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摘要:“数控机床故障诊断与维修”是数控技术专业的一门重要专业课,它的教学效果直接影响到数控技术人才的培养规格和质量。随着高职院校实施“双证融通”人才培养模式,“数控机床故障诊断与维修”教学改革势在必行。结合笔者从事“数控机床故障诊断与维修”的教学及工作经验,本文分析了在“数控机床故障诊断与维修”教学中存在的问题,提出了一些教学改革措施。
关键词:数控机床;故障诊断与维修;教学改革
作者简介:闫存富(1972-),男,河南安阳人,黄河科技学院工学院,工程师,讲师,工学硕士,主要研究方向:机械制造自动化;杨汉嵩(1969-),男,江苏连云港人,黄河科技学院工学院,讲师,工学硕士,主要研究方向:机械制造自动化。(河南 郑州 450063)
基金项目:本文系黄河科技学院校级教改项目(项目编号:JG1004520823)的研究成果。
当前,高职院校要实施 “双证融通”人才培养模式,就必须在高职课程领域有相应的改革,包括重构高职课程教学目标、课程结构、教学方法与评价方式等。“数控机床故障诊断与维修”作为数控技术专业学生的一门专业基础课,如何使学生通过该课程的学习,掌握一些必要的故障诊断和维修技术,毕业后能迅速胜任岗位工作,缩短就业的适应期,尽快地实现教学与企业生产需要之间的接轨,是一个很重要的问题。
本文结合笔者的实际工作经验,对“数控机床故障诊断与维修”的教学中存在的问题进行分析,对该课程的教学提出了一些教学改革措施,供同行参考。
一、教学中存在的问题
“数控机床故障诊断与维修”的传统教学模式是在原有的教学计划和教学大纲的规定下,以教师为中心的教学模式,理论教学和实践教学脱节,具体表现如下。
(1)“数控机床故障诊断与维修”是一门综合性很强的专业课程,涉及到机械、液压、气动、电工电子、微机控制技术、PLC控制技术、伺服控制、检测技术等方面的技术,涉及知识面广泛。虽然在教学安排上,开设过“电工与电子技术基础”、“单片机原理及应用”、“数控机床”、“可编程控制器及应用”、“数控机床伺服系统”、“传感器与测试技术”、“典型数控系统”等前置课程,但是由于在前期教学中,学生大都只是孤立的接受这些课程,而本课程是将这些知识集中到一门课程当中,多数学生感到学习难度大,难以将所学知识做到融会贯通,做到综合运用。
(2)随着职业院校的扩招,生源质量、学生素质普遍偏低,主要表现为理论知识薄弱、动手能力差、缺乏实际经验,相当一部分学生的抽象思维能力较弱,接受专业知识的兴趣和能力都处于较低的水平。
(3)数控机床作为一种价格昂贵的精密机械加工设备,其经济、技术成本均较高,有些院校受到资金投入与实际条件的限制,不具备用于教学使用的数控机床或者具备数控机床而实践教学环节比较薄弱。“数控机床故障诊断与维修”的教学仍然以理论教学为主,在实践教学过程中,由于设备的不足,出于对数控设备的保护,不愿对设备进行拆卸,仅安排一些认知实验,实习时间不能得到有效保证,学生的实践能力、综合动手能力难以提高。在很大程度上使“数控机床故障诊断与维修”课程的理论教学和实践教学严重脱节。
二、教学改革措施
作为一门实践性很强的专业基础课,本课程的教学任务是培养学生成为在数控机床诊断与维修方面具有分析问题与解决基本问题能力的技术人材,使学生确立数控机床故障诊断与维修的基本思路与原则。根据当前“双证融通”人才培养模式的要求,结合社会对该专业人才的需求标准,该课程教学改革应从以下几方面入手。
1.教学内容改革
编写适合的教材。近几年,随着数控机床应用的逐步普及,相关学科的教材也在逐步完善,但是“数控机床故障诊断与维修”和“数控维修与维护”课程的教材还没有合适的版本。根据数控技术专业的知识结构结合自己学校设备的具体情况,编写适合本校实际情况的教材。同时对原有的“数控机床故障诊断与维修”课程体系进行重构,打破传统单一的章节讲授教学模式。重构课程体系后,采用模块化教学模式,按数控机床的组成将内容调整为几个模块,每个模块既相对独立,又有一定的衔接。同时重视学生动手能力的培养,增加实践教学的比重,划分为不同项目,把“教、学、做”融为一体,围绕模块内容实行项目教学。
