機(jī)床電氣線路故障診斷教學(xué)探索

機(jī)床電氣線路故障排查（以下簡稱“排故”）教學(xué)是一門實踐性很強(qiáng)的動手操作型課程，它既是“機(jī)床電氣控制”課程的實踐教學(xué)內(nèi)容，也是國家職業(yè)資格維修電工（崗位）鑒定“應(yīng)會”的必考項目。目前，工科類職業(yè)學(xué)院一般通過機(jī)床電氣線路排故模擬實訓(xùn)設(shè)備開展教學(xué)，選用的機(jī)床有：C6140（6150）車床、X62W 萬能銑床、T68 鏜床、Z3040 搖臂鉆床和M7130 磨床等。排故實訓(xùn)教學(xué)目的是讓學(xué)生在熟悉幾種常用的機(jī)床電氣原理圖及工作過程基礎(chǔ)上，通過觀察故障現(xiàn)象，分析故障原因，使用儀器儀表排查電氣線路并排除故障， 以學(xué)會機(jī)床電氣線路排故的基本方法。同時，為學(xué)生將來參加國家職業(yè)資格的鑒定和選擇電氣維修（護(hù)）崗位的工作打下基礎(chǔ)。
一、教學(xué)準(zhǔn)備
實訓(xùn)教學(xué)涉及方面較多，指導(dǎo)教師教學(xué)前既要考慮實訓(xùn)內(nèi)容的選取，還要結(jié)合學(xué)校現(xiàn)有的實訓(xùn)設(shè)備種類、數(shù)量作出合理的安排等。以下從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)安排、教學(xué)方法和考核評價等方面來介紹。
1.教學(xué)內(nèi)容
“機(jī)床電氣控制”實訓(xùn)課程是一門單列實訓(xùn)課程。本課程開設(shè)之前，學(xué)生已學(xué)過同名的理論課程，有一定的電氣控制基礎(chǔ)理論知識， 也實驗過電氣線路安裝與調(diào)試的基本項目。據(jù)此，實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容選取時要做到以學(xué)生所學(xué)為基礎(chǔ)、“課證融通”為銜接、現(xiàn)有實訓(xùn)條件為支撐的三方面相結(jié)合。最終，確定了以X62W萬能銑床、T68 鏜床和Z3040 搖臂鉆床作為機(jī)床電氣線路排故實訓(xùn)內(nèi)容。
2.教學(xué)安排
排故實訓(xùn)教學(xué)嘗試采用“項目、任務(wù)”的形式開展。將某型號機(jī)床的電氣線路排故作為一個項目，每一個項目按主電路和控制電路的不同功能劃分為若干個子項目，如機(jī)床主電路子項目、控制電路中主運動區(qū)域控制子項目、進(jìn)給運動控制子項目和輔助電路子項目等。每個子項目中都安排幾項實訓(xùn)任務(wù)，如預(yù)習(xí)任務(wù)——要求熟悉各子項目中電路工作過程；故障現(xiàn)象與原因分析任務(wù)——思考“現(xiàn)象”與故障原因的關(guān)聯(lián)； 故障排查任務(wù)——驗證故障原因分析的正確性；實訓(xùn)小結(jié)任務(wù)——對排故實訓(xùn)的再認(rèn)識等。
3.教學(xué)方法
實訓(xùn)教學(xué)是學(xué)生直接面對實訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行操作的學(xué)習(xí)過程。教學(xué)方法上以“演示法”為先導(dǎo)，引領(lǐng)與啟發(fā)學(xué)生對排故的認(rèn)知。在此認(rèn)知基礎(chǔ)上，采用“拓展法”讓學(xué)生們通過“做中學(xué)”來完成每一項任務(wù)，以培養(yǎng)學(xué)生電氣線路故障分析與排查的能力。
4.教學(xué)考核與評價
排故實訓(xùn)教學(xué)的考核參照國家職業(yè)資格維修電工鑒定中“應(yīng)會”排故考核的辦法，一般分為操作考試和書面回答兩個部分。書面回答中有故障現(xiàn)象描述、故障原因分析、實際故障點記錄等填寫項目；操作考試中， 每位學(xué)生可以自主選擇某型號機(jī)床模擬排故平臺作為被考試對象， 由指導(dǎo)老師隨機(jī)設(shè)置兩個故障點，在規(guī)定的時間內(nèi)獨立完成考試項目。每個項目均設(shè)有評分要素，考試評分等級分為優(yōu)、良、中、合格、不合格五級。
二、教學(xué)實施過程
1.實施分組教學(xué)，強(qiáng)化安全操作
