1、 20132013 年年全国全国“创新杯”“创新杯” 教师信息化教师信息化教学设计方案教学设计方案 （高效课堂教学模式） 教 材：高等教育出版社 CAXA 制造工程师 单 位：东莞市机电工程学校 执教者：魏佳煜 CAXA 制造工程师教学设计方案 1 第第七七章章 数控铣加工自动编程数控铣加工自动编程 7.3 曲面零件加工方法曲面零件加工方法 教 材：高等教育出版社CAXA 制造工程师 授课班级：2011 级模具 111 班，学生人数：50 人 一、教材分析一、教材分析 1教材的地位和作用：教材的地位和作用：本节课是 CAXA 软件教学曲面零件加工方法的第一、 二两个课时， 在此之前， 学生已经
2、学过平面零件的加工方法， 现在学习本节课是一个 “从 点到面” 的学习过程， 学好此知识也为接下来学习复杂零件的加工方法打好扎实的基础， 因此它在知识体系上起着承上启下承上启下的作用。另外 CAXA 软件已广泛应用于社会生活和生 产技术领域，它是当前世界领先技术的 CAM 系统，它所代表的创新加工体系创新加工体系，是近年来 CAM 技术发展的突破。 2.2.学情分析及教材处理：学情分析及教材处理： 本人所授课的班级为高二年级模具专业的学生， 他们的特 点是学习基础差，对学习缺乏自信，而且对理论课堂的内容容易产生厌烦感。不过他们 也有自身的优点，那就是好奇心强，对专业学习很感兴趣。针对学生的实际
3、情况，本着 因材施教的原则，我对教材进行了适当的处理：采用项目教学法，把命令讲解放到案例 的学习中， 让学生在完成项目的过程中学习到命令的操作和应用。 这样的设计打破了传这样的设计打破了传 统概念教学的规律，从关注概念本身统概念教学的规律，从关注概念本身转移转移到注重学生的应用能力上。同时体现了教学到注重学生的应用能力上。同时体现了教学 的多元化和学生的主体性。的多元化和学生的主体性。 3教学目标：教学目标： 知识目标：理解四种曲面加工方法，能熟练掌握各种参数的设置和灵活运用 能力目标：让学生能够通过造型的特点选择加工方法，培养学生观察分析、解 决问题的能力。 情感目标：从课堂渲染的特定氛围中
4、培养学生团队合作和语言组织表达能力， 引导学生进行职业生涯规划。 4教学重点教学重点：四种常见的曲面加工方法应用。教学难点教学难点：仿真软件的模拟加工。 5 5. . 关键点：关键点：仿真软件的对刀操作。以仿真软件的对刀操作为入手点来突破难点， 通过示范操作加深学生的印象，尤其是对刀操作的精确度要求。 6.6.指指导思想：导思想：以学生乐学、会学为中心，展现做中学、做中教的职教特色，创建以学生乐学、会学为中心，展现做中学、做中教的职教特色，创建 CAXA 制造工程师教学设计方案 2 互动、互动、高高效、欢乐的效、欢乐的和谐课堂。和谐课堂。 二二、教法、学法、教法、学法： 1.1.说教法说教法
5、针对学生的这些特点，本节课我主要采用任务驱动法，小组讨论法，情景教学法， 知识迁移法来体现“做中学，做中教”的人才培养 。在任务驱动法下，让学生运用教 材、习题集、现代网络来完成前置作业，使学生主动发现问题来思索解决问题；通过小 组讨论法，充分调动学生的学习积极性，使学生从“要我学转到我要学” ，发挥学生的 主观能动性；情景教学法下，通过面试应聘的情景线索贯穿整节课，引起学生注意，激 发学生求知欲望；通过知识迁移法，引导学生思维方向，培养学生主动获取知识。通过 以上四种方法激发学生浓厚学习兴趣，增强自信心，使课堂氛围更活跃，师生关系更融 洽。 2.2.说学法说学法 学生的学习是一个循序渐进的过
