應用型專業核心課程機電設備故障診斷與維修教改

喬印虎，陳杰平，張春燕，司志遠，緱瑞賓

（安徽科技學院 機電與車輛工程學院，安徽 鳳陽 233100）

應用型專業核心課程機電設備故障診斷與維修教改

喬印虎，陳杰平，張春燕，司志遠，緱瑞賓

（安徽科技學院 機電與車輛工程學院，安徽 鳳陽 233100）

針對高等教育提高質量的要求，以應用型高校示范專業建設為契機，落實到具體的課程上，闡述了專業核心課程——機電設備故障診斷與維修的教學改革情況，重點從教育教學方式、教學內容的應用型體現、配套實驗室的建設方面進行了改革，以滿足應用型人才培養的需要.

應用型；示范專業；核心課程；教學改革

1 引言

為提高高等教育質量，我校提出建設高水平應用型本科高等院校的發展戰略，其中機械電子工程專業作為省級應用示范專業，需進一步加強學生的理論和實踐能力，培養新形勢下，適應市場需求的應用型人才，特對原來偏重理論教學的模式進行改革.我院機械電子專業是新上本科專業，主要培養具有較強的數字化設計，數控設備、柔性加工系統等機電一體化產品操作、調試、診斷、維護等實際操作技能.具備運用現代技術手段測試機電參數、合理運用機電設備的能力.具有機電一體化產品的設計開發、運用、故障診斷與維護的能力.本專業學生主要學習現代工程圖學、機械工程材料、互換性與測量技術、機械原理、機械設計、傳感器與檢測技術、單片機原理與應用、自動控制原理現代設計技術、現代制造技術、機電設備故障診斷與維修、機電系統控制工程及應用.

2 課程改革背景

其中機電設備故障診斷與維修（Failure and Diagnosis of Mechatronics Equipments）是教學計劃確定的四門專業核心課之一[1]，總學時72（分理論和學生實踐兩部分組成），現代化設備具有機電一體化、高速化、自動化等特點，而其故障診斷和維修則顯得較為繁雜和困難.尤其是連續生產的裝置和生產線，一旦設備故障引發整套裝置或整條生產線停機，則會造成巨大的經濟損失，甚至會危及人的生命安全和污染環境.因此，加強設備的現代化管理，提高技術人員對設備故障診斷和維修的技術水平，越來越顯得重要和緊迫.本科程主要研究機電設備故障診斷技術，包括機電設備故障診斷技術的基本概念、機械物理信號分析基礎、機械狀態識別方法、機械零件的失效形式等設備診斷原理和常用技術，典型設備和主要傳動部件等的故障診斷技術.針對現代生產對設備的安全運行提出越來越高的要求，變傳統的定時維修為視情維修，提高設備的運轉率，降低維修費用，并預防重大事故的發生.初步培養學生綜合應用所學知識對機械設備進行狀態監測與故障診斷的一門專業技術課.

本課程是實踐性比較強的一門技術課程，體現新技術、新方法；理論和實踐相結合，即培養學生具有扎實的理論知識，又要有較強的動手能力和實踐技術，提高學生的創新思維和綜合應用能力，培養學生的工程應用能力.通過對典型設備故障的實例分析，加深對物理概念的理解，進一步了解故障診斷方法的工程應用，對一般設備故障能提出診斷策略和方法，并對故障的部位和原因能做出初步的分析，為提高設備維護管理水平打下良好的基礎[2-4].

3 改革具體措施

3.1 教學方式方法改革

傳統的教學方法大多集中于合班的理論教學，注重的是學科體系的完整性.而隨著科技發展，知識總量呈爆炸式增加，人類的工作和科技活動分工更加細化，對于工程技術人員來說，更重要不再是知識的完整性，而是應用已經成熟的技術動手解決工程實際問題的能力[5].本課程具有實踐性較強的特點，為提高工程教育水平，需要改變傳統的教學模式，借鑒國外教學方式，采用小班授課，單班學生數不超過36人.

3.1.1 教學做一體化

采用以學生為主體、以教師為輔助的探索式教學，減少枯燥繁瑣的理論講解，提高學生動手實踐的比例，充分發揮教師的引領作用，增強學生自主學習的興趣.

3.1.2 教學內容組織

增大實踐教學內容，理論教學和學生實踐內容各占大約50%左右，將常規的實驗教學分散對應于理論教學中的知識點，使學生及時將所學理論應用于解決問題.

3.1.3 教學方法組織

小班授課，探索式教學，即老師每節課提出一個問題，給與適當講解后鼓勵學生參與討論，在教師的帶領下進行動手操作，最后老師給予歸納和總結.

