雙創視域下機電設備狀態監測與故障診斷課程四段三軸式教學改革研究

0 引言

推進課程教學改革，提升高等學校人才培養質量，是深化高校教育教學改革的重要途徑。設備故障診斷技術作為一門新興的綜合性應用技術，是隨著人們對機械設備可靠性的要求和對大型、自動化、連續、高速的現代化設備的維修與管理的需要發展起來的，其在減少事故發生率、降低維修費用和確保設備安全運行方面具有重要意義，同時也是促進我國高端裝備智能化、深入推動制造業轉型發展的重要支撐技術。機電設備狀態監測與故障診斷課程作為機械類專業學生的專業課程，是一門給設備“看病”的課程，具有綜合性和實踐性強的特點。學生通過該課程的學習，可以獲得設備狀態監測與故障診斷的基本技能，同時具備解決工程實踐問題的能力[1]。

1創新創業背景下課程教學存在的痛點

創新創業教育在高校教育中具有不可替代的作用。通過培養學生的創新思維、創業精神和實踐能力，提升他們的就業競爭力，推動產學研合作和教育體制改革，培養學生的社會責任感。創新創業教育為高校教育注入了新的活力和動力，經過近幾年的課程教學，筆者發現該課程教學已無法滿足國家對應用型人才和創新型人才的培養需求，其教學痛點如下。

1.1課程知識體系不完善

該課程的知識點多且比較零散，教學內容陳舊，未融入故障診斷技術相關的新技術、新工藝和新標準，課程知識體系缺乏邏輯性，以致學生對知識掌握碎片化，缺乏全面性和系統性，且缺少實踐教學環節，學生難以在學習中找到有關創新創業內容的載體和源泉，影響了學習效果和創新思維培養，與學校“高素質、實基礎、重應用、善創新、強能力”的人才培養目標不匹配。

1.2工程實踐技能與創新創業能力培養不足

該課程與學生之前學習的數控技術、測試技術和機電傳動控制等課程聯系比較緊密，具有綜合性和實踐性強的特點，但該課程教學目前仍然為教師課堂講授、學生被動學習的“滿堂灌”式教學，教學模式單一，缺乏學生實踐技能和創新創業能力訓練的實踐項目，學生的工程實踐技能與創新創業能力培養不足。

1.3課程評價方式較單一，考核評價體系不科學

該課程單純通過筆試的考核方式進行評價，無法全面考查學生理論聯系實際的能力，考核評價體系不完善，不能激發學生的創新內驅力，沒有全面反映學生的真實學習過程。

2課程教學改革途徑

2.1與“崗課賽證”相融通，重構課程體系

根據機械電子工程專業人才培養方案要求，對接全國大學生工程訓練綜合能力競賽、“互聯網 + ；大學生創新創業大賽等賽項，著眼于“工程機械維修工、數控設備維護與維修等職業技能等級考試核心知識點，融合企業實際機電設備維護與維修工的崗位需求，結合設備裝調維修工職業標準和國家相關標準，由“教學”與“技能”雙大師引領的教學團隊研討、重構課程內容，探究機電設備狀態監測與故障診斷課程知識、能力、思維、發展形成的新路徑。立足學情分析，以學生為中心，打造“理論體系+工程實踐體系 + 創新創業訓練體系”的專創融合課程教學體系，如圖1所示。遵循從簡單到難的學習規律，設計可進行實踐操作的課程任務，按照工作原理分析、故障排除方案制定、故障排除模擬與實踐訓練、故障排除技能競賽等四個環節進行該課程的教學活動。通過創新創業典型案例、設備故障診斷發展綜述和大創項目的融入，使得學生在掌握課程基礎知識、基本理論和基本方法的同時，工程實踐技能和創新創業能力得到強化。同時，融入愛黨愛國講奉獻、愛崗敬業愛診斷、修身立德練本領三大思政育人元素，達到“潤物細無聲”的協同育人效果。

2.2探索“四段三軸”立體式教學模式

依據課程體系，構建“四段三軸”立體式教學模式。以理解、應用、創新、提升四個節點連接不同的課程學習內容，將傳統的教學過程分為學生線上自主學習、線下課內協同探索、企業教師拓展創新和師生共同總結提升四個學習階段，促進“設備醫生”成長。在教學實施過程中，依托合作、混合、平臺三大轉軸，形成“校企融合、產教合作”“線上線下混合”“理論與實踐結合、校企實踐平臺”三者相互影響、相互促進的聯動教學模式，激發學生學習動力，強化創新思維，提升創新應用能力[2]。

2.2. 1 “四段式”課程教學過程

1）學生線上自主學習。依托課程組在超星學習通平臺中自建的機電設備狀態監測與故障診斷課程，針對二本院校學生自律性較差、學習過程需要提醒和監督的特點，形成“導、學、測”一體化課程教學模式。教師在課前上傳課程導學單和知識點小視頻，學生課前利用網絡自學相關內容，通過本節測驗檢驗學習效果。同時利用學習通中的“通知”和“討論”等功能鼓勵學生線上自主學習、形成交流課堂。

