項目教學(xué)法在數(shù)控加工中心的應(yīng)用

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摘要：項目教學(xué)法是指將教學(xué)內(nèi)容融入實際項目中開展的教學(xué)方式。通過項目教學(xué)法，能夠增強學(xué)生的動手能力，提高學(xué)生理論指導(dǎo)實踐的能力，培養(yǎng)學(xué)生的工程能力及創(chuàng)新精神，也為學(xué)生更好地適應(yīng)現(xiàn)代化企業(yè)的需要打下基礎(chǔ)。因此，文章主要闡述了在數(shù)控加工中心教學(xué)過程中實行項目化教學(xué)的意義、策略及取得的效果，以此使項目教學(xué)法在數(shù)控加工中心實訓(xùn)教學(xué)中得到更好的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：項目教學(xué)法；數(shù)控加工中心；實訓(xùn)教學(xué)；工程能力

數(shù)控加工中心工藝多適用于加工復(fù)雜、工序多、需經(jīng)過多次裝夾及調(diào)整且精度要求較高的零件。主要加工對象有箱體類零件、復(fù)雜曲面、異形件、盤套板類零件及特殊加工。數(shù)控加工中心實訓(xùn)一直是各高校工程訓(xùn)練的重要組成部分，多用于精密加工、先進制造等內(nèi)容的學(xué)習(xí)。教學(xué)目標就是通過實際加工，磨煉學(xué)生的動手能力，提高學(xué)生理論指導(dǎo)實踐的能力，培養(yǎng)學(xué)生的工程能力及創(chuàng)新精神[1]。廣州航海學(xué)院數(shù)控加工中心實訓(xùn)室位于校實驗中心，主要由數(shù)控仿真實訓(xùn)室及數(shù)控加工中心操作室構(gòu)成。過去的數(shù)控加工中心實訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，通常是指導(dǎo)教師先對操作重點進行講解及演示，而后邀請數(shù)控基礎(chǔ)扎實的同學(xué)操作一遍，接著指導(dǎo)教師列舉其操作過程中出現(xiàn)的錯誤點，然后指導(dǎo)教師再進行正確示范，最后才把實操機會給到所有同學(xué)。經(jīng)過上述教學(xué)流程，雖然學(xué)生可以完成既定的工件加工任務(wù)，但是缺乏獨立思考的空間，一旦更換了工件類型，往往很多學(xué)生就會手忙腳亂，沒有思路。為此，廣州航海學(xué)院數(shù)控加工實訓(xùn)室通過項目教學(xué)法改革，提高學(xué)生的獨立思考能力，培養(yǎng)滿足企業(yè)需求的工程技術(shù)類人才。

1在數(shù)控加工中心實訓(xùn)教學(xué)中采用項目教學(xué)法意義

項目教學(xué)法是指將教學(xué)內(nèi)容融入實際項目中開展的教學(xué)方式。項目教學(xué)法需要根據(jù)教學(xué)大綱、人才培養(yǎng)目標、社會企業(yè)需求，以知識能力特點為根本、以學(xué)生為主體來制定符合本課程教學(xué)目標的項目[2]。在實施項目教學(xué)法時，學(xué)生根據(jù)教師的指導(dǎo)，獨立完成信息的收集、方案的設(shè)計及項目的具體實施等工作。在項目教學(xué)法中教師扮演的是配角，而真正的課程學(xué)習(xí)主角是學(xué)生本身。項目教學(xué)法使學(xué)生能夠更加自覺地參與實訓(xùn)教學(xué)中，從項目的接手、信息的收集、方案的制訂、項目的落實、問題的分析和解決，都需要學(xué)生獨立思考。在此過程中，學(xué)生需具備較強的自主學(xué)習(xí)能力及主觀能動性，其通過不斷的練習(xí)及嘗試，克服項目中的困難和瓶頸，最終順利完成項目。通過項目教學(xué)法，可以鍛煉學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新精神，為培養(yǎng)創(chuàng)新型應(yīng)用型人才提供有力支撐，因此，在數(shù)控加工中心實訓(xùn)中運用項目教學(xué)法是非常具有實踐意義的。

