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高职项目教学法中典型案例的设置与分析——以高职数控机床故障诊断与维修课程为例

更新时间:2009-03-28

目前,我院(营口职业技术学院)正处于辽宁省高职示范校建设的关键阶段,教学工作着力打造专业核心课程项目化教学,实现人才培养模式创新,“强化教学、学习、实训相融合的教育教学活动,推行项目教学、工作过程导向教学、案例教学等教学模式[1]”,积极提高教学质量和学习效率,培养具有较强操作技能和创新素质的专业生产服务人才。高职教育突出技能训练,培养实用型人才的目标,有利于与就业岗位技能需求和专业素养的有效衔接。本文针对高职课程数控机床故障诊断与维修项目化教学过程中“典型案例”的设置进行分析和探讨,为高职课程项目化教学提供参考。

2.3.1 理论考核。以出科考核方式(选择题与病案分析题)对学生进行综合评价,主要考察以下几个方面:对急性心肌梗死这一严重胸痛疾病的理论知识的掌握,如病理学分析、诊断及鉴别诊断、治疗;实践患者的病史采集、体格检查、疾病诊断及鉴别诊断、治疗方案。结合带教老师对学生平时表现的评定,在成绩中予以一定的比例(20%)。即总成绩=理论成绩(80%)+平时表现成绩(20%)。规定“优秀”≥85分,“良好”≥75分,“及格”≥60分,“不及格”<60分。

一、项目教学法及其“典型案例”设置的意义

(一)项目教学法

项目教学法是指“通过实施一个规范完整的教学项目计划,开展实训教学活动,实现职业教学目的的一种教学方法”[2],即采用类似工程实践与科学研究的方式将基础理论教学和技能实操训练紧密有效结合起来的教学方法。高职此课程应用项目教学法,应坚持以工作过程为导向,采用典型案例教学,突出技能训练的主体思想,使项目教学贴近生产岗位操作过程,成为全员参与的协作性和创造性的实训活动。要强调注重完成教学项目的全过程,而不是最终的结果。

(二)项目教学法中设置“典型案例”的意义

项目教学法的基本程序和模式一般包括“收集相关资料→确定项目任务→制定项目计划→组织项目实施→检查考核评价→总结展示归档”6个阶段,依次执行,环环相扣。特别在制定项目计划阶段,在制定了常规教学项目任务的基础上,应着重设置典型案例实操和分析的环节。典型案例是针对常规项目任务而专门设定的,是常规项目任务的应用和延伸,针对性明确,形式灵活生动,指导性强。如果学生能够顺利完成所设置的典型案例,说明学生基本达到了相关的常规项目任务所要求的教学目标。设置典型案例是把项目任务进行工程化、具体化、实用化,更加接近实际工况故障,从而将基础理论与实践操作密切结合起来。典型案例的设置不仅能够激发学生的学习兴趣,挖掘创新潜能,促进主动学习自主发展,还能培养交流沟通、协作共事及偶然事件的处理等能力。

二、数控机床故障诊断与维修课程项目化教学中典型案例的设置与分析

数控机床故障诊断与维修是我院机械制造及自动化专业的核心课程,在项目化教学中,根据行业企业的数控维修岗位的技能需求,制订教学大纲,设定教学目标和项目任务,再结合我院数控实训中心所配置的HNC-21TF数控系统综合实训台和数控机床情况开展项目化教学。本课程共设置了HNC-21TF数控系统综合实训台的连接与调试、步进驱动系统的调试及使用、交流伺服系统的调试等10个教学项目。在每个项目任务中我们都设置了相关的典型案例(如表1所示),即“故障”。根据不同的典型案例类型,通过观察故障现象,判断分析故障原因,确定检测故障方法,以正确有效排除故障,并重新启动调试合格。通过典型案例与维修工作岗位贴近衔接,进一步巩固了理论知识,提升了操作技能,达到了活学活用的目的,同时增强了学生的适岗能力。

三、数控机床故障诊断与维修课程项目化教学中设置典型案例时应考虑的问题

(一)设置典型案例的前提条件和安全事项

在进行典型案例设置和排除故障实操时,必须要注意安全。第一,数控装置必须接地可靠,接地电阻应小于4Ω[3];第二,接线插头上的电压值和正、负极性必须符合电气控制原理图或接线图的要求;第三,电涌吸收二极管必须按规定的方向连接[4];第四,不能带电插拔插头、拆装电器件及打开数控装置机箱;第五,电源线及信号线不可有破损,不能受挤压。

