《数控加工技术》的信息化教学设计与

摘 要 :传统课堂授课对《数控加工技术》课程重、难点予以突破.本文利用多媒体信息化教学手段,采用合理的教学设计,可以达到教学目标,完成教学任务.设计要点包括:教学内容分析、教学方法设计、教学目标设定和教学环节设计.

关 键 词 :《数控加工技术》信息化教学;设计要点;教学活动

中图分类号:G712 文献标志码:A?摇 文章编号:1674-9324(2013)40-0178-02

中职学校以培养中等职业技术实用人才、创新人才为根本任务.在中职学校普及信息技术教育、以现代信息技术带动职业教育的现代化,是国家对中职教育的要求,也是中职教育工作者肩负的重大使命.《数控加工技术》课程中的数控车削零件编程设计实例,它既是课程的重点,也是课程的难点.传统课堂授课的方法对这一章节的内容难以突破,教师只能在黑板上画出零件完工的图形,而对加工的过程和每一句程序完成后,刀具运动情况及加工进行到什么程度,没有办法一一呈现.所以,用传统授课方法来讲授这一章的内容,基本上是闭门造车.如果在授课的初期,直接将学生带到实习车间,在数控机床上将每一个知识点逐一讲解,效果当然是好的,但是,要有充足的学时、设备和指导老师,缺少其中的任何一个条件都难以达到预期的效果.其次,处于安全和材料消耗的角度,不建议授课的初期直接在数控设备上进行.所以笔者的教学探索是:在多媒体信息化教学中,采用项目教学活动和以学生为主体的解决问题的过程,达到教学目标,完成教学任务.在这个过程中,学生是学习的主体,在解决问题中掌握规律;教师起导向作用,促进学生解决问题.根据这种思路,选择典型轴类零件的数控加工作为学习的项目.设计要点包括:教学内容分析、教学方法设计、教学目标设定和教学环节设计.


一、教学内容分析

本节内容是教材的重点之一,是应用基本的编程指令,结合一定的工艺知识进行车削零件的编程.在这一阶段的学生已经熟悉了各种基本指令的格式,但他们缺少具体零件编程和在车间实习的经验.所以,学生在编程时感觉无从下手.

二、教学方法设计

针对这种情况,笔者选择用多媒体信息化教学完成教学任务,考虑到:第一,用影像再现实际情景,用动画描绘加工路线,可以使学生有更清晰的编程思路;第二,数控加工是一种先进的技术,在教学过程中,将学生学习的有关软件集中利用,希望能启迪学生,善于将先进的技术应用于实践.

三、教学目标设定

通过课堂教学要达到以下目标:知识目标——能编写正确的零件程序;能力目标——善于找到解决问题的方法;德育目标——科学严谨、实践创新的职业素养和职业规范.在课程中,要突出数控车削零件编程的重点,突破编程中工艺路线确定的难点,预期效果是学生编程思路清晰,编程结果准确.在学法指导中,教师对学生要注重方法的引导,在指导他们编程的过程中,使学生明确学习的目标、主动解决问题、发现总结规律、积极进行实践积累.

四、教学环节的设计

1.复习环节.先复习常用辅助功能指令及含义,然后重点复习常用准备功能指令,包括:快速定位指令(G00)、直线插补指令(G01)、圆弧插补指令(G02、G03)、圆柱螺纹切削循环指令(G92)、暂停指令(G04)、坐标系设定指令(G50)等.因为这是后续编程的必要条件,所以由学生回答指令格式,如果答案准确,做刀具运动轨迹的动画演示.这样的设计,使学生有一种揭秘的心理,更容易将他们的注意力集中到课堂.在复习环节的最后,对教学难点第一次突破,教师播放一段简单轴加工的视频,要求学生回答课堂讨论的问题:加工螺纹前先加工了什么?螺纹实际切削长度是多少?螺纹加工分为几刀?这些问题是将后面编程中,工艺分析的理念带入到他们观看视频的过程中.只要学生稍加留意,就可以回答这些问题,然后教师将结论带入到新课的讲解中.

2.讲授环节.首先,给出图纸和加工要求,使学生明确设计的目标,也是要解决的问题.①确定工件的装夹方法及加工工艺路线;②刀具选择与坐标系的设定;③数据处理;④数控编程.之后的设计过程就是学生通过不断解决问题,学习新内容的过程.还要强调工艺原则(零件的加工按照由粗到精、由远到近、先表面后退刀槽、螺纹加工的原则设计工艺路线),这是编程的依据,所以在教学中再次强调,以加深学生的印象.问题一、二的解决先以动画的方式演示,再由学生总结结论.问题三的数据处理,包括四个内容:切削用量如何选择,节点坐标如何计算,都需要老师给出方法,学生运算,再由师生共同验证.还有切槽起点和终点坐标值,螺纹循环的起点坐标及背吃刀量的计算,都是同样的方法得到.问题四,用课堂讨论的问题达到教学目标:①零件的加工程序有几部分组成?②根据工艺路线编写三段加工程序.③首、末加入什么语句,完善调整后就可以组成完整的程序?三个问题设计的目的:第一条搭建程序的框架,第二条填充程序的内容,第三条做程序的完善.程序内容以三条工艺路线和刀具路径,老师指导学生逐一编写程序,此处,是教师课程中需要详细讲授的内容,每一句都要详细讲解并与学生一起完成,最后还要做必要的调整和完善,才能形成完整的程序.

3.演示环节.程序正确与否,在数控车仿真加工软件上做模拟加工,演示结果,得到最终完工的零件.这样的设计,能增加专业课程的联系,更大的好处是让学生看到自己努力后的成果,有助于学生学习兴趣的提升.

4.总结环节.在这一节内容完成以后,整理学习的内容,总结出数控车削零件编程的一般步骤及加工工艺步骤.

5.拓展环节.给定课后练习作业来验证学习的效果,学生完成后,在数控车仿真软件验证程序,并填写编程报告.这是使学生养成总结和积累的习惯,并且为他们以后解决同类问题提供参考的依据.笔者设计的教学的过程,就是学生在不断解决问题的过程.根据设定的教学目标,将教学目标转化为学习问题,并进行分解.学生在不断解决问题的过程中,对教学难点一次又一次地突破,最终实现教学目标.使用的教学软件有:计算机绘图、CAD/CAM、数控车仿真,这是本专业学生必须掌握的内容,也是一体化教学理念的体现.在教学过程中,利用了动画、视频、图片和三维实体等多媒体信息资源.根据需要,将这些资源嵌入到不同的学习环节,与学习内容相互融合,以支持学生的持续学习,激发学生的兴趣.通过描绘加工过程,再现工作场景,使学生形象、直观的了解刀具路径,快速建立编程思路,提高学习的效果.利用模拟仿真、课后作业和编程报告相结合,作为学习检验与反馈环节,保证教学设计的内容完整.

笔者的设计来自于实际教学的探索,通过教学实践的检验,能达到设定的教学目标,突破难点的效果突出,教学设计比较符合中职学生的认知特点,利于激发学生的学习兴趣,为学生安全、高效地完成后续学习的任务打下了坚实的基础.

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