案例分析法在機械故障診斷技術(shù)課程中的應(yīng)用

摘 要 機械故障診斷技術(shù)是一門枯燥、實踐性極強的課程?；诠收显\斷理論、技術(shù)方法和工程應(yīng)用研究的一體教學(xué)模式，本文提出在教學(xué)中采用以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的案例分析法，以提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 機械故障診斷技術(shù) 教學(xué)模式 案例分析法

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Application of Case Analysis Method in Mechanical

Fault Diagnosis Technique Course

HUANG Guangxia， BU Zhanwei

（Department of Mechanical and Electrical Engineering，

Luoyang Institute of Science and Technology， Luoyang， He'nan 471023）

Abstract The \"Mechanical Fault Diagnosis Technique\" is a boring， highly practical course， teaching mode theories， methods and application research based on fault diagnosis， this paper takes the students as the main body in the teaching， the teacher as the leading case analysis， to improve the quality of teaching.

Key words mechanical fault diagnosis technique； teaching mode； case analysis method

0 引言

機械故障診斷技術(shù)課程屬過程裝備與控制工程專業(yè)的專業(yè)課，與機械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)、機械振動學(xué)等課程銜接緊密并直接與生產(chǎn)實踐、科學(xué)研究和日常生活緊密相關(guān)。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，機械設(shè)備的故障診斷技術(shù)越來越受到人們的重視，已經(jīng)成為保證生產(chǎn)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行和提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段和關(guān)鍵技術(shù)。近年來，隨著傳感檢測技術(shù)、電子計算機技術(shù)、信號處理技術(shù)等的突破性研究，機械故障診斷課程從理論、方法到應(yīng)用領(lǐng)域都發(fā)生了很大的變化。這就要求講授本課程的老師要知識面廣、實踐性強，結(jié)合新理論、新方法及新的使用領(lǐng)域，使學(xué)生了解前沿動態(tài)。本課程傳統(tǒng)的教育模式有許多值得大家認(rèn)同的優(yōu)點，同時也存在明顯的不足，例如，教學(xué)內(nèi)容滯后、不能和實際的應(yīng)用連接起來。教學(xué)方法呆板，不合理，缺乏培養(yǎng)學(xué)生動手能力和主動思考的方法。所以，本課程教學(xué)改革以提高教學(xué)質(zhì)量為主要目的，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法上著手，以案例教學(xué)、討論式教學(xué)等多種教學(xué)方式為手段，提高教學(xué)質(zhì)量。

1 案例教學(xué)法的實施

1.1 案例教學(xué)法的特點

在國內(nèi)，對機械故障診斷理論上的探索和實際生產(chǎn)沒有緊密連接起來，很多從事研究的人員只會在理論上進(jìn)行探索，沒有實際的工作經(jīng)驗，造成理論研究實際應(yīng)用大相徑庭。所以一般以高校和研究所的研究作為起點，深入到行業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中去。在本課程中是在老師的精心指導(dǎo)下，根據(jù)機械故障診斷目標(biāo)的需要，采用典型的故障診斷案例進(jìn)行分析，通過老師的引導(dǎo)和學(xué)生的獨立思考，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)的學(xué)習(xí)、領(lǐng)會和研究。尤其是在工程實踐部分，通過有針對性具體機械類型的診斷案例介紹，從而提高學(xué)生的判斷能力和識別能力。促使學(xué)生深入?yún)⑴c整個教學(xué)過程，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

（1）目的明確。在機械故障診斷技術(shù)這門課中，案例的選擇或者設(shè)計都是圍繞特定的教學(xué)內(nèi)容來進(jìn)行的，學(xué)生通過對具體的案例說明深化理解，加深印象。特別是在安裝、檢查和測量的實踐經(jīng)驗案例中，例如有汽輪機故障診斷、壓縮機故障診斷、化工機械故障診斷、液壓系統(tǒng)故障診斷等。從故障診斷原理來看，不同診斷對象的動態(tài)性能和外部表征各具特點，通過案例分析可以增加豐富的現(xiàn)場工作經(jīng)驗。

（2）問題表現(xiàn)突出。該課程牽涉的內(nèi)容很多，從章節(jié)設(shè)計上來講，貫徹了從數(shù)據(jù)采集、信號處理、狀態(tài)識別、趨勢預(yù)測、直至調(diào)理整治等五個設(shè)備診斷不可缺少的工作過程，對每一種故障的診斷案例，不僅重點分析故障機理及征兆特點，都附上精確的案例分析說明，在授課老師的細(xì)心講解下，通過對某種故障問題的表述、分析，探求解決問題的方法，提高學(xué)生分析和解決問題的能力。

