基于工作過(guò)程的《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》教學(xué)改革與實(shí)踐

摘要：為提高職業(yè)學(xué)校學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，突出學(xué)生能力培養(yǎng)，以《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》課程教學(xué)改革的實(shí)施過(guò)程為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)課程特點(diǎn)和教學(xué)中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，提出了基于工作過(guò)程的教學(xué)改革措施，闡述了課程教學(xué)體系的構(gòu)建過(guò)程和具體教學(xué)實(shí)施過(guò)程，并對(duì)教學(xué)改革的效果進(jìn)行分析，為職業(yè)學(xué)校的教學(xué)改革提供了新的思路。

關(guān)鍵詞：工作過(guò)程；數(shù)控機(jī)床；故障診斷與維修；教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G712？搖 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）40-0046-02

“以學(xué)生為主體，以能力為本位”是職業(yè)學(xué)校教學(xué)改革的方向。基于工作過(guò)程的教學(xué)模式，讓學(xué)生在“學(xué)中做，做中學(xué)”，達(dá)到對(duì)知識(shí)的理解和技能的提高。為了突出這一目標(biāo)，在《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》課程教學(xué)中，根據(jù)企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)故障診斷與維修的實(shí)際過(guò)程，及學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合并進(jìn)行教學(xué)改革，使學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程與工作過(guò)程一致，學(xué)習(xí)任務(wù)與工作任務(wù)一致。

一、基于工作過(guò)程教學(xué)模式的內(nèi)涵

基于工作過(guò)程教學(xué)模式的實(shí)質(zhì)是課程內(nèi)容和結(jié)構(gòu)追求的不是學(xué)科架構(gòu)的系統(tǒng)化，而是工作過(guò)程系統(tǒng)化，其強(qiáng)調(diào)的是教學(xué)過(guò)程與工作過(guò)程的深度融合，將理論知識(shí)、實(shí)踐技能和自主學(xué)習(xí)能力并舉進(jìn)行。以基于工作過(guò)程教學(xué)模式為理念的教學(xué)改革，要求通過(guò)職業(yè)崗位分析，開(kāi)發(fā)出一系列的典型工作任務(wù)，按照人的職業(yè)能力形成規(guī)律進(jìn)行序列化，最后形成學(xué)習(xí)領(lǐng)域的課程，當(dāng)然其符合教學(xué)規(guī)律和課程規(guī)律。基于工作過(guò)程教學(xué)模式以崗位（群）涵蓋的典型工作任務(wù)為教學(xué)載體，教學(xué)內(nèi)容指向工作的目標(biāo)、內(nèi)在規(guī)律、前后銜接以及活動(dòng)所涉及的相關(guān)知識(shí)。基于工作過(guò)程教學(xué)模式，是以培養(yǎng)能力為主線(xiàn)，按工作過(guò)程的不同工作任務(wù)的相關(guān)性來(lái)實(shí)現(xiàn)知識(shí)和實(shí)踐技能的整合的“串行”體系。這類(lèi)課程具有明顯的職業(yè)特點(diǎn)，符合或貼近本專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生面對(duì)的崗位（群）的能力要求。

二、《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》課程改革的必要性

（一）課程分析

隨著數(shù)控機(jī)床和數(shù)控設(shè)備在現(xiàn)代制造行業(yè)的迅速普及，我國(guó)在2006年將數(shù)控機(jī)床維修工列入到勞動(dòng)和社會(huì)保障部發(fā)布的新職業(yè)，因此，大多數(shù)職業(yè)院校在數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)或機(jī)電專(zhuān)業(yè)都開(kāi)設(shè)了《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》課程。該課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生在數(shù)控機(jī)床診斷與維修方面具有分析問(wèn)題與解決基本問(wèn)題的能力，使學(xué)生確立《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》的基本思路與原則。其前導(dǎo)課程有：《機(jī)械基礎(chǔ)與技能》、《液壓與氣動(dòng)技術(shù)》、《數(shù)控機(jī)床電氣控制》、《數(shù)控機(jī)床機(jī)械裝調(diào)》、《數(shù)控系統(tǒng)安裝與調(diào)試》，其后續(xù)課程為頂崗實(shí)習(xí)。本門(mén)課程是一門(mén)理論與實(shí)踐結(jié)合很強(qiáng)的課程，要求學(xué)生能夠利用故障診斷理論和相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，確定故障點(diǎn)，并進(jìn)行故障排除。