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项目教学法应体现“以教师为主导,以学生为主体”的教学理念[5],由指导教师与学生互动完成每个教学项目,教师和学生的主体性依据教学阶段不同确定。在实施典型案例时,由学生小组内部确定成员间的分工和协作的形式,并制定实施典型案例的工作程序、操作步骤和注意事项,遇到问题时能够及时地与同学或指导教师进行有效地交流沟通和咨询讨论,以确定解决问题的最佳方案,从而有效地实施方案。这样,学生成为教学活动的主角,极大地提高了学生的参与度,由被动的“要我学”转变为主动的“我要学”,切实地体现以学生为主体的教学过程。而指导教师从教学活动的主角转变为实施典型案例的组织者、指导者、监督者和安全管理员。

1.前提条件

应在HNC-21TF数控系统和数控综合实训台机电联调完成后,整体系统运行良好的前提下,进行设置上述的典型案例。同时观察相应的故障现象,分析故障原因,采取必需的检测方法,排除故障并记录。

(二)设置的典型案例应具有实用性和可操作性

项目化教学应从培养技能型人才目标出发,设置的典型案例应密切联系企业生产岗位技能要求,紧密结合相应教学项目的基本知识点,注重点面结合,突出重点要点。这不但培养了学生思维的整体性,而且提高了思维的逻辑性和严密性,从而实现职业岗位技能与专业技术学习的有效对接。实施的典型案例应目标明确,针对性强,并具有实用性和可操作性。按企业用人标准和需求培养专业技能人才,努力提高适岗能力,可以极大地激发学生学习的积极性、主动性和创造性,培养高素质的技能型人才,从而实现项目化教学的教学目标。

(三)实施典型案例教学应体现“以学生为主体”的教学过程

2.安全事项

(四)双师型教师是实施典型案例的有效保证

指导教师的素质是实施数控机床故障诊断与维修课程项目化教学成败的关键要素,项目化教学的指导教师应具备“双师”(教师、工程师) 素质,甚至“三师”(教师、工程师、技师)素质。[6]因为此课程涉及了电子电工、PLC、液压与气动、机械结构及传动、机械制造技术、数控系统及其控制、数控技术及操作等专业技术问题,特别是在实施典型案例的环节,知识领域宽,具有较强的专业综合性、实践性和操作性,对指导教师的素质提出了更高的要求。指导教师在执行典型案例之前,需要做大量的准备工作,如确定目标、明确任务、规划内容、制定实施计划、操作步骤及评价方法等;在教学活动过程中,指导教师不但能精讲专业知识,还应精通专业技能操作,并结合具体实际情况给学生做实操示范,并时刻准备解答问题和纠正操作错误。具有丰富的现场教学经验的“双师”或“三师”素质的指导教师是实施项目化教学典型案例的有效保证。

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总之,对于接近生产实际的专业课程实施项目化教学可以将理论知识和实际操作相结合,实现“以学生为主体”的教学过程,有利于提高岗位专业技能水平。项目教学法中设置的典型案例是相关教学项目任务知识点的应用和延伸,形式灵活具体、贴近岗位需求、针对性强,具有较强的操作性,可以有效地促进学生掌握本课程的主要核心专业技能和职业素养,同时也可以锻炼和提高学生的计划组织、协作共事、交流沟通等非专业的社会能力,从而更加顺畅地适应工作岗位。

 

表1 数控机床故障诊断与维修课程项目化教学中的典型案例设置情况

  

