數(shù)控機(jī)床主軸故障診斷信息化教學(xué)設(shè)計(jì)

楊美萍 鄧玉梅

摘 要：本文就數(shù)控機(jī)床主軸故障診斷的教學(xué)難題，以“教師引導(dǎo)，學(xué)生主導(dǎo)”為指導(dǎo)思想，作出信息化教學(xué)設(shè)計(jì)，旨在探索數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修更好的教學(xué)方法與模式。

關(guān)鍵詞：主軸系統(tǒng)；故障診斷；信息化教學(xué)

數(shù)控機(jī)床主軸是數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)，包括機(jī)、電、氣聯(lián)動，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率較高，但其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)使得教好該部分內(nèi)容較為困難。本文針對該部分內(nèi)容教學(xué)中出現(xiàn)的問題，結(jié)合現(xiàn)今全國推廣的高校信息化教學(xué)模式及我校現(xiàn)有設(shè)備，進(jìn)行信息化教學(xué)設(shè)計(jì)。

1教學(xué)分析

1.1課程內(nèi)容分析

《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》是高職機(jī)電及數(shù)控類專業(yè)的一門專業(yè)必修課，課程內(nèi)容涉及面廣而復(fù)雜。課程在介紹數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)及工作原理的基礎(chǔ)上，講解數(shù)控機(jī)床主軸系統(tǒng)的故障診斷及維修。本文選自十二五規(guī)劃教材《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》中項(xiàng)目七任務(wù)四，通過解決主軸故障實(shí)際任務(wù)，使學(xué)生將理論與實(shí)際結(jié)合，達(dá)到理實(shí)一體化的目的。

1.2學(xué)情分析

本課程開設(shè)在大二下學(xué)期，學(xué)生完成相關(guān)前置課程和本課程的前部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生對數(shù)控機(jī)床的工作原理有了簡單了解。學(xué)生會利用多媒體網(wǎng)絡(luò)平臺學(xué)習(xí)，但獲取資源不夠完整和系統(tǒng)；思維較活躍，但不擅長抽象思考；厭倦了純理論學(xué)習(xí)，更愛動手操作，但又缺乏安全規(guī)范的操作能力。

1.3重難點(diǎn)分析

主軸系統(tǒng)故障診斷和維修的教學(xué)重難點(diǎn)在于：學(xué)生對主軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理一知半解，對故障診斷的思路和方法不夠清晰。

1.4目標(biāo)分析

通過項(xiàng)目式教學(xué)和任務(wù)實(shí)施，使學(xué)生掌握故障診斷的基本步驟，學(xué)會故障檢測的方法；能夠分析、解決問題，培養(yǎng)動手、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力；形成務(wù)實(shí)創(chuàng)新、精益求精的工匠精神，增強(qiáng)奉獻(xiàn)意識。

2教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1教學(xué)策略

本課題以教師引導(dǎo)、逐漸淡出、學(xué)生主導(dǎo)為指導(dǎo)思想，通過“引-探-升”的教學(xué)模式，將任務(wù)過程融合進(jìn)教學(xué)過程中，將任務(wù)的信息、策略、計(jì)劃、實(shí)施、總結(jié)、拓展及評價(jià)環(huán)節(jié)融入到教學(xué)過程的課前、中、后。

2.2教學(xué)載體

課前利用學(xué)習(xí)平臺發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)及相關(guān)學(xué)習(xí)平臺、資源庫網(wǎng)址鏈接，課中通過軟件仿真，數(shù)控實(shí)訓(xùn)平臺操作演練，課后通過APP平臺發(fā)布課后拓展任務(wù)，學(xué)生在線作答提交，教師在線批閱生成成績分析。在整個(gè)教學(xué)過程中充分利用以上信息化手段解決課前資料難找，課中任務(wù)難實(shí)現(xiàn)，課后評價(jià)難準(zhǔn)確的問題。

3教學(xué)過程

3.1課前自學(xué)

課前，教師將學(xué)習(xí)資源上傳到學(xué)習(xí)平臺，通過該平臺發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)書，任務(wù)書里羅列主軸故障診斷與維修PPT、教學(xué)視頻、學(xué)習(xí)網(wǎng)站鏈接和《數(shù)控機(jī)床維修工工作手冊》。要求學(xué)生對照任務(wù)書開展預(yù)習(xí)，完成相關(guān)故障的診斷任務(wù)（仿真軟件文件），并提交預(yù)習(xí)作業(yè)。