6、程，也是一个发挥主体能动性的过程。在此，我主 要指导学生采用分组讨论法，让学生集思广益，团结协作；自主探究法，在教师引导下 学生参与发现问题寻找答案；作品展示法，寓教于乐，消除畏难情绪，让学生在课堂上 找到成功，找到快乐。这些方法的运用可使问题让学生发现，疑难让学生讨论，知识让 学生整合，不足让学生反思，发挥学生主体作用。 三、课前准备：三、课前准备： 本节课采用信息化教学手段，课前的充分准备： 要求学生浏览高等教育出版社中职教育资源网和数控编程教育网，找到教材的 相关信息材料，让学生在课前对教材有所了解。 安装红蜘蛛网络教学系统，尤其是其中的屏幕监视功能可以随时掌握学生的操 作进度；安装 C
7、AXA 软件、宇龙数控仿真软件和屏幕录像专家等软件资源。 把我自己做好的教案和操作视频通过网络上传到百度文库中供学生搜索学习， 让学生通过搜索的过程激发学生自主探求知识的行动力，同时拓展学生的知识 面。 划分小组，将全班同学按照平时成绩和学习积极性的特点分成 7 个小组，每个 小组都有成绩好的和相对基础较差的，让学生在小组交流合作过程中能够体验 到团队知识的力量；每个小组都安排有语言表达能力较好的，为后面小组展示 CAXA 制造工程师教学设计方案 3 和交流合作做好准备。 四、项目操作过程四、项目操作过程 环节环节 过程过程 操操 作作 图图 示示 操操 作作 步步 骤骤 编编 程程 加加 工
8、工 造造 型型 分分 析析 造型技术要求分析： 1. 未注明圆角R3. 2. 材料选用45钢，选料尺寸为85mmx85mmx21mm. 3. 侧面及孔壁表面粗糙值为1.6，其余为3.2 4. 去除工件表面毛刺。 定定 义义 毛毛 坯坯 1. 选择 CAXA 软件中打开“加工管理”选项中的“毛坯” ， 弹出“毛坯定义”管理窗。 2. 将“毛坯定义”选择“两点定义” 。 “基准点”中的 X、 Y、Z 三轴分别设置为“-42.5” 、 “-42.5”和“-10” 。 “大小”设置为“85” 、 “85” 和“20” 。 选选 相相 关关 线线 1. 点击“相关线”工具栏，将相关线的颜色设置成绿色。
9、2. 在工件上需要加工的外边缘选择，设置成“相关线” 。 3. 在机床后置的信息表中的后置设置进行参数的设置。 4. 将其中设置为“绝对编程” 、坐标输出格式为小数、圆 弧控制为“圆心坐标” 、IJK 含义为圆心对起点等。 等等 高高 线线 粗粗 加加 工工 1. 在加工管理空白处右键，选择“加工”“粗加工” “等高线粗加工” 。 2. 根据图示的参数设置进行修改，分别是设置其中的 “刀 具”设置为 D10 的刀具、 “层高”为 2,“行距”为 3、 “连接方式”为直接等。 3. 设置完成参数之后单击完成，会出现相应的刀轨路径。 4. 在加工管理中选择刚刚生成的刀路参数，右键选择 “实 体仿真
10、”进入仿真加工界面。 5. 单击“加工”按钮之后会出现相应的加工动作视频，完 成粗加工环节。 轮轮 廓廓 线线 精精 加加 工工 1. 在加工管理空白处右键，选择“加工”“精加工” “轮廓线精加工” 。 2. 根据图示的参数设置进 R 的刀具、 “加工边界”为 0 到 -20,“螺旋加工”为 1、 “XY 切入”为 1 等。设置完成 参数 之后单击完成，会出现相应的刀轨路径。 3. 在加工管理中选择刚刚生成的刀路参数， 右键选择 “实 体仿真”进入仿真加工界面。 4. 单击“加工”按钮之后会出现相应的加工动作视频， CAXA 制造工程师教学设计方案 4 完成外轮廓精加工环节。 曲曲 面面 加加
