《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》活頁(yè)式教材開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

劉文超

（山東勞動(dòng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山東 濟(jì)南 250022）

“數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修”課程的理論性高，實(shí)踐性強(qiáng)，是高職院校數(shù)控、機(jī)電等專業(yè)的重要專業(yè)課。該課程要求學(xué)生不僅要掌握數(shù)控機(jī)床的使用、保養(yǎng)、維修等基礎(chǔ)知識(shí)，還要在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中了解職業(yè)、熟悉崗位，養(yǎng)成良好的職業(yè)素養(yǎng)。新型活頁(yè)式教材是高職院校提高課程教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)復(fù)合型人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要手段[1]。“數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修”課程要以活頁(yè)式教材開(kāi)發(fā)與應(yīng)用為契機(jī)，進(jìn)行教學(xué)改革，提高技術(shù)技能型人才培養(yǎng)質(zhì)量。

1 活頁(yè)式教材開(kāi)發(fā)思路

活頁(yè)式教材開(kāi)發(fā)時(shí)，教材編寫(xiě)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范編寫(xiě)流程，從以下方面著手活頁(yè)式教材編寫(xiě)：①立德樹(shù)人，德技并修。“數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修”課程應(yīng)把德育放在首位，結(jié)合職業(yè)教育特點(diǎn)，融入工匠精神、勞動(dòng)精神等課程思政，充分發(fā)揮教材育人功能。②貼合崗位，優(yōu)化內(nèi)容。針對(duì)我國(guó)數(shù)控機(jī)床維修高技能人才缺口大這一現(xiàn)狀，著眼于數(shù)控機(jī)床維修崗位需求，選取典型工作任務(wù)，培養(yǎng)一大批從事數(shù)控機(jī)床維修的技術(shù)人員。③豐富資源，體現(xiàn)特色。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和智能終端的普及，學(xué)生對(duì)“數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修”課程的資源需求越來(lái)越豐富。在活頁(yè)式教材編寫(xiě)過(guò)程中，要豐富數(shù)字化資源，打造信息化教學(xué)平臺(tái)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，為線上、線下教學(xué)打好基礎(chǔ)。

2 活頁(yè)式教材開(kāi)發(fā)過(guò)程

2.1 課程內(nèi)容選取

為合理選擇課程教學(xué)內(nèi)容，面向?qū)W生、教師、技術(shù)人員及企業(yè)，以座談、調(diào)查問(wèn)卷的形式進(jìn)行了大量調(diào)研。根據(jù)調(diào)研結(jié)果，從實(shí)用的原則出發(fā)，確定了8個(gè)教學(xué)項(xiàng)目，分別是：①數(shù)控機(jī)床的維護(hù)規(guī)劃與實(shí)施。該項(xiàng)目包括數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)與保養(yǎng)、數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)及數(shù)控系統(tǒng)的維修。②數(shù)控機(jī)床的安裝、調(diào)試及驗(yàn)收。該項(xiàng)目包括數(shù)控機(jī)床的安裝、數(shù)控機(jī)床的調(diào)試及數(shù)控機(jī)床的驗(yàn)收。③數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置與調(diào)整。該項(xiàng)目包括數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)介紹；常見(jiàn)數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定與調(diào)整。④數(shù)控系統(tǒng)故障診斷與維修。該項(xiàng)目包括FANUC 0i-D數(shù)控系統(tǒng)連接、MDI方式下不能運(yùn)行故障分析與處理及急停故障分析與處理。⑤進(jìn)給系統(tǒng)故障診斷與維修。該項(xiàng)目包括伺服參數(shù)的設(shè)定與調(diào)整、伺服系統(tǒng)的故障分析與處理及位置檢測(cè)裝置的故障分析與處理。⑥主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障診斷與維修。該項(xiàng)目包括主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)概述、模擬量控制的主軸驅(qū)動(dòng)裝置與維修及串行控制的主軸驅(qū)動(dòng)裝置與維修。⑦數(shù)控機(jī)床PMC控制與應(yīng)用。該項(xiàng)目包括數(shù)控機(jī)床用PMC認(rèn)知、工作狀態(tài)開(kāi)關(guān)PMC控制、輔助功能代碼PMC控制。⑧機(jī)械裝置的故障診斷與維修。該項(xiàng)目包括主軸部件的故障分析及處理、刀庫(kù)及換刀裝置故障分析與處理、導(dǎo)軌副的故障分析及處理。

