數控機床電氣控制系統安裝與調試課程教學改革的探索與研究

◆劉彩霞

作者：劉彩霞，碩士，包頭職業技術學院數控技術系講師，研究方向為數控設備應用與維修方向（014030）。

工作過程為導向的職業教育理論核心是從職業需要的角度出發，以職業崗位典型工作任務為內容，開發出工作過程系統化的學習領域課程體系。課程體系以職業能力培養為主要目標，以典型工作任務為載體，將學習過程、工作過程與學習能力有機結合起來，在逼真的企業環境中邊學邊做，充分體現工學結合的高職教育特征，有效解決企業所需與學生所學之間的矛盾，提高學生“零距離”上崗的就業競爭力[1]。

數控機床電氣控制系統安裝與調試課程是數控設備應用與維護專業的核心課程。借著國家示范院校建設改革的精神，2009年，包頭職業技術學院數控設備應用與維護教研室對該課程進行全方位的教學改革，取得良好的教學效果。現在該課程已建設為自治區級精品課程。

1 課程定位

確定了專業人才培養目標后建立課程體系。數控機床電氣控制系統安裝與調試是為電氣裝調與維修崗位開設的一門課程，該課程實踐性強，與生產實際聯系緊密，知識覆蓋面廣，是強電與弱電的結合，對于培養學生的工程實踐能力、綜合素質及創新能力具有重要的作用，要求通過該課程及前續課程的學習，學生能獨立進行整臺數控機床電氣控制元件的布置、連接、調試及電氣故障排除、維修。

數控機床電氣控制系統安裝與調試課程開設在第三學期，共88學時，在電氣工程基礎1與2、機械技術應用基礎及相關實訓課程完成的基礎上，以數控機床裝調維修工國家職業技能鑒定要求為依據，選擇數控機床為載體，通過基于工作過程項目訓練，使學生根據數控機床電氣原理圖計劃、決策電器元件布置圖及接線圖，以決策結果實施元器件的布置、接線、電氣調試、機電聯調，掌握數控機床電氣裝調知識、技能，具有數控機床電氣安裝、調試、維修及設計的綜合能力，為后續課程數控機床PMC控制與調試、數控機床故障診斷與維修、數控機床裝調維修工中級工、畢業頂崗實習等奠定堅實的基礎。

2 課程開發思路

根據高職數控設備應用與維護專業職業崗位（群）中的數控機床電氣裝調與維修的任職要求，參考數控機床裝調維修工中級工考核模塊之一——數控機床電氣裝調與維修的考核要求，并且結合包頭職業技術學院該專業人才培養方案的培養目標，經過多次走訪數控機床制造及應用企業，對其工作崗位的實際任職要求、典型工作任務及職業相關技能、知識、素質、能力需求進行分析、歸納、整合，進行數控機床電氣控制系統安裝與調試課程基于工作過程的完整工作任務的開發，設計教學過程，通過情境顯現、模擬仿真等方式組織教學，建設典型工作任務為主體的理實一體化教材及相關教學資源。課程開發思路設計如圖1所示。

3 工作過程系統化的課程教學內容設計

工作過程系統化的課程體系強調工作過程的整體性，強調方法能力、社會能力與專業能力的培養融為一體，在分析、整理典型職業活動工作過程的前提下，按照由簡單到復雜的工作任務進行重構。

3.1 崗位職業行為能力分析

在深入理解工作過程系統化后，本專業教師經過對包頭及周邊地區數控機床制造及應用企業的電氣裝調工崗位的職業能力進行分析與總結，確定數控機床電氣裝調崗位的崗位職業行為能力如表1所示。

圖1 課程開發設計思路

表1 數控機床電氣裝調工崗位職業行為能力分析表

數控機床電氣控制系統安裝與調試課程在進行崗位職業行為能力分析的基礎上進行教學內容的整合，原則是凡是與工作任務有關的知識都納入教學中，無關的知識盡量不講，針對其預設能力目標進行學習情境的設計。

3.2 學習情境設計

根據數控機床電氣裝調崗位職業行為能力擬定該課程教學目標，包括應知知識、應會技能和應具備素質三大項教學目標，其中歸納出如數控機床電氣原理圖識讀與分析等15項應知知識，能夠獨立完成數控機床電氣控制系統的安裝與調試等9項應會技能，強化安全生產意識，具備發現、分析和解決問題等5項應具備素質。

以課程教學目標進行學習載體的選擇，載體選擇的原則是強調工作過程的完整性，以數控車床、數控銑床、加工中心等3種典型數控機床為載體，為了保證教學內容的循序漸進，劃分5個學習情境，每個學習情境又分為3項任務，共計15項任務。