11、 工工 1. 在加工管理空白处右键，选择“加工”“精加工” “三维偏置精加工” 。 2. 根据图示的参数设置进行修改，分别是设置其中的 “刀 具”设置为 R5 的刀具、 “加工方向”为顺铣,“进行方 向” 为内到外、 “切入” 为行距 0.2， 在选项中选择 “投 影” 等。设置完成参数之后单击完成，会出现相应的 刀轨路径。 3. 在加工管理中选择刚刚生成的刀路参数，右键选择 “实 体仿真”进入仿真加工界面。 4. 单击“加工”按钮之后会出现相应的加工动作视频，完 成外轮廓精加工环节。 刀刀 路路 轨轨 迹迹 1. 经过以上的粗加工和精加工之后的模拟加工刀路轨迹 示意图。 2. 在“加工管理”
12、中将所有加工方案全部显示，右键找到 “后置处理”选项中的“生成 G 代码” 。找到“fanuc” 系统，单击确定完成程序的导出。 3. 找到相应保存程序的地方，将程序的后缀改成“NC”的 格式，确认保存。 仿仿 真真 操操 作作 装装 夹夹 工工 件件 1. 打开宇龙软件，找到 Fanuc 系统的机床，选择其中的铣 床，选择其中的 OI 系列的北京机床厂设备。 2. 设置毛坯尺寸为 85mmx85mmx25mm，平口钳装夹，刀具 使用 10mm 的平底铣刀，并且将毛坯装夹到机床上。 对对 刀刀 操操 作作 1. 启动主轴，将刀具移到毛坯的侧面进行 X 轴方向的对 刀，使用塞尺对刀法，同样的方法
13、对 Y 轴进行对刀。 2. 将同个方向的两个坐标点取中间值， 移动刀具到坐标的 中心点，通过设置按钮将该点设置成为坐标原点， 进行 坐标系的设置。 3. 将刀具移动到毛坯上面，从上往下进行 Z 轴的对刀， 使 用塞尺对刀法完成对刀。 CAXA 制造工程师教学设计方案 5 程程 序序 导导 入入 1. 点击操作面板上的编辑键， 编辑状态指示灯变亮， 进入 编辑状态， 点击键盘上的 PROG 在 CRT 屏幕上点击 软键盘 “操作” ， 出现的下级子菜单中点击向右的翻页 箭头找到“READ” ，输入一个程序名 O#，按软键 “EXEC”. 2. 点击宇龙数控系统的菜单 机床 下拉菜单中找 DNC
14、传 送，该程序就显示在机床显示屏上了。 五五、教学过程、教学过程以学生应聘数控编程岗位的面试过程为情感线索 角色扮演：教师角色扮演：教师面试官面试官 学生学生应聘者应聘者 教学环节教学环节 教学方法教学方法 与与手段手段 教学实施教学实施 设计意图设计意图 教师活动教师活动 学生活动学生活动 情境导入情境导入 播放视频 增设情景 情景教学法 信息激励法 多媒体教学 播放招聘会现场的简短 视频，浏览当地各大招 聘网站上关于数控编程 岗位的信息和需求。 观看视频，寻求 网页上面相关的 职位技能要求和 素质要求。 通过播放视频 和网络信息让学生 看到现实中的竞争 时如此激烈。 新课教学新课教学 任务
15、驱动 网络资源 情景设问法 知识迁移法 增设环境 营造气氛 以面试官身份提问：同 学们，你们有什么能力 或者说你们有什么优势 能够在这人群中脱颖而 出呢？ 对自己进行自我 评估，寻找自己 能够越他人的优 点。 当学生融入在 招聘会的紧张气氛 中时问题的提出无 疑 给 学 生 一 个 打 击，从而集中了学 生的注意力。 自主探究自主探究 启发教学 突出重点 自主探究法 任务驱动法 小结归纳法 分发面试任务书，完成 任务书中所示零件的编 程加工。 根据每个小组所使用的 加工方法进行参数设置 的引导，最后做到每个 小组都能够顺利完成编 程工作。 学生拿到任务书 之 后 就 开 始 思 考，审题后发现