2）線下課內協同探索。課內，依托現有數控機床電氣控制與維修實訓臺，教師對學生進行分組，小組協作完成數控機床故障診斷任務，驗證診斷方案的正確性，同時提出維修策略。通過實踐操作，讓學生的手和腦都“動”起來，提高學習興趣，強化理論知識，并培養理論聯系實踐的能力[3]。同時，通過規范操作、自學鉆研和團隊溝通協作，恰當融入愛崗敬業愛診斷等思政元素，為培養“大國工匠”奠定基礎。例如，在實踐操作中遇到數控機床無法正常啟動故障時，教師會先讓小組學生討論提出解決方案并完成維修，而不是直接告訴他們診斷方案，通過具體實踐案例，強化學生的團隊協作意識和主動思考能力，提高課程思政質量。

3）企業教師拓展創新。校企深度融合，由企業教師帶領學生解決企業機電設備現場機械與電氣故障，進行課程拓展創新，學生將自己所學到的知識與企業的實際情況相結合，實現該課程相關知識的鞏固、內化、遷移與創新，激發學生對該課程的學習動力，強化創新思維，提升創新應用能力，增強專業自信，明確就業發展方向。

4）師生共同總結提升。總結提升是教學的關鍵環節，它扮演著連接過去與未來、理論與實踐的橋梁角色。各小組將前三階段的學習情況、診斷方案、診斷結果和反思進行展示匯報，教師對各組進行點評。師生共同參與課堂總結，不僅有助于達成課程學習目標、梳理和鞏固知識、培養學生思維能力、提升學生表達能力，還能促進小組團隊共享與互動交流、激發學生的創新思維和自主探索精神。

2.2.2 “三軸聯動”式教學質量保證體系

1）“校企融合、產教合作”形成“合作”轉軸。與當地機電設備相關企業共同開發該課程，校內教師和企業專家通過研討，制定符合企業實際崗位需求的課程大綱，開放教學資源，建設實驗實訓基地。課程學習項目任務載體來源于企業實際機電設備工作診斷案例，讓學生在學習過程中了解實際應用場景和需求，提高學習的針對性和實用性。課程學習成果應用于解決企業機電設備故障診斷相關問題，企業為課程教學提供知識遷移場所、資源和技術支持，高校為企業提供人才培養和技術研發服務，讓學生參與其中，了解故障診斷最新的技術動態和應用前景，培養其實踐能力和創新能力。

2）“線上線下混合”形成“混合”轉軸。學生通過超星學習通平臺中課程團隊自建的線上課程進行線上自主學習與學習效果測試，教師根據學生線上測試結果隨時對教學內容與方法進行微調。同時，線下授課過程中，教師對學生線上自主學習過程中存在的問題進行糾正并強調，然后指導學生進行實踐操作，學生通過小組合作探究的方式完成課程學習任務，提高自身能力。課后，企業教師利用QQ、微信等通信工具，在線解答學生在學習過程中遇到的問題。線上線下相結合拉近了企業、教師與學生三者之間的空間距離，增強了學生的學習興趣，提高了教學質量。

3）“理論與實踐結合、校企實踐平臺”形成“平臺”轉軸。學生通過學校現有數控機床電氣控制與維修實訓平臺驗證所提出的維修方案是否正確、維修流程是否規范。同時校企合作，搭建實踐平臺。理論與實踐相結合的實訓平臺是師生之間線下進行互動和交流，并實現探索與創新的平臺，注重學生的主動性與參與性；而企業實踐平臺是課程知識進行轉移與創新的場所。理論與實踐相結合，同時利用企業實踐平臺所形成的綜合教學環境，可以提高學生的學習成就感，是提升課程教學質量的重要措施，能有效培養學生的實踐操作能力和創新精神，提高學生的綜合素質和競爭力[4]

2.3建立多元評價體系

在課程教學過程中，構建從自主學習測驗、機電設備故障診斷方案通關到實踐操作技能測試的三階“遞進式”考核評價指標。課程考核評價綜合“遞進式”診斷性評價、過程性評價、線下期末實踐操作評價和企業教師評價四個方面，多元進行，建立縱向與橫向相交叉、深度與廣度相結合、過程與結果并重的立體式課程教學評價新模式，提升該課程學習的趣味性，更真實地反映學生該課程的學習效果，改革后的課程評價體系如圖2所示。

3 結束語

機電設備狀態監測與故障診斷課程按學校“高素質、實基礎、重應用、善創新、強能力”人才培養目標，依據專業培養目標和對畢業要求指標點支撐，重構“理論體系 + 工程實踐體系 + 創新創業訓練體系”的專創融合課程教學體系，注重學生創新創業能力的培養，達成了專業教學目標和思政育人目標。

在機電設備狀態監測與故障診斷課程教學過程中，以學生為中心，將思政教育、創新教育、專業教育貫穿理論教學、實踐操作和創新創業訓練，通過學生線上自主學習、線下課內協調探索、企業教師拓展創新和師生共同總結提升四階遞進，依托合作、混合、平臺三大轉軸，實現學生知識、能力、素質和創新思維的漸進式培養，激發了學生學習的內驅力，有助于為國家培養新時代高素質的“能工巧匠”。

4參考文獻

[1］牛玉艷，常文春，郭文靜，等．應用型本科院校機電設備狀態監測與故障診斷課程教學改革與實踐［J].中國現代教育裝備，2022（13）：116-118.

[2]向云南.數控機床故障診斷課程教學改革實施淺析：以刀架不動作故障診斷為例[J].農家參謀，2020（24）：220-221.

[3]周昌靜，李強．“機械設備故障診斷”課程教學改革與探索[J].教書育人（高教論壇），2016（15）：72-73.

[4]程道來，朱駿毅，賈玉琛．新工科及其在機械故障診斷課程教學改革中的探討[J].大學教育，2019（7）：44-46.