時間：2023-03-15 15:06:44
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1.數控維修實訓設計的指導思想
數控維修實訓教學應該以“必須夠用”為指導原則，采用一體化教學模式，將理論課與實訓課有機融合在一起，著重于提高數控維修實踐操作能力，體現技工院校實踐應用性人才培養特色。
2.數控維修實訓的總體方案設計
數控設備的型號繁多，數控機床結構和數控系統存在多樣性。技工院校學生由于學校起點比較低、基礎知識較為薄弱，學習數控維修技術存在不小的困難。想要有效提高數控維修實訓教學質量，就要結合技工教育特點，著重于培養提高學生自主學習能力，使學生觸類旁通，掌握數控維修基本原理與基本方法。為了達到這個目標，筆者認為數控維修實訓教學總體方案可以設計為“三個層面訓練”與“六個模塊結構”。其中，三個層面訓練指的是基本技能訓練、專業技能訓練和綜合技能訓練，六個模塊結構包括電工操作模塊、電氣故障診斷與維護模塊、鉗工操作模塊、電力拖動控制模塊、臥式床故障診斷與維修模塊和數控維修高級工考核鑒定模塊。
二、數控維修實訓系統平臺設計
筆者所在學院作為在江西省名列前茅的技工院校，數控專業是學院拳頭專業，現擁有兩個專業數控車間，基本能夠滿足學生實訓教學的需要。為了實現上述三個層面訓練以及六大模塊教學活動的教學目標，學院設計開發出數控維修實訓系統平臺，平臺采用模塊化結構設計，每個模塊之間留下端口，以便滿足不同模塊實訓操作的需要。這套數控維修實訓系統平臺具有生產型機床功能，學生通過操作本套數控維修實訓系統平臺，能夠完成數控機床的拆裝、數控機床結構與性能分析、數控機床基本技能與專業技能操作訓練、數控機床故障診斷與維修等功能。
三、提高數控維修實訓教學質量的對策
1.以就業為導向制定實訓教學課程標準
技工院校課程教學應該以就業為導向、社會需求為依據制定人才培養方案。理論教學和實訓教學都應該圍繞培養數控技術專業人員為教學目標，結合國家職業資格標準、行業標準和企業標準的要求制定數控維修實訓教學課程標準和實訓教學內容，以滿足技工院校培養企業生產管理人才的需要。以就業為導向制定的數控維修實訓課程標準應該貫徹實現“知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀”的課程功能，使以就業為導向的原則貫徹執行于實訓日常教學活動中。
2.建立以培養職業能力為主線的數控維修實訓教學課程體系
技工院校面向社會培養生產管理一線技術人才。因此，實訓課程教學目標與教學內容不僅要貼近生產管理一線，還要緊跟社會發展。在建立以培養職業能力為主線的教學課程體系中，必須根據技工教育規律對實訓課程進行改革，以就業為導向、按工作過程的實際需要進行設計，打破傳統將理論基礎知識、專業知識與專業實訓分隔式教學模式，建立以職業能力為主線的課程體系，將數控維修實訓教學分成六大模塊，即電工操作模塊、電氣故障診斷與維護模塊、鉗工操作模塊、電力拖動控制模塊、臥式銑床故障診斷與維修模塊和數控維修高級工考核鑒定模塊，將專業知識分解到各個模塊實訓教學中，著重于提高學生的職業能力，由簡到繁、由淺入深安排模塊教學活動。
3.建立校企合作實訓教學新模式
【關鍵詞】數控機床；故障診斷；教學方法
我國在故障診斷技術方面起步較晚,1979年才初步接觸設備診斷技術，近年來得到迅速發展。目前國內對裝備的故障診斷技術,尤其是板級故障診斷技術的研究有了較大的進展。經過二十多年的研究與發展,我國的故障診斷技術己廣泛應用于軍工、化工、工業制造等領域,如數控機床、汽車行業及發電廠等。
一、數控機床故障診斷與維修行業人才結構
1.藍領層
數控操作工：精通機械加工和數控加工工藝知識，熟練掌握數控機床的操作和手工編程，了解自動編程和數控機床的簡單維護維修。其崗位適合中職學校組織培養。此類人員市場需求量大，適合作為車間的數控機床操作技工。但由于其知識較單一，其工資待遇不會太高。
2.灰領層
（1)數控編程員：掌握數控加工工藝知識和數控機床的操作，掌握復雜模具的設計和制造專業知識，熟練掌握三維CAD／CAM軟件，熟練掌握數控手工和自動編程技術。其崗位適合高職、本科學校組織培養，適合作為工廠設計處和工藝處的數控編程員。此類人員需求量大，尤其在模具行業非常受歡迎，待遇也較高。
