特種加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革與創(chuàng)新研究

1、特種加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革與創(chuàng)新研究 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 1 引言 特種加工是指?jìng)鹘y(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(wú) 法實(shí)現(xiàn)的加工， 是對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械加工的有力補(bǔ)充和延伸， 具有加工 精度高、 加工范圍廣等優(yōu)點(diǎn)， 成為機(jī)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(shì)頭不斷挖掘創(chuàng)新。 在這種新形勢(shì) 下，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到特種加工在制造行業(yè)中的重要性，因此，在工程 訓(xùn)練中加入特種加工實(shí)訓(xùn)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(shí)訓(xùn)中充分展示它的風(fēng)采， 通過(guò)近距 離感受高科技在日常生產(chǎn)、 生活中的應(yīng)用， 使大學(xué)生真正享受到

2、 現(xiàn)代前沿技術(shù)所帶來(lái)的加工樂(lè)趣，進(jìn)而調(diào)動(dòng)他們的學(xué)習(xí)積極性， 鞏固和拓展專業(yè)知識(shí)， 強(qiáng)化理論聯(lián)系實(shí)際的能力， 激發(fā)創(chuàng)新思維， 為其將來(lái)在本專業(yè)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 根據(jù)筆者多年來(lái)從事實(shí)踐教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)， 認(rèn)識(shí)到要使特種加工 這個(gè)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容成體系，成規(guī)模，達(dá)到最佳實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果，并不是 一件容易的事， 受到各種復(fù)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(xué)過(guò)程中合理安排教學(xué)內(nèi)容， 在有限 的條件下充分發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)， 使學(xué)生學(xué)有所得， 滿足就業(yè)崗位需 求是實(shí)訓(xùn)教學(xué)過(guò)程中的一大任務(wù)。 2 優(yōu)化實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力 2.1 采用模塊化教學(xué)方式 針對(duì)訓(xùn)練的目標(biāo)， 特

3、種加工實(shí)訓(xùn)內(nèi)容分模塊進(jìn)行。 圖 1 所示 為工程訓(xùn)練過(guò)程中特種加工實(shí)訓(xùn)內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖， 圖中四個(gè)模塊由淺 入深，從自由練習(xí)到生產(chǎn)實(shí)踐，逐漸引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生，充分發(fā)揮 學(xué)生的想象力。 在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中為了提高教學(xué)效果， 四個(gè)模塊分階 段進(jìn)行知識(shí)落實(shí)與評(píng)價(jià)。 這樣才能做到因地制宜， 體現(xiàn)出特種加 工獨(dú)具的特色， 才能培養(yǎng)出符合社會(huì)所需求的特種加工專業(yè)技術(shù) 型人才。 2.2 特種加工實(shí)訓(xùn)的具體實(shí)施 實(shí)訓(xùn)教學(xué)過(guò)程中豐富和改進(jìn)了教學(xué)方法， 將以往傳統(tǒng)的教學(xué) 模式轉(zhuǎn)化為集中授課和個(gè)別指導(dǎo)相結(jié)合的教學(xué)形式。 在教學(xué)內(nèi)容 安排上，引入多媒體教學(xué)手段，先利用多媒體課件集中、全面地 講解特種加工的相關(guān)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與要求， 再針

4、對(duì)具體的機(jī)床詳細(xì)地 講解機(jī)床的加工原理及操作方法， 在機(jī)床上進(jìn)行示范性操作， 演 示加工一實(shí)際零件，同時(shí)提醒學(xué)生認(rèn)真觀察，掌握操作要領(lǐng)。在 教學(xué)過(guò)程中， 為了增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)興趣與所學(xué)知識(shí)的理解， 我們 采用“啟發(fā)式、 師生互動(dòng)式”的教學(xué)方法， 使學(xué)生進(jìn)一步鞏固特 種加工實(shí)訓(xùn)的四個(gè)模塊。 2.2.1 特種加工基礎(chǔ)知識(shí) 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(xué)能、光能、熱 能或其他與機(jī)械能組合等形式， 將能量進(jìn)行有效轉(zhuǎn)化來(lái)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(xué)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(xué)加工等。學(xué)生對(duì)于這一新型的技術(shù)缺乏了解、幾乎一 無(wú)所知。 因此我們制作了多媒體課件和相關(guān)視頻資料， 對(duì)于現(xiàn)有 的特種加工技術(shù)以圖、 文、動(dòng)畫、視頻為一體的形式介紹給學(xué)生， 使學(xué)生能夠更加詳細(xì)、生動(dòng)地了解特種加工的相關(guān)知識(shí)。 2.2.2 數(shù)控編程與仿真實(shí)訓(xùn) 根據(jù)特種加工所包含的內(nèi)容， 如今已將數(shù)控技術(shù)應(yīng)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(shù) 中，因此特種加工也存在數(shù)控編程的問(wèn)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(duì)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(lái)編制加工程序，可以讓學(xué) 生了解更多數(shù)控編程方法。 現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床的編程方法一般都是采 用自動(dòng)編程，因此通過(guò)講解典型的 CAXA自動(dòng)編程軟件，讓學(xué)生 初步了解自動(dòng)編程軟件的編程方法， 為今后學(xué)習(xí)其他軟件打下良 好的基礎(chǔ)。電火花線切割的程序編制過(guò)程：利用CAXA線切割軟 件設(shè)計(jì)、繪制加工零件圖形生成線切割軌跡生成加工代 碼，對(duì)圖形在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行仿真加工， 以檢查和校對(duì)程序是否正 確合理。 2.2.3 機(jī)床實(shí)操訓(xùn)練 特種加工設(shè)備的機(jī)床自動(dòng)化程度較高 （如可以自動(dòng)找正、 對(duì) 刀等），操作相對(duì)簡(jiǎn)單。實(shí)訓(xùn)教學(xué)過(guò)程中，先對(duì)照機(jī)床詳細(xì)講解 特種加工的加工原理， 程序的傳輸過(guò)程及機(jī)床的操作方法，