概況起來就是，主要教學手段采用多媒體教學、教師演示與學生操作結合，自主學習部分采用科研小組進行集體學習.根據專業人才培養目標和應用型人才培養具體要求，以一個典型機電產品為案例，采取“教學做創”一體化、理實融合的教學模式，具體教學過程中采用案例教學和項目驅動的方法，明確教師教授的內容、學生學的要求、學生做的內容，在此基礎上綜合運用知識進行工程問題的解決，完成一個或多個典型機電設備故障的診斷與排除.

3.2 課程內容體系

本課程的教學目的是讓學生了解機電設備狀態監測與故障診斷的意義、發展和基本理論；熟悉信號分析、數據采集與信號處理及常用傳感器的理論基礎；掌握工程信號的類別及其基本特點、掌握頻譜分析與數字信號分析的基本方法.掌握機械零件的失效形式等設備診斷原理和常用技術，掌握常用診斷儀器系統的使用方法，能對典型設備和主要傳動部件開展故障診斷工作.掌握旋轉機械、齒輪和滾動軸承的振動診斷技術；了解掌握鐵譜技術與監測診斷應用、紅外技術與監測診斷應用以及設備故障診斷專家系統原理；通過對典型設備故障的實例分析，加深對物理概念的理解，進一步了解故障診斷方法的工程應用，對一般設備故障能提出診斷策略和方法，并對故障的部位和原因能做出初步的分析，為提高設備維護管理水平打下良好的基礎[6-7].在前期理論實踐內容掌握的基礎上，以數控機床和柔性生產線作為對象，進行設備的故障診斷與排除.比如在講授怎樣排除數控機床電氣故障時，首先教會學生怎樣讀懂電氣原理圖，在此基礎上，以項目的形式分析機床主軸、刀架、進給系統的故障，順著電氣圖這個藤來排除可能的故障.

3.3 教學評價與考核

考核方式：平時考勤和大作業40%，實踐動手和創新30%，期末理論考試30%，教：平時20%考勤+10%大作業，以大作業或論文的形式提供，裝訂成冊；做：提出創新問題，做出一定的實驗結果，能解決一定的實際工程問題等作為考核指標，考核形式以，實驗報告，產品或結果和實驗現場考核的形式進行，其中完成實驗結果占成績的30%，有創新性的再加10%，實驗報告和創新性實驗考核結果裝訂成冊；期末考試：理論考試試卷占30%，理論試卷裝訂成冊.規定相同格式的紙張.實踐動手成績根據每次學生參與討論、動手結果直接按五級分制給出成績，期末進行折算匯總平均；理論考試按照百分制試卷考核，最后折算為五級分制，即按照五級分制——優秀、良好、中等、及格和不及格給成績.

4 配套實驗室建設

為適應學生創新性能力培養的需要，要改變傳統實驗設備偏向與驗證性實驗開設的傾向，精心選擇實驗設備，滿足學生創新的“做”的需要，設備改變了成套建制的購買，轉而采用購買一臺設備的關鍵零部件，讓學生動手組裝、調試和重新組合.既降低了成本，又能很好地培養學生的綜合運用所學知識解決實際問題的能力.

5 師資隊伍建設

本課程教學團隊由專職教師5名，高級職稱1人，中級職稱2人，初級職稱2人，博士學位2人，碩士學位3人，教學團隊年齡結構、職稱結構合理，團隊成員熱愛本科教學，具有強烈的改革意識和創新精神，教學質量高.

6 總結

綜上所述，為提高應用型本科高校本科生培養質量，增強學生的動手實踐能力，切實有效地培養適合市場需求的應用型新型人才，不僅要注重知識的傳授，更要注重學生的探索精神、創新精神、思維能力和實踐能力的培養，需要進行教學改革，落實到具體的課程上，為培養應用型人才提供沃土.

〔1〕徐永生,徐安林.機電一體化專業主干課程的探索[J].無錫職業技術學院學報，2003,6(2):5-7,55.

〔2〕張鍵.機械故障診斷技術[M].北京:機械工業出版社，2008.10.

〔3〕盛兆順，等.設備狀態監測與故障診斷技術及應用[M].北京:化學工業出版社，2003.

〔4〕陳進.機械設備振動監測與故障診斷[M].上海:上海交通大學出版社，1999.

〔5〕郭長永.機械維修專業實訓教學應加強學生三種能力培養[J].職業，2010,8(23)：114.

〔6〕徐小力.機電設備監測與診斷現代技術[M].北京:中國宇航出版社，2003.

〔7〕黃文虎.設備故障診斷原理技術與應用[M].北京:機械工業出版社，1997.

G648.4

A

1673-260X（2012）11-0195-02

安徽科技學院校級重點建設課程（ZDKC1124）；安徽省省級質量工程項目支持項目——（2011-2015機電工程省級開放實訓中心）