項目式教學在電機控制與維修課程的實踐與探索

曾慶湖

摘要：本文介紹了如何采用項目式教學法帶領學生將C6132A1型舊車床改造成為更適合開展教學活動的教學載體。實踐證明，改造項目讓師生有真實的體驗，提升了學生的知識水平與技能水平，鍛煉了實踐能力。

關鍵詞：項目式教學 舊車床改造 教學載體

電機控制與維修課程是中職學校電氣自動化設備安裝與維修專業的核心專業課程，主要培養學生的理論基礎知識和較強的實踐能力。實際經驗普遍欠缺困擾著學生學習，而缺乏接近實際的教學載體也制約著教師有效開展教學。筆者以開展C6132A1型舊車床改造為教學案例，探索電機控制與維修課程的項目式教學實踐。

一、改造原因

在以往開展電機控制與維修課程的車床檢修項目教學中，因缺乏實物的教學載體，學生對設備的認識通常只通過課件、圖片或視頻進行，排除電氣故障也只能在模擬線路板上進行。脫離實際的教學，老師教得辛苦、學生學得累。

第一，學習車床機械知識時無法直接觀察到車床內部結構。車床的傳動機構處于封閉狀態，學生學習機械傳動知識時，無法直觀觀察到電機與皮帶輪的傳動方式、主軸箱齒輪如何傳動、變速箱怎樣換擋調速、刀架的移動與進給箱的聯動等工作過程。

第二，車床的電氣故障檢修只能在模擬線路板或模擬實訓臺上進行訓練，缺乏實戰性。

二、改造項目

為更好地開展車床檢修項目教學，經研討確定：按項目式教學法實施，帶領學生將學校閑置的舊設備改造成為教學載體，學生從中學習車床電氣線路原理、操作流程、電氣線路安裝技能、車床機械知識、車床機械裝配技能等知識點和技能點，更容易把理論知識與真實設備聯系起來。實施流程如下。

1.改造資訊

改造對象是學校現有閑置的C6132A1型舊車床，經與廣州機床廠技術員共同研討確定車床改造項目的可行性，并決定由高級電氣1401班學生參與實施改造。

2.改造計劃

計劃對C6132A1型舊車床進行機械和電氣兩大部分改造，機械部分改造為主軸箱、皮帶保護罩、進給箱溜板箱開視窗；電氣部分改造是重新設計電氣控制柜，增設故障檢修功能。參與實施改造的42名學生劃分為機械、電氣改造兩個大組，每個大組分三個小組，每個小組7人。

3.改造決策

要求各組組長統籌安排組員實施改造、技術員做好技術資料收集和安全監督，同時必須安排組員講解各自改造任務的理論知識、分享改造心得。

（1）機械部分改造方案。為能直觀地觀察機械傳動部件的結構和工作情況，在不影響安全的前提下，分別在主軸箱頂蓋、溜板、進給箱、主軸傳動部位增設可視窗口，并選用高強度高透明度的材料做防護。

三個機械改造小組分別對改造對象進行現場考察和實地測量，各自制定出改造方案，經過比對，采納各組的優點，確定三個可行性方案，具體如下。

方案一，主軸箱改造：主軸箱在頂蓋處開350×280mm觀察孔；主軸箱后側避開加強筋，在其兩側各開100×190mm、140×190mm觀察孔，加封厚度10mm的有機玻璃，考慮主軸箱中有潤滑油，需要加強密封。改造后可以通過觀察孔從俯視或側視的角度直觀地觀察主軸箱里的主軸、傳動齒輪結構布局以及傳動方式。

方案二，進給箱改造：進給箱的面板不用受力，整塊更換為350×235mm，厚度15mm的有機玻璃，便可以直觀地觀察進給箱的結構和進給傳動方式。

方案三，皮帶輪保護罩：皮帶輪保護罩開300×570mm觀察孔，加封厚度10mm的有機玻璃，可以直接觀察皮帶傳動方式、進給齒輪傳動結構。

（2）電氣部分改造方案。原電氣控制線路安裝在床身狹小空間的控制箱內，不方便老師開展教學和學生檢修訓練。三個電氣改造小組實地考察后，決定重新設計電氣控制柜，并在不改變控制功能的情況下改造原電氣控制線路，增加故障檢修功能，分設元件安裝區、故障設置區和故障顯示區。電氣部分改造方案如下。

一個小組負責移除原電氣線路，設計新的電氣控制柜。另一小組負責解讀電氣原理，設置以下10個故障點：主軸電機缺相；電機缺一相，控制回路失效；主軸不能正轉，不能反轉；主軸只能反轉，不能正轉；照明燈不亮；冷卻泵不轉；主軸電機只有低速，沒有高速；主軸電機在零位不能啟動；主軸電機不能起動；三相電源正常，控制回路沒電源。最后一組負責安裝新電氣控制柜。三個小組領取任務后各自完成，同時互相交叉監督，老師負責把關和驗收。