7、 然后 在機(jī)床上演示加工一個(gè)實(shí)體零件來(lái)說(shuō)明機(jī)床的操作步驟， 最后指 導(dǎo)學(xué)生利用現(xiàn)有的特種加工設(shè)備進(jìn)行實(shí)際操作。 2.2.4 培養(yǎng)學(xué)生綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力 工程訓(xùn)練的最終目的是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、啟發(fā)創(chuàng)新思維、 注重實(shí)踐及工程能力的培養(yǎng)， 進(jìn)而提高學(xué)生綜合素質(zhì)。 綜合創(chuàng)新 設(shè)計(jì)訓(xùn)練是指學(xué)生在熟練掌握了前三個(gè)模塊的基礎(chǔ)上， 總結(jié)歸納 特種加工的有關(guān)知識(shí)且能夠綜合運(yùn)用，利用相關(guān)軟件（如 CAXA 軟件）、設(shè)備（如電火花切割機(jī)床、電火花成形機(jī)床、快速成形 機(jī)床等）將自主設(shè)計(jì)的作品制作、加工出來(lái)的全過(guò)程。通過(guò)這一 過(guò)程的訓(xùn)練，學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)都產(chǎn)生了一個(gè)質(zhì)的飛躍。 圖 2 所示為學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)作品示例。

8、在特種加工實(shí)訓(xùn)過(guò)程中， 通過(guò)合理改進(jìn)教學(xué)方法、 優(yōu)化教學(xué) 內(nèi)容、鼓勵(lì)創(chuàng)新，加工出琳瑯滿目的作品，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱 情，使學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力、 實(shí)際動(dòng)手能力以及創(chuàng)新意識(shí)等方面 都有很大的提高，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。 3 優(yōu)化考核方式，提高實(shí)訓(xùn)效果 實(shí)訓(xùn)考核是檢驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的教學(xué)效果， 也是檢驗(yàn)學(xué)生所掌握的理 論知識(shí)和實(shí)際動(dòng)手能力。 成績(jī)要體現(xiàn)創(chuàng)新能力并如實(shí)反映學(xué)生的 實(shí)訓(xùn)情況。為了盡量體現(xiàn)特種加工的綜合性、應(yīng)用性、設(shè)計(jì)性與 創(chuàng)新性， 改變以往傳統(tǒng)評(píng)定成績(jī)的考核方式， 我工程訓(xùn)練中心近 兩年專門制定了實(shí)訓(xùn)考核辦法，把考核貫穿于整個(gè)實(shí)訓(xùn)過(guò)程中， 分階段進(jìn)行考核，如圖 3 所示。根據(jù)本工種的實(shí)

9、訓(xùn)時(shí)間，規(guī)定相 應(yīng)的進(jìn)度及要求對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)訓(xùn)考核。 為了培養(yǎng)學(xué)生對(duì)特種加工 實(shí)訓(xùn)的興趣和熱情， 完成前五個(gè)模塊后可以組織學(xué)生相互交流和 學(xué)習(xí)，進(jìn)行優(yōu)秀作品評(píng)展，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)訓(xùn)的成就感。 4 實(shí) 訓(xùn)教學(xué)改革的效果 4.1 提高學(xué)生的實(shí)訓(xùn)興趣 實(shí)訓(xùn)教學(xué)過(guò)程中， 利用一切可能的教學(xué)手段和方法激發(fā)學(xué)生 求知的興趣和欲望， 加上特種加工本身的奇特性的特點(diǎn)， 極大地 豐富了實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容， 激發(fā)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)興趣， 學(xué)習(xí)積極性顯著提 高。實(shí)訓(xùn)考核方法改革后，大大提高了學(xué)生聽(tīng)課積極性，使學(xué)生 充分意識(shí)到好的成績(jī)主要取決于平時(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)方法， 激 發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，改善了教學(xué)效果。 4.2 培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作

10、意識(shí)和創(chuàng)新精神 在特種加工綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)訓(xùn)練過(guò)程中，學(xué)生分組進(jìn)行設(shè)計(jì)、 加工，23人為一個(gè)制作小組，利用已有的知識(shí)查閱相關(guān)資料 及設(shè)計(jì)手冊(cè)，靈活地運(yùn)用各種軟件設(shè)計(jì)、繪制自己滿意的圖形， 并進(jìn)行加工， 使學(xué)生比較系統(tǒng)的完成了零件從構(gòu)思、 設(shè)計(jì)到制造 的全過(guò)程。通過(guò)綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)訓(xùn)練，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積 極性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)大學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)、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(xué)生的實(shí)踐操作能力 通過(guò)以上四個(gè)模塊的訓(xùn)練之后， 學(xué)生幾乎能夠自行完成圖形 的設(shè)計(jì)，程序的編制、檢驗(yàn)及輸入，只有在學(xué)生所編的程序有問(wèn) 題時(shí)指點(diǎn)一下即可。 這一幾乎“放手”的指導(dǎo)方式不但提高了學(xué) 生的實(shí)際操作能力， 而且培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用已經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)分析 問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 5 結(jié)語(yǔ) 通過(guò)對(duì)特種加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)各方面的不斷改革與創(chuàng)新， 開(kāi)闊了 學(xué)生的視野， 拓展了學(xué)生的操作技能， 使學(xué)生能及時(shí)了解先進(jìn)的 技術(shù)、工藝、材料和設(shè)備