情境1 簡易數控機床電氣控制系統安裝與調試，實現1開環進給軸、1主軸及刀架換刀控制功能運行，計劃學時18學時；

情境2 簡易數控車床電氣控制系統安裝與調試，實現2開環進給軸、1變頻主軸及刀架換刀功能運行，計劃學時14學時；

情境3 數控車床電氣控制系統安裝與調試，實現2半閉環進給軸、1變頻主軸及刀架換刀控制功能運行，計劃學時16學時；

情境4 數控銑床電氣控制系統安裝與調試，實現3半閉環進給軸、1伺服主軸功能運行，計劃學時24學時；

情境5 加工中心電氣控制系統安裝與調試，實現4進給軸，其中3直線軸、有1直線軸是全閉環控制、1旋轉軸、1主軸、1刀庫換刀功能運行控制，計劃學生16學時。

4 課程實施過程

教學內容的組織遵循六步法原則：教師下發任務并提出相關問題；引導學生分析電氣原理圖；學生咨詢，提出問題、查閱資料，進行自主學習；學生分組討論，進行計劃與決策，主要是繪制電器元件布置圖和接線圖；教師給予指導、答疑、評價；根據下發的元器件清單和工具清單進行準備，依據計劃和決策的內容進行任務實施，即將數控機床電氣系統安裝調試好，實現該任務的功能運行。在計劃、決策、實施過程中貫穿小組及教師的檢查與評價。

4.1 教學方法及手段改革

在教學方法與手段上改變傳統的“一言堂、一張黑板”教學，堅持“教師為引導，學生為主體”的思想，采用行之有效的多樣化教學方法及手段，使教、學、做融為一體，提高學生的學習興趣，增強學生操作技能，達到理實合一、交互滲透、逐漸遞進的教學效果。下面以情境1的任務1“刀架控制電路”為例，來說明使用的教學方法及手段。

教師用任務驅動法引出任務1“刀架電路連接與調試”，用引導文法引出任務1需掌握的知識點和能力，可為學生自主學習提供方便；在進行刀架控制相關知識點傳授時用主講教學法；用演示法向學生演示刀架動作過程，可直觀形象地說明刀架動作過程；采用教師示范、學生實練法可以提高學生動手能力，消除學生心理害怕的顧慮。同時采用多種教學手段，在知識點傳授時采用經典板書、PPT課件相結合；用數控機床調試維修教學軟件進行模擬、仿真，可增強學生對元器件的布置和接線的感性認識；實物真做法可以提高學生實施的可操作性；學生可通過學院該課程精品課網站及其他相關資料進行自主學習。

從情境1至情境5的學習中，學生的主體性逐漸增多，教師的主導性逐漸減少。

4.2 考核方式改革

在課程教學中改變了傳統的“一卷定成績”的考核方式，考核方式分為過程考核和終結考核，并且過程考核占最終考核結果的70%。過程考核強調學生素質和能力，每一學習情境對學生每個工作過程進行評價，如表2所示。

表2 過程性考核評價表

表3 課程改革前后比較

5 教學質量保障

為了更好地達到改革后預想的教學效果，用學校現有的條件完成企業真實工作崗位的任職要求，需要有相應的教學保障，分別是師資隊伍、實訓中心及教學資源。

5.1 具有“雙師”素質的師資隊伍

首先，教師要具有強烈的敬業、團隊和開拓創新精神，不斷研究和運用先進的職業教育理念和方法服務于課程開發與實施；其次，把握角色的轉變，強調學生學習的主體性，引導學生學會學習，成為學生困難的解決者、學生學習的協助者；最后，能運用各種教學方法與手段，了解學生的現狀，因材施教，把握所授知識的重點和深度，引導學生運用電腦、網絡等新型學習工具進行小組合作學習、自主學習。

5.2 具有企業真實環境的理實一體化實訓中心

需要有與企業合作，共同設計建設的具有企業電氣裝調工真實工作環境和職業氛圍的實訓中心，為學生提高實踐技能及資格證書考核建立一個良好的學習和實訓平臺，能夠創造良好的工學結合、教學做一體的理論、實踐教學環境和職業氛圍。除此之外，還應該充分利用校外實訓基地的有利資源，建設穩定的校外實訓基地，充分保證該課程及電氣裝調工崗位實訓、畢業綜合技能訓練和頂崗實習等。

5.3 豐富可利用的教學資源

為了保證該課程順利進行，需配套相應教學資源以滿足教師的教學和學生的自主學習。現在該課程已為省級精品課程，配套資源有自編講義、項目任務書、引導文、考核評價標準、習題庫、PPT課件、配套說明書、精品課程網站、多媒體教室、網絡平臺等。

6 改革前后比較

“數控機床電氣控制系統安裝與調試”課程基于工作過程系統化教學改革后，與改革前的情況比較，主要有3個方面的不同，如表3所示。

7 結論

基于工作過程系統化的數控機床電氣控制系統安裝與調試課程教學內容、教學方法與手段、考核方式等的改革，經過筆者教學實踐證明，通過在教學內容上創設工作過程的完整性、應用性，教學方法與手段上強化工程能力的培養，考核方式中注重過程考核，是體現以能力為本位的學生的主體性逐漸增多、教師的主導性逐漸減少的詮釋，在整個教學過程中激發了學生的學習興趣，提高了學生的操作技能，達到了良好的教學效果。

[1]夏燕欄.基于工作過程的《數控機床控制系統的裝調》課程開發與實踐[J].職教論壇,2010(6).

[2]陳志平,尹存濤.基于工作過程的數控設備應用與維護專業核心課程開發[J].當代職業教育,2011(1).

[3]閭琳,霍平.高職高專“機床電氣控制”課程教學改革的探討[J].成都電子機械高等專科學校學報,2012(3).

[4]張夢欣.國家職業標準：數控機床裝調維修工[M].北京:中國勞動社會保障出版社,2007.