《數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修》課堂教學(xué)改革

吳曉東　朱堂葵

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《數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修》課堂教學(xué)改革

吳曉東朱堂葵

摘要：《數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修》是數(shù)控技術(shù)應(yīng)用、電氣自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、機(jī)電一體化技術(shù)等專業(yè)的必修課程，學(xué)生除了要掌握必要的理論知識(shí)之外，還需要積累一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，文章結(jié)合筆者從事《數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修》課程的教學(xué)及工作經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)真分析了在《數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修》教學(xué)中存在的問題，提出了教學(xué)改革措施。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床裝調(diào)維修；教學(xué)改革；理論與實(shí)踐相結(jié)合

一、引言

隨著工業(yè)自動(dòng)化的普及與基礎(chǔ)裝備制造業(yè)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)數(shù)控技術(shù)人才的需求不斷提高，從傳統(tǒng)的數(shù)控操作、數(shù)控加工編程逐漸轉(zhuǎn)向技術(shù)含量較高的數(shù)控機(jī)床安裝與調(diào)試、數(shù)控機(jī)床的日常保養(yǎng)以及數(shù)控機(jī)床維修。目前影響數(shù)控機(jī)床普及率與使用率的主要因素是數(shù)控機(jī)床維修人才的缺乏，維修水平普遍偏低，極大地影響了數(shù)控技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用。

培養(yǎng)數(shù)控專業(yè)維修人才時(shí)，高校不僅要教授學(xué)生數(shù)控維修方面的相關(guān)理論知識(shí)，而且還要加強(qiáng)學(xué)生的基本技能訓(xùn)練。《數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修》課程已經(jīng)成為機(jī)電一體化技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)等專業(yè)學(xué)生的一門重要的專業(yè)技能課。高等職業(yè)教育致力于培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用人才，面向制造業(yè)生產(chǎn)第一線，培養(yǎng)適應(yīng)數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)、數(shù)控機(jī)床使用企業(yè)中數(shù)控機(jī)床機(jī)械部件的安裝與調(diào)整、電氣線路的安裝與調(diào)試、數(shù)控機(jī)床的操作與日常維護(hù)保養(yǎng)等工作崗位的要求，能完成數(shù)控機(jī)床機(jī)械部件與電氣零件的安裝，普通機(jī)床、數(shù)控機(jī)床電氣線路的安裝與調(diào)試等工作任務(wù)，會(huì)使用數(shù)控機(jī)床完成常規(guī)機(jī)械零件的加工，能完成數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)保養(yǎng)工作，能完成數(shù)控機(jī)床常見故障的診斷與排除任務(wù)的高級(jí)技能型人才。高職院校非常重視對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力和專業(yè)技能的培養(yǎng)，專業(yè)技能課的教學(xué)只有從以傳統(tǒng)的理論教學(xué)為主轉(zhuǎn)變?yōu)榧寄苡?xùn)練為主，學(xué)生才能掌握數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修的相關(guān)技能，畢業(yè)后才能迅速勝任工作崗位，適應(yīng)社會(huì)需要。鑒于教學(xué)方式直接影響到教學(xué)質(zhì)量，所以，高職院?！稊?shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修》課程的教學(xué)改革勢(shì)在必行。

二、《數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修》課程在教學(xué)中存在的問題

數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修是機(jī)電一體化技術(shù)等專業(yè)的專業(yè)課程，是考取數(shù)控機(jī)床裝調(diào)維修工職業(yè)資格證書的基礎(chǔ)。融合了機(jī)械制造、氣動(dòng)、光電、計(jì)算機(jī)、液壓、自動(dòng)控制及傳感檢測(cè)方面的技術(shù)，涉及的知識(shí)面相當(dāng)廣，是對(duì)前導(dǎo)課程的總結(jié)和提升。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生在數(shù)控機(jī)床安裝與調(diào)試、故障診斷與維修方面的分析能力與解決問題能力得以有效提高。學(xué)生在了解常用數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)、數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控伺服系統(tǒng)、主軸系統(tǒng)、冷卻和刀架系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上，通過對(duì)一些常見故障特點(diǎn)和發(fā)生原因地分析，掌握數(shù)控機(jī)床故障診斷所必需的理論知識(shí)，并開展相關(guān)的實(shí)訓(xùn)練習(xí)，在理論與實(shí)踐相結(jié)合的基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)用數(shù)控機(jī)床中常用的檢測(cè)技術(shù)與方法去分析現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)故障，并學(xué)會(huì)用基本方法去排除一些常見故障。由于本課程涵蓋的知識(shí)面廣，涉及的原理多，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)很費(fèi)勁，因此，只有通過課堂教學(xué)改革，改變教學(xué)模式，才能順利完成教學(xué)任務(wù)，讓學(xué)生在有限時(shí)間里獲得更多的知識(shí)，知識(shí)面得到擴(kuò)寬，進(jìn)而成為社會(huì)企業(yè)需要的高素質(zhì)技能型人才。