（二）課程教學(xué)面臨的問(wèn)題

本課程在教學(xué)中主要面臨的問(wèn)題有：（1）課程教學(xué)中涉及的知識(shí)面廣，如數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床硬件組成、機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣控制、電工電子、液壓與氣動(dòng)、檢測(cè)技術(shù)等，雖然已經(jīng)安排了相關(guān)的前置課程，但是由于在前期教學(xué)中，學(xué)生大都只是孤立的接受知識(shí)，而本課程是將這些知識(shí)集中到一門(mén)課程當(dāng)中，加之職業(yè)學(xué)校學(xué)生的文化基礎(chǔ)相對(duì)比較薄弱，大部分同學(xué)感到學(xué)習(xí)難度大，不能對(duì)知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用。（2）數(shù)控系統(tǒng)的品牌多，更新快，不同品牌、不同型號(hào)的數(shù)控系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)、故障診斷方法、參數(shù)設(shè)置存在一定的差異。而在本課程的課堂教學(xué)中一般只是以一種數(shù)控系統(tǒng)為載體進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)與安排，缺乏對(duì)《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》方法能力的培養(yǎng)，因此，很難培養(yǎng)走出校門(mén)就基本滿(mǎn)足企業(yè)需要的數(shù)控維修調(diào)試人員。（3）大多數(shù)學(xué)校由于設(shè)備、儀器以及課時(shí)等的限制，教學(xué)中，并不對(duì)設(shè)備進(jìn)行拆卸，而是以一些認(rèn)知性的實(shí)驗(yàn)代替實(shí)訓(xùn)課，或者只是對(duì)老師設(shè)定的簡(jiǎn)單故障點(diǎn)進(jìn)行排除，實(shí)習(xí)時(shí)間不能得到有效的保證，學(xué)生的實(shí)踐能力、綜合動(dòng)手能力難以提高，在很大程度上使《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》課程的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)嚴(yán)重脫節(jié)，從而影響了教學(xué)效果，不能滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)對(duì)數(shù)控機(jī)床維修工的需求。

三、基于工作過(guò)程的《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》課程體系構(gòu)建

通過(guò)深入企業(yè)調(diào)研，了解職業(yè)崗位對(duì)人才的要求，并對(duì)本校數(shù)控專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生就業(yè)情況進(jìn)行跟蹤調(diào)查，結(jié)合職業(yè)學(xué)校學(xué)生的現(xiàn)狀，參考“數(shù)控機(jī)床故障診斷維修工”職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、課程評(píng)價(jià)體系按照基于工作過(guò)程的教學(xué)模式進(jìn)行重新構(gòu)建，力求體現(xiàn)職業(yè)教育的技能性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性特色，著重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用技能和處理實(shí)際問(wèn)題的能力，力求達(dá)到理論夠用、技能過(guò)硬并具有可持續(xù)發(fā)展。

（一）制訂教學(xué)目標(biāo)

按照“以能力為本位、以就業(yè)為導(dǎo)向”的職業(yè)教育指導(dǎo)思想，制訂出《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》課程的教學(xué)目標(biāo)為，培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)目標(biāo)、知識(shí)目標(biāo)和能力目標(biāo)，完全符合專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案對(duì)本門(mén)課程的要求。知識(shí)目標(biāo)包括：認(rèn)識(shí)數(shù)控機(jī)床的硬件、軟件構(gòu)成；掌握CNC數(shù)控裝置的構(gòu)成及電氣連接與調(diào)試方法；掌握數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)類(lèi)型及調(diào)整方法；掌握伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的安裝、調(diào)試與維修方法；掌握數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成及機(jī)械結(jié)構(gòu)的維護(hù)、維修方法；掌握數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成及機(jī)械結(jié)構(gòu)的維護(hù)、維修方法；掌握數(shù)控機(jī)床的刀庫(kù)及換刀裝置的構(gòu)成及維護(hù)、維修方法；掌握數(shù)控機(jī)床的驗(yàn)收、安裝與調(diào)試及日常保養(yǎng)的注意事項(xiàng)與基本步驟。能力目標(biāo)包括：能識(shí)讀機(jī)械、電氣系統(tǒng)圖紙，看懂機(jī)床說(shuō)明書(shū)及維修資料；具備一定的資料查閱與整理能力；能正確使用常用的機(jī)床維修工具、儀器、儀表等；具備典型故障分析與排除能力；能正確利用數(shù)控機(jī)床的自診斷功能進(jìn)行故障排除；能進(jìn)行機(jī)械部件的安裝、調(diào)試與精度檢驗(yàn)；能對(duì)故障原因、維修過(guò)程進(jìn)行正確、全面的總結(jié)。素質(zhì)目標(biāo)包括：具備“6S”的基本素養(yǎng)，學(xué)生具有高度的安全意識(shí)；培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范調(diào)試與維護(hù)數(shù)控機(jī)床的職業(yè)素養(yǎng)；培養(yǎng)學(xué)生溝通協(xié)調(diào)能力，具有團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)；培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