16、 图纸中含有曲面 特征，用已学的 知识无法解决， 于是查阅在网络 上面搜索到的资 料尝试加工。 拿到任务书之后整 个课堂陷入一种严 谨认真的面试氛围 中，充满着紧张与 竞争的气息。通过 头脑风暴、各抒己 见的形式组织学 习，这样大大提高 了学生的注意力。 分组讨论法 引导学生正确讨论，鼓 励学生向全班表达自己 的技术方法。 每个小组推选代 表到台上将自己 小组作品展示给 全班。 让学生在小组的交 流和互动问答的过 程中掌握四种加工 方法的应用，同时 让学生在课堂上体 验到快乐和成功。 CAXA 制造工程师教学设计方案 6 激励兴趣法 归纳区分四种加工方法 的参数设置和加工路 径，让学生明确四种
17、方 法的使用方法和操作步 骤。 学生认真观察刀 具加工的路径， 并思考刀具是如 何确定加工路径 的。 学生看到自己的作 品被作为展示可以 让学生的劳动得到 肯定，也可以大大 激发学生进一步学 习的兴趣。 强化训练强化训练 仿真软件 反馈验证 角色扮演法 创设疑问 切入重点 以面试官身份提问：同 学们，你们怎么知道你 们所编写的程序是正确 的呢？或者说能不能投 入生产呢？ 学生经过预习得 知可以将程序导 入仿真软件中根 据软件的反馈情 况验证程序的正 确性。 通过仿真软件的导 入可以让学生体验 到机床操作的过 程，同时大大降低 了学生操作的危险 性。 示范操作示范操作 凭切入点 突破难点 信息化
18、教学 对比法 示范法 向学生详细示范三种对 刀方法的操作步骤和对 刀原理，分别说明寻边 器对刀、试切对刀和塞 尺对刀三种对刀方法上 面的区别。 学生将三种对刀 方法进行对比， 在对比的过程中 根据造型的特点 找出最合适的对 刀方法完成对刀 操作，在对比的 过程中找出精确 度的相应要求。 通过对刀操作这个 关键点的切入来突 破本节课仿真模拟 操作的难点，让学 生亲身体验到经过 自己的动手完成加 工的成就感，另外 才成项目的过程中 可以掌握曲面加工 方法的应用。 综合练习综合练习 强化应用强化应用 信息化教学 灵活应用 软件资源 要求学生将四种加工方 法的程序都导入到仿真 软件中进行模拟加工 将今
19、天所学的方 法操作应用，总 结出不同方法的 操作特点。 让学生在练习中将 今天的技能得到巩 固，通过对比的方 法来完成今天仿真 模拟的学习任务。 课堂总结课堂总结 机智评价机智评价 信息化教学 多方评价法 成果鼓励法 将我自己做好的实际操 作加工视频给学生观 看。要求学生填好任务 书背面的评价表，评选 出优秀个人和优秀小 组，完成面试。 验证自己程序的 正确性，按要求 填写好评价表。 学生看到自己编写 的程序可以在机床 的作用下让毛坯变 成产品的过程，大 大激发学生进一步 学习的积极性。 布置作业布置作业 拓展应用拓展应用 进阶梯度 强化巩固 网络资源 课后作业：使用今天所 学知识完成下图的加
20、 工，以小组为单位将程 序上传到指定的邮箱 中，同时完成实训报告， 进行知识点的归纳总 结，要求学生做好反思 课后经过网络微 信、QQ 等工具 进行讨论共同完 成拓展项目。完 成相应的实训报 告内容，对知识 回忆反思。 通 过 总 结 反 思，有利于培养学 生分析、归纳和总 结的能力。 安排的课后作 业及探索实践注重 CAXA 制造工程师教学设计方案 7 工作。 学生的个体差异， 让每个学生都能够 有成功的体验。 六六、板书设计、板书设计 曲面零件加工方法曲面零件加工方法 重点 基础 操作过程：分析造型特点编程加工仿真模拟完成作业 通过板书将教材内容直观展现在学生面前不仅反映教学思路，还能突出
