基于車間式實境教學的數(shù)控故障診斷與維修課程改革探討

□王亞利

數(shù)控機床是集機械制造技術、自動化技術、計算機技術、傳感檢測技術、信息處理技術等為一體的現(xiàn)代制造生產設備[1]。在加工過程中，各種外在影響或內在原因都有可能造成數(shù)控機床出現(xiàn)故障，直接給企業(yè)造成經濟損失，因此，需要復合型數(shù)控機床維修人員能快速進行故障檢測、診斷與維修。但是，由于數(shù)控機床自動化程度高、結構復雜，采用傳統(tǒng)的教學方法，使得學生在掌握機床結構原理、故障診斷中存在一定的困難。因此，為培養(yǎng)應用型工程技術人才，進行有效的教學改革，探討合適的教學方法勢在必行。

一、實境教學法

車間實境課堂教學法是指安排一定的課時量，將車間生產實際融入到課程教學過程，輔助傳統(tǒng)課堂進行教學的一種方法，其教學法理念突出在真實環(huán)境下進行一體化教學[2]。車間式實境課堂的應用一直是教育教學改革的研究熱點。王菁分析“車間式”實境課堂的內涵及其模式，以案例再現(xiàn)其實施環(huán)節(jié)，最后歸納總結出“車間式”實境課堂對大學英語口語教學的啟示[3]；陳安柱基于汽車4s工作過程的課程開發(fā)與設計要求進行《汽車故障診斷與維修》課程車間式實境課堂教學設計，具有很強的理論及實踐探索價值[4]；劉海軍等借助虛擬軟件，以典型項目為載體，營造真實職業(yè)情境的教學環(huán)境，將理論與實踐相結合，使學生能更好地掌握數(shù)控設備維護、維修的基本方法，提高學生的職業(yè)技能[5]。目前，國內對車間式實境課堂的應用積累了較為豐富的研究成果。車間實境課堂教學法如圖1所示。

二、基于車間式實境的《數(shù)控故障診斷與維修》教學內容設計

根據大專院校學生的生源情況及該課程的結構特點，結合車間式實境教學設計的基本原則，本文探索了車間式實境教學在數(shù)控故障診斷與維修課程中改革模式。

圖1 車間實境課堂教學法

(一)確定工作任務。通過畢業(yè)生訪談及召開專任教師、企業(yè)專家、課程專家研討會，明確企業(yè)對數(shù)控維修人員能力的需求目標，確定相應的職業(yè)崗位，并以崗位需求為依據，確定工作任務。根據工作任務定位培養(yǎng)人才所需要知識素養(yǎng)和職業(yè)素養(yǎng)。然后以學習情境為核心，利用分解和歸納，將知識模塊整合組成為教學模塊，并對每個學習情境進行分解以形成若干學習任務單元，以分解出的學習任務為驅動實施課程教學[6]。因為課程學習情境設計來源于崗位工作要求，故可確保學生可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)畢業(yè)生零距離就業(yè)。工作崗位如圖2所示。

圖2 數(shù)控維修工作崗位

(二)設計課程內容。依據“任務引領、項目驅動”，將典型的工作任務按教學規(guī)律和學生認知規(guī)律進行整合，形成課程的教學內容，實現(xiàn)教、學、做一體化。整合后的教學內容分為4個子模塊，分別為數(shù)控系統(tǒng)報警及維修技術、數(shù)控機床通信和網絡控制技術、數(shù)控機床主軸驅動系統(tǒng)及維修技術和數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng)及維修技術。對于每一個子項目，均從檢測的機理分析故障產生的原因及故障診斷的方法，可提高學生對數(shù)控機床故障的綜合分析能力和故障排除能力。四個子項目及設計的知識點和工作項目如圖3所示。

圖3 基于車間式實境法的設計課程內容

(三)實施的教學方法。在分析學生學習特點和企業(yè)真正需求的基礎上，按照高等職業(yè)教育工學結合課程改革的基本要求，結合車間式實境教學設計的基本原則，可采取混合式教學方法，包括任務驅動法、示范講解法、頭腦風暴法、引導文法、分組討論法、競賽PK法。

1.任務驅動法。教師提供項目任務；學生分組討論任務實施方案并運用所學知識參與項目；教師輔導；學生掌握工作方法，提高學生綜合分析能力和運用知識的能力。

2.示范講解法。教師向學生提供典型零件的工作任務，講解并示范操作過程；學生接受新知識、新技能，并積極參與課堂教學；學生掌握新知識，同時知識運用能力得到提高。

3.頭腦風暴法。教師提出問題；學生積極參與討論，交流意見；教師點評；開拓學生的思維能力，拓展知識空間，并提高了學生參與學習的積極性。

4.引導文法。教師提供項目載體所需的引導文資料；學生按照引導文的指導，按序完成學習任務；學生的自主學習能力提高，鍛煉其獨立思考問題和解決問題的能力，教學做一體。

5.分組討論法。教師布置任務；學生分組討論，制定最優(yōu)方案；提高學生收集信息和自主創(chuàng)新能力，并通過交流相互提高學習水平，增強團隊協(xié)作能力，有利于職業(yè)能力的培養(yǎng)和發(fā)展。

6.競賽PK法。教師布置任務；學習小組研究任務執(zhí)行方案，并選派代表執(zhí)行操作；分組比賽，競賽結果計入過程考核成績；提高學生學習的積極性，注重培養(yǎng)團隊合作精神和創(chuàng)造性解決問題的能力。

(四)特色與創(chuàng)新之處。第一，運用典型故障案例，通過任務引領、項目驅動、工單催化對學生啟發(fā)引導，激發(fā)學生的學習興趣，提升教學效果；第二，建立更為靈活的教學組織形式，按照職業(yè)領域和崗位群構建專兼結合的專業(yè)教學團隊和課程建設團隊；第三，人才培養(yǎng)方案致力于實現(xiàn)學校學生到企業(yè)員工的“零適應”角色的自然轉換。要全方位全過程實施校企合作、工學結合，讓畢業(yè)生的知識、能力、素養(yǎng)對接企業(yè)需要。

三、結語

根據大專院校學生的生源情況及該課程的結構特點，結合職業(yè)教育辦學理念，采用車間式實境課堂教學法來組織教學，使之盡可能地適應大專院校的學生，提高學生的學習興趣和學習積極性，建立以工作任務為導向、以提高學生職業(yè)技能水平為核心的課程體系，在真實環(huán)境下進行實訓和教學，與“實境耦合”人才培養(yǎng)模式相匹配的、體現(xiàn)高職“學以致用”教育特色的一種新的教育教學理念。