基于車間式實境教學的數控故障診斷與維修課程改革探討

□王亞利

數控機床是集機械制造技術、自動化技術、計算機技術、傳感檢測技術、信息處理技術等為一體的現代制造生產設備[1]。在加工過程中，各種外在影響或內在原因都有可能造成數控機床出現故障，直接給企業造成經濟損失，因此，需要復合型數控機床維修人員能快速進行故障檢測、診斷與維修。但是，由于數控機床自動化程度高、結構復雜，采用傳統的教學方法，使得學生在掌握機床結構原理、故障診斷中存在一定的困難。因此，為培養應用型工程技術人才，進行有效的教學改革，探討合適的教學方法勢在必行。

一、實境教學法

車間實境課堂教學法是指安排一定的課時量，將車間生產實際融入到課程教學過程，輔助傳統課堂進行教學的一種方法，其教學法理念突出在真實環境下進行一體化教學[2]。車間式實境課堂的應用一直是教育教學改革的研究熱點。王菁分析“車間式”實境課堂的內涵及其模式，以案例再現其實施環節，最后歸納總結出“車間式”實境課堂對大學英語口語教學的啟示[3]；陳安柱基于汽車4s工作過程的課程開發與設計要求進行《汽車故障診斷與維修》課程車間式實境課堂教學設計，具有很強的理論及實踐探索價值[4]；劉海軍等借助虛擬軟件，以典型項目為載體，營造真實職業情境的教學環境，將理論與實踐相結合，使學生能更好地掌握數控設備維護、維修的基本方法，提高學生的職業技能[5]。目前，國內對車間式實境課堂的應用積累了較為豐富的研究成果。車間實境課堂教學法如圖1所示。

二、基于車間式實境的《數控故障診斷與維修》教學內容設計

根據大專院校學生的生源情況及該課程的結構特點，結合車間式實境教學設計的基本原則，本文探索了車間式實境教學在數控故障診斷與維修課程中改革模式。

圖1 車間實境課堂教學法

(一)確定工作任務。通過畢業生訪談及召開專任教師、企業專家、課程專家研討會，明確企業對數控維修人員能力的需求目標，確定相應的職業崗位，并以崗位需求為依據，確定工作任務。根據工作任務定位培養人才所需要知識素養和職業素養。然后以學習情境為核心，利用分解和歸納，將知識模塊整合組成為教學模塊，并對每個學習情境進行分解以形成若干學習任務單元，以分解出的學習任務為驅動實施課程教學[6]。因為課程學習情境設計來源于崗位工作要求，故可確保學生可持續發展，實現畢業生零距離就業。工作崗位如圖2所示。

圖2 數控維修工作崗位

(二)設計課程內容。依據“任務引領、項目驅動”，將典型的工作任務按教學規律和學生認知規律進行整合，形成課程的教學內容，實現教、學、做一體化。整合后的教學內容分為4個子模塊，分別為數控系統報警及維修技術、數控機床通信和網絡控制技術、數控機床主軸驅動系統及維修技術和數控機床進給伺服系統及維修技術。對于每一個子項目，均從檢測的機理分析故障產生的原因及故障診斷的方法，可提高學生對數控機床故障的綜合分析能力和故障排除能力。四個子項目及設計的知識點和工作項目如圖3所示。

圖3 基于車間式實境法的設計課程內容

(三)實施的教學方法。在分析學生學習特點和企業真正需求的基礎上，按照高等職業教育工學結合課程改革的基本要求，結合車間式實境教學設計的基本原則，可采取混合式教學方法，包括任務驅動法、示范講解法、頭腦風暴法、引導文法、分組討論法、競賽PK法。

1.任務驅動法。教師提供項目任務；學生分組討論任務實施方案并運用所學知識參與項目；教師輔導；學生掌握工作方法，提高學生綜合分析能力和運用知識的能力。

2.示范講解法。教師向學生提供典型零件的工作任務，講解并示范操作過程；學生接受新知識、新技能，并積極參與課堂教學；學生掌握新知識，同時知識運用能力得到提高。

3.頭腦風暴法。教師提出問題；學生積極參與討論，交流意見；教師點評；開拓學生的思維能力，拓展知識空間，并提高了學生參與學習的積極性。

4.引導文法。教師提供項目載體所需的引導文資料；學生按照引導文的指導，按序完成學習任務；學生的自主學習能力提高，鍛煉其獨立思考問題和解決問題的能力，教學做一體。

5.分組討論法。教師布置任務；學生分組討論，制定最優方案；提高學生收集信息和自主創新能力，并通過交流相互提高學習水平，增強團隊協作能力，有利于職業能力的培養和發展。

6.競賽PK法。教師布置任務；學習小組研究任務執行方案，并選派代表執行操作；分組比賽，競賽結果計入過程考核成績；提高學生學習的積極性，注重培養團隊合作精神和創造性解決問題的能力。

(四)特色與創新之處。第一，運用典型故障案例，通過任務引領、項目驅動、工單催化對學生啟發引導，激發學生的學習興趣，提升教學效果；第二，建立更為靈活的教學組織形式，按照職業領域和崗位群構建專兼結合的專業教學團隊和課程建設團隊；第三，人才培養方案致力于實現學校學生到企業員工的“零適應”角色的自然轉換。要全方位全過程實施校企合作、工學結合，讓畢業生的知識、能力、素養對接企業需要。

三、結語

根據大專院校學生的生源情況及該課程的結構特點，結合職業教育辦學理念，采用車間式實境課堂教學法來組織教學，使之盡可能地適應大專院校的學生，提高學生的學習興趣和學習積極性，建立以工作任務為導向、以提高學生職業技能水平為核心的課程體系，在真實環境下進行實訓和教學，與“實境耦合”人才培養模式相匹配的、體現高職“學以致用”教育特色的一種新的教育教學理念。