2.2 典型工作任務(wù)提取

按照課程標(biāo)準(zhǔn)之要求，對(duì)照數(shù)控機(jī)床維修崗位技能標(biāo)準(zhǔn)，深入企業(yè)一線調(diào)研，收集典型案例，提取出數(shù)控機(jī)床在安裝、調(diào)試、使用及維修中的23個(gè)常見(jiàn)典型任務(wù)。每一個(gè)任務(wù)包含理論知識(shí)、專業(yè)技能及職業(yè)素養(yǎng)的內(nèi)容及要求，在教學(xué)中融入課程思政，學(xué)生既能提升專業(yè)技能，又能提高職業(yè)道德素養(yǎng)。部分課程教學(xué)項(xiàng)目及典型工作任務(wù)設(shè)計(jì)如表1所示。

表1 部分教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

2.3 豐富教學(xué)資源

活頁(yè)式教材開(kāi)發(fā)對(duì)數(shù)字化教學(xué)資源的依賴越來(lái)越嚴(yán)重。教學(xué)化教學(xué)資源除應(yīng)包括教案、課件等傳統(tǒng)教學(xué)資源外，還應(yīng)包括數(shù)字教材、實(shí)訓(xùn)仿真系統(tǒng)、學(xué)習(xí)網(wǎng)站等。對(duì)一些抽象的概念和工作原理要多用動(dòng)畫(huà)、虛擬教學(xué)平臺(tái)來(lái)展示[2]，比如將數(shù)控機(jī)床安裝、調(diào)試、驗(yàn)收等環(huán)節(jié)的技術(shù)要求和操作步驟制作成微課，學(xué)生可在線自主學(xué)習(xí)。教學(xué)化教學(xué)資源要體現(xiàn)職業(yè)教育特色，具有開(kāi)放性和共享性，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，改善學(xué)習(xí)效果。

3 活頁(yè)式教材的應(yīng)用

3.1 教學(xué)設(shè)計(jì)

從人才培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，結(jié)合數(shù)控機(jī)床實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，設(shè)計(jì)課堂教學(xué)任務(wù)，通過(guò)理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作，使學(xué)生了解數(shù)控機(jī)床的故障診斷與維修工作，掌握理論知識(shí)，提升崗位技能，培養(yǎng)職業(yè)素養(yǎng)。以“機(jī)床的急停故障分析與處理”任務(wù)為例，該任務(wù)是項(xiàng)目四“數(shù)控系統(tǒng)故障診斷與維修”的重要內(nèi)容。依據(jù)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，確定該任務(wù)是項(xiàng)目四的教學(xué)重點(diǎn)。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)要求，學(xué)生在熟悉急停控制回路工作過(guò)程基礎(chǔ)上，能分析并找到急停故障原因，提出急停故障排除方法，并能正確排除急停故障。教學(xué)過(guò)程中不僅要讓學(xué)生掌握急停相關(guān)知識(shí)，還要鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力和動(dòng)手能力。

3.2 理論學(xué)習(xí)

在教學(xué)過(guò)程中，教師提前把完成工作任務(wù)需要的理論知識(shí)、技能要點(diǎn)歸納整理，以教學(xué)資源的形式悉數(shù)傳遞給學(xué)生，可采取線上與線下教學(xué)結(jié)合的方式，也可采用學(xué)生自學(xué)探究方式，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解。