2.教学方法改革
(1)重视实践操作,合理安排实训,培养学生动手能力。根据本课程的教学目标,结合本课程实践性较强,学生实践知识较少这一特点。在学习本课程之前,学生虽然已对数控机床的结构、组成及工作原理有所了解,但是实际动手能力仍是一个弱项。
针对理论讲解枯燥的特点,讲课中可结合课程当前的应用前景来激发学生学习兴趣,提高学生的学习积极性,条件许可的话,可以打开机床现场给学生讲解机床内部各组成部分,让学生对数控机床的结构、组成及工作原理有更深入地了解,在此基础上再去讲故障诊断,不仅能提高学生的学习兴趣,也能使学生很容易的接收理解。
实践教学上应适当加大实验、实训课程的比例,比如安排一些实训专周,让每个学生都能到数控机床上实际操作一段时间,对一些关键部位如主轴、工作台、滚珠丝杠、刀库等可让学生亲手“打开看看”,了解基本结构,掌握维修中的注意事项,获得装、调、修的局面,使得两者紧密结合,关键是让学生动起来。
现有的实训课程往往是采用集中实训。学生在上理论课时由于枯燥、抽象,无法理解内容时就会失去学习兴趣,而进行数控机床故障诊断与维修的实训时,又缺少理论指导,理论与实践脱节,难以收到良好的教学效果。因此,建议将实训模块化,穿插在理论课的全过程进行,使学生实现理论与实践真正意义上的结合,便于理解消化。
(2)注意和前置课程相联系,合理使用对比的方法。如前文所述,数控机床作为一种复杂的机电一体化产品,所以在教学安排上,一般是先上相关的专业课程。这样做一方面是通过这些课程的理论学习,使学生掌握一些基本理论知识,为进行故障诊断奠定理论基础;另一方面是在这些课程的学习过程中,要进行一些相关的实习,可以使学生掌握一些测量仪器、仪表的工作原理和使用方法,为学生进行故障诊断奠定实践基础。考虑到本课程涉及的理论知识较多,可在每次下课时提醒学生下一节课的授课内容,提前准备一些相关的知识,以防止在讲课过程中出现学生听天书的现象。
数控机床故障诊断与维修主要讲解对数控机床故障排除和维修方面的知识,实质是数控机床的医生。可以采用对比教学法,例如在讲解数控机床的工作原理时,考虑学生已经学习过普通机床,具备一定的基础知识,采取与普通机床对比的方法,学生能够很快地进入角色。在讲解系统自诊断时,可以对比计算机的开机自诊断来讲解,学生就很容易接受。同时鼓励学生多查阅资料,使学生能更好的掌握理论知识,真正做到理论与实践结合,提高学生的综合实践能力。
(3)联系实际,多种方法并用,激发学生学习兴趣。“数控机床故障诊断与维修”是一门实践性很强的课程,传统的教学方式已无法实现能力的培养。在教学过程中应采取不同的教学方法和教学手段,如利用多媒体或网络教学,以取得比较理想的教学效果。
比如采用互动式教学方式,改变传统的以教师为中心的课堂教学模式,采取提问、回忆、讨论的方式,既能充分调动学生学习的主动性、积极性,又能活跃课堂气氛。可采用研究型教学法,在讲授典型部件的故障实例时,首先让学生自己分析故障现象,找出故障的所有的可能原因,再带着学生去作进一步的研究,找出排除故障的方法,最后让学生自己对故障的排除过程进行总结。采用实践教学法,条件许可时,将学生带到工作现场,让学生对生产中出现的实际问题,利用课堂上讲的故障诊断原则和方法先进行分析、讨论,再由教师进行讲解,总结。可以让学生自己对故障的排除过程进行总结,培养学生运用理论知识去解决实际问题的能力。应用对比举例教学法,将数控机床比作人,维修人员比为医生,举病人和医生的关系讲解在看病之前,医生应首先对人体的各个部位结构及其相互关系非常熟悉,看病前应详细询问病人的情况后,才能进行诊断。再讲解故障诊断的步骤和基本方法,学生就很容易接受。
