應(yīng)用型專業(yè)核心課程機(jī)電設(shè)備故障診斷與維修教改

喬印虎，陳杰平，張春燕，司志遠(yuǎn)，緱瑞賓

（安徽科技學(xué)院 機(jī)電與車輛工程學(xué)院，安徽 鳳陽 233100）

應(yīng)用型專業(yè)核心課程機(jī)電設(shè)備故障診斷與維修教改

喬印虎，陳杰平，張春燕，司志遠(yuǎn)，緱瑞賓

（安徽科技學(xué)院 機(jī)電與車輛工程學(xué)院，安徽 鳳陽 233100）

針對(duì)高等教育提高質(zhì)量的要求，以應(yīng)用型高校示范專業(yè)建設(shè)為契機(jī)，落實(shí)到具體的課程上，闡述了專業(yè)核心課程——機(jī)電設(shè)備故障診斷與維修的教學(xué)改革情況，重點(diǎn)從教育教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用型體現(xiàn)、配套實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)方面進(jìn)行了改革，以滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要.

應(yīng)用型；示范專業(yè)；核心課程；教學(xué)改革

1 引言

為提高高等教育質(zhì)量，我校提出建設(shè)高水平應(yīng)用型本科高等院校的發(fā)展戰(zhàn)略，其中機(jī)械電子工程專業(yè)作為省級(jí)應(yīng)用示范專業(yè)，需進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生的理論和實(shí)踐能力，培養(yǎng)新形勢(shì)下，適應(yīng)市場(chǎng)需求的應(yīng)用型人才，特對(duì)原來偏重理論教學(xué)的模式進(jìn)行改革.我院機(jī)械電子專業(yè)是新上本科專業(yè)，主要培養(yǎng)具有較強(qiáng)的數(shù)字化設(shè)計(jì)，數(shù)控設(shè)備、柔性加工系統(tǒng)等機(jī)電一體化產(chǎn)品操作、調(diào)試、診斷、維護(hù)等實(shí)際操作技能.具備運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)手段測(cè)試機(jī)電參數(shù)、合理運(yùn)用機(jī)電設(shè)備的能力.具有機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)、運(yùn)用、故障診斷與維護(hù)的能力.本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)現(xiàn)代工程圖學(xué)、機(jī)械工程材料、互換性與測(cè)量技術(shù)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、傳感器與檢測(cè)技術(shù)、單片機(jī)原理與應(yīng)用、自動(dòng)控制原理現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、現(xiàn)代制造技術(shù)、機(jī)電設(shè)備故障診斷與維修、機(jī)電系統(tǒng)控制工程及應(yīng)用.

2 課程改革背景

其中機(jī)電設(shè)備故障診斷與維修（Failure and Diagnosis of Mechatronics Equipments）是教學(xué)計(jì)劃確定的四門專業(yè)核心課之一[1]，總學(xué)時(shí)72（分理論和學(xué)生實(shí)踐兩部分組成），現(xiàn)代化設(shè)備具有機(jī)電一體化、高速化、自動(dòng)化等特點(diǎn)，而其故障診斷和維修則顯得較為繁雜和困難.尤其是連續(xù)生產(chǎn)的裝置和生產(chǎn)線，一旦設(shè)備故障引發(fā)整套裝置或整條生產(chǎn)線停機(jī)，則會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至?xí)＜叭说纳踩臀廴经h(huán)境.因此，加強(qiáng)設(shè)備的現(xiàn)代化管理，提高技術(shù)人員對(duì)設(shè)備故障診斷和維修的技術(shù)水平，越來越顯得重要和緊迫.本科程主要研究機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)，包括機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)的基本概念、機(jī)械物理信號(hào)分析基礎(chǔ)、機(jī)械狀態(tài)識(shí)別方法、機(jī)械零件的失效形式等設(shè)備診斷原理和常用技術(shù)，典型設(shè)備和主要傳動(dòng)部件等的故障診斷技術(shù).針對(duì)現(xiàn)代生產(chǎn)對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行提出越來越高的要求，變傳統(tǒng)的定時(shí)維修為視情維修，提高設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率，降低維修費(fèi)用，并預(yù)防重大事故的發(fā)生.初步培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的一門專業(yè)技術(shù)課.

