１０．３９６９／ｊ．ｉ ｓｓｎ．１６７１—４８９Ｘ．２０１３．２４．０８１ 数控机床电气控制系统安装与调试课程 教学改革的探索与研究 ◆刘彩霞 摘 要为了突出职业能力培养，依据数控设备应用与维护专业 气控制系统安装与调试是为电气装调与维修岗位开设的一门 人才培养方案，结合高职教育对该专业职业岗位（群）及数控机 课程，该课程实践性强，与生产实际联系紧密，知识覆盖面广， 床装调维修工职业资格的鉴定要求，对数控机床电气控制系统安 是强电与弱电的结合，对于培养学生的工程实践能力、综合 装与调试课程的教学内容、教学方法与手段、考核方式等进行教 素质及创新能力具有重要的作用，要求通过该课程及前续课 学改革，取得良好的教学效果。 程的学习，学生能进行整台数控机床电气控制元件的布 关键词数控机床；电气控制系统；安装与调试；教学改革 置、连接、调试及电气故障排除、维修。 中图分类号：Ｇ７１２文献标识码：Ｂ 数控机床电气控制系统安装与调试课程开设在第三学 文章编号：１６７１—４８９Ｘ（２０１３）２４—００８１—０３ 期，共８８学时，在电气工程基础１与２、机械技术应用基础 Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ＮｕｍｅｒｉｃａＩ Ｏｏｎｔｒｏｌ Ｍａｃｈｉ Ｒｅ Ｔｏｏｌ ＥＩｅｃｔｒｉｃａＩ Ｃｏｎ— 及相关实训课程完成的基础上，以数控机床装调维修工国家 ｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｌｎｓｔａＩ１ ａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｅｂｕｇｇｉ ｎｇ Ｃｏｕｒｓｅ Ｔｅａｃｈｉ ｎｇ 职业技能鉴定要求为依据，选择数控机床为载体，通过基于 Ｒｅｆｏｒｍ Ｅｘｐ Ｉ ｏｒａｔ ｉ ｏｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ／／Ｌｉｕ Ｃａｉｘｉａ 工作过程项目训练，使学生根据数控机床电气原理图计划、 Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｈｉｇｈｌｉｇｈｔ ｔｈｅ ｏｃｃｕｐａｔｉｏｎ ａｂｉｌｉｔｙ．ｏｈ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ 决策电器元件布置图及接线图，以决策结果实施元器件的布 ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｏｆ ｐｒｏｆｅｓ— 置、接线、电气调试、机电联调，掌握数控机床电气装调知识、 ｓｉｏｎａｌ ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ ｔｒａｉｎｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ，ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈｅｒ ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ 技能，具有数控机床电气安装、调试、维修及设计的综合能力， ｅｄｕｃａｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ ｏｃｃｕｐａｔｉｏｎ ｐｏｓｔ（Ｇｒｏｕｐ）ａｎｄ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ 为后续课程数控机床ＰＭＣ控制与调试、数控机床故障诊断与 ｃｏｎｔｒｏｌ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ ｒｅｐａｉｒ ｏｃｃｕｐａｔｉｏｎ ｑｕａｌｉ— 维修、数控机床装调维修工中级工、毕业顶岗实习等奠定坚 ｉｆｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ＮＣ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ 实的基础。 ａｎｄ ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｃｏｎｔｅｎｔｓ，ｔｅａｃｈｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ，ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ２课程开发思路 ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｒｅｆｏｒｍ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ’ｓ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｈａｓ 根据高职数控设备应用与维护专业职业岗位（群）中的 ｐｒｏｖｅｄ ｔｏ ｂｅ ａ ｇｏｏｄ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ． 