自主开发的微型数控铣床在中职教学中的运用

文/江门市新会机电职业技术学校 张菁

自主开发的微型数控铣床在中职教学中的运用

文/江门市新会机电职业技术学校 张菁

目前，很多学校的数控铣床实习设备都是大型设备，通常实习时都是好几人一台机床，教学成本较高，学生实践的机会普遍不足。自主研发微型数控铣床降低了教学的成本，并将复杂的大型机床合理地简化，为教师的微型数控铣床生产过程的相关专业的教学提供了真实的案例。本文对自主研发的微型数控铣床在教学中的项目化教学应用，以及对数控维修、机床结构、机械基础等课程的促进作用进行了探讨。

随着数控技术发展的不断推进，数控机床日益普及，使用数控机床生产成为了机械行业改革的主要方向，对于中职学校的数控专业的教学也提出了越来越高的要求，如何提高教学质量、提高教学效率、合理地控制费用成为了一个困扰教育行业的难题。由于数控机床的知识，特别是结构和控制原理部分比较抽象，需要采用实践、实操等方法加深对知识的理解，然而市面上生产加工的数控机床一般价格较高，也不具备随时可以装拆等便利条件。因此，根据教学的需求设计一款结构简单、成本低廉、功能齐全的微型数控铣床成为了教学改革发展的需求。

通过本校老师几年的设计与摸索，自主研发的微型数控铣床应运而生，在中职教学中，将微型数控铣床应用于机械专业教学取得了一些成效。

一、推动项目教学法在数控铣削加工中的应用

微型数控铣床的整个制造过程，经过教师拆解可以作为数控铣床教学的项目化任务，围绕着项目进行教学，使学生直接参与项目全过程。教师在微型数控铣床设计和制造的基础上，结合数控铣床编程与操作的课程要求，将该课程按类别分为若干技能单元，并作为一个教学项目，施行理论实践一体化的单元式教学，以应用该项技能完成作业来结束，并进行下一项目教学。在教学过程中，教师以项目的形式帮助学生分析问题，学生则在一起讨论，最终确定项目的目标和任务。通过实践掌握课程的知识和技能，培养学生分析和解决问题的能力。

在实验班级的实习中，选取如下图的微型数控铣床外壳类的零件进行加工，应用项目教学法进行实训教学，将学生利用实训室的设备进行分组，主要加工采用铝板或ABS工业塑料。

上述教学过程达到了如下目标:①根据图纸要求利用绘图软件进行造型与编程;②机床参数的设定范围和加工过程中所需的用具的选择;③相关尺寸的把握和检测工具的使用;④对数控铣床的整个加工有更深的了解。

在整个项目教学中，教师一开始对学生进行总体的项目介绍，然后和学生一起对零件图进行分析，提出相应的问题。例如:如何保证零件加工的精度?如何选择加工用具?学生根据提出的问题再结合自己的理解和现有的知识去解决问题。通过学生的准备，了解项目实施中学生可能存在的问题。

接下来，在确定任务后，学生结合自己查阅的资料形成一份加工的思路设计，然后小组间进行分享，相互讨论，教师进行必要的指导，根据讨论，由学生制定项目工作的计划，形成较为合理的加工工艺稿(加工工艺并没有明显的对错之分，教师主要负责把关可能出现的安全隐患)。让学生通过实践去验证自己的加工工艺设定是否可以优化，能不能做得更好。

学生根据自己的加工方案，以小组为单位进行实操加工，加工过程中遇到问题由学生自行解决，这个过程也充分体现了微型数控铣床优于普通数控铣床之处，由于微型数控铣床结构更为简单，材料更为低廉，这也大大降低了由于学生经验不足带来的设备安全隐患，也从一定程度上降低了学生心理压力，为数控铣床后续教学打下了良好的基础。实践证明，通过学生的实践操作与自主学习，大大提高了学生解决问题的能力，也从另一方面提高了学生的学习兴趣。

在教学的评价环节中，先由学生进行自我评价，再由组长进行评分，最后由教师对学生进行综合评价，将优秀的工件应用到本专业的下一个教学项目中。

二、数控机床结构介绍的积极作用

在学生学习数控机床之初，对于机床的整体结构了解还不够深入，如果仅仅是教师照本宣科的讲解，对于中职学生来说太过于枯燥，通过对微型数控铣床床身机械部分的拆装，不仅让原本书本上枯燥的名词更生动具体，也锻炼了学生的动手能力，从教育效果来看比原本的纯理论教学更受学生的青睐。在电气专业方面，让学生通过电气控制的制作，解决了数控机床的接线、安装和调试的综合操作训练;在数控、模具专业方面，让学生在微型数控铣床上编写加工程序，进行实际产品加工。

三、对数控加工技术教学的支持作用

通过微型数控铣床产品开发制作“学做一体化”的实践，解决工学结合中“工、学”分离的普遍性问题。即以产品为教学活动载体，结合专业技能模块，构建基于工作过程的项目化教材，让学生在参与产品设计、加工、检测的一系列生产过程中，通过边学边做的方式，系统掌握专业核心知识和技能指标。过去我们只是将工厂的产品引进校园进行加工，经过实践发现外来的产品过于单一，无法将系统的专业知识结合起来进行教学，通过微型数控铣床产品零件的生产制作，按照专业编制校本教材及进行教学，完全符合实际专业教学需要。

四、对数控维修专业的提升作用

微型数控铣床因其结构相对来说更为简单，对学生一开始入门学习数控机床控制原理和维修原理更为易学，学生通过对微型数控铣床的控制原理的分析与学习，可以更直观地掌握数控机床上PLC的控制原理，对数控维修的学习起到提升的作用。

五、在专业课程教学中发挥生动的实例作用

微型数控机床生产过程中的各零部件和传动组成部分也受到学校《机械基础》《机械制图》等课程教师的青睐，将微型数控机床中的零部件作为课堂上的教具，使机械基础教学中螺纹传动、带传动等知识的讲解更生动;将微型数控铣床的零件作为《机械制图》课程的教具，让学生在学习制图知识时更贴近实际运用，提高案例的真实性，充分激发学生的学习兴趣。

六、对教师教学能力和研发能力的提升作用

通过微型数控铣床产品开发制作、“学做一体化”的教学实践解决教师队伍成长缺乏实践经验的问题。通过微型数控铣床产品开发制作，实施“学做联动”的教学模式，教师在带领学生边学边做的过程中，实现了知识的更新和技能的提高，保证了教学的质量。

我们看到，这种结构简单、价格较低、自主性大的微型数控铣床在中职机械及相关类专业的教学实践中收到了令人满意的效果，大大提升了中职教学的实践性、参与性，为中职数控人才的培养拓宽了思路。

责任编辑陈春阳