課前發(fā)布預(yù)習(xí)通告，學(xué)生在教學(xué)平臺(tái)完成視頻觀看、測(cè)驗(yàn)作答等任務(wù)，教師通過(guò)教學(xué)平臺(tái)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)掌握學(xué)生預(yù)習(xí)效果。根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)效果，教師及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。課上教師可通過(guò)播放教學(xué)視頻、結(jié)合具體實(shí)例講解等方式，對(duì)工作任務(wù)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行闡述，針對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)中反映的難點(diǎn)要重點(diǎn)分析，幫助學(xué)生理解。為鼓勵(lì)學(xué)生參與課堂教學(xué)，也可邀請(qǐng)學(xué)生分享在課前預(yù)習(xí)中遇到的困難，采取的解決辦法，學(xué)到的知識(shí)等，加深對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解。

為了收到更好的學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作精神，可將班級(jí)學(xué)生按學(xué)習(xí)成績(jī)、性格特點(diǎn)等劃分成幾個(gè)小組，組內(nèi)成員互幫互助，組間“比、學(xué)、趕、幫、超”，共同完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

3.3 模擬示范

針對(duì)數(shù)控機(jī)床維護(hù)和保養(yǎng)中的典型工作任務(wù)，以認(rèn)識(shí)數(shù)控機(jī)床急停控制回路為例，針對(duì)本次任務(wù)重點(diǎn)，推送數(shù)控機(jī)床急停控制回路工作原理視頻，幫助學(xué)生了解急停控制回路，熟悉急停工作過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行探究。根據(jù)視頻演示和教師講解，學(xué)生運(yùn)用仿真軟件進(jìn)行急停控制回路的模擬連接，并拍攝連接過(guò)程視頻，將結(jié)果上傳至教學(xué)平臺(tái)。進(jìn)行教師評(píng)價(jià)和小組間互評(píng)，指出問(wèn)題，提出改進(jìn)意見(jiàn)。

3.4 思考與實(shí)踐

學(xué)生針對(duì)工作任務(wù)，利用教學(xué)資源，在教師指導(dǎo)下，開(kāi)展小組討論，探究完成工作任務(wù)的正確流程和方法。

學(xué)生針對(duì)仿真模擬處理工作任務(wù)時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤，結(jié)合改進(jìn)措施，再次驗(yàn)證無(wú)誤后，然后動(dòng)手操作完成工作任務(wù)。教師進(jìn)行巡視指導(dǎo)，確保工作過(guò)程安全順利，靈活引入活頁(yè)式教材中的工匠精神、勞模事跡等，讓學(xué)生浸潤(rùn)于“大思政”氛圍之中，實(shí)現(xiàn)“立德樹(shù)人”的教育目標(biāo)[3]。每個(gè)小組派代表分享本小組在任務(wù)實(shí)施過(guò)程中取得的學(xué)習(xí)成果。教師根據(jù)工作過(guò)程中的表現(xiàn)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行精講點(diǎn)評(píng)。教師針對(duì)學(xué)生表現(xiàn)，借助學(xué)習(xí)通、智慧課堂等平臺(tái)差異化推送作業(yè)，學(xué)生在線查看并完成作業(yè)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)鞏固練習(xí)；教師對(duì)學(xué)生作業(yè)進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，反思并總結(jié)，進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)。發(fā)布拓展任務(wù)，鍛煉學(xué)生學(xué)以致用、舉一反三的能力。

3.5 總結(jié)評(píng)價(jià)

在總結(jié)評(píng)價(jià)階段，應(yīng)注重建立多主體、全過(guò)程、多維度的考核評(píng)價(jià)體系。

評(píng)價(jià)主體多元化。校內(nèi)教學(xué)考核由專兼職教師和學(xué)生共同完成，校外教學(xué)考核由企業(yè)和學(xué)生負(fù)責(zé)，技能競(jìng)賽考核、1+X證書(shū)考核則由相關(guān)的專家、評(píng)委實(shí)施。

評(píng)價(jià)過(guò)程全程化。評(píng)價(jià)應(yīng)貫穿教學(xué)全過(guò)程，注重平時(shí)考核和期末考核相結(jié)合，加大過(guò)程性考核所占比重，關(guān)注學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中的學(xué)習(xí)效果和表現(xiàn)，把其所學(xué)成果和學(xué)習(xí)過(guò)程的自我表現(xiàn)作為職業(yè)能力評(píng)估考核的依據(jù)[4]。

