基于车间式实境教学的数控故障诊断与维修课程改革探讨

□王亚利

数控机床是集机械制造技术、自动化技术、计算机技术、传感检测技术、信息处理技术等为一体的现代制造生产设备[1]。在加工过程中，各种外在影响或内在原因都有可能造成数控机床出现故障，直接给企业造成经济损失，因此，需要复合型数控机床维修人员能快速进行故障检测、诊断与维修。但是，由于数控机床自动化程度高、结构复杂，采用传统的教学方法，使得学生在掌握机床结构原理、故障诊断中存在一定的困难。因此，为培养应用型工程技术人才，进行有效的教学改革，探讨合适的教学方法势在必行。

一、实境教学法

车间实境课堂教学法是指安排一定的课时量，将车间生产实际融入到课程教学过程，辅助传统课堂进行教学的一种方法，其教学法理念突出在真实环境下进行一体化教学[2]。车间式实境课堂的应用一直是教育教学改革的研究热点。王菁分析“车间式”实境课堂的内涵及其模式，以案例再现其实施环节，最后归纳总结出“车间式”实境课堂对大学英语口语教学的启示[3]；陈安柱基于汽车4s工作过程的课程开发与设计要求进行《汽车故障诊断与维修》课程车间式实境课堂教学设计，具有很强的理论及实践探索价值[4]；刘海军等借助虚拟软件，以典型项目为载体，营造真实职业情境的教学环境，将理论与实践相结合，使学生能更好地掌握数控设备维护、维修的基本方法，提高学生的职业技能[5]。目前，国内对车间式实境课堂的应用积累了较为丰富的研究成果。车间实境课堂教学法如图1所示。

二、基于车间式实境的《数控故障诊断与维修》教学内容设计

根据大专院校学生的生源情况及该课程的结构特点，结合车间式实境教学设计的基本原则，本文探索了车间式实境教学在数控故障诊断与维修课程中改革模式。

图1 车间实境课堂教学法

(一)确定工作任务。通过毕业生访谈及召开专任教师、企业专家、课程专家研讨会，明确企业对数控维修人员能力的需求目标，确定相应的职业岗位，并以岗位需求为依据，确定工作任务。根据工作任务定位培养人才所需要知识素养和职业素养。然后以学习情境为核心，利用分解和归纳，将知识模块整合组成为教学模块，并对每个学习情境进行分解以形成若干学习任务单元，以分解出的学习任务为驱动实施课程教学[6]。因为课程学习情境设计来源于岗位工作要求，故可确保学生可持续发展，实现毕业生零距离就业。工作岗位如图2所示。

图2 数控维修工作岗位

(二)设计课程内容。依据“任务引领、项目驱动”，将典型的工作任务按教学规律和学生认知规律进行整合，形成课程的教学内容，实现教、学、做一体化。整合后的教学内容分为4个子模块，分别为数控系统报警及维修技术、数控机床通信和网络控制技术、数控机床主轴驱动系统及维修技术和数控机床进给伺服系统及维修技术。对于每一个子项目，均从检测的机理分析故障产生的原因及故障诊断的方法，可提高学生对数控机床故障的综合分析能力和故障排除能力。四个子项目及设计的知识点和工作项目如图3所示。

图3 基于车间式实境法的设计课程内容

(三)实施的教学方法。在分析学生学习特点和企业真正需求的基础上，按照高等职业教育工学结合课程改革的基本要求，结合车间式实境教学设计的基本原则，可采取混合式教学方法，包括任务驱动法、示范讲解法、头脑风暴法、引导文法、分组讨论法、竞赛PK法。

1.任务驱动法。教师提供项目任务；学生分组讨论任务实施方案并运用所学知识参与项目；教师辅导；学生掌握工作方法，提高学生综合分析能力和运用知识的能力。

2.示范讲解法。教师向学生提供典型零件的工作任务，讲解并示范操作过程；学生接受新知识、新技能，并积极参与课堂教学；学生掌握新知识，同时知识运用能力得到提高。

3.头脑风暴法。教师提出问题；学生积极参与讨论，交流意见；教师点评；开拓学生的思维能力，拓展知识空间，并提高了学生参与学习的积极性。

4.引导文法。教师提供项目载体所需的引导文资料；学生按照引导文的指导，按序完成学习任务；学生的自主学习能力提高，锻炼其独立思考问题和解决问题的能力，教学做一体。

5.分组讨论法。教师布置任务；学生分组讨论，制定最优方案；提高学生收集信息和自主创新能力，并通过交流相互提高学习水平，增强团队协作能力，有利于职业能力的培养和发展。

6.竞赛PK法。教师布置任务；学习小组研究任务执行方案，并选派代表执行操作；分组比赛，竞赛结果计入过程考核成绩；提高学生学习的积极性，注重培养团队合作精神和创造性解决问题的能力。

(四)特色与创新之处。第一，运用典型故障案例，通过任务引领、项目驱动、工单催化对学生启发引导，激发学生的学习兴趣，提升教学效果；第二，建立更为灵活的教学组织形式，按照职业领域和岗位群构建专兼结合的专业教学团队和课程建设团队；第三，人才培养方案致力于实现学校学生到企业员工的“零适应”角色的自然转换。要全方位全过程实施校企合作、工学结合，让毕业生的知识、能力、素养对接企业需要。

三、结语

根据大专院校学生的生源情况及该课程的结构特点，结合职业教育办学理念，采用车间式实境课堂教学法来组织教学，使之尽可能地适应大专院校的学生，提高学生的学习兴趣和学习积极性，建立以工作任务为导向、以提高学生职业技能水平为核心的课程体系，在真实环境下进行实训和教学，与“实境耦合”人才培养模式相匹配的、体现高职“学以致用”教育特色的一种新的教育教学理念。