（二）確定教學(xué)內(nèi)容

基于工作過(guò)程的課程教學(xué)內(nèi)容要求以典型項(xiàng)目為載體，讓學(xué)生在真實(shí)或接近真實(shí)的實(shí)踐情境中獲得知識(shí)和技能。通過(guò)開(kāi)展企業(yè)調(diào)研、召開(kāi)企業(yè)專(zhuān)家研討會(huì)和企業(yè)員工座談會(huì)等多種途徑，獲取典型工作任務(wù)，并結(jié)合數(shù)控機(jī)床維修工的國(guó)家職業(yè)技能鑒定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)典型工作任務(wù)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合，確定出《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》八個(gè)不同的學(xué)習(xí)情境，并精選了企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)典型的維修案例作為教學(xué)任務(wù)，這些典型維修案例具有較寬的覆蓋范圍。工作任務(wù)按照由易到難、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的順序來(lái)安排教學(xué)，便于學(xué)生學(xué)習(xí)，具體內(nèi)容見(jiàn)表1如下。

四、基于工作過(guò)程的《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》課程教學(xué)實(shí)施

（一）教學(xué)準(zhǔn)備

基于工作過(guò)程的課程教學(xué)模式主要體現(xiàn)的是學(xué)生的主體作用，讓學(xué)生在完成項(xiàng)目任務(wù)的過(guò)程中獲取知識(shí)和技能。因此，教師必須在課前做大量的準(zhǔn)備工作，以保證課堂教學(xué)的順利完成。針對(duì)《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》的課程特點(diǎn)，在項(xiàng)目教學(xué)開(kāi)展之前，教師主要做好以下工作。

1.提前設(shè)置好故障點(diǎn)，并對(duì)故障進(jìn)行多種方法的分析與排除。

2.準(zhǔn)備機(jī)床說(shuō)明書(shū)、故障記錄單、電氣原理圖、機(jī)械結(jié)構(gòu)圖、故障分析與排除所用的工具、儀器、儀表。

3.按照故障分析與排除過(guò)程設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)頁(yè)，讓學(xué)生能參考學(xué)習(xí)頁(yè)在小組討論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上自主完成項(xiàng)目任務(wù)。

4.為了提升學(xué)生的技能，還應(yīng)準(zhǔn)備相應(yīng)的工作頁(yè)，以保證學(xué)生能真正掌握項(xiàng)目所涵蓋的知識(shí)點(diǎn)。

5.依據(jù)學(xué)生特點(diǎn)和項(xiàng)目的實(shí)際要求，做好自評(píng)表、互評(píng)表，及時(shí)進(jìn)行課堂評(píng)價(jià)，為過(guò)程性評(píng)價(jià)積累資料。

（二）課程教學(xué)實(shí)施過(guò)程

《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》的基本過(guò)程是故障勘探—故障點(diǎn)確定—故障排除。依據(jù)這個(gè)過(guò)程并按照項(xiàng)目教學(xué)法的基本步驟組織教學(xué)，具體教學(xué)實(shí)施過(guò)程如下。