3.2課中互動學(xué)

（1）任務(wù)引導(dǎo)（引）。教師根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)提交的作業(yè)情況，找出學(xué)生知識掌握的薄弱點(diǎn)，將任務(wù)的重難點(diǎn)以引導(dǎo)性問題提出，通過仿真軟件展示主軸系統(tǒng)的組成，讓學(xué)生動手操作軟件組裝主軸結(jié)構(gòu)，共同探討攻克任務(wù)難點(diǎn)。

（2）任務(wù)實(shí)施（探）。在學(xué)生掌握了主軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理后，引導(dǎo)其理清故障診斷思路，探索出主軸故障診流程，流程圖如圖1所示。教師演示任務(wù)——主軸不轉(zhuǎn)，學(xué)生分組，要求明確任務(wù)要求。各組內(nèi)完成工作分配，進(jìn)行仿真軟件排故，編寫規(guī)范排故過程，包括工具的規(guī)范使用。完成仿真排故后，在數(shù)控實(shí)訓(xùn)平臺上進(jìn)行實(shí)物排故，完成所有排故后，通電測試。整個(gè)環(huán)節(jié)中，教師要保持與各小組的互動溝通及安全監(jiān)督。

（3）任務(wù)創(chuàng)新（升）。教師在課堂任務(wù)完成的基礎(chǔ)上發(fā)布創(chuàng)新任務(wù)，提出主軸其他類型故障：主軸定位抖動、主軸不能變速、主軸轉(zhuǎn)速偏差過大等，學(xué)生現(xiàn)場討論創(chuàng)新任務(wù)的解決思路，提高學(xué)生創(chuàng)新思維和素養(yǎng)。最后，教師針對主軸不轉(zhuǎn)故障診斷情況給出評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)各小組進(jìn)行組內(nèi)自評和組間互評，讓學(xué)生在自評和互評中總結(jié)任務(wù)，從而提升學(xué)習(xí)效果。教師點(diǎn)評并記錄各小組最后得分。

3.3課后交流學(xué)

課后，教師通過平臺發(fā)布作業(yè)，學(xué)生在線答題提交，教師改題，公布正確答案，并完成成績匯總分析。與學(xué)生在線交流學(xué)習(xí)心得，了解學(xué)生對知識的把握，同時(shí)也聽取學(xué)生對教學(xué)效果的反饋。

3.4綜合評價(jià)

多元化的考核方式進(jìn)行教學(xué)評價(jià)，課前以任務(wù)完成度為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；課中以各小組任務(wù)完成情況為評分標(biāo)準(zhǔn)；課后以創(chuàng)新任務(wù)完成情況為評分標(biāo)準(zhǔn)。綜合課前、課中、課后三重標(biāo)準(zhǔn)，對學(xué)生作出正確評價(jià)。

4教學(xué)反思

4.1教學(xué)特色

本教學(xué)設(shè)計(jì)根據(jù)大二年級學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，采用多種信息化手段，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜問題簡單化，抽象問題形象化，幫助學(xué)生理解任務(wù)原理。利用多種網(wǎng)絡(luò)平臺，拓展學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化、差異化學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。運(yùn)用仿真軟件、數(shù)控實(shí)訓(xùn)平臺，實(shí)現(xiàn)理實(shí)一體化，在做中學(xué)，學(xué)中做。多元化評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，完善課程評價(jià)體系。

4.2教學(xué)效果

將本次教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)施后，與傳統(tǒng)課堂對比，學(xué)生對主軸系統(tǒng)的工作原理理解更為深刻，學(xué)習(xí)興趣大幅提高，任務(wù)完成率呈上升趨勢，同時(shí)學(xué)生對教師的教學(xué)滿意度也有所提高，達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)效果。

5總結(jié)

通過在主軸故障診斷的教學(xué)過程中引入信息化模式教學(xué)取得較好效果，可知，信息化教學(xué)在數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修具有一定的可行性，將在該課程的教學(xué)改革中，逐步向信息化教學(xué)轉(zhuǎn)變，從而達(dá)到良好的教學(xué)目的。

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