（2)數控機床維護、維修人員：掌握數控機床的機械結構和機電聯調，掌握數控機床的操作與編程，熟悉各種數控系統的特點、軟硬件結構、PLC和參數設置，精通數控機床的機械和電氣的調試和維修。其崗位適合高職學校組織培養，適合作為工廠設備處工程技術人員。目前非常缺乏，其待遇也較高。
3.金領層
數控通才：具備并精通數控操作技工、數控編程員和數控維護、維修人員所需掌握的綜合知識，并積累了大量實踐經驗，知識面很廣。能自行完成數控系統的選型、數控機床電氣系統的設計、安裝、調試和維修，能獨立完成機床的數控化改造，是企業(特別是民營企業)的搶手人才，其待遇很高。其崗位適合本科、高職學校組織培養。
對于這三類人才主要有兩個來源：一是大學及職校機電一體化或數控技術應用等專業的畢業生，他們具有不同程度的理論知識和較強的動手能力，最大的缺陷就是學校難以提供的工藝經驗；另一個來源就是從企業現有員工中挑選人員參加不同層次的數控技術中、短期培訓。這些人員一般具有企業所需的工藝背景及比較豐富的實踐經驗，但是他們知識面較窄，特別是對計算機應用技術和計算機數控系統不太了解。[3]
因此，數控機床故障診斷與維修的教學應圍繞怎樣使學生具備豐富的實踐經驗進行。
二、當前數控機床故障診斷與維修的教學現狀
(一)學校師資力量嚴重不足
數控技術在近幾年的廣泛應用，引起了數控人才的大量需求，同時造成數控師資、特別是同時具備相當的理論知識和豐富的實踐經驗的數控師資隊伍嚴重不足。[2]
有些學校從社會上引進了一些具有豐富實踐經驗的工程技術人員，用來充實教師隊伍。但是，由于有關規定的限制，這些人被排除在外。因此一些學校只有聘用豐富實踐經驗的工程師作為學校的兼職老師，按勞付酬。[5]
(二)實訓設備種類多，且與教材不配套
由于數控機床有多種系列，如法那科系列、西門子系列、三菱、華中系列、廣州數控系列等，其控制系統及故障表現形式多種多樣。當前數控機床故障診斷與維修的相關高職、高專類教材中講解的數控機床故障診斷與維修的典型案例主要針對市場上的一些主流數控機床，使得理論教學與實訓教學并不是十分的配套，一定程度上影響了本專業的教學質量。
三、如何開展數控機床故障診斷與維修專業課程教學
(一)師資隊伍的建設
1.學校從機電一體化及數控技術相關的專業中錄用本科生或碩士生，他們具有扎實的基礎理論知識?？墒撬麄內狈嵺`經驗，為此學?？蓪⑶嗄杲處熡杏媱澋厮偷狡髽I去掛職鍛煉，將實戰培訓的重點放在工藝知識、故障診斷和故障排除等方面。
2.學校從數控設備多的企業招聘有豐富的現場經驗、組織能力強的故障診斷技術人員，這樣的人才在數控技術實訓中能很快把握實訓要點。
(二) 數控機床故障診斷與維修實訓中心的建設
數控機床故障診斷與維修實訓中心應從基礎理論教育到實驗、實踐環節建立一套完整的實驗、實習體制。為滿足教學需要一般應建立以下幾種實驗室。
1.數控原理實驗室
包括數控原理、數控機床電氣控制、主軸系統、伺服系統、機床檢測與調試技術等基礎實驗。
2.與教材配套的數控機床故障診斷與維修綜合實驗室
本實驗室應可以完成數控系統的功能、結構、安裝、參數設置以及調試等多項實驗，其應用范圍包括：
（1)教師講授數控原理、調試維修以及參數設置的平臺；
（2)學生驗證教學內容和基本原理的對象；
（3)學生調試、參數設置、故障診斷、維修等實訓實習項目的配套設備。
(三)改革教學方法
關鍵詞：數控機床；故障診斷；維修；教學方法
Exploration and Practice in NC machine diagnosis and maintenance
Guan Wei
Dalian vocational technology college， Dalian， 116033， China
Abstract： By analyzing NC manufacturing and maintenance course approaches， the author explores some new teaching methods in order to maximize teaching effects in NC manufacturing and maintenance class.