4.改造實施

（1）組建團隊。團隊成員由學校兩位老師、廣州機床廠派出的兩名技術員和高級電氣1401班學生組成，全班42名學生組建機械改造和電氣改造各3個小組，每組7人，各設組長1名、技術員1名、組員5名。

（2）任務分配。兩位老師分工如下：一位負責整體項目推進與協調，另一位負責施工現場監督，同時各負責機械改造和電氣改造的具體指導；廣州機床廠派出一名電氣技術員和一名機械技術員擔任技術指導，負責到學校指導改造項目的師生進行電氣控制柜安裝、機械裝配課，同時負責檢查與評估；6個學生小組由抽簽方式領取各自改造任務。

（3）改造實施。對C6132A1型舊車床進行機械和電氣兩大部分改造做到分開實施同步進行。在改造實施過程中，為確保精度和考慮加工難度，將開視窗機械加工和電氣控制柜鈑金制作這兩項任務委托廣州機床廠加工。老師帶領小組長全程參與，跟蹤制作進度。委托加工任務完成后，老師帶領各個小組實施機械裝配、電氣安裝和車床床身翻新工作，廣州機床廠派技術員到學校做現場技術指導。

5.檢查與評估

高級電氣1401班全班學生在老師指導下，各組組長帶領組員實施改造、通力合作完成改造項目，技術員能做好技術資料收集和安全監督，各組都安排組員講解改造任務的理論知識點、分享了改造心得。老師分別對各組的表現進行點評及總結。

由學生參與改造的C6132A1型車床設備煥然一新，廣州機床廠派技術員到學校進行檢查與評估，經電氣和機械聯合調試運行正常，對完成改造的設備評估結論如下。

（1）電氣控制線路為繼電控制，采用三相380V供電，電氣元器件的選用和安裝符合GB5226.1-2002：14.1連接和布線、14.2導線的標志的規定。

（2）電氣保護開關的整定值均按實際負載設定，具有接地保護、安全性，符合GB5226.1-2002；6.2直接接觸的防護、6.3間接接觸的防護、8.2保護接地的規定。

（3）機械改造增設的所有可視窗口方便觀察車床機械結構又不會影響正常操作與運行

（4）機械加工的精度雖然達不到要求，應用在教學上完全沒有問題，可以投入使用。

三、投入教學

改造后的設備作為機床線路檢修項目的學習載體，具備機械部分可視性和電氣部分可操作性，學生更容易把理論知識與真實設備聯系起來，更適合開展一體化教學，教學效果良好。

1.機械知識學習

可通過視窗觀察皮帶輪、主軸箱、進給箱等機械部件的結構。操作車床運行時，學生由視窗口，能直觀地看到皮帶輪運行情況、可以觀察主軸箱中的齒輪從分離到咬合的換擋動作過程，從而增強了學生對機械傳動知識的感性認識，教學效果遠比老師在黑板畫圖講授的效果好得多。

2.電氣線路檢修學習

將原來電氣控制線路移植到新設計電氣控制柜中，既便于開展教學也便于學生進行檢修實訓。新增了故障檢修功能，設置10個可重復設置故障點，并由對應的故障燈顯示。

電氣線路檢修能讓學生直接在車床上檢修電氣線路故障，并可以重復練習，改變以往故障檢修只能在車床模擬線路實訓臺的訓練方式，彌補了原來電氣線路故障只能模擬狀態下檢修的欠缺，實現在真實的車床上訓練，使教學更貼近實際，學習更真實。

四、改造總結

1.實用性

利用學校閑置的C6132A1型舊車床設備改造成為教學載體，實現閑置的舊車床設備再利用。改造后的設備適合教學特點和要求，先后在2個中級電氣班、1個高級電氣班的教學中使用，經受住一體化教學的考驗，使課程與崗位對接更緊密，學生更容易把理論知識與真實設備聯系起來，也適合車床加工、機械知識和電氣維修等綜合培訓與技能鑒定。

2.輻射性

改造實施過程恰逢學校中職示范校的建設期間，能及時做好總結，將經驗與學校各專業系分享，并借助媒體在本地區技工院校中進行推廣，在本校的網站上刊登的相關專題報道中，半年的時間內點擊次數超過了210次。

3.示范性

在開展項目式教學的改造實施過程中，學生從選擇改造對象到設計方案、從加工制作到裝配與調試整個過程全程參與，實踐能力得到鍛煉；從中學習車床機械知識和車床電氣線路原理等知識點、掌握了電氣線路安裝技能和車床機械裝配技能。通過項目的實施，老師鍛煉了教學能力，學生鍛煉了動手能力，提升了實踐經驗。

由學校老師、學生和企業技術員共同組成團隊。改造實施中，老師設計改造方案，并深入企業全程參與設備加工和制作，機床廠派技術員到學校指導師生開展組裝和調試。這就實現優勢互補，充分地把企業的設備和技術優勢轉化為學校的教學優勢，走出了一條校企合作、工學結合、相互借鑒、共同提高的職業教育健康發展之路。

（作者單位：廣東省輕工業高級技工學校）