(4)注意总结,培养思维方式。本课程学习的基本要求是使学生确立数控机床故障诊断与维修的基本思路与基本原则。通过对常见故障特点和发生原因的分析,掌握数控机床故障诊断所必需的理论知识,配合相关的实验与实训,使学生学会用数控机床中常用的检测技术与方法去分析现象,故障定位,并学会用基本方法去排除常见故障。
“数控机床故障诊断与维修”中许多知识和技能都属于应用性的,在排除故障之后,教师要引导学生对故障现象、故障原因、排除过程进行及时总结,积累经验,养成良好的工作习惯。应充分利用启发与引导的作用,激发学生主观能动性。结合不同学生的不同特点,因材施教,引导学生去发现问题、思考问题、解决问题,培养学生处理问题的综合能力。
三、课程考核的改革
“数控机床故障诊断与维修”传统的考核方法为期末考试加平时成绩,这种考核方法不适应“双证融通”人才培养模式,为此需要对该课程的考核方式进行改进。
结合近几年对该课程实际教学效果的经验和教学方法的改革,对该课程的考核方式进行如下调整:
总评成绩=项目考核(40%)+综合理论知识测试成绩(60%)+平时成绩(10%)
每个项目考核成绩即实践动手能力的考核。
综合测试成绩即综合理论知识测试。
平时成绩包括考勤、作业及课堂提问等。
理论考核主要考查学生对该课程基本理论知识的掌握情况。实践考核采用现场考核的形式,实践题目主要是让学生独立完成典型数控系统的连接、调试和一些简单故障的排除,主要考核学生的基本实践技能。平时成绩包括学生学习态度、课堂表现、出勤、作业等方面。按照任务进程分段考核,具体考核方式根据任务性质灵活调整,考核标准参照国家职业技能标准,贴近生产实际。
四、结束语
随着数控技术的发展,社会对数控专业毕业生在理论和实践方面的要求的不断提高,数控机床故障诊断与维修的教学思路和方式也在不断发展,实践和理论教学环节的联系也越来越强。只有不断改进教学方法,加强学习,才能适应现代数控机床故障诊断与维修的教学步伐,培养出与时代接轨的合格人才。
参考文献:
[1]杨辉,数控机床故障诊断与维修技能实训[M].北京:北京理工大学出版社,2007.
[2]郑小年,杨克冲.数控机床故障诊断与维修[M].武汉:华中科技大学出版社,2005.
[3]林凯.试论我国的高等职业教育[J].机械职业教育,2008,(4).
[4]周虹.深化《数控工艺与编程》课程的改革[J].机械职业教育,2008,(4).
(责任编辑:苏宇嵬)
关键词:数控机床;故障诊断与维修;教学改革
作者简介:闫存富(1972-),男,河南安阳人,黄河科技学院工学院,工程师,讲师,工学硕士,主要研究方向:机械制造自动化;杨汉嵩(1969-),男,江苏连云港人,黄河科技学院工学院,讲师,工学硕士,主要研究方向:机械制造自动化。(河南 郑州 450063)
基金项目:本文系黄河科技学院校级教改项目(项目编号:JG1004520823)的研究成果。
当前,高职院校要实施 “双证融通”人才培养模式,就必须在高职课程领域有相应的改革,包括重构高职课程教学目标、课程结构、教学方法与评价方式等。“数控机床故障诊断与维修”作为数控技术专业学生的一门专业基础课,如何使学生通过该课程的学习,掌握一些必要的故障诊断和维修技术,毕业后能迅速胜任岗位工作,缩短就业的适应期,尽快地实现教学与企业生产需要之间的接轨,是一个很重要的问题。
本文结合笔者的实际工作经验,对“数控机床故障诊断与维修”的教学中存在的问题进行分析,对该课程的教学提出了一些教学改革措施,供同行参考。
一、教学中存在的问题
“数控机床故障诊断与维修”的传统教学模式是在原有的教学计划和教学大纲的规定下,以教师为中心的教学模式,理论教学和实践教学脱节,具体表现如下。
(1)“数控机床故障诊断与维修”是一门综合性很强的专业课程,涉及到机械、液压、气动、电工电子、微机控制技术、PLC控制技术、伺服控制、检测技术等方面的技术,涉及知识面广泛。虽然在教学安排上,开设过“电工与电子技术基础”、“单片机原理及应用”、“数控机床”、“可编程控制器及应用”、“数控机床伺服系统”、“传感器与测试技术”、“典型数控系统”等前置课程,但是由于在前期教学中,学生大都只是孤立的接受这些课程,而本课程是将这些知识集中到一门课程当中,多数学生感到学习难度大,难以将所学知识做到融会贯通,做到综合运用。
