《数控机床故障诊断与维修》课程任务驱动教学中的任务设计

《数控机床故障诊断与维修》课程任务驱动教学中的

任务设计

摘要：从任务驱动的内涵入手，探讨了任务驱动教学法在《数控机床故障诊断与维修》课程中的应用，并对典型工作任务、任务实施流程及教学过程进行了设计。

关键词：数控机床故障诊断与维修；任务驱动；设计；典型工作任务

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2012）02-0128-03

《数控机床故障诊断与维修》课程是职业学校数控维修类专业最核心的专业技能课，具有内容跨度大、覆盖面广、实践性强等特点，要求学生既要掌握机械、电气和液压等原理知识，又要具备在实践中进行综合诊断与维修的实践能力。在传统教学中，重视以“知识点”构筑知识体系，重视循序渐进地实施教学，教学方法以教师为中心，主要采用讲授的教学方式，忽视学生的认知主体作用，导致学生学习主动性不强、学习效率低下。任务驱动教学法以面向任务的模式教学，将教学、求知、做事与技能结合在一起，在做中

学、做中教，能有效提高学生的学习兴趣，并且提高学生的动手能力。 任务驱动的内涵

任务驱动教学法是让学生的学习活动与工作任务相结合，模拟职业环境，让学生带着真实的任务学习。学习的新知识隐含在一个或多个任务之中，学生对任务进行分析、讨论，找出解决问题的方法，明确要涉及哪些知识，并找出哪些是旧知识，哪些是新知识，以问题来引导和维持学生的学习兴趣和动机，使学生拥有学习的主动权。教师则紧紧围绕着任务活动中心，不断地引导和激励学生前进，使学生由浅入深地完成难度有一定梯度的各个任务，进而建构一种学习实践活动。

任务驱动教学法一般有六个基本环节：（1）任务引入。提出一个具体任务；（2）任务分析。教师分析完成任务所需的知识和技能；（3）相关知识讲解。教师讲解完成任务所需的知识；（4）任务实施。完成任务的方法和步骤，重在交待知识的应用方法及技能和经验；（5）任务评价。制定评分标准，进行量化考核；（6）任务拓展。以同等难度的任务练习巩固所学的知识和技能。

实践证明，任务驱动教学法的学习效果明显，不

同学习方法学生掌握知识程度比较如表1所示。 典型任务设计

在《数控机床故障诊断与维修》课程任务驱动教学中，任务是“载体”，“典型任务”是关键，所以，任务设计是教师备课的重点。任务应该覆盖学生应掌握的所有技能点和知识点，同时要有系统性和层次性、趣味性和创造性，要考虑学生的个体差异性，任务设计的质量直接关系到教学效果。

有资料表明：由于操作、保养和调整不当所产生的故障占数控机床整个故障的57%，伺服系统、电源及电气控制部分的故障占数控机床整个故障的37.5%，而数控系统的故障只占整个故障总数的5.5%。而由于操作、保养和调整不当所引起的机械、电气和液压故障中，典型性故障主要发生在主轴系统、进给系统和刀架、刀库等辅助装置中。通过召开企业“实践专家――技术工人访谈会”，可总结出：返回参考点故障、拉刀故障、主轴传动故障、主轴驱动故障、进给传动故障、进给驱动故障、回转刀架故障和刀库换刀故障为典型性故障。于是，围绕这8个典型故障，精选了20个企业典型维修案例作为教学任务，这些典型维修案例占了企业数控机床总故障的80%以上，具有较宽的覆盖范围。20个典型工作任务按照由易到难、由简

单到复杂的顺序来安排教学，便于学生学习，如表2所示。

代表数控机床维修的典型工作任务确定后，就要对典型工作任务进行描述，寻找教学载体（设备、系统），创造教学情境（场地、故障设置），设计教学任务。

任务实施流程设计

从任务驱动教学法的各个环节可以看出，任务实施是核心，也是难点，下面对任务实施流程进行具体设计。数控机床故障诊断与维修课程的任务实施一般包括以下三个步骤。 （一）故障勘探

故障勘探是指维修人员深入故障现场，通过询问、观察、测试、查看故障记录单、机床说明书等，了解故障现象，曾采取过什么措施等，充分掌握维修所需的第一手材料。为此，从系统外观到系统内部，从机床主体到各印制电路板等均应细心查看是否有异常之处。在确认系统通电无危险的情况下方可通电，观察系统有何异常情况。 （二）故障诊断

故障诊断是指维修人员在故障勘探的基础上，借助机床说明书，从故障现象出发，根据故障机理，罗

列出多种可能产生该故障的原因，然后通过交换、隔离等方法对这些原因逐点进行分析，排除不正确的原因，逐步分离出故障的部件或模块，最后确定故障点。一般情况下，数控机床故障部位判别如图1所示。 罗列故障因素 故障发生后，通过故障勘探，将故障的表现特点、数控系统提示的报警信息、硬件模块的指示灯状态及报警代码等各方面信息，以及从各种说明书、参考资料和有关软件查阅到的信息汇总起来，进行综合分析，罗列出各种可能引起故障的诸多因素。做到这一步就已经基本掌握了故障的全面信息，接下来的整体方向是要确定故障出现在电气、机械、液压等系统的可能性，然后进一步缩小故障范围，最后确定故障点，并将这些故障点按照引起故障概率的大小顺序依次排列。

设计诊断流程图 数控机床的故障诊断过程需要抓住一个主线，通过主干、支干、分支逐级分析来寻找故障产生的原因，提出解决问题的办法，一般故障诊断维修流程图如图2所示。

故障维修 故障维修就是按照故障诊断维修流程图，将故障定位到产生故障的模块或元器件，及时排除故障或更换元件，直至故障消失。设备维修完毕之后，教师应向学生详细说明故障产生的原因及其危害，