鑒于學(xué)生素質(zhì)、教學(xué)條件等原因，本課程在教學(xué)中存在以下幾個(gè)問題：

1.裝調(diào)過程無(wú)法實(shí)現(xiàn)

現(xiàn)有數(shù)控維修教學(xué)手段不足，在數(shù)控維修專業(yè)的教學(xué)中，對(duì)應(yīng)的課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)室基本上有以下三類：數(shù)控機(jī)床電氣試驗(yàn)室、數(shù)控機(jī)床綜合實(shí)驗(yàn)室、數(shù)控機(jī)床拆裝實(shí)驗(yàn)室。從數(shù)控配備的規(guī)模調(diào)查結(jié)果來(lái)看，數(shù)控機(jī)床作為一種昂貴的機(jī)械加工設(shè)備，由于院校受資金投入的限制不能按要求配置設(shè)備，目前大部分院校只配備了以上三種實(shí)驗(yàn)室中的一種或兩種。［1］

義烏工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院現(xiàn)有的THWSKW-2B型數(shù)控機(jī)床維修實(shí)訓(xùn)臺(tái)，側(cè)重于維修，學(xué)生在學(xué)習(xí)裝調(diào)的過程中，以理論為主，維修實(shí)訓(xùn)臺(tái)上講解、觀看為輔，對(duì)數(shù)控機(jī)床裝調(diào)理解地不夠深刻，致使裝調(diào)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)比較薄弱，而把現(xiàn)有的THWSKW-2B型數(shù)控機(jī)床維修實(shí)訓(xùn)臺(tái)拆了讓學(xué)生裝調(diào)，一次課無(wú)法完成，另外在拆裝的過程中勢(shì)必會(huì)造成現(xiàn)有設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行，影響平行班的教學(xué)。

《數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修》的教學(xué)仍然以理論教學(xué)為主，在實(shí)踐教學(xué)過程中，由于實(shí)訓(xùn)設(shè)備不足，只能開展一些認(rèn)知性實(shí)驗(yàn)，這使得實(shí)訓(xùn)時(shí)間得不到保證，學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力難以提高。

2.真實(shí)維修過程難以模仿

隨著高職院校的擴(kuò)招，學(xué)生素質(zhì)普遍偏低，多數(shù)學(xué)生基礎(chǔ)理論知識(shí)薄弱，動(dòng)手能力差、缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，表現(xiàn)為抽象思維能力較弱，接受專業(yè)知識(shí)的興趣和能力都較低。［2］

在實(shí)際的維修過程中，很多可能是某個(gè)電氣元件燒毀或者是接錯(cuò)線了，但在學(xué)習(xí)的過程中，沒有那么多的故障元件可以提供給學(xué)生檢修實(shí)訓(xùn)，而光靠講解和演示，學(xué)生并不愛聽，效果也難以檢驗(yàn)；而對(duì)接錯(cuò)線故障的排除，在實(shí)訓(xùn)的過程中，效果不容樂觀。學(xué)生往往上了實(shí)訓(xùn)臺(tái)，不是先看有什么故障，而是先看線哪里松了，或者接錯(cuò)了的地方，更有甚者，一場(chǎng)維修實(shí)訓(xùn)下來(lái)，學(xué)生根本沒有使用萬(wàn)用表的檢測(cè)工具就完成了檢修。