本課程是實(shí)踐性比較強(qiáng)的一門技術(shù)課程，體現(xiàn)新技術(shù)、新方法；理論和實(shí)踐相結(jié)合，即培養(yǎng)學(xué)生具有扎實(shí)的理論知識(shí)，又要有較強(qiáng)的動(dòng)手能力和實(shí)踐技術(shù)，提高學(xué)生的創(chuàng)新思維和綜合應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力.通過對(duì)典型設(shè)備故障的實(shí)例分析，加深對(duì)物理概念的理解，進(jìn)一步了解故障診斷方法的工程應(yīng)用，對(duì)一般設(shè)備故障能提出診斷策略和方法，并對(duì)故障的部位和原因能做出初步的分析，為提高設(shè)備維護(hù)管理水平打下良好的基礎(chǔ)[2-4].

3 改革具體措施

3.1 教學(xué)方式方法改革

傳統(tǒng)的教學(xué)方法大多集中于合班的理論教學(xué)，注重的是學(xué)科體系的完整性.而隨著科技發(fā)展，知識(shí)總量呈爆炸式增加，人類的工作和科技活動(dòng)分工更加細(xì)化，對(duì)于工程技術(shù)人員來說，更重要不再是知識(shí)的完整性，而是應(yīng)用已經(jīng)成熟的技術(shù)動(dòng)手解決工程實(shí)際問題的能力[5].本課程具有實(shí)踐性較強(qiáng)的特點(diǎn)，為提高工程教育水平，需要改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，借鑒國外教學(xué)方式，采用小班授課，單班學(xué)生數(shù)不超過36人.

3.1.1 教學(xué)做一體化

采用以學(xué)生為主體、以教師為輔助的探索式教學(xué)，減少枯燥繁瑣的理論講解，提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的比例，充分發(fā)揮教師的引領(lǐng)作用，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣.

3.1.2 教學(xué)內(nèi)容組織

增大實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，理論教學(xué)和學(xué)生實(shí)踐內(nèi)容各占大約50%左右，將常規(guī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)分散對(duì)應(yīng)于理論教學(xué)中的知識(shí)點(diǎn)，使學(xué)生及時(shí)將所學(xué)理論應(yīng)用于解決問題.

3.1.3 教學(xué)方法組織

小班授課，探索式教學(xué)，即老師每節(jié)課提出一個(gè)問題，給與適當(dāng)講解后鼓勵(lì)學(xué)生參與討論，在教師的帶領(lǐng)下進(jìn)行動(dòng)手操作，最后老師給予歸納和總結(jié).

概況起來就是，主要教學(xué)手段采用多媒體教學(xué)、教師演示與學(xué)生操作結(jié)合，自主學(xué)習(xí)部分采用科研小組進(jìn)行集體學(xué)習(xí).根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和應(yīng)用型人才培養(yǎng)具體要求，以一個(gè)典型機(jī)電產(chǎn)品為案例，采取“教學(xué)做創(chuàng)”一體化、理實(shí)融合的教學(xué)模式，具體教學(xué)過程中采用案例教學(xué)和項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方法，明確教師教授的內(nèi)容、學(xué)生學(xué)的要求、學(xué)生做的內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上綜合運(yùn)用知識(shí)進(jìn)行工程問題的解決，完成一個(gè)或多個(gè)典型機(jī)電設(shè)備故障的診斷與排除.

3.2 課程內(nèi)容體系

本課程的教學(xué)目的是讓學(xué)生了解機(jī)電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的意義、發(fā)展和基本理論；熟悉信號(hào)分析、數(shù)據(jù)采集與信號(hào)處理及常用傳感器的理論基礎(chǔ)；掌握工程信號(hào)的類別及其基本特點(diǎn)、掌握頻譜分析與數(shù)字信號(hào)分析的基本方法.掌握機(jī)械零件的失效形式等設(shè)備診斷原理和常用技術(shù)，掌握常用診斷儀器系統(tǒng)的使用方法，能對(duì)典型設(shè)備和主要傳動(dòng)部件開展故障診斷工作.掌握旋轉(zhuǎn)機(jī)械、齒輪和滾動(dòng)軸承的振動(dòng)診斷技術(shù)；了解掌握鐵譜技術(shù)與監(jiān)測(cè)診斷應(yīng)用、紅外技術(shù)與監(jiān)測(cè)診斷應(yīng)用以及設(shè)備故障診斷專家系統(tǒng)原理；通過對(duì)典型設(shè)備故障的實(shí)例分析，加深對(duì)物理概念的理解，進(jìn)一步了解故障診斷方法的工程應(yīng)用，對(duì)一般設(shè)備故障能提出診斷策略和方法，并對(duì)故障的部位和原因能做出初步的分析，為提高設(shè)備維護(hù)管理水平打下良好的基礎(chǔ)[6-7].在前期理論實(shí)踐內(nèi)容掌握的基礎(chǔ)上，以數(shù)控機(jī)床和柔性生產(chǎn)線作為對(duì)象，進(jìn)行設(shè)備的故障診斷與排除.比如在講授怎樣排除數(shù)控機(jī)床電氣故障時(shí)，首先教會(huì)學(xué)生怎樣讀懂電氣原理圖，在此基礎(chǔ)上，以項(xiàng)目的形式分析機(jī)床主軸、刀架、進(jìn)給系統(tǒng)的故障，順著電氣圖這個(gè)藤來排除可能的故障.