2在數(shù)控加工中心實訓(xùn)中采用項目教學(xué)法的策略

數(shù)控加工中心機床屬于昂貴的高精密加工設(shè)備。一般在實際操作前，采用數(shù)控仿真軟件編程及模擬加工刀路的形式進行仿真加工后，再進行上機實操，進而驗證程序的準確性。通過項目教學(xué)法，把數(shù)控加工工藝、數(shù)控加工中心編程和數(shù)控加工中心實操緊密結(jié)合起來，能夠讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中實踐，循序漸進地提升其綜合工程能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力[3]。文章以渦輪葉片的數(shù)控加工中心實訓(xùn)教學(xué)為例，探討項目教學(xué)法的實施策略。2.1明確教學(xué)項目在渦輪葉片數(shù)控加工中心實訓(xùn)教學(xué)實施環(huán)節(jié)中，一共設(shè)置三個項目，分別為數(shù)控加工基礎(chǔ)、CAM刀路設(shè)計與模擬加工、綜合練習(xí)（見表1）第一個項目數(shù)控加工基礎(chǔ)，主要以安全文明生產(chǎn)及數(shù)控基礎(chǔ)知識為主。CAM刀路設(shè)計與模擬加工為計算機輔助設(shè)計能力訓(xùn)練，讓學(xué)生在模擬中對方案進行優(yōu)化，實現(xiàn)從知識到能力的轉(zhuǎn)化。綜合練習(xí)為綜合技能訓(xùn)練，通過渦輪葉片的上機實操加工（見圖1），加工出符合圖紙要求及產(chǎn)品技術(shù)要求的產(chǎn)品，讓學(xué)生熟練掌握五軸加工中心的編程方法。在教學(xué)實施過程中，又將每個項目細分為實際的工作任務(wù)。工作任務(wù)必須立足于教學(xué)大綱，由淺入深，由簡單到綜合，面向工程素質(zhì)培養(yǎng)宗旨，面向現(xiàn)代社會及企業(yè)需求，切實培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。2.2分工合作，開展項目工作任務(wù)（1）課前學(xué)習(xí)。在開始實訓(xùn)前，通過線上發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)書，讓學(xué)生提前明確項目工作任務(wù)。可通過大學(xué)生慕課等平臺，為學(xué)生提供課件、實訓(xùn)指導(dǎo)書、視頻等學(xué)習(xí)資料，通過設(shè)立課前預(yù)習(xí)目標的形式，充分調(diào)動學(xué)生的課前自主學(xué)習(xí)能動性，并完成課前測驗。教師通過定期開展線上項目討論會的形式，及時溝通解決學(xué)生所遇問題。（2）分組收集信息。以每組5人的形式，將全班學(xué)生分為8小組。分組時，需協(xié)調(diào)均衡各組學(xué)生的理論基礎(chǔ)和實操能力。每組推選一名小組長，負責統(tǒng)籌協(xié)調(diào)整個組的工作。課程開始后，各組分工收集工件圖紙、加工工件所需材料、刀具、夾具、量具及輔具等，以及數(shù)控加工中心設(shè)備的型號及其選配的系統(tǒng)、數(shù)控仿真軟件、各種參考資料（如數(shù)控加工工藝、數(shù)控加工編程書籍、夾具設(shè)計手冊等）。（3）分組討論并制訂方案。各組依據(jù)項目的工作任務(wù)和收集的信息材料，制訂出至少兩套方案，方案中應(yīng)包括各種加工工具的選用、加工工藝路線、工序卡片、控制工件精度的措施、后處理文件等信息，再根據(jù)數(shù)控加工的原則、工藝路線相對優(yōu)化原則等進行組內(nèi)篩選，討論后最終確定一個最優(yōu)方案，然后每組選出技術(shù)代表，以PPT形式匯報各組最終的方案，并且把各自方案的刀路仿真設(shè)計用視頻的形式展現(xiàn)出來。（4）分組實施方案。在實際操作階段，指導(dǎo)教師在各組之間巡回指導(dǎo)教學(xué)，學(xué)生根據(jù)方案確定的加工工藝流程，按圖加工。對于各組在加工中遇到的問題，小組長通過視頻等多種方式進行記錄，待加工完畢后進行組內(nèi)的討論。教師可以就各組遇到的普遍性問題，集中全部學(xué)生進行講解并討論解決方案。如果是非普遍性問題，教師可以現(xiàn)場及時指導(dǎo)解決，并作為小的問題點，在全班進行討論分析。（5）總結(jié)評價。評價反饋是對項目實施的全過程進行問題的總結(jié)、意見的提出及優(yōu)秀評比的過程。評價的標準對標企業(yè)加工規(guī)范、數(shù)控操作手法，并參考企業(yè)對加工現(xiàn)場的5S管理等做法，對學(xué)生進行規(guī)范，進而幫助學(xué)生養(yǎng)成優(yōu)良的工作作風(fēng)，使得學(xué)生可以更好地適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)的需要。