Key words： NC machine tool； fault diagnosis； maintenance； teaching method
近年來，隨著我國數控技術的普及和數控設備的大量應用，大多數高職院校在數控技術專業或機電專業都開設了數控機床故障診斷與維修課程，在本課程教學中主要面臨的困難有如下兩方面：（1）課程教學中涉及的知識較多，如機械結構、電氣控制、液壓與氣動、數控編程與工藝等，而高職學生底子薄，課程教學安排時間又有限，學習會有一定的難度。（2）數控機床維修要求學生有較強的故障判斷分析能力和實際動手能力，在傳統的教學模式下很難培養出來。因此如何保證數控機床故障診斷與維修課程內容的實用性、實效性？如何引導學生掌握該課程學習方法，提高技能？在有限的時間和空間內如何提高課堂教學效率？如何進行理論與實際相結合？如何加強現場管理，提高學生的綜合素質？筆者針對以上幾個問題在教學中進行了一些有效的探索。
1 教學內容選取
作為教師，只有了解現場維修人員的工作，才能知道我們教學中的重點是什么。20世紀七八十年代的數控維修人員要對模擬電路、數字電路有較深刻的理解，他們通過電烙鐵、萬用表、示波器修理損壞的電路板。但今天的數控技術緊隨IT技術發展，電路板已被專用的大規模集成電路所取代，數據傳送也由“并行傳送”為主改為“串行傳送”為主，目前示波器、萬用表僅作為一些并行信號或靜態信號的檢測工具，對于CNC本身和數字伺服部分維修幫助非常有限?？梢赃@樣認為，今后現場維修人員能夠處理的硬件將越來越少，取而代之的是借助各類軟件及相關技術資料（廠家和數控系統提供），及時準確判斷故障類型，確定維修方法。為了達到上述要求，必須建立“理”“實”一體化教學體系，在教學內容設計上應注重數控機床結構和數控系統的多樣性，課堂上注重培養學生的自主學習能力，使學生能夠觸類旁通，由于新技術、新工藝、新產品的不斷應用，要有一定的學習能力，跟上現代數控機床的發展。為了體現這一思路，可以將數控機床故障診斷與維修課程的教學內容體系設計如下：
（1）注重3個層面訓練：即學生閱讀電氣圖紙的訓練；查閱相關維修資料的訓練；故障檢測與排除的訓練。（2）6個教學內容模塊：即數控機床低壓電器部分的故障分析；數控系統的硬件裝接；數控機床機械拆裝及故障；可編控制器的應用；數控機床機電聯調；數控機床常見故障排除。
通過上述教學內容的安排，使學生掌握數控機床維修的基本技能和方法。
2 做好相關知識拓展的教學
筆者總結自己多年數控機床調試維修的經驗，認為要想快速準確地判斷故障，適應數控技術的發展，必須拓展相關知識，加強理論基礎。如本課程所需的一些專業基礎知識包含在計算機原理、電子技術、電氣控制與PLC、數控原理、液壓原理、數控機床結構等課程中。學生如果在學習數控機床維修之前，對上述相關專業知識缺乏了解或者遺忘，在上課時會感到很吃力，聽不懂，更談不上有自己對故障現象的分析理解，在實踐中無從下手，逐漸喪失對課程的學習興趣，缺乏專業知識，也不利于學生今后的職業發展。對于這種情況，教師在典型故障分析過程中，對所涉及的有關專業知識，要進行適當的補充和拓展，使學生能夠理論聯系實際，掌握所學內容，拓寬維修思路。如在講解數控機床回參考點故障時，就必須增加數控原理中光電編碼器的知識點，這樣學生才能理解回參考點工作原理。而講解電動刀架常見故障分析時，需補充霍爾開關的相關知識，學生才能理解刀架轉不停的故障檢測方法。有理論做基礎，能收到事半功倍的效果，數控機床故障才能快速準確地定位，增加學生學習該課程的自信心和興趣。在數控故障中，往往是同一現象，原因卻很多，沒有理論作基礎，光靠經驗是不行的，這也是目前部分企業在崗電工，至今仍無法承擔數控維修的原因。
3 教學中合理安排實踐教學
由于數控機床采用的數控系統專業性非常強，不同品牌數控系統，其結構、診斷方法、參數設置差異非常大，作為職業技術教育，數控維修授課及實訓設備應該有針對性，由于各種原因，大部分學校實訓設備不能完全跟上數控系統的更新，因此很難培養走出校門就基本滿足企業需要的數控維修調試人員，在教學環節中必須注重加強學生實踐環節的培養，可以采用如下方式：數控維修仿真─數控系統連接調試─數控機床整機故障維修。
江蘇省宜興中等專業學校江蘇宜興214206
摘要:本文結合“愛他的”教學理論，探索“愛他的”教學法在數控維修實訓教學中的應用的必要性，以及實施“愛他的”教學法的原則與要求。論文大體分為“愛他的”教學法理論介紹、引導性行動的設計和“愛他的”教學法的實施等幾個部分。
關鍵詞 :“ 愛他的”教學法；數控維修實訓教學；引導性行動
1 概述
隨著我國工業化進程的不斷發展，數控機床在機械制造類企業中的使用已經非常普遍，企業對數控專業技術人才的需求也越來越來大，尤其缺乏數控維修調試類人才，因為維修力量的不足嚴重影響了設備利用率和完好率。這就需要各類院校培養大量的合格的數控維修類人才，而數控維修與調試所涉及的專業知識非常廣泛，尤其是數控維修實訓教學的實踐性、應用性、針對性非常強，而現有大部分職業院校的“理論為主+實驗為輔”“講解為主+學生為輔”的學科體系式的教學模式很難適應新的形勢，教學效果達不到預期目標，這就需要我們思考如何改變現有的教學模式。
