机床电气装调课程整体设计

1、机床电气装调说课各位专家、同行：大家好！我是机床电气装调课程建设课题组负责人宋广雷，受全国数控技术专业课程开发与教学资源建设协作组（以下简称协作组）委托，向大家介绍机床电气装调课程建设基本情况。数控技术专业习惯上围绕数控加工程序和工艺编制、数控机床操作等设置相关课程，其就业指向为数控机床操作工、数控编程员和数控加工工艺员等岗位。但全国数控技术专业课程开发与教学资源建设协作组在全国范围内的调研结果显示，越来越多的企业要求数控技术专业高技能人才既能熟练操作数控机床，又能在产品试制、指导生产过程中具备机床故障排除技能。机床电气控制系统是机床故障高发部位，而且近年来数控技术专业毕业生在数控机床维修工、

2、数控机床装配与调试工等岗位上就业率也呈增长态势，将机床电气装调作为核心课程开设在数控技术专业已成为学校与企业的共识。江宏辰高级工程师的谈话代表了大多数企业的观点。录像：谈话中提到企业希望毕业生既能操作机床、又能排除简单的机床故障，数量众多的中小企业一般不配备专门的维修维护队伍，数控技术专业学生如果既能操作机床、又能维护机床、修理机床，必将受到企业的重视，并能顺利成长为企业骨干。二、教学设计机床电气装调课程是全国数控技术专业课程开发与资源库建设协作组在全国范围课程开发调研基础上开发的一门专业核心课程，是一门“校内学习与就业岗位实际工作相关联、教学做一体”的专业课程。1 本课程的作用在协作组系统设

3、计的数控技术专业课程体系中，机床电气装调课程承担着为高技能人才所要求的“精操作会维修”生产现场工程师，以及就业需求日益增长的数控机床维修工、数控机床装配工、数控机床调试工等岗位培养必备的机床电气装配与维修基本工作技能，提升数控技术专业毕业生就业能力与就业质量。担负着帮助毕业生在未来职业生涯中从初始低层次的机床操作工向更高层次岗位迁移的重任。课程的开发对提高数控技术专业人才培养质量、提升毕业生就业能力与就业质量具有重要意义。根据协作组系统设计的课程体系，机床电气装调开设前，学生通过电工基础、电子技术2门专业基础课程的学习获得相应的电学基本知识，再通过机床的运行与保养课程的学习与工作获得对机床整体

4、结构与运行要求的知识基础与基本工作技能，进入机床电气装调课程学习时，学生具备了良好的知识与技能基础。通过学习与工作获得的知识与技能又为后续数控机床维修等综合实践项目准备了很好的知识与技能基础。2 ?本课程的教学内容在协作组指导下，课题组成员经过广泛的企业调研活动，确定以下任务为本课程与企业具体工作任务相关联的工作项目：序号具体工作任务1通用车床电气系统的连接、检查、调试、维修2通用铳床电气系统的连接、检查、调试、维修3通用磨床电气系统的连接、检查、调试、维修40控车床电气系统的连接、检查、调试、维修5数控铳床电气系统的连接、检查、调试、维修6，工中心电气系统的连接、检查、调试、维修7同控磨床电

5、气系统的连接、检查、调试、维修8高新技术项目（四轴联动、五轴联动加工中心电气系统的连接、检查、调试、维修）从课程对应的于企业的工作任务实施工作项目出发，选择源于企业、经过教学改造的典型工作任务中，精心选择“通用车床电气装调”和“通用铳床电气装调”、“数控车床电气装调”3个源于企业的具体的工作项目作为课程的主体内容。并考虑到学生进入本课程之初的学习基础，首先实施“全压起动控制电气装调”、“减压起动控制电气装调”、“正反转控制电气装调”、“制动控制电气装调”等4个“训练性工作项目”的学习，为学生顺利完成“通用车床电气装调”、“通用铳床电气装调”2个工作项目准备必要知识与技能基础。以上6个工作项目之

6、后，再实施“PLC外围接线与程序调试训练性工作项目的教学，为最后数控车床电气装调工作项目顺利完成奠定基础。以上8项教学单元按照难度递增的学习规律排序，前一个工作任务获得的工作技能为后一个工作任务准备了必要的“台阶”，后一个工作任务又在前一个工作项目的基础上进行技能训练的提升。在每个学习单元中教学设计中，课题组依据完成工作项目的“工作程序”将工作对象、工具、工作方法、工作要求等生产性要素融入教学的全过程。实现了“校内学习与实际工作相一致”的课程开发预期目标。3 本课程的教学模式的具体实施在选择了教学内容的基础上，再通过对教学内容的组织与安排，课程的实施采用“做中学”的教学模式，找到了做中学模式在