数控机床电气装调与维修的任职要求，参考数控机床装调维 Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍａｃｈｉｎｅ；ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ 修工中级工考核模块之一——数控机床电气装调与维修的考 ｓｙｓｔｅｍ；ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ；ｔｅａｃｈｉｎｇ ｒｅｆｏｒｍ 核要求，并且结合包头职业技术学院该专业人才培养方案的 培养目标，经过多次走访数控机床制造及应用企业，对其工 工作过程为导向的职业教育理论核心是从职业需要的角 作岗位的实际任职要求、典型工作任务及职业相关技能、知 度出发，以职业岗位典型工作任务为内容，开发出工作过程 识、素质、能力需求进行分析、归纳、整合，进行数控机床 系统化的学习领域课程体系。课程体系以职业能力培养为主 电气控制系统安装与调试课程基于工作过程的完整工作任务 要目标，以典型工作任务为载体，将学习过程、工作过程与 的开发，设计教学过程，通过情境显现、模拟仿真等方式组 学习能力有机结合起来，在逼真的企业环境中边学边做，充 织教学，建设典型工作任务为主体的理实一体化教材及相关 分体现工学结合的高职教育特征，有效解决企业所需与学生 教学资源。课程开发思路设计如图１所示。 所学之间的矛盾，提高学生“零距离”上岗的就业竞争力ｕ 。 ３工作过程系统化的课程教学内容设计 数控机床电气控制系统安装与调试课程是数控设备应用 工作过程系统化的课程体系强调工作过程的整体性，强 与维护专业的核心课程。借着国家示范院校建设改革的精神， 调方法能力、社会能力与专业能力的培养融为一体，在分析、 ２００９年，包头职业技术学院数控设备应用与维护教研室对该 整理典型职业活动工作过程的前提下，按照由简单到复杂的 课程进行全方位的教学改革，取得良好的教学效果。现在该 工作任务进行重构。 课程已建设为自治区级精品课程。 ３．１岗位职业行为能力分析 １课程定位 在深入理解工作过程系统化后，本专业教师经过对包头 确定了专业人才培养目标后建立课程体系。数控机床电 及周边地区数控机床制造及应用企业的电气装调工岗位的职 作者：刘彩霞，硕士，包头职业技术学院数控技术系讲师，研究方向为数控设备应用与维修方向（０１４０３０）。 ２０１３￣８月下第２４期（总第３１８期） 中国教育技术装备 一８１— 学时； 情境３数控车床电气控制系统安装与 调试，实现２半闭环进给轴、１变频主轴及 刀架换刀控制功能运行，计划学时１６学时； 情境４数控铣床电气控制系统安装与 调试，实现３半闭环进给轴、１伺服主轴功 能运行，计划学时２４学时： ’ 情境５加工中心电气控制系统安装与 调试，实现４进给轴，其中３直线轴、有１ 直线轴是全闭环控制、１旋转轴、ｌ主轴、１ 刀库换刀功能运行控制，计划学生１６学时。 图１课程开发设计思路 ４课程实施过程 教学内容的组织遵循六步法原则：教师下 发任务并提出相关问题；引导学生分析电气原 理图；学生咨询，提出问题、查阅资料，进行 自主学习；学生分组讨论，进行计划与决策， 主要是绘制电器元件布置图和接线图；教师给 表１ 数控机床电气装调工岗位职业行为能力分析表 序号 岗位职业行为能力 １ 能够根据电工作业标准熟练使用常用电工作业工具、仪器、仪表 ２ 能够正确分析数控机床电气控制线路 ３ 能够根据电气控制线路选择、测量、检测电器元件 ． ５ ６ ７ ８ 予指导、答疑、评价；根据下发的元器件清单 能够根据数控机床控制线路，合理安装电器元件、制作电缆，完成电气控 和工具清单进行准备，依据计划和决策的内容 制线路连接 进行任务实施，即将数控机床电气系统安装调 能够根据数控机床控制功能调试电气控制线路，排除电气故障 ， 试好，实现该任务的功能运行。在计划、决策、 会使用常用电气设计软件绘制、设计电气原理图、接线图与元件布局图 实施过程中贯穿小组及教师的检查与评价。 会编制电气工艺文件、管理电气施工现场，制定电气控制产品检验方法 ４．１教学方法及手段改革 能够进行机电联调，使机床处于最佳运行状态 在教学方法与手段上改变传统的“一言堂、 一业能力进行分析与总结，确定数控机床电气装调岗位的岗位 职业行为能力如表１所示。 张黑板”教学，坚持“教师为引导，学生为主体”的思想， 体，提高学生的学习兴趣，增强学生操作技能，达到理实 采用行之有效的多样化教学方法及手段，使教、学、做融为 一数控机床电气控制系统安装与调试课程在进行岗位职业 行为能力分析的基础上进行教学内容的整合，原则是凡是与 工作任务有关的知识都纳入教学中，无关的知识尽量不讲， 合一、交互渗透、逐渐递进的教学效果。