早在20 世紀80 年代，職業教育領域就提出了行動導向教學。我國的許多職業院校對這種教學模式加以吸收發展，使教學改革獲得重大突破。特別是上海厚載智能科技有限公司的王吉連先生提出了一種新的行動導向教學法———AITUD（中文簡稱“愛他的”）教學法。該教學法倡導學生自主學習，強調在做中學、在學中做，恰恰突出了數控維修實訓教學的特征，能夠很好的調動學生學習的積極主動性，符合數控維修實訓教學的需要。
2 野愛他的冶教學法的基本含義
“愛他的”教學法主要有五個教學環節：引導性行動、知識點歸納、知識點講解、舉一反三、主題討論。首先通過精心設計把每個知識點都通過行動來導入，學生在操作過程中發現問題；接著學生在老師的引導下對問題進行思考分析歸納出知識點；然后由老師進行講解，或者由老師引導學生講解；講解完之后立即組織學生對所學知識進行應用訓練從而達到舉一反三；最后再進行分組討論，對完成的任務進行評價，以便下次更好的應用。
“愛他的”教學法是一種行動導向的教學做一體化的教學模式。它強調“做中學、學中做，做中教、教中做”的職業教學理念，在整個過程中都離不開學生的主動參與，真正體現了學生是活動的主體，教師是活動的主導的教學思想。這種教學方法非常適合數控維修實訓教學。
3 野愛他的冶教學法的應用
3.1 設計合理的引導性行動
要在數控維修實訓教學中成功地運用“愛他的”教學法，首先就要結合“愛他的”教學法設計出合理、科學的引導性行動，讓每一個學生都能進自主的探索和學習。
在設計數控維修實訓教學的引導性行動時應遵循以下幾點原則：（1）應充分考慮學生的個體差異，難度適中，以確保每個小組都能順利開展活動。（2）結合數控機床維修工作的實際情況，圍繞解決常見的數控機床故障設計引導性行動。（3）按照數控機床的實際工作過程設計引導性行動。從機床上電啟動到最后加工出零件，針對每一個環節可能出現的故障，選取一些有代表性的故障進行教學設計。（4）應遵循循序漸進的原則設計引導性行動。將數控機床常見的故障進行歸類，構建出若干個典型的項目任務，每個項目用多個小的故障作為引入，突出排故由簡單到復雜，由單一到綜合的循序漸進的過程。（5）兼顧數控機床的參數設置、PLC 調試和機械精度調試。雖然數控機床調試的難度較大但是我們也應該選取一些必備的簡單的內容進行訓練，讓學生能夠掌握的更全面一些。（6）每個大的項目任務應是一個完整的排故或調試過程。
按照以上原則可以把數控維修實訓教學分成以下9 個主要的項目實施教學：機床機械精度調試；強電故障維修；數控系統故障維修；機床軟硬限位的調試；回參考點故障維修；主軸故障維修；刀架故障維修；主軸故障維修；工作方式轉換故障維修。這9 個項目涵蓋了PLC 技術、變頻技術、伺服技術、數控系統技術、數控編程技術等多個專業學科的知識。
3.2“愛他的”教學法的實施
把制訂好的數控維修實訓教學項目再進行細化，根據故障維修的一般步驟設計出適合該實訓的“愛他的”教學程序。
（1）引導性行動（Act）。各小組學生根據老師和教材的引導，通過查看故障現象、組內討論，合理運用維修工具，廣泛收集故障信息。通過引導性行動提高學生的積極主動性、加強學生的感性認識、增強學生的學習興趣。（2）知識點歸納（Induce）。在這個環節中學生在老師的引導下分組討論找出問題的原因，自己分析歸納出產生故障的原因。這樣可以充分發揮學生的主觀能動性，提高分析問題解決問題的能力。（3）知識點講解（Teach）。知識點的講解也盡可能的由學生自己進行，在此過程中老師加以引導，小組成員共同制訂出故障排除計劃。這樣就改變了傳統的老師講、學生聽的單一模式，使得學習變得不再枯燥、死板，充分調動了學生的學習興趣，同時也有效得提高了教學效果。（4）舉一反三（Utilize）。這一環節主要是讓學生學會應用新知。每個小組成員合理運用維修工具，根據故障排除計劃解決相應的故障，教師在一邊巡回指導，確保維修正確、順利進行。（5）主題討論（Discuss）。在完成一個項目任務之后，學生進行分組討論，分析評價完成的效果，總結經驗取長補短，提高認識的同時培養學生的綜合能力。
如果一個項目包含的知識點較多，那么前4 個環節可以分多次循序漸進，這樣就把復雜的問題簡單化了，確保學生的學習變得輕松，很好的適應了職校學生的學習特點。
4 結論與分析
筆者在數控維修實訓教學過程中研究性的使用了“愛他的”教學法，教學效果良好?！皭鬯摹苯虒W法始終把學生放在第一位，充分體現了學生本位思想，做到了讓“教”“學”“做”合理有機的結合。它具有許多傳統教學所不及的優點，比較適合數控維修實訓教學。
參考文獻
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[2]時振偉《. 數控機床故障診斷與維護》課程的“行動導向”教學法研究[J].網友世界，2013（12）.
