理實一體化教學在常用機床電氣檢修課程中的應用

王桂彬

摘 要：在常用機床電氣檢修理實一體化教學中，充分運用仿真教學方法，將理論教學與實踐教學融合在一起，采用現場組裝機床電氣控制柜，進行配線調試、排故教學，充分發揮學生的積極性、能動性，激發了學生學習興趣，活躍了課堂氣氛，取得了良好的教學效果。

關鍵詞：機床電氣 仿真教學 理實一體化 分組教學 考核評價

電氣自動化設備安裝與維修專業傳統的實訓課情景是學生在專用的網孔板上（或者是木板上）安裝電氣控制的各種電器，并完成導線連接。這種實訓方法在教學功能上存在以下先天性不足。

第一，整個過程停留在“模擬實訓教學”層面，與行業規范、實際工藝等元素脫節，也就是僅僅關注了“學”而忽視了“工”，培養出來的學生被用人單位稱之為“半成品”。到崗后，學生在網孔板上積累的學習經驗并沒有多少實用價值，企業需要花費一定的人力物力從頭培訓學生的基本工作技能。

第二，實訓教學是某個技能點的練習，由于沒有系統的工作過程，培養出來的學生缺乏工作的整體策略，就算技能再高，也只能不斷地重復某一項（類）操作。這種操作哪怕練得再熟練、再精準，也終將被自動化的生產機械所取代。

第三，傳統的實訓方法無法承載依附在專業技能上的綜合職業能力，如適應環境的方法、發現并采用能優化工作的技巧等能力。

為了改變傳統實訓教學模式，學校在電氣自動化設備安裝與維修專業中選出一個班作為試驗班，在常用機床電氣檢修課程實訓教學中實施了“理實一體化”教學模式。采用模擬仿真、現場安裝實戰等教學方法，最大限度地貼近企業生產實際、接近行業規范、實際工藝要求等。學生的學習過程與該職業在社會上的實際工作過程一致，從資料收集、設計方案、優化方案、施工安裝、驗收調試、工作總結等環節，給學生提供了更多的思考空間和嘗試機會。學生的學習經驗可以直接轉化成工作經驗，從而培養了學生的工作策略，為其將來的職業生涯發展奠定了基礎。

一、實施過程

1.組合實習小組

為了使學生之間優勢互補、取長補短，將學生按成績和認知特長進行搭配分組。每組組員集體選用一名組長，負責實習小組的管理，即在實習過程中所用工具的保管、本組成員的出勤情況，并配合老師對任務完成情況進行檢查、評價。

2.強化安全用電知識，實施文明操作

在機床線路安裝、配線、調試、故障排除操作中教育學生牢固樹立“安全第一”的思想，嚴格執行安全操作規程，如工作前應詳細檢查所用的電工工具是否安全可靠，穿戴好必要的防護用品；線路在未經確定無電前，一律視為有電狀態，不能用手觸摸；電氣設備的金屬外殼都必須有可靠的保護接地；帶電作業時，要有專人監護；對拆下的導線要將帶電線頭包好，防止觸電；工作結束，所有材料、工具、儀表等分別歸類放置等。培養學生規范、整潔、文明的工作作風，為學生進入企業實習上好安全教育的第一課。

3.收集整理機床設備的電氣技術資料

主要包括以下內容：設備說明書、電氣控制原理圖、電氣設備總裝接線圖、電器元件布置圖與接線圖、電氣設備明細表。

4.電氣原理圖的分析

結合維修電工仿真實訓室的宇龍機電方針軟件，利用多媒體教學設備重點講解、演示車床、萬能銑床、搖臂鉆床、磨床、鏜床的工作原理和動作過程、機械與電器間的配合動作關系，熟悉常用機床基本結構、運動形式以及對電力拖動系統的要求基礎上，進行電氣原理圖識讀和分析。

（1）分析主電路。從主電路入手，根據機床所用電動機和執行電器的控制要求，分析它們的控制內容。主要包括：機床各個電動機及其他設備的類別、用途、接線方式、運行要求；電動機啟動、轉向、調速、制動燈方面控制要求和情況；主電路使用的控制電器和保護電器；電源情況等。

（2）分析控制電路。 根據主電路中各電動機和執行電器的控制要求，逐一找出控制電路中的控制環節，利用電動機的典型控制環節的知識，按功能不同將控制線路“化整為零”來分析。包括：控制電路電源、各種繼電器接觸器的用途、電器元件之間相互關系、連鎖控制環節等。

（3）分析輔助電路。輔助電路包括電源指示、各執行元件的工作狀態顯示、參數測定、照明和故障報警燈部分。它們大多是由控制電路中的元件來控制的，所以在分析輔助電路時，還要回過頭來對照控制電路進行分析。

（4）分析聯鎖及保護環節。機床對于安全性及可靠性有很高的要求。要實現這些要求，除了合理地選擇拖動和控制方案外，還在控制線路中設置了一系列電氣保護和必要的電氣聯鎖。

（5）總體檢查。經過“化整為零”，分析完每個局部電路原理及各部分之間控制關系后，再通過“集零為整”的過程，查證整個控制電路，從整個控制電路、從整體的角度進一步檢查和理解各控制環節間的聯系。清楚理解全部電路原理、電氣系統控制過程、各電器元件的作用，了解相關主要技術參數情況。