21、重点，揭示 难点和关键，有利于帮助学生更好理解，记忆和复习巩固所学知识，便于学生对教学内 容形成整体印象，还利于训练学生分析，概括和记忆能力。 七七、教学反思：教学反思： 通过本节课的教学之后，学生能够取得教学效果，老师能够完成教学任务，其中印 象最深刻的就是将职业素质教育放到技能教学中， 改变了传统的技能教学单一的项目教 学， 给项目教学营造一种特定的教学氛围， 集中学生的注意力从而取得更好的教学效果。 分别有以下三个方面的亮点：分别有以下三个方面的亮点： 亮点一：亮点一：将职业文化素养课程融入到技能课程中，为课堂营造氛围，以“提高课堂有效 性”为教学宗旨。 亮点二：亮点二：信息化与学科教学
22、的有机整合，在课堂上化抽象于具体、化理念于实际，成功 的教学所需要的不是强制， 而是激发兴趣， 信息化无疑是激发学生学习兴趣的有效途径。 亮点三：亮点三：将信息教学、任务驱动、机智评价和小组合作等多种教学手段为一体，体现做 中学、做中教的设计理念。 八八、待改进地方：、待改进地方： 1.小组合作过程中有部分学生跟不上节奏，需要进行课后个别辅导解决。 等高线加工 三维偏置加工 扫描线加工 参数线加工 难点 突破 对刀 寻边器对刀 试切对刀 塞尺对刀 CAXA 制造工程师教学设计方案 8 2.项目教学法的应用在一定程度上会造成对知识系统的掌握不够全面，需要进一步进行 教学内容整合，加强教学知识面的
23、拓展。 以上就是我的教学设计方案，请各位评委老师给予指导，谢谢！以上就是我的教学设计方案，请各位评委老师给予指导，谢谢！ 附件一： 面 试 任 务 书 应聘者姓名： 应聘日期： 1. 项目零件图纸如下： 2根据零件图的尺寸要求利用 CAXA 软件绘制出造型图，命名为 CAXA.mxe。 3 使用 CAXA 软件对 CAXA.mxe 文件中的造型进行编程， 程序文件保存为 CAXA.txt。 4将程序 CAXA.mxe 传送到宇龙仿真软件中，使用相应的加工方法对造型进行加工。 5将程序写在下面的方框处，并且导出加工视频。 6将以上所有的文件放在一个以应聘者姓名命名的文件夹中 程序内容： CAXA
24、 制造工程师教学设计方案 9 附件二：学生评价表 班级： 姓名： 学号： 项目项目 序号序号 技术技术要求要求 分值分值 自评自评 他评他评 教师评价教师评价 底台底台 （14%） 1 外形（800.02）mm 6 2 厚度 10mm 4 3 底面、侧面表面粗糙度 4 弧形凸台弧形凸台 （24%） 4 圆孔 10 极限尺寸要求 6 5 （600.01）mm 5 6 R100mm 5 7 R8mm 4 8 厚度（50.01）mm 4 柱台柱台 （15%） 9 25 极限尺寸要求 5 10 底部高度 4mm 5 11 顶部高度 6mm 5 工作成果工作成果 （22%） 12 数控程序是否正确 7
25、13 刀具选用是否合适 5 14 切削用量是否合理 5 15 工作态度是否认真 5 自我评价自我评价 (20%) 16 学习活动是否达到目的 5 17 是否独立解决问题 5 18 团队合作氛围 5 19 个人在团队中的作用 5 文明生产文明生产 20 仿真操作规范、正确 5 CAXA 制造工程师教学设计方案 10 (5%) 合合 计计 100 附件三：前置作业（课前预习完成） 班级： 姓名： 学号： 一、零件图分析： 1.零件图如下图所示： 2. 分析该零件造型中分别有哪些特征完成下表： 特征 1 特征 5 特征 2 特征 6 特征 3 特征 7 特征 4 特征 8 3. 该造型中有哪些特征是之前没有学过的？ 二、编程加工 1. CAXA 中常用的曲面加工方法有哪几种？ 2. 各种曲面加工方法的编程操作和参数设置： 序号 加工方法 参数设置操作步骤 1 2 3 4 三、仿真加工 CAXA 制造工程师教学设计方案 11 1. 仿真加工中有哪些常用的对刀方法： 2.请写出仿真模拟加工的操作过程：