【關鍵詞】高職院校 數控設備故障診斷與維修 教學方法
【中圖分類號】C42 【文獻標識碼】A 【文章編號】1009-9646(2008)09(a)-0134-01
《數控設備故障診斷與維修》是高等職業類院校數控技術專業的一門核心專業課程。其任務主要為培養學生具有數控機床管理與維護、數控機床的選購、安裝、調試及驗收的能力,同時掌握數控機床的結構原理,常用的故障診斷與維修方法等綜合能力。數控機床是典型的機電一體化產品,其功能由微處理技術、液壓與氣動技術、機械技術及電子技術、信息技術等多領域有機結合而成,這就決定了在學習數控設備維修時,具有涉及領域寬、技術面廣、難以掌握的特點。
為了使學生能夠更好的掌握這門課程,以便將來能夠順利走向工作崗位,同時拓寬就業面,筆者根據這門課程的特點,總結了以下幾點,供大家參考。
1 培養興趣,認清目標,提高學生學習的主動性和積極性
由于高職類院校學生的基礎知識相對薄弱,學習本課程相對吃力,學生普遍有畏難情緒,認為自己學不好。作為教師首要做的就是培養學生的學習興趣,幫助學生認清當前人才的需求形勢,從而提高學生學習的主動性和積極性,打消學生的畏難情緒和不自信的心理。教師要充分利用多媒體和網絡技術,通過視頻、錄音、動畫演示(如電動機工作原理動畫)等,使學生建立起學習興趣。帶領學生到維修現場參觀,使維修操作以直觀的形式展現在學生面前。
同時要向學生介紹當今數控領域的就業形勢,如我國企業急需一大批數控技術應用人才,廣東省勞動和社會保障廳的數據顯示[1],我省的數控高級技術人員缺口達50萬,而在全國范圍內缺200萬(2006年),根據我國現階段數控人才的培養規模和速度,在未來幾年十幾年內數控人才仍將嚴重缺乏。而對人才的要求則有較大變化,所需求的不僅僅是操作人員[2],更重要的是集數控編程、操作及維修一體化的高技能人才,即未來工廠數控機床要求操作、編程、保養及維修都由一個人來做。從廠家來講是寧缺務濫,即必須有真才實學,具備全面的能力,否則很難適應未來的需要。這是學好這門課程的現實背景和最大動力之一。
2 扎實基礎,模塊式講授,采用分類式的教學方法
針對學生基礎知識相對薄弱這一特點,在教學過程中要充分抓住新舊知識相互鞏固這一環節,在回顧基礎知識同時,適當加以擴展,形成現在所要講授的知識點。針對某一知識體系的相對獨立性采用模塊化教學法:如在講授主軸直流伺服系統的故障與維修時,在回顧電工學中直流電機的分類、結構、工作原理及控制原理的基礎之上,自然引出其常見故障點,從而導出故障診斷及維修方法。使學生沿工作原理―控制方式―常見故障點―診斷方法―維修方法這一線索進行學習。這樣就避免了學生由于對知識鏈的某一環節缺失而導致的學習困難。造成學習信心不足,興趣不夠,出現難學―學不會的惡性循環。并且在講解過程中要做到深入淺出,一些繁雜的公式推導可加以簡化甚至不講,讓學生作為已知來應用,新知識鞏固之后再對該公式進行講解和強化。對于基礎知識較牢固的同學可同時進行單獨推導講解,做到根據學生的特點進行分類教學。
3 理順教材,統籌知識,優化課程資源
授課之前一定要理順教材,要做到繁簡適當,重點突出。同時要根據自己的實際情況適當調節教學內容[3],如SIEMENS810系統數控機床的基本操作和SIEMENS810系統的故障診斷與維修這兩章,對于數控機床多是日本FANUC系統的院校,在講解SIEMENS810系統的知識時可以只做一些常規性的了解,而根據自己的實際狀況,通過查找相關資料,對FANUC系統機床的操作及故障診斷與維修進行詳細的模塊式講解,以便學生能夠充分利用現有資源進行實際操作,強化學習效果,即做到講授靈活。對于電器系統的故障與維修及可編程控制器模塊的故障診斷與維修部分,可在前修課程《電氣控制與PLC》的基礎上,直接進入其故障診斷與維修部分,對其結構及原理部分做簡要介紹即可,從而避免知識的重復性講授。
4 仿真模擬,實驗臺演練,加強理論與實踐的結合
實訓是本課程的重要組成部分,直接影響著學生綜合能力的提高和職業素質的形成,因此本課程必須強化實訓環節,同時注重與理論的結合。實訓課設為仿真訓練和綜合實驗臺訓練兩部分,首先要求學生使用仿真軟件對數控機床的機床模型、電氣、故障的設置與診斷進行模擬訓練,能夠在仿真軟件中熟練進行各種拆卸組裝、電氣回路的連接與接線及故障設置與診斷,然后在到綜合實驗臺上進行實際訓練,使學生通過實訓扎實而靈活的掌握數控機床電氣回路的原理與設計、數控機床電氣回路的整體接線與調試、數控機床電氣回路的故障檢測和排除技術、高速電主軸電氣回路的連接和維修、限位傳感器接線和維修、變頻調速綜合實驗和維修技術、步進系統的硬件設計(包括電機、驅動器和控制器)、步進電機系統選型和電纜連接等維修所必需的技術。在實訓后期教師設置一些故障,要求學生能夠進行正確的診斷與維修作,并以此為對學生考核的憑證,以增強對學生的量化考核和監督。