5.電氣控制系統的安裝

普通機床電氣控制系統安裝步驟如下。

（1）安裝準備工作。

第一，獲取《任務書》及相關資料。

第二，擬定電氣控制系統安裝、調試方案。

第三，識讀電路原理圖、電器元件布置圖、電器安裝接線圖。

第四，選取電工工具、測量儀表。

第五，根據電氣設備明細表按要求選取和檢查電器元件。

第六，施工過程中的安全組織、現場條件滿足相關要求。

（2）電氣設備（元件）安裝。

第一，根據元件清單配齊電氣設備、元件、材料和輔助用品。

第二，安裝柵形布線槽。

第三，按照電氣設備布置圖安裝電器元件。

第四，根據平面布置圖安裝控制柜外元件。

（3）接線。

第一，根據平面布置圖等圖樣安裝導線通道。

第二，打印線號和元件編號，給元件貼上與布置圖等圖樣一致的編號。

第三，根據平面布置圖放線。

第四，根據接線圖進行控制柜內部接線，套上與圖樣一致的編碼套管。

第五，進行控制箱外布線，套上與圖樣一致的編碼套管。

第六，按要求進行導線的剝削、線頭制作、導線的連接、導線與接線柱的連接。

（4）電路檢查。

按照電阻法、電壓法等方法對電路進行接線檢查。

（5）安裝電動機和電氣設備保護線。

按照要求安裝電動機和傳動帶，并緊固。

6.電氣控制系統的調試

機床電氣控制系統的調試是安裝完成后緊接著進行的一個環節，具體步驟如下。

（1）擬定調試的方案。機床電氣安裝后，經過檢查后進行電氣調試。在調試前應當制訂調試方案，主要內容包括：記錄表格制定、調試過程、測試調試記錄、結果分析等。

（2）通電前測試。

第一，檢測電動機及線路的絕緣電阻。相—相、相—地絕緣電阻應相間、相對地不低于0.5MΩ，控制電路絕緣電阻對地不低于0.5MΩ。

第二，檢查電動機外殼、元器件外殼保護線及其他保護線是否接好。

第三，根據元件布置圖，檢查元件的安裝位置是否正確。

第四，根據平面布置圖，檢查線路走向元元件、設備的安裝是否正確。

第五，檢查電動機和帶輪等機械部件是否安裝好。

第六，根據原理圖、接線圖、對電路進行對點檢查、短路檢查、回路檢查，修改完善控制線路。

第七，檢查導線接點是否符合要求，壓接是否牢固。

（3）通電操作。

第一，驗電。檢查電源是否正常。

第二，根據原理圖和調試方案進行線路功能檢測，機床不帶電動機等負載調試。

先進行單個功能的調試，觀察對應的元件動作是否正確；再做整體調試，觀察各電器元件動作順序是否正確。

第三，根據原理圖進行線路功能檢測，機床帶電動機等負責調試。

首先檢查電動機與生產機械的傳動裝置是否正常。然后進行單個功能的調試，看電動機的運行和轉動是否正常，機構動作是否正常。之后再進行機床的整體調試，觀察機構動作順序是否正確，運動形式是否滿足工藝要求。最后校驗機床滿負載運行是否工作可靠。

第四，停車，完善調試記錄。

（4）完成測試。收拾工具，清理現場，做到安全文明生產。

7.故障診斷與維修

機床電氣控制系統故障診斷與維修的步驟如下。

（1）明確故障。針對在調試中出現的問題，或通過與機床實際操作者交流，還可以通過看、問、聞、聽、摸等來判斷故障現象，以明確故障現象。

（2）分析原因。明確故障現象后，對故障原因分析可以按先分析主電路、后控制電路及其他電路步驟進行。

（3）確定故障點。確定故障范圍后，用測量方法來確定故障點，如電壓測量法、電流測量法、電阻測量法、置換法、短接法等。最常用的是電壓法和電阻法。

（4）故障排除。在保證人身和設備安全前提下，盡量在停電情況下操作。必須帶電操作時，則先接通控制線路，后接通主電路。在排查故障過程中，使用的儀表應該量程合適。

二、考核評價

每學完一個項目或任務，對學生學習狀況進行考核和評價，采用做中教、做中學、做中考的評價方式，考核分三部分：一是學生自評，二是學生互評，三是教師評價。

其中：自評和互評占總成績的80%，自評和互評所占比例為7：3。

教師評價為平日考核，占總成績的20%。

考核方式采用百分制，綜合考核，分合格（≥60分）和不合格（<60分）兩個等級；不合格者需要重修，直到補考合格為止。

三、小結

理實一體化教學模式，改變了以往傳統的“說教”教學模式，以學生為中心開展課堂教學活動，以任務驅動為主線，教學過程與工作實踐結合。分組作業形式、評價與反饋形式等靈活多樣，充分調動了學生積極性，大大提高了學生動手能力、協作能力、表達能力和溝通協調能力。學生在獲取和處理信息、分析問題和自學等方面的能力得到了較快的提升。學生體驗到了團隊合作、與人溝通的重要性，增加了對工作的認同感和責任心，綜合素質提高比較明顯。

（作者單位：四方機車車輛高級技工學校）