7、本课程中的成功实施样式首先是课程组抓住课程考核方法改革这一关键，要求学生通过每一个学习单元的学习与工作，必须获得符合工作规范的物化工作成果，并以学生获得的工作成果的质量与过程作为考核的主要依据，告别了本科工程教育课程以图纸为载体、以设计为成果的课程形态，职教课程的“现场性”、“操作性”与“职业性”的特质得到了最为充分的体现。其次是研制成功数控加工操作与电气维修培训一体机专利项目，该专利项目实现了一台数控机床与多套数控机床电气控制板的对接，使用该项专利，仅需投入少量经费，大多数高职院校就可利用现有旧机床改造获得可供一个整班实施本课程的实训配套设备，破解了机床电气装调实训设备配套所需建设经费过于昂

8、贵的瓶颈问题。通过“做中学”模式实施实现了机床电气装配能力培养的目标，课题组将课程安排在集讲授区、讨论区、操作区、信息查阅区于一体的新型教室中进行，教师将专业理论和工作对象、工具、工作方法、工作要求等工作过程融入教学全过程，按照基于工作过程的“资讯、决策与计划、实施与检查、评价”四步法组织教学；学生通过装调实施、检查计划指定、故障分析，在真实的机床控制板上完成机床电气装调过程，并以装配调试好的电气控制板作为完成学习任务完成的标志，教师主要依据学生完成任务的过程和质量评价学生成绩。针对“教学做一体”教学模式实施中支持环境与系统薄弱的不足，着力于教学模式实施方法创新，4、本课程教学方法4 ）四步教

9、学法课程针对需要学生分组独立完成的综合性工作任务，在深入了解机床电气装调工作过程基础上，宏观上运用基于工作过程的“资讯、决策与计划、实施与检查、评价”四步教学法资讯阶段，教师提供数控机床电气原理图、低压电器知识操作相应技术规范等资料，传授相关机床电气控制的知识，引导学生从查阅相关技术资料入手，充分了解相应知识，获得相关信息。决策与计划阶段，学生根据获得的装调用知识，从机床电气控制原理、电气元件选形成工作计划以及用、电气连接规范、装配调试方案等方面深入分析，通过讨论，学生小组小组各成员分工。实施与检查阶段，学生根据工作计划与各人的分工，并进入实施操作，实施操作完成后进入调试环节，直至机床控制板达

10、到正常工作。评价阶段，教师以学生小组电气控制板装调完成质量及效率，并结合学生小组的团队协作、安全操作规范、调试记录表、作业等，评定学习成绩（占60%）；学生小组通过自评，确定小组成员本次学习的成绩（占40%）。学生通过多次不同类型机床控制系统装调的真实过程，逐步掌握机床电气逻辑控制原理和简单故障的排除方法。针对一个学习单元的微观教学方法，课题组进行了探索与实践，设计了多种行动导向的教学方法。例如5 ）.小组协作学习法根据“大班制”特点以及数控机床控制板相对稀缺的现状，从精细化教学组织入手，深入研究了学生在实施与检查这一关键阶段的学习方法，运用小组协作教学组织法。以42人/班的班级为例，全班分为

11、7个6人学习小组，在课程的教学中增加了招聘教学小助手的环节，解决了教师授课的技术准备、教学演练等问题。同时培养了专业参加各种职业技能竞赛的预备选手。6 ）.讲授与启发引导法在运用微观的教学方法时也不排拆“讲授教学法”，特别是在课程进入初期，教师需通过较多的讲授帮助学生获得完成工作所需的基本知识，然而这种讲授随着课程教学的继续，逐渐减少，至课程后期，主要以启发引导教学法为主，讲授的内容也具有极强的针对性。三、课程配套数字化教学资源采用以各教学单元教案为纽带，将教案中各个教学实施内容作为教学资源的表现对象，推导得出每一个教学单元的教学资源清单，包括资源的主题、内容、类别等资源设计的初始依据。在此基

12、础上，再将各单元教学资源清单汇总在一起，进行系统优化和整体设计，形成课程教学资源研制计划。这样就建立教学资源和教学任务、教学活动、教学环境之间有意义的联系，这种方法既保障了课程教学资源的有效性，同时也确保了课程教学资源的完整与丰富。为完成课程资源建设的高目标，课题组着力把资源建着力点放在以下方面：1研制项目实施指导录像项目实施指导录像是依据一个教学单元中的项目完成全过程摄制的示范录像，要求按一步一步的实际操作过程摄制，并对每一步的操作内容、操作规范、操作要求、操作结果、操作依据的图纸等加以说明，再通过配音、字幕等方式，使项目实施过程中的技术原理、操作规范以及现场安全、环保、管理等要素清晰明了，

13、力求使教师与学生都能看懂、甚至学会。借助项目实施指导录像，有助于降低部分课程的教学成本，锻炼学生自主探究和团队协作能力。2 研制教学组织指导录像教学组织指导录像针对“做中学”模式中课程教学实施的可操作方法、手段及其过程进行研制，要求根据大多数高职院校能够达到的课程实训设备与环境配置方案，展示在“大班制”的现实条件下，力求使每位学生都获得实践机会的可行性教学组织方法。教学组织指导录像可以帮助教师掌握“做中学”模式中行之有效的教学方法，提高执教能力和实践教学质量。3 研制表现抽象技术内容的动画作品例如课程中研制的电气元件工作原理及接线端子功能动画作品，将电路“通”与“断”两种状态下，电气元件接线端