5 總結
本文以高職高專院校新人才培養模式及提升產學結合水平為理論指導,針對高職院校學生在學習《數控設備故障診斷與維修》課程中遇到的困難,在教學方法上提出了四點改進意見,通過對傳統教學方法的改進,改善了學生的學習興趣不高及有畏難情緒這一狀況,便于提高本門課程的教學質量。
參考文獻
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根據課程的定位和專業人才培養目標，緊扣當地南通科技投資集團、南通柴油機廠等大中型企業對數控機床裝調與維修等工作崗位要求，按照“行動導向理論”和將工作流程課程化的改革方向制定課程改革思路，確定了本課程設計的職業定位、職業能力和工作過程等三個前提。其中職業能力為基于數控設備裝配與調試、維護維修職業的能力。工作過程為基于數控設備裝配調試、維護維修典型崗位工作任務的課程內容設置。從軟件和硬件兩大方面對課程進行建設。軟件建設方面主要是加強課程小組執教水平和能力建設，通過教學理念培訓、到企業進行技能培訓等方式提高教師隊伍水平，同時讓企業工程技術人員擔任課程實施小組的成員，共同進行課程設計、組織、實施課程教學，聯合開發項目化教材、實訓報告與指導書和課程網站建設等；硬件建設方面主要是進行課程實訓條件建設，包括校內數控機床裝配、調試實訓室建設與完善以及校外實訓基地建設。
二、項目化教學內容的安排
教學內容結合實際崗位需求與國家職業資格標準，以FANUC系統的數控車床和加工中心為對象，以“裝配、調試、檢測、維修”為主線，以技能訓練為中心，以具體的工作任務為載體，采用項目化的方式將五大項目十六項任務有機的統一結合起來。任務的設計依據由簡單到復雜，由單一技能到綜合技能原則。在每項任務中設置了學習目標，任務分析，必備知識，課后思考與任務，知識拓展等環節。編寫了項目化教學教材以及對應的教案、課件、實驗指導書和實訓報告，并進行課程網站建設，提供給學生自主學習與交流互動的平臺
三、項目化教學實施
項目化的整個教學過程中，教師起的作用是資訊的提供者、學習的引導者和指導者，始終要以學生為主體。每個任務都按“任務告知、任務的引入、分析討論、知識講解、行動演示、分組訓練、交流評估”七個步驟順序執行。每個任務開始前，教師給學生下發工作單，告知學生任務的目標和要求，學生在課后根據工作單完成執行任務前的準備工作。教師引入相關任務并進行學生分組討論后，教師分析任務并對相關知識進行講解。學生通過觀摩教師的操作示范，以小組為單位，通過角色扮演，共同完成指定的任務，并予以說明和展示。最后教師要對各小組完成任務的情況進行點評，并進行總結。每項任務考核過程中，除了具備任務完成的效果與質量的考核項，還設置了考核學生軟技能的項目，旨在通過考核，引導學生形成安全操作規范意識，學會應用知識，鍛煉學生的團結協作能力，培養學生的職業素質。
四、項目化教學手段
1.采用引導方式教學
傳統的灌輸式教學，學生學習積極性不高，學習能力受到抑制，影響學習效果。教學的主體是學生，要給學生營造解決某個項目任務的氛圍與情境，引導學生思考引起機床某個故障可能的因素有哪些，再引導對其中的部分因素是否能排除等，最終使得學生找到故障的原因并解決。
2.重視學生的動手實踐操作能力
該課程的前續課程有數控機床及應用等課程，學生雖然對數控機床的結構與運行原理有了一定的認識與了解，但動手能力還很欠缺。因此，可提供一些專門供拆裝的機床機械結構，如主軸，工作臺，絲桿等，讓學生在實驗時間和實訓周動手拆裝體驗，掌握機械結構裝調維修中的關鍵與注意環節。
3.采用仿真軟件教學
讓學生親自實踐機床設備的維護是必不可少的，但受到實驗室開放時間，場地等情況的制約，時刻動手實踐真實設備也不現實。為了解決這一問題并使理論課堂教學內容直觀、生動形象，在課程教學中引入仿真軟件，在軟件仿真環境中執行數控機床裝配、調試、維修中的各項工作任務，既提高了學生參與的積極性，更便于教學互動。另外學生在課后可隨時隨地使用仿真軟件練習，更有利于學生數控機床維修理論與實踐知識的掌握。
4.采用團隊學習法
以小組為單位共同協作完成任務。在接到工作單后，學生發揮各自的認知能力，相互幫助、分工合作，通過搜集資料，小組討論、進行執行任務前的工作準備，并制定初步的解決方案和行動步驟。
5.采用角色扮演
學生扮演維修人員，教師扮演維修主管人員或設備使用人員下達或提交維修任務，學生根據工作單進行技術準備，進入設置好故障的模擬現場，觀察和確認故障現象，分析故障原因，制定維修方案，此時教師轉換為技術支持者，審核維修方案，學生按照批準的維修方案查找故障原因、排除故障、清理現場，最后填寫維修工作記錄。
五、實訓基地的建設