當(dāng)前，雖然很多高職學(xué)校都開設(shè)了本課程，并且開展了數(shù)控機(jī)床的維修實(shí)訓(xùn)，但是因?yàn)殚_展數(shù)控機(jī)床維修實(shí)訓(xùn)所需的低壓電氣元器件種類繁多，數(shù)控系統(tǒng)、主軸系統(tǒng)、刀架系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)之間的連接電纜不宜經(jīng)常性地插拔，所用導(dǎo)線、端子等耗材消耗嚴(yán)重，所需工具多，教師對(duì)學(xué)生接線正確與否的排查工作量大等原因，使得實(shí)際動(dòng)手率大大下降。［3］

3.教學(xué)人數(shù)過多

《數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修》課程涉及機(jī)械、液壓、氣動(dòng)、計(jì)算機(jī)、控制及檢測(cè)方面的技術(shù)，涉及的知識(shí)面較廣。一次教學(xué)時(shí)間一般為四節(jié)課，這四節(jié)課往往還得給學(xué)生講解部分理論，由于人數(shù)眾多，實(shí)訓(xùn)過程需分幾個(gè)人一組進(jìn)行。鑒于高職院校的學(xué)生素質(zhì)普遍偏低，多數(shù)學(xué)生基礎(chǔ)理論知識(shí)薄弱，動(dòng)手能力差、缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，積極性不是很高，往往只有那么幾個(gè)學(xué)生在實(shí)際操作，課堂教學(xué)效果并不理想。

4.課程教學(xué)考核方式不易開展

《數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修》是基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)技能綜合運(yùn)用的結(jié)果。目前的考核方式為平時(shí)考核和期末考核兩種，兩種方式都以故障檢修的操作考核為主，限于高職院校的學(xué)生的素質(zhì)水平，以接線檢修為主。平時(shí)考核存在以下問題：?jiǎn)稳藱z修分批進(jìn)行，前面的學(xué)生檢修好了之后由于上課時(shí)間的限制，不能離開實(shí)訓(xùn)室，將和待考的同學(xué)處于同一環(huán)境，勢(shì)必造成泄題，有失考試的公平性，從時(shí)間上來(lái)說(shuō)又只能制造一個(gè)故障點(diǎn)，往往有的學(xué)生上來(lái)就不是看有什么故障，而是看哪里線沒有接好；而采用分組檢修考核勢(shì)必造成僅有那么幾個(gè)學(xué)生在考核，其余學(xué)生在觀望。

三、《數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修》課程的教學(xué)改革方案

《數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)技能課，本課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生成為在數(shù)控機(jī)床方面掌握分析、解決問題能力的技術(shù)型人才。根據(jù)當(dāng)前人才培養(yǎng)模式，結(jié)合筆者多年的工作經(jīng)驗(yàn)所了解的企業(yè)對(duì)該專業(yè)技術(shù)人員的要求標(biāo)準(zhǔn)，該課程在教學(xué)過程中應(yīng)從以下幾方面進(jìn)行改革：

1.開展逆向裝調(diào)實(shí)訓(xùn)

根據(jù)筆者多年的工作經(jīng)驗(yàn)，在數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修的工作過程中，裝調(diào)的工作流程是：繪制原理圖和接線圖、安裝電氣元器件、調(diào)試；維修的工作流程是：根據(jù)原理圖和接線圖分析故障原因、找到故障點(diǎn)、解決故障點(diǎn)。不管是裝調(diào)還是維修，都必須了解機(jī)床的工作原理和接線。

以繪制原理圖和接線圖的方式開展裝調(diào)實(shí)訓(xùn)，有利于學(xué)生加深對(duì)原理的認(rèn)識(shí)，同時(shí)提高畫接線圖的能力；有利于檢修時(shí)查線或檢查故障，接近于工廠的實(shí)際情況，比教師講解的方式更有利于學(xué)生的發(fā)展。