序号 项目 子项目 典 型 案 例 教学目标分别将综合实训台的U、V、W三相电源中任意拆除一相后,再开机手动运行,观察故障现象,并分析记录1 H N C-21T F数控系统综合实训台的连接与调试数控系统综合实训台的连接故障设置刀架部分。1.将刀架电机上的+24V电源拆除后,观察换刀运行时有何现象;2.将刀架电机电源线任意交换两相,进行换刀操作,观察现象并分析记录;3.将刀架电机电源线任意拆除一相后,进行换刀操作,观察现象并分析记录将24V1电源断开故障现象。1.将继电器KA9触点上的24V1断开;2.将继电器KA10线圈上的24V1断开综合实训台各部件连接完成后,在调试时,出现指令控制X轴时,Z轴动作的现象将X0.1与X0.0输入信号线调换后,再开机运行,手动将综合实训台的X轴运行到超程的位置,观察故障现象并分析记录综合实训台硬件连接完成后,进行试车时,出现急停报警,此时检查各限位开关位置正常,复位急停开关不起作用分别将X 0.5与X 0.4输入信号线从继电器输入转接板上撤除后,再开机运行回零操作,观察故障现象并分析记录数控综合实训台数控系统开机后能够进入DO S操作界面,但不能进入系统操作界面,出现黑屏现象1.掌握综合实训台电气控制原理图,正确理解线路接线图,能够根据接线图独立完成各部件和元器件之间的连接2.掌 握 数 控综合实训台调试及试运行的方法和数控机床主要功能的实现将综合实训台中步进驱动器的A+、A-电源线调换后,再开机手动运行X轴,观察现象并分析记录步2进驱动进给系统的调试及使用步进驱动系统的故障设置通过调整步进驱动器的S W 1、S W 2、S W 3拨码开关不同的位置状态,设定不同的相电流大小后,手动运行X轴,观察现象通过调整步进驱动器的S W 5、S W 6、S W 7、S W 8拨码开关不同的位置状态,设定不同的细分数后,手动运行X轴,观察现象将综合实训台中X轴的CP+、CP-指令信号线任意拆除一相后,再开机手动运行X轴,观察现象并分析记录将综合实训台中X轴的CP+、CP-指令信号线调换后,再开机手动运行X轴,观察现象并分析记录将综合实训台中X轴的DI R+、DI R-指令信号线任意拆除一相后,再开机手动运行X轴,观察现象并分析记录将综合实训台中X轴的DI R+、DI R-指令信号线调换后,再开机手动运行X轴,观察现象并分析记录1.掌握步进电动机的性能特性、步进驱动器参数设置及其调试的基本方法2.熟悉步进电动机驱动系统的连接及其运行原理3.掌握步进驱动系统的简单故障现象、产生原因及检测排除的方法将主轴电机的三相电源中的两相进行互换后,开机手动运转主轴,观察出现的现象并分析记录轴单元的调试及使用主3变频器与三相异步电机的故障设置将变频器上的505指令信号线拆除后,开机手动运转主轴,观察现象将变频器上的506指令信号线拆除后,开机手动运转主轴,观察现象并分析记录将变频器上的505、506指令信号线进行调换后,开机手动运转主轴,观察现象将变频器上的509线拆除后,开机手动运转主轴,观察现象分别将主轴电机的电源和变频器的电源任意拆下一相后,开机手动运转主轴,观察现象并分析记录将继电器输出板上的Y0.0与Y0.1输出信号线进行调换后,开机手动运转主轴,观察故障现象并分析记录将主轴控制接口X S9中的主轴模拟电压信号由AOU T2(0~+10V)端子改接到AOU T1(-10~+10V)端子后,开机手动运转主轴,观察故障现象并分析记录1.掌握数控机床主轴单元的结构、基本连接、传动和电气控制原理2.熟悉变频器的控制功能及应用基础3.掌握主轴单元常见的故障类型、故障产生的原因、故障分析和故障检测排除的方法

参考文献:

[1]国务院.国务院关于加快发展现代职业教育的决定:国发〔2014〕 19号[A].

[2]韩长征.项目教学法在高职实训教学中的应用[J].辽宁高职学报,2011(3):85-87.

[3]周文彬,杨少慧.数控机床故障诊断与维修[M].天津:天津大学出版社,2008:39-40.

[4]周兰,陈少艾.数控机床故障诊断与维修[M].北京:人民邮电出版社,2007:81-82.

[5]国家中长期教育改革和发展规划纲要工作小组办公室.国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)[EB/OL].(2010-07-29)[2017-08-05].http://old.moe.gov.cn/publicfiles/busi ness/htm lfiles/moe/info_list/201407/xxgk_171904.htm l.

[6]周明虎,汪木兰,封世新.项目教学法的实施与典型案例分析[J].中国现代教育装备,2010(13):6-8.

 
韩长征
《辽宁高职学报》 2018年第04期
《辽宁高职学报》2018年第04期文献

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