(2)随着职业院校的扩招,生源质量、学生素质普遍偏低,主要表现为理论知识薄弱、动手能力差、缺乏实际经验,相当一部分学生的抽象思维能力较弱,接受专业知识的兴趣和能力都处于较低的水平。
(3)数控机床作为一种价格昂贵的精密机械加工设备,其经济、技术成本均较高,有些院校受到资金投入与实际条件的限制,不具备用于教学使用的数控机床或者具备数控机床而实践教学环节比较薄弱。“数控机床故障诊断与维修”的教学仍然以理论教学为主,在实践教学过程中,由于设备的不足,出于对数控设备的保护,不愿对设备进行拆卸,仅安排一些认知实验,实习时间不能得到有效保证,学生的实践能力、综合动手能力难以提高。在很大程度上使“数控机床故障诊断与维修”课程的理论教学和实践教学严重脱节。
二、教学改革措施
作为一门实践性很强的专业基础课,本课程的教学任务是培养学生成为在数控机床诊断与维修方面具有分析问题与解决基本问题能力的技术人材,使学生确立数控机床故障诊断与维修的基本思路与原则。根据当前“双证融通”人才培养模式的要求,结合社会对该专业人才的需求标准,该课程教学改革应从以下几方面入手。
1.教学内容改革
编写适合的教材。近几年,随着数控机床应用的逐步普及,相关学科的教材也在逐步完善,但是“数控机床故障诊断与维修”和“数控维修与维护”课程的教材还没有合适的版本。根据数控技术专业的知识结构结合自己学校设备的具体情况,编写适合本校实际情况的教材。同时对原有的“数控机床故障诊断与维修”课程体系进行重构,打破传统单一的章节讲授教学模式。重构课程体系后,采用模块化教学模式,按数控机床的组成将内容调整为几个模块,每个模块既相对独立,又有一定的衔接。同时重视学生动手能力的培养,增加实践教学的比重,划分为不同项目,把“教、学、做”融为一体,围绕模块内容实行项目教学。
2.教学方法改革
(1)重视实践操作,合理安排实训,培养学生动手能力。根据本课程的教学目标,结合本课程实践性较强,学生实践知识较少这一特点。在学习本课程之前,学生虽然已对数控机床的结构、组成及工作原理有所了解,但是实际动手能力仍是一个弱项。
针对理论讲解枯燥的特点,讲课中可结合课程当前的应用前景来激发学生学习兴趣,提高学生的学习积极性,条件许可的话,可以打开机床现场给学生讲解机床内部各组成部分,让学生对数控机床的结构、组成及工作原理有更深入地了解,在此基础上再去讲故障诊断,不仅能提高学生的学习兴趣,也能使学生很容易的接收理解。
实践教学上应适当加大实验、实训课程的比例,比如安排一些实训专周,让每个学生都能到数控机床上实际操作一段时间,对一些关键部位如主轴、工作台、滚珠丝杠、刀库等可让学生亲手“打开看看”,了解基本结构,掌握维修中的注意事项,获得装、调、修的局面,使得两者紧密结合,关键是让学生动起来。
现有的实训课程往往是采用集中实训。学生在上理论课时由于枯燥、抽象,无法理解内容时就会失去学习兴趣,而进行数控机床故障诊断与维修的实训时,又缺少理论指导,理论与实践脱节,难以收到良好的教学效果。因此,建议将实训模块化,穿插在理论课的全过程进行,使学生实现理论与实践真正意义上的结合,便于理解消化。
(2)注意和前置课程相联系,合理使用对比的方法。如前文所述,数控机床作为一种复杂的机电一体化产品,所以在教学安排上,一般是先上相关的专业课程。这样做一方面是通过这些课程的理论学习,使学生掌握一些基本理论知识,为进行故障诊断奠定理论基础;另一方面是在这些课程的学习过程中,要进行一些相关的实习,可以使学生掌握一些测量仪器、仪表的工作原理和使用方法,为学生进行故障诊断奠定实践基础。考虑到本课程涉及的理论知识较多,可在每次下课时提醒学生下一节课的授课内容,提前准备一些相关的知识,以防止在讲课过程中出现学生听天书的现象。
