基于工作過程的塞拉門檢修課程設計

張晗柏 王旭龍

（1.昆明理工大學,云南 昆明 650504；2.天津職業技術師范大學,天津 300222）

職業教育不僅為我國社會、經濟、人文以及工業等重要領域培養了眾多優秀的應用型人才，也在推動我國各企業的發展和綜合國力的提升上發揮了不可小覷的作用。德國實行“雙元制”職業教育模式后開發了“基于工作過程”這一新理念，改善了職業教育課程及其發展方向，在推動德國社會經濟發展方面發揮了巨大優勢。“基于工作過程”這一職業教育教學理念于21世紀傳入我國，以我國一些職業院校為例，他們在焊接[1]、機械[2]、自動化[3]等課程的開發上也逐漸運用這一理念，并取得了較好的成績，這為我國以工作過程為導向的職教課程設計提供了寶貴經驗。我國職業教育學家姜大源[4]（2017）指出，工作過程系統化課程的設計，應用知識的邏輯結構，將學習對象、先有知識與學習過程這三種結構在工作過程這一整體中融合。基于工作過程的課程設計應當遵循這一理念，將課程理論、學生的學習過程及實踐環節有機結合，通過一套完整的工作程序實現課程開發。

1 課程開發背景

電動塞拉門被廣泛應用于城市軌道交通車輛的設計中。車門頻繁地開關使用易造成零部件損壞或電氣控制出現故障，致使車門無法關閉，會造成列車延誤等突發事件；在地鐵人流量大的情況下，車門的性能相對減弱，會影響乘客的出行計劃和生命安全。這些都使車門檢修工作變得尤為重要。本文以職業教育教學法中基于工作過程的教學方法為主要手段，加之城市軌道交通專業中車輛車門的檢修為實訓方案展開設計與開發，以達到教學相長的目的，使學生充分發揮其主觀能動性，與社會、企業的發展共同進步。

2 課程開發理論基礎

城市軌道交通車輛的電動塞拉門是供人們上下車常用的客室車門，車門在開關時，兩扇門頁均會向車內做“塞緊”動作，故被稱作“塞拉門”，該動作能夠使車體表面平齊且不會占用車體的內部空間。然而正是由于最后關門時的這個動作，兩扇門頁在準備合并時，車體內部會與空調回風產生一個內外壓差，門頁便會受到一種空氣壓力作用，并且與“塞緊”動作在一個軌道曲面上完成，但此軌道曲面上的作用力與關門方向上的力恰好相反，于是塞拉門在關閉時所受的阻力變大，可能會擠壓乘客，時間久了門會產生輕微變形[5]。車門系統的結構如圖1所示。

圖1 車門系統的結構

2.1 絲杠型塞拉門的工作原理

絲杠型塞拉門的車門系統主要包括電氣控制和機械控制兩部分，二者互動工作，一起控制車門的正常運轉。電氣控制能夠使門控系統發出信號，它和驅動電機一起能夠控制開關門和兩扇門頁的運動速度；而機械控制則是機械地完成車門門頁的開關門動作，主要由絲杠、鎖閉機構、螺母鎖閉裝置以及長導柱等機械部件聯合執行。絲杠型塞拉門有矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒形螺紋三種螺紋形式，但無論是哪一種螺紋都有其本身的缺陷。在塞拉門不斷開關的過程中，齒根應力較為集中，容易引起螺紋齒斷裂或開裂現象，高峰大客流擁擠上車或某個零件老化，也易使塞拉門的開關出現問題。絲杠型塞拉門實物圖如圖2所示。

2.2 齒帶型塞拉門的工作原理

齒帶傳動主要的部件是一種被襯以鋼絲的齒形同步帶。齒帶傳動是指車門部件上的齒帶和齒帶夾板將左右兩扇門頁相連接后，齒帶兩端分別有兩個齒帶輪架，從而構成一個齒帶閉環；通過驅動元件的驅動，齒帶能夠繞著齒帶輪轉動，同時帶動左右兩扇門頁做相反方向的運動，即形成塞拉門的“塞緊”動作，使兩扇門頁能同步向中間運動，完成關門動作。同步帶傳動與絲杠傳動相較而言具有結構緊湊、平衡、準確、噪聲小、壽命長、無滑差、耐油耐潮、不需潤滑、承載能力高且節能等優點，同時還具有最大可靠性和最小膨脹系數，能在惡劣的環境下工作[6]。

圖2 絲杠型塞拉門

2.3 塞拉門故障

常見的塞拉門故障主要有機械故障和電氣故障。機械故障一般包括機械尺寸變化引起的故障及零部件損壞導致的故障；電氣故障一般包括關門位置檢測開關的故障、EDCU電子門控單元的故障及車門電機的故障。

3 課程開發流程

基于工作過程的教育教學法是指學校和企業合作，讓學生在實習過程中學習專業知識的同時掌握其工作要領，即在工作過程這一系統中探求所學專業的職業性和應用性。要求教師利用有限的資源和時間，通過校企合作、課崗對接的形式完善設施設備，使學生能夠在工作環境中深化對專業知識的理解，旨在全方位培養學生，激發學生的創造力和主觀能動性[7]。地鐵車輛車門的檢修實訓能夠使學生從中掌握電動塞拉門的工作原理和結構特點，并對城市軌道交通車輛車門檢修的工作內容形成初步認知。

