特種加工實訓教學改革與創(chuàng)新研究

1、特種加工實訓教學改革與創(chuàng)新研究 文獻標識碼： A 1 引言 特種加工是指傳統(tǒng)的切削加工以外的新的加工方法， 也稱非 傳統(tǒng)加工，主要用以解決工業(yè)制造中傳統(tǒng)加工方法難以或根本無 法實現(xiàn)的加工， 是對傳統(tǒng)機械加工的有力補充和延伸， 具有加工 精度高、 加工范圍廣等優(yōu)點， 成為機械制造業(yè)不可或缺的重要加 工方法， 而且正以迅猛的發(fā)展勢頭不斷挖掘創(chuàng)新。 在這種新形勢 下，應該認識到特種加工在制造行業(yè)中的重要性，因此，在工程 訓練中加入特種加工實訓是非常必要的， 重視它在培養(yǎng)專業(yè)人才 方面所發(fā)揮的作用， 并且在實訓中充分展示它的風采， 通過近距 離感受高科技在日常生產(chǎn)、 生活中的應用， 使大學生真正享受到

2、 現(xiàn)代前沿技術所帶來的加工樂趣，進而調(diào)動他們的學習積極性， 鞏固和拓展專業(yè)知識， 強化理論聯(lián)系實際的能力， 激發(fā)創(chuàng)新思維， 為其將來在本專業(yè)的發(fā)展奠定堅實的基礎。 根據(jù)筆者多年來從事實踐教學的經(jīng)驗， 認識到要使特種加工 這個實訓內(nèi)容成體系，成規(guī)模，達到最佳實訓教學效果，并不是 一件容易的事， 受到各種復雜因素的制約， 該工種的發(fā)展需要從 多方面綜合考慮， 如何在教學過程中合理安排教學內(nèi)容， 在有限 的條件下充分發(fā)揮它的優(yōu)勢， 使學生學有所得， 滿足就業(yè)崗位需 求是實訓教學過程中的一大任務。 2 優(yōu)化實訓內(nèi)容，改進教學方法，培養(yǎng)學生的自主創(chuàng)新能力 2.1 采用模塊化教學方式 針對訓練的目標， 特

3、種加工實訓內(nèi)容分模塊進行。 圖 1 所示 為工程訓練過程中特種加工實訓內(nèi)容結(jié)構圖， 圖中四個模塊由淺 入深，從自由練習到生產(chǎn)實踐，逐漸引導和培養(yǎng)學生，充分發(fā)揮 學生的想象力。 在實訓教學中為了提高教學效果， 四個模塊分階 段進行知識落實與評價。 這樣才能做到因地制宜， 體現(xiàn)出特種加 工獨具的特色， 才能培養(yǎng)出符合社會所需求的特種加工專業(yè)技術 型人才。 2.2 特種加工實訓的具體實施 實訓教學過程中豐富和改進了教學方法， 將以往傳統(tǒng)的教學 模式轉(zhuǎn)化為集中授課和個別指導相結(jié)合的教學形式。 在教學內(nèi)容 安排上，引入多媒體教學手段，先利用多媒體課件集中、全面地 講解特種加工的相關實訓內(nèi)容與要求， 再針

4、對具體的機床詳細地 講解機床的加工原理及操作方法， 在機床上進行示范性操作， 演 示加工一實際零件，同時提醒學生認真觀察，掌握操作要領。在 教學過程中， 為了增強學生的實訓興趣與所學知識的理解， 我們 采用“啟發(fā)式、 師生互動式”的教學方法， 使學生進一步鞏固特 種加工實訓的四個模塊。 2.2.1 特種加工基礎知識 特種加工是指不屬于傳統(tǒng)的切削加工及成型加工以外的一 些新型加工方法的總稱，它是直接利用電能、化學能、光能、熱 能或其他與機械能組合等形式， 將能量進行有效轉(zhuǎn)化來去除或分 離材料的加工方法。 主要有電火花成形加工、 電火花線切割加工、 電化學加工、激光加工、電子束和離子束加工、超聲加

5、工、快速 成形、化學加工等。學生對于這一新型的技術缺乏了解、幾乎一 無所知。 因此我們制作了多媒體課件和相關視頻資料， 對于現(xiàn)有 的特種加工技術以圖、 文、動畫、視頻為一體的形式介紹給學生， 使學生能夠更加詳細、生動地了解特種加工的相關知識。 2.2.2 數(shù)控編程與仿真實訓 根據(jù)特種加工所包含的內(nèi)容， 如今已將數(shù)控技術應用到特種 加工中，如在電火花線切割、電火花成形、快速成型等加工技術 中，因此特種加工也存在數(shù)控編程的問題。 以電火花線切割為例， 它在編程方面與數(shù)控銑床、 數(shù)控車床及加工中心的編程都存在著 明顯的不同之處。 對于數(shù)控編程部分， 它不僅可以用 ISO 代碼編 制加工程序而且還可以