（3）綜合性強。案例分析的綜合性可以從多個方面來理解， 該方法本身具有綜合性。每一種故障所呈現(xiàn)出來的特征包含多個，例如連接松動故障所表現(xiàn)出來的軸心軌跡混亂、重心飄逸、頻譜圖中出現(xiàn)高階奇次倍頻分量、松動方向振幅增大等一系列特征。再者從知識掌握方面來講，在案例分析法應(yīng)用當(dāng)中，需要學(xué)生具備豐富的基礎(chǔ)理論知識和實踐經(jīng)驗，綜合運用各種知識和技能分析不同的案例所呈現(xiàn)的問題。

（4）互動性強。案例分析過程是一個教與學(xué)的互動過程，以教師為主導(dǎo)，使學(xué)生從案例分析中獲取知識。每一個學(xué)生也根據(jù)自己所掌握的知識對每個案例有不同的理解，通過師生間的互動和交流，讓學(xué)生多渠道獲取知識和技能。

1.2 實施過程

（1）“師為主生為輔”，以案例分析為載體傳授學(xué)生理論知識。機械故障診斷涉及的知識面非常寬，內(nèi)容豐富，傳統(tǒng)的教學(xué)方法結(jié)構(gòu)不太合理，教學(xué)內(nèi)容一成不變，先講理論后實驗來訓(xùn)練學(xué)生的技能，效果不太明顯。選用典型的案例，把教學(xué)目標(biāo)要求的一些理論知識和必要的技能融入到實例中去，通過案例分析，讓學(xué)生掌握相關(guān)的知識和技能。打破了傳統(tǒng)的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（2）“生為主師為輔”，以學(xué)生為主體，對所學(xué)知識加以應(yīng)用。在學(xué)習(xí)完一種診斷方法后，教師根據(jù)學(xué)生所學(xué)的知識和技能，舉出一些具體的案例讓學(xué)生分組判斷和分析，學(xué)生在分析的過程中，充分發(fā)揮了主體能動性，把學(xué)到的知識和技能進(jìn)行運用。培養(yǎng)學(xué)生知識運用能力、獨立學(xué)習(xí)的能力以及同學(xué)之間的協(xié)助能力等綜合素質(zhì)。

（3）加強師生的互動性。提高故障診斷教學(xué)中學(xué)生的參與程度，讓學(xué)生主動、有效地學(xué)習(xí)。首先，創(chuàng)設(shè)民主和諧的課堂教學(xué)氛圍，使學(xué)生勤于思考，善于發(fā)言。其次，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，使學(xué)生在討論交流的氛圍中學(xué)習(xí)。還要鼓勵學(xué)生善于動手實驗。例如，傳統(tǒng)的溫度測量法是熱電偶測量，在生產(chǎn)條件下，將它用于測量軸承溫度，可得到良好的測量效果；而對于切削、磨削溫度，在生產(chǎn)條件下就不可能用熱電偶測量，因為在許多零件上一般都不允許鉆孔、開槽來埋臵熱電偶。這時候要鼓勵學(xué)生勤于思考、多動手、多動腦。師生相互配合，學(xué)生才能把學(xué)到的理論知識和技能在實踐中充分運用，提升教學(xué)有效性，做到學(xué)以致用。

2 注意事項

2.1 學(xué)習(xí)方法的調(diào)整

機械故障診斷的教學(xué)過程是培養(yǎng)學(xué)生把以往所學(xué)的知識連貫起來用于故障診斷中，所以要處理好教與學(xué)的關(guān)系，加強與學(xué)生的互動。多采用啟發(fā)式教學(xué)，讓學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。例如在講到齒輪箱故障診斷時，“對于齒面磨損，燒傷是不是一種磨損形式，為什么會歸到齒面磨損這個問題？”把學(xué)生的積極性調(diào)動起來，老師要從燒傷本身和效果上引導(dǎo)學(xué)生，這樣會起到理想的效果。在分析討論結(jié)束之后，老師要給學(xué)生留出一定的空間讓學(xué)生自己學(xué)會思考和總結(jié)，最后老師給出正確的答案和見解。

2.2 培養(yǎng)學(xué)生綜合分析能力

機械故障診斷內(nèi)容枯燥無味，知識綜合性較強，各部分的聯(lián)系很強，所以老師在給學(xué)生上課的同時要進(jìn)行綜合分析能力的培養(yǎng)。從講課的內(nèi)容上來看，要把每個章節(jié)的基本知識、基本應(yīng)用和技術(shù)有機地聯(lián)系起來。

3 結(jié)束語

機械故障診斷技術(shù)的教學(xué)所牽涉的知識很廣，要掌握所有相關(guān)管的理論和診斷方法并非易事，所以采用什么樣的教學(xué)方法讓學(xué)生吸收更快并能直接運用到實際工程上，是大家值得進(jìn)一步探討的問題。案例分析法注重理論聯(lián)系實際，是一種值得提倡并推廣的教學(xué)方法，這需要發(fā)揮每一位師生的創(chuàng)造性，根據(jù)具體內(nèi)容加以靈活運用，達(dá)到最佳效果。

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