3.3 教學(xué)評(píng)價(jià)與考核

考核方式：平時(shí)考勤和大作業(yè)40%，實(shí)踐動(dòng)手和創(chuàng)新30%，期末理論考試30%，教：平時(shí)20%考勤+10%大作業(yè)，以大作業(yè)或論文的形式提供，裝訂成冊(cè)；做：提出創(chuàng)新問題，做出一定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，能解決一定的實(shí)際工程問題等作為考核指標(biāo)，考核形式以，實(shí)驗(yàn)報(bào)告，產(chǎn)品或結(jié)果和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)考核的形式進(jìn)行，其中完成實(shí)驗(yàn)結(jié)果占成績(jī)的30%，有創(chuàng)新性的再加10%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)考核結(jié)果裝訂成冊(cè)；期末考試：理論考試試卷占30%，理論試卷裝訂成冊(cè).規(guī)定相同格式的紙張.實(shí)踐動(dòng)手成績(jī)根據(jù)每次學(xué)生參與討論、動(dòng)手結(jié)果直接按五級(jí)分制給出成績(jī)，期末進(jìn)行折算匯總平均；理論考試按照百分制試卷考核，最后折算為五級(jí)分制，即按照五級(jí)分制——優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格給成績(jī).

4 配套實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

為適應(yīng)學(xué)生創(chuàng)新性能力培養(yǎng)的需要，要改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備偏向與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)開設(shè)的傾向，精心選擇實(shí)驗(yàn)設(shè)備，滿足學(xué)生創(chuàng)新的“做”的需要，設(shè)備改變了成套建制的購買，轉(zhuǎn)而采用購買一臺(tái)設(shè)備的關(guān)鍵零部件，讓學(xué)生動(dòng)手組裝、調(diào)試和重新組合.既降低了成本，又能很好地培養(yǎng)學(xué)生的綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力.

5 師資隊(duì)伍建設(shè)

本課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)由專職教師5名，高級(jí)職稱1人，中級(jí)職稱2人，初級(jí)職稱2人，博士學(xué)位2人，碩士學(xué)位3人，教學(xué)團(tuán)隊(duì)年齡結(jié)構(gòu)、職稱結(jié)構(gòu)合理，團(tuán)隊(duì)成員熱愛本科教學(xué)，具有強(qiáng)烈的改革意識(shí)和創(chuàng)新精神，教學(xué)質(zhì)量高.

6 總結(jié)

綜上所述，為提高應(yīng)用型本科高校本科生培養(yǎng)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，切實(shí)有效地培養(yǎng)適合市場(chǎng)需求的應(yīng)用型新型人才，不僅要注重知識(shí)的傳授，更要注重學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新精神、思維能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，需要進(jìn)行教學(xué)改革，落實(shí)到具體的課程上，為培養(yǎng)應(yīng)用型人才提供沃土.

〔1〕徐永生,徐安林.機(jī)電一體化專業(yè)主干課程的探索[J].無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2003,6(2):5-7,55.

〔2〕張鍵.機(jī)械故障診斷技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2008.10.

〔3〕盛兆順，等.設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)及應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

〔4〕陳進(jìn).機(jī)械設(shè)備振動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障診斷[M].上海:上海交通大學(xué)出版社，1999.

〔5〕郭長(zhǎng)永.機(jī)械維修專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生三種能力培養(yǎng)[J].職業(yè)，2010,8(23)：114.

〔6〕徐小力.機(jī)電設(shè)備監(jiān)測(cè)與診斷現(xiàn)代技術(shù)[M].北京:中國宇航出版社，2003.

〔7〕黃文虎.設(shè)備故障診斷原理技術(shù)與應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1997.

G648.4

A

1673-260X（2012）11-0195-02

安徽科技學(xué)院校級(jí)重點(diǎn)建設(shè)課程（ZDKC1124）；安徽省省級(jí)質(zhì)量工程項(xiàng)目支持項(xiàng)目——（2011-2015機(jī)電工程省級(jí)開放實(shí)訓(xùn)中心）