實訓基地為課程項目化順利實施提供了有力的保障。本課程使用的校內實訓室主要有數控實訓中心、數控機床維修實驗室和CAD/CAM仿真機房等。數控實訓中心具有多臺XH714加工中心，XK5032數控銑床、線切割機床和高速數控雕刻機等。數控機床維修實訓室提供了多臺供拆裝的CK6132數控車床，多臺西門子802C數控車床維修綜合實驗臺、發那科0i-M數控銑床維修綜合實驗臺和西門子802Dsl加工中心維修綜合實驗臺等。CAD/CAM仿真機房的計算機安裝了數控機床維修仿真軟件。校外實訓基地南通科技投資集團股份有限公司等主要產品有搖臂立臥式加工中心、數控銑床、數控車床和龍門加工中心等。這些產品涵蓋了課程教學所需的數控機床典型機械部件裝調和維修、數控機床電氣控制系統的裝調和維修、數控機床整機調試和數控機床常見故障診斷和恢復等內容，為課程的實踐教學提供了真實的工程實踐場所。
關鍵詞：數控技術；實訓；整合
作者簡介：張欣波（1970-），男，遼寧遼陽人，廈門理工學院機械與汽車工程學院機電實驗中心主任，高級工程師；常雪峰（1975-），男，湖北荊州人，廈門理工學院機械與汽車工程學院，副教授。（福建 廈門 351024）
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）05-0156-02
數控技術專業人才是我國目前“十”緊缺專業技術人才之一，然而通過對相關企業和對數控專業畢業生的調查發現，企業對畢業生的滿意度不高，認為技術、技能優勢不明顯，實際工作能力不足，不太適應企業的要求。目前，針對數控技術人才的培養主要集中在職業技術學院，受訓人員學歷普遍較低，經過短期培訓后即上崗，這樣只重操作，難以對數控技術的發展起到顯著的推動作用；其次對CAD/CAM軟件、自主產權的數控系統等數控技術核心進行研發的部門很少，目前國內只有少數公司在從事此領域的研究。這都導致數控技術和數控裝備成為制約我國制造業發展的瓶頸。因此，要培養出集機械、電子、電氣控制、計算機技術等于一身的復合性數控技術人才，還需要從高校做起。
廈門理工學院（以下簡稱“我?！保┍帧懊骼砭?，與時偕行”的校訓，緊密結合時代要求和地方發展，在大陸第一個鮮明提出了“創建特色、精致、具有較強競爭力的開放式、應用型、地方性、國際化的海西一流親產業大學”的宏偉目標。因此，整合數控技術課程教學與實訓內容，對于學生深入了解數控技術，響應學校培養“應用型人才”和“卓越工程師計劃”都具有重要的意義。以下是我校在“數控技術”課程改革的一些做法。
一、數控理論課程整合
學校原課程設置存在著一些問題，主要表現在：以學科為中心，“數控技術”課程與社會對數控人才的需要脫節；原有體系中，過分強調數控機床的加工與工藝編程。而對數控控制原理的涉及內容不多，尤其體現在實踐環節中。
我校根據學生原有的知識基礎結合學校的實際情況，針對“數控技術”課程的實用性特點，以理論知識的應用和實踐能力的培養為重點，對相關課程進行整合、更新、刪減了部分教學內容，構建新的課程體系和教學內容。新的課程體系中既注重了傳統制造工種的學習，又增加了數控控制原理的應用、數控機床安裝調試及維修維護的內容，形成從“傳統工藝工裝傳統制造（車、銑、鉆等）數控設備編程數控加工數控設備維修維護數控設備改造（再制造）”一條龍培養體系，課程體系見圖1。
二、建設數控技術試驗室
本次教學改革的主要內容之一就是在傳統的數控技術課程體系中增加數控機床調試與維修維護的相關內容。目前我校機械工程系也建有數控實驗室，主要裝備只有VMC-2002B數控加工中心、TH-DNC-Ⅲ型多功能數控教學機床和模擬編程器等設備，可供學生進行數控編程及上機操作時訓。而在現代工程訓練中心的數控機床主要針對學生進行“金工實習”也做一些“數控技術”實訓而用，學生通過這些機床完成“加工程序”的編制，并在機床上進行實訓，主要培養目的集中在機械制造方面。而對數控機床本身的控制在理論課、實踐課上幾乎沒有相關的教學內容，這和市場上對“數控技術”人才的需求有較大差距。
利用我校目前現有的數控機床進行數控技術的實驗教育課程存在以下一些問題：以加工中心為代表的成型的數控設備其數控系統的硬件及軟件相對固定，不能進行隨機的系統參數的改變，從而影響學生對于深入了解數控系統、伺服系統、伺服電機及測量反饋等模型的理解；另外由于數控實驗室配備的數控教學機配置的數控系統在實際大中型企業中所占份額極少，不是市場主流，也影響到學生在今后的實際工作中對數控技術的掌握?，F有的設備已經逐漸難以滿足機制、機電等相關專業學生在數控方面課程的實驗及培訓需求。因此，建立一個以當前市場占有率高的數控系統為基礎的數控技術實驗室，對于學生深入了解數控技術，全面掌握所需的技能，以及響應學校培養“應用型人才”和“卓越工程師計劃”都具有重要的意義。
