学生实训时为2人一组，这样会出现2人中只有一人在实际操作，另一人在发呆、玩手机等，而两人一组成绩是一致的，这会造成打分不公平的现象。[1]

二、数控铣实践教学的改革

(一)改革教学方式和内容

丰富多媒体课件的内容，将枯燥的理论知识通过案例、图像、视频的方式展示出来，提高课堂知识的趣味性，促进学生主动思考，有效提高教学质量和教学效率。充分利用数控仿真软件进行教学，可以让学生快速掌握数控铣床操作方法，有效避免学生操作数控铣床时出现安全隐患及首次接触数控铣床的恐惧感，这样可充分锻炼学生的具体操作实践能力。

将传统以教师为主的“填鸭式”变成以学生为主的“引导式”教学，鼓励学生主动思考，大胆发表意见，尽可能扩大知识面，充分发挥学生的创造力。[2-3]例如：针对零件加工前需利用台虎钳将零件两个对边锉平，可以引导学生思考为何需要锉平的是两个对边而不是相邻两边；而在进行锉削时，引导学生观察现有台虎钳在锉削时存在哪些不足，如何改进可快速有效锉平零件，启发学生提出问题并思考解决方法。如：台虎钳在锉削两对边时很难判断是否平行，考虑是否可以增加一个水平仪辅助判断；针对台虎钳高度固定，不同身高的学生使用不便，考虑台虎钳的底座高度可调或者工作台高度可调等。通过教师与学生不断互动，使得学生学习主动性增强，有效激发学生创造力，同时新设想产生后，可以鼓励学生申请专利保护自己的创造。这样，学生求知欲会不断增强，创造力也不断被激发。

(二)加强与工程训练其他课程的关联性，培养学生创新能力

将数控铣教学内容与工程训练其他课程相结合，让学生认识到工程训练的完整性，更好地培养学生创新能力和动手能力。例如：工程训练所有课程实习完成后，要求学生制作一个创意笔架，在创意总设计阶段，需要学生发挥创造力、运用创造技法构思出笔架的整体结构以及结构每部分的制作工艺及所需设备，如：需要数控线切割、车床、铣床、钳工、焊接等。然后每部分的设计也需要学生发挥创造力，考虑具体每部分成品如何，再到相关的工程训练课程通过具体实践操作制作出来。最后将相关工程训练课程制作出的零件组装成一个创意笔架。这样，学生处于一个不断思考的状态，在设计和制作零件时，学生之间相互讨论，学习兴趣增强，有效调动学生创新创造能力，同时培养学生实践动手能力。

(三)充分利用数控铣床，增加学生动手操作机会

增加有效数控铣床使用率，保证每台数控铣床人数为3～5人，这样每个学生具体操作数控铣床时间会增多。例如：目前我们需要学生将自己的创意图形通过CAXA制造工程师软件自动编程，然后将代码通过无线DNC传送至数控铣床，最后在有机玻璃板上加工出二维轮廓图形即可。而当每位学生操作数控铣床的时间增加后，可增加较为简单的手工编程内容，比如铣削有机玻璃板对边，通过在数控铣床上直接编写程序然后装夹零件完成铣削加工。这样，操作数控铣床机会变多，学生遇到的问题也会更多，如数控铣床铣削和手工锉削的优缺点、数控铣床铣削时的注意事项等，通过不断引导，学生的学习积极性会不断提高，创新能力也会不断增强。

(四)完善考核体系

由于每台数控铣床人数为3～5人，学生的数控铣床操作能力便于考核。在考核学生的实习成绩时从四个方面进行：一是学生出勤情况，占总成绩的10%；二是学生制作图形的难易程度和创新性，占总成绩的40%；三是学生的数控铣床操作能力和零件加工质量，占总成绩的40%；四是学生实习报告完成情况，占总成绩的10%。这样，考核体系很好地考察了学生的创新和动手能力，有效避免个别学生浑水摸鱼，[4]可大大激发学生的学习热情。

(五)提高教师素质

为了能更好培养出具有实践和创新能力的学生，作为教师，首先要加强自身学习，除了保证自己具有扎实的理论知识和熟练的实践动手能力外，还应该丰富自己业余知识，如创造技法，专利撰写等，这样能够更好地引导学生，促进学生创新能力的提高。其次参加相关培训，定期到其他院校进行参观学习，寒暑假期间到企业进行实践锻炼。最后是参加或者指导学生参加相关竞赛，如：青年教师讲课比赛、全国大学生工程训练综合能力竞赛、全国“TRIZ”杯大学生创新方法大赛等，通过比赛来促进自身能力和素质的提高。[5]

三、结语

工程训练是培养学生工程意识、创新思维和综合实践能力的一个重要教学环节。数控铣实践课程作为工程训练的重要部分，通过改革教学方式和内容，加强与工程训练其他课程的关联性，培养学生创新能力；充分利用数控铣床，增加学生动手操作机会；完善考核体系；提高教师自身的素质几个方面进行改革，充分调动学生对数控铣实践课程的学习主动性，激发学生的创新能力，促进学生整体素质的提高。

[1]钟永针.浅谈金工实习中铣工教学经验[J].装备制造技术,2013(10):173-174.

[2]廖振华.“理实一体化”教学法在数控铣教学中的实践[J].科教导刊(上旬刊),2015(3):117-118.

[3]王会强,孙维连,马跃进,黄斐,邢艳秋,董婷婷.加强金工实习 培养创新能力[J].河北农业大学学报(农林教育版),2012(5):153-155.

[4]韩凤霞,孟玲霞,王倪珂,郑军.工程训练中学生工程意识和创新能力的培养探索[J].长江大学学报(自然科学版),2014(34):128-130.

[5]韩同样,张若达,邢书明,胡燕士.以大赛为导向,提升学生工程训练综合能力[J].实验技术与管理,2012(3):225-228.

(责任编辑 文双全)

Research onPracticingTeaching Reform of CNC Milling Based on the Cultivation of Innovative Ability

LI Ping

(Engineering Practice and Innovation Education Center, Anhui University of Technology, Ma’anshan 243002, Anhui, China)

CNC milling is an important part of engineering training. The reform should be carried out through reforming teaching methods and contents, strengthening the connection of engineering training and other courses, increasing students’ hands-on opportunities, improvingthe appraisal system and the quality of teachers themselves.In this way students’ active thinking can be promoted and their innovation ability can be cultivated.

CNC milling machine; innovative ability; practical ability; teaching reform

2016-01-06

李 苹(1988- )，女，安徽芜湖人，安徽工业大学工程实践与创新教育中心助理实验师，硕士。

G642.0

A

1671-9247(2016)02-0105-02