14、子之间抽象的“电流流向”加以形象化展示，充分发挥了动画表现抽象性教学内容的独特优势。4 .在协作组统一指导下对课程的相关资源进行收集与整理通过校企合作的形式，南京日上自动化设备有限供公司为本课程的资源库提供了CK6132数控机床装调实施的全套技术图纸和培训课件。本课程资源在全国范围内共享使用时依托高等教育出版社统一制作的公共服务平台，该平台架构设计，容量大，传输速度满足全国高职院校使用要求，根据需要随时均可通过网络下载本课程所有的教学资源，为自主学习提供了可靠的保证。三、做中学的环境1 .课程教学基本环境基于全国大多数院校能够达到的校内实训设备与实训环境配置方案：借助于高职院校办学水平评估数据

15、采集平台提供的基础数据，提出的全国大多数高职院校能够达到的课程实训设备与环境配置方案，使课程教学实施具有普适性。配有投影仪、计算机等设施的教室一间。电气控制基本环节、通用车床、通用铣床电气装调实验板6块，各类低压电器、导线及线号、通用电工工具配置6套。S7-300系列PLC实验装置2套。STEP7软件及计算机21套。数控车床电气控制板6套,具有与6套电气控制板互接的数控车床一台。本课程在无锡职业技术学院实施时的实训设备与实训环境配置方案配有投影仪、计算机等设施的教室二间，工业中心S206中与S305电气控制基本环节、通用车床、通用铣床电气装调实验板20块，各类低压电器、导线及线号、通用电工工具

16、配置20套。S7-300系列PLC实验装置6套。STEP7软件及计算机51套。数控车床电气控制板20套，具有与电气控制板互接的数控车床3台。工业中心S305实训室是集“授课、讨论、操作和信息查阅”于一体的新型教室，工业中心S206是另一个按“三区一室”格局布置的多功能教学车间。根据课题组专利技术制造的CK6132数控车床、XA5025数控铣床、XH714加工中心等三台操作与维修一体机平时可承担正常的加工任务，学生通过机床电气装调课程学习与工作所制作的CK6132数控车床控制系统板可在这里与CK6132数控车床进行现场连接操作，并联调至CK6132数控车床所有受控对象正常运转。与国内同类课程简单

17、地采用电动机代替实际机床进行仿真连接与检查操作相比，无论是技术水平、还是课程教学质量，均达到了国内的领先水平，数控加工与维修一体机的技术专利装备填补了国内空白。在教学实施过程中课题组成员积极对教学成本的控制进行探索，首先实行班组负责制，有班组长指定人员领用与交还装调用工具，其二是针对装调项目中导线、线号等易耗品加强管理，对其中常用的导线和线号集中统一制作，这样既保证了教学的操作性，也节约了教学成本。2 工学结合的校外教学环境与实习场景无锡职业技术学院通过协议方式在南通科技、无锡威孚、透平叶片、万迪动力、蠡湖叶轮等企业建立了稳固的校外实习基地20个。在本课程实施前学生将完成校外顶岗实习，本课程实

18、施后即将进入毕业实习，在顶岗实习期间，结合顶岗实习企业实际，安排相应的顶岗实习岗位，并在工余期间邀请技术人员授课。近年来，学生到达数控机床维修、电气装调、及工艺试制实习岗位的机会呈明显增长趋势，学生实习结束后更加意识到本课程的重要性，学习积极性明显提高。到了毕业实习阶段，学生显示出的相关职业技能得到企业充分肯定，就业后成长为高技能人才所需年限明显缩短。四、培育执教能力本课程教学团队应有5人以上组成，学校专任教师具应具备备双师素质，课程带头人由具有讲师职称以上的骨干教师担任。企业兼职教师应从从事生产第一线，在行业具有一定知名度的高级职称中选拔，所有的任课教师都具有职业资格证书，学历结构、职称结构

19、、专兼结构合理。应建立“教师联系企业”制度，学校专任教师应定期参与企业产品的开发制作，积极为企业开展技术服务，并有能力能把企业的技术成果应用于教学案例中。建立“企业教师聘任”制度等，形成“双师”素质和“双师”结构教学团队建设有效机制。课程大纲中对本课程授课教师资格作了具体规定：本课程教师必须具备普通高校教师资格证书、或获得工程师（或以上）职称的相关岗位的企业技术人员、或获得技师（或以上）职称的相关岗位的企业技术专家。技能要求规定为必须熟练完成8个学习单元的工作任务，工作成果经课程负责人鉴定为合格。这些规定与本课程的实践性、职业性、操作性的特质密不可分，也反映了课题组对高职教育“开放性”认识的提升，有效促进了课程教学质量的显著提高。课题组在教改试点基础上提出了方便企业兼职教师工余时间来校授课的可行性操作办法，安排企业兼职教师利用下班后至每晚22:00的工余时间及节假日授课，部分解决了企业兼职教师难到岗位的现实问题。五、课程特色与创新点1 .课程的特色课程基于