数控机床故障诊断与维修主要讲解对数控机床故障排除和维修方面的知识,实质是数控机床的医生。可以采用对比教学法,例如在讲解数控机床的工作原理时,考虑学生已经学习过普通机床,具备一定的基础知识,采取与普通机床对比的方法,学生能够很快地进入角色。在讲解系统自诊断时,可以对比计算机的开机自诊断来讲解,学生就很容易接受。同时鼓励学生多查阅资料,使学生能更好的掌握理论知识,真正做到理论与实践结合,提高学生的综合实践能力。
(3)联系实际,多种方法并用,激发学生学习兴趣。“数控机床故障诊断与维修”是一门实践性很强的课程,传统的教学方式已无法实现能力的培养。在教学过程中应采取不同的教学方法和教学手段,如利用多媒体或网络教学,以取得比较理想的教学效果。
比如采用互动式教学方式,改变传统的以教师为中心的课堂教学模式,采取提问、回忆、讨论的方式,既能充分调动学生学习的主动性、积极性,又能活跃课堂气氛。可采用研究型教学法,在讲授典型部件的故障实例时,首先让学生自己分析故障现象,找出故障的所有的可能原因,再带着学生去作进一步的研究,找出排除故障的方法,最后让学生自己对故障的排除过程进行总结。采用实践教学法,条件许可时,将学生带到工作现场,让学生对生产中出现的实际问题,利用课堂上讲的故障诊断原则和方法先进行分析、讨论,再由教师进行讲解,总结。可以让学生自己对故障的排除过程进行总结,培养学生运用理论知识去解决实际问题的能力。应用对比举例教学法,将数控机床比作人,维修人员比为医生,举病人和医生的关系讲解在看病之前,医生应首先对人体的各个部位结构及其相互关系非常熟悉,看病前应详细询问病人的情况后,才能进行诊断。再讲解故障诊断的步骤和基本方法,学生就很容易接受。
(4)注意总结,培养思维方式。本课程学习的基本要求是使学生确立数控机床故障诊断与维修的基本思路与基本原则。通过对常见故障特点和发生原因的分析,掌握数控机床故障诊断所必需的理论知识,配合相关的实验与实训,使学生学会用数控机床中常用的检测技术与方法去分析现象,故障定位,并学会用基本方法去排除常见故障。
“数控机床故障诊断与维修”中许多知识和技能都属于应用性的,在排除故障之后,教师要引导学生对故障现象、故障原因、排除过程进行及时总结,积累经验,养成良好的工作习惯。应充分利用启发与引导的作用,激发学生主观能动性。结合不同学生的不同特点,因材施教,引导学生去发现问题、思考问题、解决问题,培养学生处理问题的综合能力。
三、课程考核的改革
“数控机床故障诊断与维修”传统的考核方法为期末考试加平时成绩,这种考核方法不适应“双证融通”人才培养模式,为此需要对该课程的考核方式进行改进。
结合近几年对该课程实际教学效果的经验和教学方法的改革,对该课程的考核方式进行如下调整:
总评成绩=项目考核(40%)+综合理论知识测试成绩(60%)+平时成绩(10%)
每个项目考核成绩即实践动手能力的考核。
综合测试成绩即综合理论知识测试。
平时成绩包括考勤、作业及课堂提问等。
理论考核主要考查学生对该课程基本理论知识的掌握情况。实践考核采用现场考核的形式,实践题目主要是让学生独立完成典型数控系统的连接、调试和一些简单故障的排除,主要考核学生的基本实践技能。平时成绩包括学生学习态度、课堂表现、出勤、作业等方面。按照任务进程分段考核,具体考核方式根据任务性质灵活调整,考核标准参照国家职业技能标准,贴近生产实际。
四、结束语
随着数控技术的发展,社会对数控专业毕业生在理论和实践方面的要求的不断提高,数控机床故障诊断与维修的教学思路和方式也在不断发展,实践和理论教学环节的联系也越来越强。只有不断改进教学方法,加强学习,才能适应现代数控机床故障诊断与维修的教学步伐,培养出与时代接轨的合格人才。
参考文献:
[1]杨辉,数控机床故障诊断与维修技能实训[M].北京:北京理工大学出版社,2007.
[2]郑小年,杨克冲.数控机床故障诊断与维修[M].武汉:华中科技大学出版社,2005.
[3]林凯.试论我国的高等职业教育[J].机械职业教育,2008,(4).
[4]周虹.深化《数控工艺与编程》课程的改革[J].机械职业教育,2008,(4).
(责任编辑:苏宇嵬)