總結(jié)評(píng)價(jià)多維化。對(duì)平時(shí)考核可從理論應(yīng)用、實(shí)踐技能、職業(yè)素質(zhì)三方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。理論應(yīng)用在評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)掌握情況的同時(shí)，重點(diǎn)評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)與實(shí)踐結(jié)合緊密的專業(yè)知識(shí)掌握上；實(shí)踐技能主要考核學(xué)生實(shí)踐操作的準(zhǔn)確性、規(guī)范性，工作任務(wù)的完成度等；職業(yè)素質(zhì)的考核應(yīng)貫穿于課程教學(xué)全過(guò)程，理論教學(xué)考核學(xué)生對(duì)知識(shí)準(zhǔn)確把握的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)精神和對(duì)知識(shí)準(zhǔn)確描述的語(yǔ)言表達(dá)能力等；實(shí)訓(xùn)教學(xué)考核學(xué)生操作規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、團(tuán)體協(xié)作、節(jié)約意識(shí)、安全意識(shí)等，發(fā)揮課程思政育人作用。

期末考核在期末考試的基礎(chǔ)上，可增加技能競(jìng)賽考核、1+X證書(shū)考核等。這種考核機(jī)制既能滿足學(xué)生技能提升的需求，又能激發(fā)學(xué)生的求知欲。

4 活頁(yè)式教材應(yīng)用成效

“數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修”課程運(yùn)用活頁(yè)式教材進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，取得了不錯(cuò)的教學(xué)效果。

知識(shí)目標(biāo)達(dá)成。以數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修為出發(fā)點(diǎn)，理論知識(shí)貫穿于教學(xué)的全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體。學(xué)生在學(xué)中做中掌握知識(shí)要點(diǎn)，對(duì)工作任務(wù)中的重難點(diǎn)加深了理解，并提升了理論聯(lián)系實(shí)踐的能力。

能力目標(biāo)達(dá)成。學(xué)生通過(guò)典型數(shù)控機(jī)床故障排除，鍛煉了獨(dú)立探索新知識(shí)的能力、專業(yè)工具的使用能力、動(dòng)手操作能力，實(shí)現(xiàn)了工學(xué)一體。

素質(zhì)目標(biāo)達(dá)成。依據(jù)國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，完成典型的數(shù)控機(jī)床故障排除，培養(yǎng)了學(xué)生探索創(chuàng)新、攻堅(jiān)克難的工匠精神，善溝通、能協(xié)作、高標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)素質(zhì)，樹(shù)立了規(guī)范、安全、勤奮的職業(yè)精神。

學(xué)習(xí)氛圍改善。課堂活動(dòng)形式多樣，師生參與度高。小組討論提升了學(xué)生分析、解決問(wèn)題的興趣；虛擬仿真促進(jìn)了學(xué)生排除數(shù)控機(jī)床故障的積極性；學(xué)習(xí)成果展示提升了學(xué)生自信心，鍛煉了語(yǔ)言表達(dá)能力。

學(xué)習(xí)成績(jī)提高。通過(guò)應(yīng)用活頁(yè)式教材，采用多種教學(xué)手段，融入“崗課賽證”的教學(xué)理念，采取多元評(píng)價(jià)方法，學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)顯著提升。對(duì)比課程成績(jī)發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用活頁(yè)式教材的年級(jí)比采用傳統(tǒng)教材的年級(jí)不及格率有所下降，優(yōu)秀率明顯提高。

5 總結(jié)

本文研究了《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》活頁(yè)式教材開(kāi)發(fā)的思路，介紹了該活頁(yè)式教材的開(kāi)發(fā)過(guò)程，重點(diǎn)圍繞活頁(yè)式教材在教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用展開(kāi)了論述。在后續(xù)工作中，應(yīng)緊盯行業(yè)、企業(yè)需求，及時(shí)更新活頁(yè)式教材內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)方法，為數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修行業(yè)培養(yǎng)更多技術(shù)技能型人才。