實訓(xùn)教學(xué)前，先由學(xué)生自行找伙伴組成小組，人數(shù)2到3人為宜，并推選組長。以“10級”機(jī)電一體化專業(yè)兩個班級教學(xué)為例： 平均每班約30人左右，各班分十組。指導(dǎo)老師根據(jù)分組情況微調(diào)，強(qiáng)弱搭配、優(yōu)勢互補(bǔ)，并實行組長負(fù)責(zé)制。指導(dǎo)老師與組長們一起設(shè)計了小組實訓(xùn)記錄單， 確定了他們每次實訓(xùn)的職責(zé)和任務(wù)。實行分組教學(xué)管理既能調(diào)動學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊意識，也能幫助指導(dǎo)老師及時了解學(xué)生的實訓(xùn)動態(tài)。
每次實訓(xùn)前，指導(dǎo)老師都應(yīng)進(jìn)行安全告知，即強(qiáng)調(diào)兩點：（1）排故模擬實訓(xùn)設(shè)備使用380V 電源，要求穿電工鞋操作；（2）對排故模擬實訓(xùn)設(shè)備上裸露金屬觸點、接線端子排等，要求通電時不能用手去觸碰。
2.通電演示為導(dǎo)入，引起學(xué)生的興趣
指導(dǎo)教師首先啟動排故模擬實訓(xùn)設(shè)備， 閉合每個開關(guān)， 向?qū)W生逐一演示正常情況下某臺機(jī)床的運動，并結(jié)合機(jī)床電氣原理圖做簡要分析；接著，讓學(xué)生嘗試自行操作， 逐步熟悉對某一機(jī)床各種運動控制過程；然后，要求學(xué)生在斷電情況下，用萬用表將排故模擬實訓(xùn)設(shè)備上各支路導(dǎo)線走向與電氣原理圖上的線號一一核實。這樣，使學(xué)生對實訓(xùn)設(shè)備上各個元器件的實際接線做到心中有數(shù)， 也為下一步設(shè)置故障點的排故學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。
3.設(shè)置明顯故障點，循序漸進(jìn)教排故
排故教學(xué)開始時， 指導(dǎo)老師先任意設(shè)置故障現(xiàn)象明顯且較易排查的故障點。筆者先在排故模擬實訓(xùn)設(shè)備上設(shè)置工作照明燈線路的故障， 使原本機(jī)床正常啟動時就點亮的照明燈熄滅，讓學(xué)生觀察現(xiàn)象、思考故障原因。學(xué)生通過原因分析并對照電氣原理圖較快地鎖定了照明支路區(qū)域可能存在故障點，用萬用表進(jìn)行排查后找到照明燈下端線路有斷開并排除。有了這個排故嘗試的成功，學(xué)生排故的積極性更高了。接著，指導(dǎo)老師再設(shè)置一個較復(fù)雜的故障點，筆者選擇設(shè)置在主電路與控制電路過渡的隔離變壓器線路區(qū)域。這樣一來按下機(jī)床啟動按鈕，就會產(chǎn)生所有電動機(jī)都不動作的故障現(xiàn)象。面對此現(xiàn)象指導(dǎo)老師先發(fā)問， 讓學(xué)生思考可能引起這種現(xiàn)象的原因有哪些，學(xué)生對照電氣原理圖作了各種回答，其中對這種現(xiàn)象較一致的判斷： 連接電路的電源進(jìn)線處斷開或控制變壓器兩端有斷開， 使電路沒有構(gòu)成回路而引起的斷路。有了較詳實的故障原因分析，為故障排查指明了方向。用儀器儀表對初判故障區(qū)域線路進(jìn)行排查， 果然在控制變壓器的二次側(cè)查到一路線路斷開并很快排除了故障。
通過以上教學(xué)， 讓學(xué)生知道了以故障現(xiàn)象為抓手，對照電氣原理圖分析故障可能產(chǎn)生的原因，確定故障初判區(qū)域， 然后用儀器儀表排查線路找到實際故障點的步驟與方法。
4.因材施教選教法，努力促進(jìn)教與學(xué)
對于機(jī)床電氣線路的排故實訓(xùn)教學(xué)，指導(dǎo)教師一般只向?qū)W生進(jìn)行電氣原理圖的講解，不提供故障點設(shè)置的電路故障點圖。其目的在于讓學(xué)生能以各種故障現(xiàn)象入手，結(jié)合電氣原理圖分析故障原因，并排查線路找到實際故障點。由于每位學(xué)生前期所學(xué)基礎(chǔ)知識的掌握程度不一，導(dǎo)致自行排故的熟練程度不同。幾周實訓(xùn)后，出現(xiàn)了若干組學(xué)生能順利地完成某臺機(jī)床電氣線路故障點的自行排查，而部分組學(xué)生進(jìn)展較緩，對排查故障有一定困難，還有小部分組學(xué)生一時找不到排故的尋跡方向，學(xué)習(xí)興趣下降。針對教學(xué)中的新情況，首先召集組長開會了解每組的學(xué)習(xí)進(jìn)展和遇到的問題，經(jīng)過分析主要問題是對機(jī)床電路的工作原理不熟悉、操作練習(xí)次數(shù)較少(因?qū)嵱?xùn)設(shè)備少)、學(xué)習(xí)習(xí)慣等所至。
