數控機床電氣控制課程建設研究

楊帆龔君王麗

（正德職業技術學院，江蘇 南京211106）

1 課程標準

1.1 課程定位

本課程是數控技術專業的職業技能課。數控機床裝調與維修能力是該專業對口工作崗位要求學生具備的核心能力之一。因此，本課程的課程定位為：掌握數控機床電氣控制系統的整體結構和工作原理，為從事操作、調試、維修數控機床相關工作奠定基礎。

1.2 課程目標

在課程銜接上，《數控機床電氣控制》的先導課程有：電工電子，PLC技術應用及實訓，數控原理與數控機床；后續課程為數控機床故障診斷與維修。所以該課程在課程體系中起承上啟下的作用，以期通過對該課程的學習達到以下三個目標：

1）知識目標：

掌握常用低壓電器、執行電器及檢測裝置的工作原理；

掌握數控機床電氣控制系統的基本環節和基本電路的工作原理。

2）能力目標：

具有識讀簡單數控機床電氣原理圖和連接圖的能力；

具有安裝、調試與檢修簡單機床的電氣線路的能力。

3）素質目標：

對從事機床電氣線路的維護、安裝和調試等工作充滿熱情；

養成良好的職業素養和強烈的責任感。

1.3 課程內容設計

1.3.1 課程內容設計理念

《數控機床電氣控制》課程是基于工作過程的理念設計的：根據職業能力確定教學目標、根據工作任務整合教學內容、根據工作崗位設計教學情境、根據工作流程設計教學過程、根據職業標準設計評價標準。

遵循該理念，我們首先針對對口崗位深入企業調研，根據調研結果確定崗位所需的職業能力、工作任務與工作流程等，從而確定學習領域課程的學習目標、學習內容與教學過程等。最終，我們設計了6個項目，分別為：數控機床電氣控制概述、數控機床常用電器、數控機床電氣控制系統、普通機床電氣控制、機床數控裝置、可編程邏輯控制器及其應用。

1.3.2 課程內容組織與安排

我們以實際數控機床設備或機床配件為載體、遵循“行動導向”的認知規律，實施項目化教學。

1.3.3 課程重難點及解決辦法

課程重點為：

1）數控機床常用控制電器的結構及原理；

2）數控機床電氣控制線路的基本環節。

課程難點為：

1）數控機床電氣原理圖的分析；

2）數控機床電氣故障分析及排除。

針對以上重難點，我們的解決辦法是：

1）認知規律，由簡單到復雜、由單一到綜合設計項目；

2）配合任務，講解關聯知識；配合進度，訓練技能方法；

3）理論與實踐相結合，加深對知識的理解。

2 教材及教學參考資料

2.1 教材及參考資料

教材選用的是大連理工大學出版社出版、新世紀高職高專教材編審委員會組編的《數控機床電氣控制》，教參一是化學工業出版社出版的《數控機床電氣控制》，為高職高專“十一五”規劃教材；另一教參為西安電子科技大學出版的《數控機床電氣控制》，為高職高專“十二五”規劃教材。為了拓展學生的知識面、滿足不同層次學生的需求，還向學生了推薦了國家精品課程資源網及一些院校的省級和校級精品課程網站。

3 學情與學生學習方法的指導

目前學生普遍呈現理論基礎薄弱、學習熱情不高、喜歡動手操作及習慣老師監管的現狀。針對這種現狀，我們在教學時，充分利用多媒體條件，圖文并茂激發其學習興趣；理論與實驗相結合，利用其喜歡動手的特點提高教學效果；過程性評價與終結性評價相結合，將壓力從期末向平時分散，改善學生自控力不足、習慣老師監管的問題。

4 教學方法與手段

4.1 教學方法

該課程采用任務驅動法、分組討論法、講授法和情境教學法四種教學方法。

任務驅動法：提出任務目標，創建真實的教學環境，讓學生在一開始就得到啟發、產生興趣，從而提高學習的積極性。

分組討論法：提出任務后，讓學生進行分組討論，充分發揮其主體性。

講授法：通過多媒體課件演示電氣控制電路的工作原理，使學生掌握控制電路的基本組成及設計思路。

情境教學法：配合對實驗設備的操作，使教學內容更加形象生動，理論聯系實際。

4.2 教學手段

本課程采多媒體教學教學法，以提高教學生動性和效率。同時，充分利用網絡資源，將課堂教學延伸到課外。此外，還積極組織學生參與比賽和考證，通過比賽和考證促進教學效果的提高。

4.3 考核標準

過程性評價與終結性評價相結合，將壓力從期末向平時分散。

5 教學程序設計

以機床工作臺的前進和后退控制為例來說明一個項目的教學程序設計。

首先，復習正轉控制的電氣原理，復習完后提出很多場合需要電動機能夠實現正反轉，如機床工作臺的前進和后退，問如何實現正反轉控制？（15分鐘）

第二，以正轉電路為基礎，分別從主電路和控制電路兩部分推導正反轉電路的原理圖。（25分鐘）

第三，正反轉電路的完善。

問題一：如果在按下正轉啟動按鈕時不小心按下反轉啟動按鈕，會成電路短路故障

問題一解決方法：在正轉接觸器的線圈KM1支路中串入反轉接觸器KM2的常閉觸頭，在KM2的線圈支路中串入KM1的常閉觸頭——這就是“互鎖”的概念

問題二：電動機由正轉變反轉或由反轉變正轉的操作中，必須先按停車按鈕SB1，難以提高生產效率。

問題二解決方法：在KM1的線圈電路中串入反轉啟動的常閉觸頭，在KM2的線圈電路中串入正轉啟動的常閉觸頭，實現正轉到反轉及反轉到正轉的直接切換——這就是“機械互鎖”的概念，并與前面的互鎖一起構成“雙重互鎖”。

第四，電氣原理講解（25分鐘）。從正轉，正轉向反轉切換、停止三部分講解電氣原理。

第五，布置作業（5分鐘）。要求學生了解正反轉在其它場合的應用，尤其是在數控機床中的應用，從而拓展學生的認識。

課程特色：

1）課程基于工作過程設計課程，教學與實際貼切；

2）過程考核與綜合考核相結合，實施全過程監控。

［1］戴裕崴,張永飛.數控機床電氣控制[J].2008.

［2］孫道彬,劉麗.數控機床電氣控制系統的故障診斷與維護[J].價值工程,2011,30(03)：263-264.