1.設(shè)置情境，明確任務(wù)。采用故障再現(xiàn)的方法，引導(dǎo)學(xué)生觀察故障現(xiàn)象，并下達(dá)任務(wù)書(shū)，發(fā)放學(xué)習(xí)資料，同時(shí)進(jìn)行安全教育。

2.搜集信息，制訂計(jì)劃。按照異質(zhì)分組的原則，將5人分成一組，將學(xué)生分成討論小組；組長(zhǎng)帶領(lǐng)組員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地勘探，采用“望、聞、問(wèn)、切”的方法，充分了解故障現(xiàn)象，查看故障記錄單、搜集相關(guān)的資料。采用“頭腦風(fēng)暴法”，指導(dǎo)學(xué)生從數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)、數(shù)控系統(tǒng)、電氣控制等方面進(jìn)行全面深入的分析，并制定該故障診斷與維修的實(shí)施計(jì)劃，完成工作頁(yè)中“學(xué)習(xí)任務(wù)表”的填寫(xiě)，進(jìn)行小組成員的任務(wù)分工。

3.確定診斷流程。按照實(shí)施計(jì)劃表，指導(dǎo)學(xué)生參考學(xué)習(xí)頁(yè)、教材和相關(guān)技術(shù)資料，從故障現(xiàn)象出發(fā)，根據(jù)故障機(jī)理，羅列出多種可能產(chǎn)生該故障的原因，然后通過(guò)交換、隔離等方法對(duì)這些原因逐點(diǎn)進(jìn)行分析，并排定主次；對(duì)重點(diǎn)過(guò)程和知識(shí)點(diǎn)，教師進(jìn)行指導(dǎo)和講解；制訂故障診斷維修流程方案，小組討論可行性，老師對(duì)小組方案進(jìn)行完善，最終形成合理的診斷流程。

4.故障分析與排除。學(xué)生按照制定好的診斷流程圖，參考學(xué)習(xí)頁(yè)的步驟，進(jìn)行故障點(diǎn)的確定與排除；這個(gè)過(guò)程要求學(xué)生要注意分工協(xié)調(diào)，注意安全，采用邊診斷、邊維修、邊調(diào)試的方法，直至數(shù)控機(jī)床恢復(fù)正常；教師巡回指導(dǎo)，及時(shí)糾正課堂出現(xiàn)的問(wèn)題。

通過(guò)將《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》的實(shí)際工作過(guò)程與項(xiàng)目教學(xué)法的課堂組織環(huán)節(jié)有效結(jié)合，讓學(xué)生在完成《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》的過(guò)程中，自主探究、相互討論，獲取知識(shí)，提升技能，取得了較好的效果。

五、課程改革的效果與存在問(wèn)題

基于工作過(guò)程《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》課程的教學(xué)改革，符合現(xiàn)代職業(yè)教育的理念，將“教、學(xué)、做”相互結(jié)合，課堂氣氛活躍，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性提高，真正實(shí)現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主體作用；注重學(xué)生學(xué)習(xí)能力、方法能力的培養(yǎng)，學(xué)習(xí)效果顯著。但是，由于數(shù)控技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控維修的專(zhuān)業(yè)教師必須定期參加企業(yè)實(shí)踐，親自參與企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、調(diào)試和維護(hù)，提高自身水平，才能保證教學(xué)項(xiàng)目的實(shí)際性和可實(shí)施性；另外，定期聘請(qǐng)生產(chǎn)一線(xiàn)有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)工程技術(shù)人員和教師學(xué)生座談或指導(dǎo)實(shí)踐教學(xué)，及時(shí)將企業(yè)需求和維修技術(shù)方向帶入課堂教學(xué)也是非常必要的；最后，學(xué)校的實(shí)訓(xùn)設(shè)備也要隨著企業(yè)的發(fā)展進(jìn)行更新，或組織學(xué)生深入企業(yè)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，才能保證學(xué)生畢業(yè)后迅速適應(yīng)工作崗位，縮短適應(yīng)期，實(shí)現(xiàn)“零距離”就業(yè)。

作者簡(jiǎn)介：文娟萍（1973-），女，漢族，陜西韓城人，碩士研究生，現(xiàn)為北京鐵路電氣化學(xué)校機(jī)電專(zhuān)業(yè)講師，主要從事機(jī)電和數(shù)控專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)與研究工作。