鑒于在現(xiàn)有條件下難以實(shí)現(xiàn)裝調(diào)實(shí)訓(xùn)，而實(shí)際工作中裝調(diào)是必不可少的，因此可以通過逆向裝調(diào)的形式展開實(shí)訓(xùn)：讓學(xué)生用CAD繪制THWSKW-2B型數(shù)控機(jī)床維修實(shí)訓(xùn)臺(tái)原理圖和接線圖，以此來(lái)達(dá)到加深裝調(diào)原理的目的，同時(shí)不僅鞏固學(xué)生查看繪制原理圖和接線圖的能力，而且還能有效地防止學(xué)生拆完實(shí)訓(xùn)臺(tái)之后不能裝回去進(jìn)而影響教學(xué)事故發(fā)生。

2.真實(shí)化的維修

數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修專業(yè)是一個(gè)復(fù)合專業(yè)，對(duì)于機(jī)械、電氣、計(jì)算機(jī)軟硬件、編程、控制等方面的知識(shí)和技能要求均較高，企業(yè)對(duì)數(shù)控設(shè)備調(diào)試與維修專業(yè)人員的素質(zhì)提出了較高的要求。對(duì)于生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的企業(yè)來(lái)說(shuō)，數(shù)控機(jī)床裝調(diào)維修人員在機(jī)床生產(chǎn)過程中，需要完成安裝、調(diào)試、檢測(cè)等工作，同時(shí)還承擔(dān)著產(chǎn)品的售后服務(wù)維修的工作，是企業(yè)與用戶之間的紐帶與橋梁；而對(duì)于使用數(shù)控機(jī)床的企業(yè)來(lái)說(shuō)，在數(shù)控機(jī)床的使用中，數(shù)控機(jī)床裝調(diào)維修人員負(fù)責(zé)數(shù)控機(jī)床保養(yǎng)、維護(hù)、數(shù)控加工工藝流程設(shè)計(jì)的參與和實(shí)施等工作。

雖然越來(lái)越多的高校開展了數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修實(shí)訓(xùn)，但是由于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的限制，配備的數(shù)量往往有限，而在數(shù)控機(jī)床的實(shí)訓(xùn)中，學(xué)生不僅要通過實(shí)訓(xùn)臺(tái)了解機(jī)床的部件，而且還要利用數(shù)控機(jī)床綜合實(shí)踐平臺(tái)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)練習(xí)。另外，實(shí)訓(xùn)室還需要配備足夠數(shù)量的傳感檢測(cè)元件，以開展維修實(shí)訓(xùn)，但由于其價(jià)格昂貴，以目前的儀器和工具水平，只能達(dá)到檢查線有沒有接錯(cuò)和線松了的問題，難以達(dá)到真實(shí)的維修水平，應(yīng)找一些損壞的元器件，比如說(shuō)繼電器，接觸器，開關(guān)電源等安裝到現(xiàn)有的設(shè)備上讓學(xué)生檢修，以此提高檢修難度，接近實(shí)際情況。

前期學(xué)生學(xué)習(xí)《電工基礎(chǔ)》《電機(jī)與PLC》、《數(shù)控加工與編程》和《CAD/CAM技術(shù)》課程的效果直接影響到檢修實(shí)訓(xùn)模塊的開展。根據(jù)企業(yè)的工作模式，實(shí)際的檢修除了線接錯(cuò)外，還有元器件的故障等方面的原因，而實(shí)際的檢修過程中，往往只有一人或兩人操作。因此，檢修實(shí)訓(xùn)應(yīng)盡量接近實(shí)際情況，提高檢修難度，使得學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中掌握數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修方面的技能，以適應(yīng)社會(huì)與企業(yè)的需要。

3.小班化教學(xué)

小班化教學(xué)模式的改革被譽(yù)為“教學(xué)領(lǐng)域的一場(chǎng)革命”，國(guó)內(nèi)外教育部門、高校教育專家和各個(gè)階段的學(xué)校聯(lián)合進(jìn)行了對(duì)小班化教學(xué)模式地探索，政府部門給予資金支持，高校教育專家給予理論支持，學(xué)校及一線教師也展開對(duì)小班化教學(xué)模式的實(shí)踐性探索。

由于目前只有8臺(tái)THWSKW-2B型數(shù)控機(jī)床維修實(shí)訓(xùn)臺(tái)，而上課人數(shù)達(dá)到27人，在實(shí)訓(xùn)過程中，要想提高檢修難度，只能分組進(jìn)行，3-4人為一組的檢修實(shí)訓(xùn)難以達(dá)到預(yù)期效果，而實(shí)行單人檢修實(shí)訓(xùn)，由于時(shí)間限制，又難以提高難度。