3.1 基于工作過程的課程開發步驟

基于工作過程的要求是理論聯系實際，故其課程開發模式是基于現代職業工作特點而設計。不僅要用到教學中的講授、多媒體應用、實際問題的操作教學，考慮課程導入的模式，還要合理分配課程內容和課時，這需要根據中職學生的特點構建科學合理的課程體系。依據職業院校學生的特點進行實訓課程的設計，不僅要掌握他們學習模式的優劣勢，還要將教學中難調試的部分加以整合完善。如圖3所示，基于工作過程的課程開發主要由六個步驟完成，在此過程中，一切設計原則和基礎都應以學生為主。

圖3 基于工作過程的課程開發步驟

3.2 塞拉門檢修課程的開發

依照基于工作過程的課程開發步驟，先對地鐵公司進行實地調研[8]，了解地鐵車輛車門檢修工的一些招聘要求及其技能要求等；然后依據城市軌道交通專業的人才培養方案，把握素質培養與綜合能力培養的核心；以城市軌道交通車輛車門檢修作業的標準和檢修工的任職資格標準為培養目標，通過與地鐵公司開展實習合作的項目設定，將地鐵車輛車門的檢修任務作為主線，將企業的成功案例作為載體，構建新的符合企業招聘要求的課程內容。

3.2.1 確定實訓場地

根據在天津地鐵實地調研的經驗，選擇場地的可取方法有兩種：一是聯系地鐵公司，借用場地進行檢修實訓教學；二則可以使用學校內部的實訓場地，配備相應的車門模型后展開教學[9]。為了更好地實現檢修實訓課程的開發，本次在天津地鐵進行了實習與調研。期間，檢修專業導師強調了塞拉門檢修工作的關鍵要素，比如門頁的“V”形調整與導桿的磨損情況、齒帶的磨耗情況等，均為車門初級檢修工工種的要求。

3.2.2 擬定實訓目標

（1）能力目標。通過實訓課程的學習，學生能夠熟練掌握城市軌道交通車輛車門檢修工初級工的工作內容，了解并熟悉檢修工中級工的工作內容，具備一定的中級工的基礎，并能夠通過檢修工初級工考核。

（2）知識目標。通過實訓課程的學習，學生能夠掌握絲杠型塞拉門和齒帶型塞拉門的結構與工作原理，了解并掌握常見的塞拉門故障及檢修方法。

（3）素質目標。將學生培養成地鐵檢修行業的應用型、技能型素質人才，同時樹立其創新意識、職業素養以及團隊協作意識。

3.2.3 設置實訓內容

（1）實訓任務。通過在地鐵公司的實習與調研結果，可發現在城市軌道交通車輛的檢修工種中，初級工的檢修工作更符合中職學生的學情與特點，而更高級別工種的檢修工作則可作為考查科目的課程設計。在實訓課程的設計開發中，將用到機械故障與電氣故障兩類進行教學。因此，設立了對學生檢修工技能掌握程度的要求，見表1。

表1 實訓任務

圖4 學習情境的設計

（2）學習情境。為了更好地契合基于工作過程的教學方法，根據城市軌道交通車輛客室車門檢修工初級工與中級工的工作要求，設計以下5個學習情境，如圖4所示。

3.2.4 實訓課程開發

實訓課程的開發需要一個檢修實訓課程團隊，根據近年來地鐵車輛車門的使用情況、最近使用期限、故障次數等進行分析整理，確定適合的實訓教學方案，同時建立學生評價體系，掌握學生每天學習、任務完成的情況，能夠對他們在工作過程中不當的地方加以指正，最后對每位學生進行打分評價，使他們認識到自身的學習情況，從而有所進步。基于工作過程的塞拉門檢修實訓課程的開發流程如圖5所示。

3.3 塞拉門檢修課程的實施

3.3.1 教學模式

教師在講授過程中，運用多媒體教學，讓學生了解車門可能出現的故障及其應對方法，能夠有效幫助學生提前預習課程內容，了解城市軌道交通車輛車門的檢修步驟，熟悉教學內容，進而在檢修遇到故障時能夠靈活應對。在授課時以客室車門的工作原理和常見故障為重點，采用“教—學—做”、情境教學法及任務驅動法相結合的模式[10]，更好地踐行工作過程導向的學習情境，實現基于工作過程的教學目標，確定實訓時長為六天，課時計劃如表2所示。

圖5 基于工作過程的塞拉門檢修實訓課程的開發流程

表2 實訓課時計劃表

表3 學生考核評價表

3.3.2 課后評價

本次實訓課程設計通過制定學生考核評價表，對實訓的過程與結果進行考核與評價，評價過程包含專業的實訓教師評價、學生自評、小組內學生互評及知識考核4個環節，如表3。

4 結語

相較于傳統的職業教育模式，本文以基于工作過程的教學方法為核心，將實地調研與“教—學—做”的一體化教學模式相結合，并將塞拉門的檢修專業知識、學生動手能力、團隊合作的綜合素質三方面聯系起來，讓學生在學習檢修車門的專業知識時，發揮其自學能力，旨在培養出校企合作聯合育人的人才，然而課程在實際應用方面仍有不足之處。在本次實訓方案中，以兩種電動塞拉門（絲杠門和齒帶門）的檢修方案為主，駕駛室門與緊急逃生門的檢修方案為輔，使實訓課程更全面，利于學生在實際運用中能夠得心應手，并熟悉掌握軌道車輛車門的各個部件和原理，以幫助學生在職業生涯開始之前獲得豐富而寶貴的經驗。