3項目教學(xué)法產(chǎn)生的效果

根據(jù)項目教學(xué)法的具體實施結(jié)果可以看出，在此教學(xué)方法實施三年后，教學(xué)效果獲得顯著提升。通過此法，數(shù)控加工中心工種實訓(xùn)成績逐年提高，平均分從最初的75分，提高到85分左右。通過率從之前的89%提高到最近一次的96.5%。除此之外，還從各方面提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。項目教學(xué)法的效果具體如下：（1）有助于學(xué)生全面能力的培養(yǎng)。通過項目教學(xué)法的使用，不但可以讓學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)與管理能力得到較大的提升，而且有助于培養(yǎng)學(xué)生的組織協(xié)調(diào)能力及團隊合作能力等，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識、提升技能的同時，豐富了自身經(jīng)歷，為其將來的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)，全方位地提升學(xué)生綜合素質(zhì)水平。（2）有利于更全面地評價學(xué)生。項目教學(xué)法使教學(xué)評價覆蓋了整個項目的全過程，教師下達工作任務(wù)后，評價過程就同步開始。教師對于學(xué)生的參與度、積極性、完成度及作品成果等表現(xiàn)打分，不僅是以課程考試與最終作品作為成績的評定參考，同時關(guān)注到學(xué)生在項目中的工作態(tài)度、團隊合作能力及創(chuàng)新精神等要素，使得對學(xué)生進行全面評價成為現(xiàn)實。此外，實訓(xùn)課程中運用項目教學(xué)法時，需著重關(guān)注以下兩點：①雖然在項目教學(xué)法是以學(xué)生作為教學(xué)主體進行開展，但是教師需在教學(xué)環(huán)節(jié)的全過程中充分發(fā)揮組織作用及引導(dǎo)作用；②在組織分組教學(xué)時，教師需實時了解關(guān)心學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，在學(xué)生遇到問題或困難時，教師應(yīng)及時為其解答，防止出現(xiàn)因自身基礎(chǔ)差異所致的兩極分化問題。

4結(jié)束語

綜上所述，數(shù)控加工中心實訓(xùn)教學(xué)中應(yīng)用項目教學(xué)法，以具體項目的形式開展教學(xué)，不僅豐富了學(xué)生的專業(yè)知識，還鍛煉了學(xué)生的實操能力。在項目式教學(xué)法營造的學(xué)習(xí)氛圍下，學(xué)生積極主動地學(xué)習(xí)，增強了對數(shù)控加工專業(yè)知識的認知，該課程教學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生的團隊合作精神，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新能力及精神，為其將來適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)打下堅實的基礎(chǔ)。因此，在實踐教學(xué)中，教師應(yīng)高度重視項目教學(xué)法的使用，重視師生之間角色轉(zhuǎn)換問題，營造更有利于學(xué)生實訓(xùn)的學(xué)習(xí)氛圍，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)與實踐的熱情，促進學(xué)生工程實踐能力的全面發(fā)展。

參考文獻：

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[3]宋寶玉,李旦,王娜君,等.強化工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)的機械專業(yè)實踐教學(xué)建設(shè)[J].高等工程教育研究,2018(1):58-61+106.

作者：張杰 魏安 陳海濱 陳杰新 楊文宜 單位：廣州航海學(xué)院