在進行充分的市場調研后，我校建設了FANUC 0I數控系統實驗臺、SINUMERIK 802d sl數控系統實驗臺、SINUMERIK 840d數控系統實驗臺、華中世紀星21M數控系統實驗臺。這些數控系統多為當今市場流行數控品牌，每個實驗臺均采用開放式、工業級配置。見圖2。
三、改革實訓內容體系，開發校本教材
根據企業對“數控技術”人才的需要，認真處理教材，做到深入淺出，教為所用，學以致用。在課程內容方面，一方面強化數控實訓中的機械加工工藝與編程，另一方面增加數控維修維護內容。在數控技術實訓體系中十分注重教材的開發，努力加強教材建設。
1.在實驗機房中增加了數控機床維修仿真的實際內容
根據最前沿的專業原理，采用先進的計算機仿真技術，對數控機床的裝配、調試、排故等過程進行模擬，是一種經濟、可靠、有效的工具。利用仿真軟件對各類故障現象進行設置，使學生可以針對出現的故障現象利用仿真軟件模塊查找故障原因，通過反復練習，熟練掌握各種常見故障的維修方法，盡快地掌握和提高數控機床的維修技術，鞏固所學的專業知識，鍛煉邏輯思維的能力。
2.編寫《數控機床常見故障診斷與維修技術》教材
由于廈門理工學院非常注重具有企業實踐背景人才的引進，所以在“數控技術”人才方面既有重點大學的博士也有從一線企業招聘來的具有多年實踐背景的人才。編著者在企業常年從事數控機床的維修工作，并多次負責或參與數控機床的改造工作，所以對數控機床經常出現的故障以及排除辦法比較了解，總結了大量的維修實例并加以歸類。
3.編寫輔助教材
根據專業的培養目標結合數控技術實驗室的建設，編寫了適合學校的的實際教材，例如編寫了《FANUC 0i數控系統連接調試》、《SINUMERIK 802d sl數控系統連接調試》、《華中世紀星21M數控系統連接調試》等多項實訓教材。
四、充分利用校內外資源，進行數控項目實訓
實踐性教學是培養數控技術應用型人才的重要途徑和保障，在專業培養方案中占重要地位。數控機床的再制造和維修維護需要大量的實踐來保證教學質量的提高。廈門理工學院一方面廣泛和企業進行深入交流，為企業數控設備進行維修維護，帶動興趣小組參與維修實際活動；另一方面在校內針對過去的老式機床進行數控化再制造，將所學為所用。例如，我校XK713型數控銑床采用華中Ⅰ型數控系統。該數控系統是由華中理工大學、華中數控有限公司研制開發的，其結構是在個人PC計算機（286以上）安裝控制軟件，通過并口與數控控制板相連接，并由控制板向步進電機的脈沖電源方向及脈沖指令來驅動步進電機帶動機械傳動鏈完成機床的進給運動。主軸采用普通交流異步電動機控制，機械換擋，滿足不同加工需要。但由于此機床本身的機械傳動鏈符合數控機床的基本要求，具有機床改造的先決條件，故可對機床進行數控化升級改造。根據機床的具體情況和性價比選擇了采用武漢華中世紀星HNC-21MD數控單元進行升級改造，更換原來的華中Ⅰ型數控系統。由于該系統具有步進電機控制接口，可直接與原有機床的步進電機驅動電源相連接，即不更換驅動系統及步進電機。圖3分別為改造前后的數控機床對比。
通過對教學鏜銑床XK713型鏜銑床的數控化升級改造，帶領學生完全做到了從硬件連接到軟件調試過程，使學生掌握數控機床構成的幾大部分的關系。在此基礎上分析傳動鏈的數學模型，鞏固必要的基礎知識，例如電機拖動原理、工廠電氣控制、自動控制原理、直流控制系統和交流控制系統、PLC的編程技術及技巧、測量反饋的原理等，徹底達到高等學?！皵悼丶夹g”人才培養的目的。
五、總結與反思
數控技術應用專業工學結合課程的實踐研究，課題組進行了積極的探索。在專業核心課程中構建了學習領域的課程模式，重點是針對高等學校的“數控技術”課程加入了大量的數控機床安裝調試和維修維護內容，力爭在實踐體系內，加強學生的學習興趣，并以此為突破口，強化機電一體化人才的課程培養體系。通過改革可以看出，學生的學習積極性和主動性明顯加強，學生的學習潛能被充分發揮出來，學習成績明顯提高。由于強化了技能訓練，增加實訓項目和時間，學生的動手能力、職業技能得到了很大提高，特別是機電類數控技術方向的本科類學生以“數控機床”為核心，全面理清了課程體系。
但是，也應該清晰地看到，在我國盡管“工學結合”在高等教育體系中取得了一定的進展，可是在全局范圍內，由于制度、法律對企業的優惠政策不明顯，影響了企業參與高等教育的積極性。如果只靠學校單方面加強實踐能力培養，終究會因為能力有限而難以展開。為此，如何開展“校企合作”，實現“工學結合”從制度上得到保障是以后人才培養模式的研究方向。
參考文獻：
[1]孫新國，劉宏偉.仿真軟件在數控機床維修中的應用[J].機床與液壓，2013，（13）.
[2]齊文全.數控技術應用專業課程教學改革的探討[J].廣西輕工業，2010，（8）.