6、采用 3B 代碼來編制加工程序，可以讓學 生了解更多數(shù)控編程方法。 現(xiàn)在數(shù)控機床的編程方法一般都是采 用自動編程，因此通過講解典型的 CAXA自動編程軟件，讓學生 初步了解自動編程軟件的編程方法， 為今后學習其他軟件打下良 好的基礎。電火花線切割的程序編制過程：利用CAXA線切割軟 件設計、繪制加工零件圖形生成線切割軌跡生成加工代 碼，對圖形在計算機上進行仿真加工， 以檢查和校對程序是否正 確合理。 2.2.3 機床實操訓練 特種加工設備的機床自動化程度較高 （如可以自動找正、 對 刀等），操作相對簡單。實訓教學過程中，先對照機床詳細講解 特種加工的加工原理， 程序的傳輸過程及機床的操作方法，

7、 然后 在機床上演示加工一個實體零件來說明機床的操作步驟， 最后指 導學生利用現(xiàn)有的特種加工設備進行實際操作。 2.2.4 培養(yǎng)學生綜合創(chuàng)新設計能力 工程訓練的最終目的是培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、啟發(fā)創(chuàng)新思維、 注重實踐及工程能力的培養(yǎng)， 進而提高學生綜合素質(zhì)。 綜合創(chuàng)新 設計訓練是指學生在熟練掌握了前三個模塊的基礎上， 總結(jié)歸納 特種加工的有關知識且能夠綜合運用，利用相關軟件（如 CAXA 軟件）、設備（如電火花切割機床、電火花成形機床、快速成形 機床等）將自主設計的作品制作、加工出來的全過程。通過這一 過程的訓練，學生的知識、能力和素質(zhì)都產(chǎn)生了一個質(zhì)的飛躍。 圖 2 所示為學生創(chuàng)新設計作品示例。

8、在特種加工實訓過程中， 通過合理改進教學方法、 優(yōu)化教學 內(nèi)容、鼓勵創(chuàng)新，加工出琳瑯滿目的作品，以激發(fā)學生的學習熱 情，使學生的知識應用能力、 實際動手能力以及創(chuàng)新意識等方面 都有很大的提高，為后續(xù)專業(yè)課的學習奠定良好的基礎。 3 優(yōu)化考核方式，提高實訓效果 實訓考核是檢驗實訓的教學效果， 也是檢驗學生所掌握的理 論知識和實際動手能力。 成績要體現(xiàn)創(chuàng)新能力并如實反映學生的 實訓情況。為了盡量體現(xiàn)特種加工的綜合性、應用性、設計性與 創(chuàng)新性， 改變以往傳統(tǒng)評定成績的考核方式， 我工程訓練中心近 兩年專門制定了實訓考核辦法，把考核貫穿于整個實訓過程中， 分階段進行考核，如圖 3 所示。根據(jù)本工種的實

9、訓時間，規(guī)定相 應的進度及要求對學生進行實訓考核。 為了培養(yǎng)學生對特種加工 實訓的興趣和熱情， 完成前五個模塊后可以組織學生相互交流和 學習，進行優(yōu)秀作品評展，增強學生實訓的成就感。 4 實 訓教學改革的效果 4.1 提高學生的實訓興趣 實訓教學過程中， 利用一切可能的教學手段和方法激發(fā)學生 求知的興趣和欲望， 加上特種加工本身的奇特性的特點， 極大地 豐富了實訓教學內(nèi)容， 激發(fā)學生的實訓興趣， 學習積極性顯著提 高。實訓考核方法改革后，大大提高了學生聽課積極性，使學生 充分意識到好的成績主要取決于平時的學習態(tài)度和學習方法， 激 發(fā)學生的學習積極性，改善了教學效果。 4.2 培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作

10、意識和創(chuàng)新精神 在特種加工綜合創(chuàng)新設計訓練過程中，學生分組進行設計、 加工，23人為一個制作小組，利用已有的知識查閱相關資料 及設計手冊，靈活地運用各種軟件設計、繪制自己滿意的圖形， 并進行加工， 使學生比較系統(tǒng)的完成了零件從構思、 設計到制造 的全過程。通過綜合創(chuàng)新設計訓練，激發(fā)學生學習的主動性、積 極性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)大學生的團隊協(xié)作意識、創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)精神， 從而提高他們的綜合素質(zhì)。 4.3 提高學生的實踐操作能力 通過以上四個模塊的訓練之后， 學生幾乎能夠自行完成圖形 的設計，程序的編制、檢驗及輸入，只有在學生所編的程序有問 題時指點一下即可。 這一幾乎“放手”的指導方式不但提高了學 生的實際操作能力， 而且培養(yǎng)了學生運用已經(jīng)學過的知識來分析 問題、解決實際問題的能力。 5 結(jié)語 通過對特種加工實訓教學各方面的不斷改革與創(chuàng)新， 開闊了 學生的視野， 拓展了學生的操作技能， 使學生能及時了解先進的 技術、工藝、材料和設備