下面以情境ｌ的任 务１“刀架控制电路”为例，来说明使用的教学方法及手段。 教师用任务驱动法引出任务１“刀架电路连接与调试”， 用引导文法引出任务１需掌握的知识点和能力，可为学生自 针对其预设能力目标进行学习情境的设计。 ３．２学习情境设计 根据数控机床电气装调岗位职业行为能力拟定该课程教 学目标，包括应知知识、应会技能和应具备素质三大项教学 目标，其中归纳出如数控机床电气原理图识读与分析等１５项 应知知识，能够完成数控机床电气控制系统的安装与调 主学习提供方便；在进行刀架控制相关知识点传授时用主讲 教学法；用演示法向学生演示刀架动作过程，可直观形象地 说明刀架动作过程；采用教师示范、学生实练法可以提高学 生动手能力，消除学生心理害怕的顾虑。同时采用多种教学 试等９项应会技能，强化安全生产意识，具备发现、分析和 解决问题等５项应具备素质。 手段，在知识点传授时采用经典板书、ＰＰＴ课件相结合；用 数控机床调试维修教学软件进行模拟、仿真，可增强学生对 元器件的布置和接线的感性认识；实物真做法可以提高学生 以课程教学目标进行学习载体的选择，载体选择的原则 是强调工作过程的完整性，以数控车床、数控铣床、加工中 进，划分５个学习情境，每个学习情境又分为３项任务，共 计ｌ５项任务。 实施的可操作性；学生可通过学院该课程精品课网站及其他 从情境１至情境５的学习中，学生的主体性逐渐增多， 教师的主导性逐渐减少。 心等３种典型数控机床为载体，为了保证教学内容的循序渐 相关资料进行自主学习。 情境１简易数控机床电气控制系统安装与调试，实现１ 开环进给轴、１主轴及刀架换刀控制功能运行，计划学时１８ 学时； ４．２考核方式改革 在课程教学中改变了传统的“一卷定成绩”的考核方式， 考核方式分为过程考核和终结考核，并且过程考核占最终考 核结果的７０％。过程考核强调学生素质和能力，每一学习情 境对学生每个工作过程进行评价，如表２所示。 情境２简易数控车床电气控制系统安装与调试，实现２ 开环进给轴、ｌ变频主轴及刀架换刀功能运行，计划学时１４ ２０１３年８月下第２４期（总第３１８期） 中国教育技术装备 一８２一 表２过程性考核评价表 表３课程改革前后比较 ５教学质量保障 标准、习题库、ＰＰＴ课件、配套说明书、精品课程网站、多 为了更好地达到改革后预想的教学效果，用学校现有的 媒体教室、网络平台等。 条件完成企业真实工作岗位的任职要求，需要有相应的教学 ６改革前后比较 保障，分别是师资队伍、实训中心及教学资源。 “数控机床电气控制系统安装与调试”课程基于工作过 ５ １具有“双师”素质的师资队伍 程系统化教学改革后，与改革前的情况比较，主要有３个方 首先，教师要具有强烈的敬业、团队和开拓创新精神， 面的不同，如表３所示。 不断研究和运用先进的职业教育理念和方法服务于课程开发 ７结论 与实施；其次，把握角色的转变，强调学生学习的主体性， 基于工作过程系统化的数控机床电气控制系统安装与调 引导学生学会学习，成为学生困难的解决者、学生学习的协 试课程教学内容、教学方法与手段、考核方式等的改革，经 助者；最后，能运用各种教学方法与手段，了解学生的现状， 过笔者教学实践证明，通过在教学内容上创设工作过程的完 因材施教，把握所授知识的重点和深度，引导学生运用电脑、 整性、应用性，教学方法与手段上强化工程能力的培养，考 网络等新型学习工具进行小组合作学习、自主学习。 核方式中注重过程考核，是体现以能力为本位的学生的主体 ５．２具有企业真实环境的理实一体化实训中心 性逐渐增多、教师的主导性逐渐减少的诠释，在整个教学过 需要有与企业合作，共同设计建设的具有企业电气装调 程中激发了学生的学习兴趣，提高了学生的操作技能，达到 工真实工作环境和职业氛围的实训中心，为学生提高实践技 了良好的教学效果。 能及资格证书考核建立一个良好的学习和实训平台，能够创 参考文献 造良好的工学结合、教学做一体的理论、实践教学环境和职 ［１］夏燕栏．基于工作过程的《数控机床控制系统的装调》 业氛围。除此之外，还应该充分利用校外实训基地的有利资 课程开发与实践［Ｊ］．职教论坛，２０１０（６）． 源，建设稳定的校外实训基地，充分保证该课程及电气装调 ［２］陈志平，尹存涛．基于工作过程的数控设备应用与维护 工岗位实训、毕业综合技能训练和顶岗实习等。 专业核心课程开发［Ｊ］．当代职业教育，２０１１（１）． ５．３丰富可利用的教学资源 ［３］阊琳，霍平．高职高专“机床电气控制”课程教学改革 为了保证该课程顺利进行，需配套相应教学资源以满足 的探讨［Ｊ］．成都电子机械高等专科学校学报，２０１２（３）． 教师的教学和学生的自主学习。现在该课程己为省级精品课 ［４］张梦欣．国家职业标准：数控机床装调维修工［Ｍ］．北京： 程，配套资源有自编讲义、项目任务书、引导文、考核评价 中国劳动社会保障出版社，２００７． ２０１３年８月下第２４期（总第３１８期） 中国教育技术装备 一８３—