在實(shí)際工作中，檢修時(shí)往往需要2人進(jìn)行，互相合作，一人啟動(dòng)設(shè)備，另一人觀察故障現(xiàn)象，筆者結(jié)合本課程的實(shí)踐特點(diǎn)，采取小班化小組合作的教學(xué)策略，學(xué)生看得清楚，聽得仔細(xì)，既提高了教學(xué)效果，又提高了學(xué)生的積極性，使每個(gè)學(xué)生都有動(dòng)手的機(jī)會(huì)，同時(shí)也方便教師督促學(xué)生，高職院校的學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、空間思維要較本科院校的學(xué)生差，自信心也不足，展開2人一組的檢修實(shí)訓(xùn)，既接近實(shí)際工作，又容易把握檢修難度，增加學(xué)生的自信心，提高教學(xué)效果。

4.考核方式

要建立一體化教學(xué)體系，就必須建立與此相應(yīng)的考核評(píng)價(jià)體系。顯然以往一張?jiān)嚲韥?lái)考查學(xué)生的考試模式已經(jīng)不再適合。要摒棄傳統(tǒng)教學(xué)中一張期末試卷決定成績(jī)的考核模式，就需要建立完整的評(píng)價(jià)體系［4］，綜合地考查學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)與專業(yè)技能。結(jié)合本課程的特點(diǎn)，考核評(píng)價(jià)體系應(yīng)包括：①基本知識(shí)的考查。繪制原理圖和接線圖、識(shí)圖技巧、常用電氣設(shè)備的原理。②基本檢修能力考查。包括平時(shí)的考核和期末的考核，分項(xiàng)目考核，兼顧學(xué)習(xí)過程考核和項(xiàng)目終結(jié)考核，在把故障元器件安裝在現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)臺(tái)的基礎(chǔ)上，盡量接近實(shí)際，讓學(xué)生檢修，避免學(xué)生只會(huì)檢查線是否接錯(cuò)等情形。③綜合素質(zhì)考查?？疾閷W(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)修改某些功能的能力，比如以修改梯形圖的邏輯來(lái)修改某些功能，通過調(diào)整參數(shù)的方式來(lái)調(diào)整運(yùn)行狀態(tài)。

四、總結(jié)

當(dāng)前社會(huì)正處在高速發(fā)展階段，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展革新帶來(lái)的是全球經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、勞動(dòng)組織結(jié)構(gòu)的變化，社會(huì)和企業(yè)對(duì)專業(yè)技術(shù)人員提出了更高的要求，以適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，各級(jí)各類教育也在通過不斷的改革與發(fā)展，以適應(yīng)當(dāng)前的社會(huì)發(fā)展需求。要使職業(yè)教育培養(yǎng)的人才適應(yīng)和滿足社會(huì)發(fā)展的需求，必須加快和深化職業(yè)教育改革，重點(diǎn)放在課程改革上。而課程是教學(xué)思想、方法、內(nèi)容的有效載體，因此，職業(yè)教育課程改革意義重大。［5］

目前，課程教學(xué)改革已成為高等職業(yè)教育改革的核心關(guān)鍵，《數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修》作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)技能課，在傳統(tǒng)重知識(shí)傳授而輕技能培養(yǎng)的教學(xué)模式下，課程改革任重道遠(yuǎn)。筆者希望通過以上的一些教學(xué)改革措施，可以使該課程教學(xué)更接近實(shí)際工作情況，提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，使其滿足社會(huì)和企業(yè)對(duì)從業(yè)人員的需求。

參考文獻(xiàn)

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［5］江輝.數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修專業(yè)一體化課程模式研發(fā)［D］.成都：西華大學(xué)，2014.

（作者單位：義烏工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

DOI：10.16653/j.cnki.32-1034/f.2016.10.044

［基金項(xiàng)目：本研究項(xiàng)目來(lái)源于義烏工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院教學(xué)改革研究項(xiàng)目“數(shù)控機(jī)床裝調(diào)與維修課堂教學(xué)改革”］