鑒于以上情況， 針對這部分組的學(xué)生調(diào)整了原來的教學(xué)方法：第一步，在某型號機(jī)床電氣原理圖上先給出若干個實際故障點， 由他們對照電氣原理圖分析這些故障點設(shè)置后會產(chǎn)生哪些故障現(xiàn)象； 第二步，在排故實訓(xùn)設(shè)備上設(shè)置這些故障點，讓他們觀察由此產(chǎn)生的實際故障現(xiàn)象并對照第一步， 以驗證之前的分析、判斷是否正確并做好記錄。通過上述方法，使這些學(xué)生既加深了對機(jī)床電氣原理圖的理解，也感悟到故障原因分析思路。最后，再讓這些學(xué)生自行設(shè)置剩下的故障點，完成排故實訓(xùn)，逐步學(xué)會基本排故方法。
三、教學(xué)效果
經(jīng)過以上兩種教學(xué)方法的嘗試， 筆者發(fā)現(xiàn)若按照原有的教學(xué)準(zhǔn)備， 只有幾組學(xué)生能自行通過故障現(xiàn)象分析、查找故障原因、排查實際故障點，完成某型號機(jī)床電氣線路的排故實訓(xùn)項目。調(diào)整原有的教學(xué)方法后， 大部分組的學(xué)生能通過老師給出的若干個實際故障點對照電氣原理圖， 自行完成余下故障點的排故實訓(xùn)。通過進(jìn)一步操作練習(xí)，這些學(xué)生們基本學(xué)會排故的一般方法并能運用到其它型號機(jī)床電氣線路的排故實訓(xùn)。另外，教學(xué)中實施了組長負(fù)責(zé)制的分組教學(xué)，所推選的組長綜合能力一般較強(qiáng)。經(jīng)過數(shù)周實訓(xùn)，組長們的排故能力明顯優(yōu)于同組組員。筆者做了統(tǒng)計， 每班都有半數(shù)左右的組長能較快地完成實訓(xùn)項目，還能協(xié)助指導(dǎo)老師，提高了整體實訓(xùn)效率。
按照原有的考核計劃，排故實訓(xùn)考試參照國家職業(yè)資格鑒定的辦法，每位學(xué)生都要獨立進(jìn)行操作考試。從考核情況看，大部分學(xué)生都能在自選某型號的機(jī)床排故模擬實訓(xùn)設(shè)備上，按規(guī)定的時間完成老師隨機(jī)設(shè)置的故障點排查。但是，還有少數(shù)學(xué)生要求在指定故障范圍內(nèi)完成考試，對這部分學(xué)生評分的起評等級也作了調(diào)整以示公平。
四、教學(xué)思考
1.實訓(xùn)教學(xué)是培養(yǎng)職業(yè)院校學(xué)生提高操作技能的主要途徑。實施“項目、任務(wù)”式教學(xué)時，指導(dǎo)教師應(yīng)及時了解學(xué)生每次實訓(xùn)任務(wù)的完成情況；實行分組教學(xué)和組長負(fù)責(zé)制管理便于指導(dǎo)老師掌握實訓(xùn)動態(tài)；面對學(xué)生實訓(xùn)中出現(xiàn)的問題與困難，應(yīng)適時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，以改變教學(xué)方法來達(dá)到預(yù)期教學(xué)目的。
2.對于教學(xué)條件相對薄弱，設(shè)備臺套數(shù)較少的院校， 一般會產(chǎn)生無法滿足學(xué)生課程中有足夠的訓(xùn)練時間的情況。教師有義務(wù)和責(zé)任安排課后繼續(xù)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，以保證每次實訓(xùn)任務(wù)的完成與效果。筆者在教學(xué)中也遇到同樣的情況， 每周課后都安排時間指導(dǎo)學(xué)生練習(xí)， 尤其對那些學(xué)習(xí)接受程度慢和確有困難的學(xué)生很有幫助。
3.考試是檢驗教學(xué)效果的重要手段。實訓(xùn)教學(xué)的考核應(yīng)融入相對應(yīng)的國家職業(yè)資格鑒定辦法。這樣，既能有效地檢驗教學(xué)效果， 也能為職業(yè)院校學(xué)生將來參加考證做好準(zhǔn)備。


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