应用型专业核心课程机电设备故障诊断与维修教改

乔印虎，陈杰平，张春燕，司志远，缑瑞宾

（安徽科技学院 机电与车辆工程学院，安徽 凤阳 233100）

应用型专业核心课程机电设备故障诊断与维修教改

乔印虎，陈杰平，张春燕，司志远，缑瑞宾

（安徽科技学院 机电与车辆工程学院，安徽 凤阳 233100）

针对高等教育提高质量的要求，以应用型高校示范专业建设为契机，落实到具体的课程上，阐述了专业核心课程——机电设备故障诊断与维修的教学改革情况，重点从教育教学方式、教学内容的应用型体现、配套实验室的建设方面进行了改革，以满足应用型人才培养的需要.

应用型；示范专业；核心课程；教学改革

1 引言

为提高高等教育质量，我校提出建设高水平应用型本科高等院校的发展战略，其中机械电子工程专业作为省级应用示范专业，需进一步加强学生的理论和实践能力，培养新形势下，适应市场需求的应用型人才，特对原来偏重理论教学的模式进行改革.我院机械电子专业是新上本科专业，主要培养具有较强的数字化设计，数控设备、柔性加工系统等机电一体化产品操作、调试、诊断、维护等实际操作技能.具备运用现代技术手段测试机电参数、合理运用机电设备的能力.具有机电一体化产品的设计开发、运用、故障诊断与维护的能力.本专业学生主要学习现代工程图学、机械工程材料、互换性与测量技术、机械原理、机械设计、传感器与检测技术、单片机原理与应用、自动控制原理现代设计技术、现代制造技术、机电设备故障诊断与维修、机电系统控制工程及应用.

2 课程改革背景

其中机电设备故障诊断与维修（Failure and Diagnosis of Mechatronics Equipments）是教学计划确定的四门专业核心课之一[1]，总学时72（分理论和学生实践两部分组成），现代化设备具有机电一体化、高速化、自动化等特点，而其故障诊断和维修则显得较为繁杂和困难.尤其是连续生产的装置和生产线，一旦设备故障引发整套装置或整条生产线停机，则会造成巨大的经济损失，甚至会危及人的生命安全和污染环境.因此，加强设备的现代化管理，提高技术人员对设备故障诊断和维修的技术水平，越来越显得重要和紧迫.本科程主要研究机电设备故障诊断技术，包括机电设备故障诊断技术的基本概念、机械物理信号分析基础、机械状态识别方法、机械零件的失效形式等设备诊断原理和常用技术，典型设备和主要传动部件等的故障诊断技术.针对现代生产对设备的安全运行提出越来越高的要求，变传统的定时维修为视情维修，提高设备的运转率，降低维修费用，并预防重大事故的发生.初步培养学生综合应用所学知识对机械设备进行状态监测与故障诊断的一门专业技术课.

本课程是实践性比较强的一门技术课程，体现新技术、新方法；理论和实践相结合，即培养学生具有扎实的理论知识，又要有较强的动手能力和实践技术，提高学生的创新思维和综合应用能力，培养学生的工程应用能力.通过对典型设备故障的实例分析，加深对物理概念的理解，进一步了解故障诊断方法的工程应用，对一般设备故障能提出诊断策略和方法，并对故障的部位和原因能做出初步的分析，为提高设备维护管理水平打下良好的基础[2-4].

3 改革具体措施

3.1 教学方式方法改革

传统的教学方法大多集中于合班的理论教学，注重的是学科体系的完整性.而随着科技发展，知识总量呈爆炸式增加，人类的工作和科技活动分工更加细化，对于工程技术人员来说，更重要不再是知识的完整性，而是应用已经成熟的技术动手解决工程实际问题的能力[5].本课程具有实践性较强的特点，为提高工程教育水平，需要改变传统的教学模式，借鉴国外教学方式，采用小班授课，单班学生数不超过36人.

3.1.1 教学做一体化

采用以学生为主体、以教师为辅助的探索式教学，减少枯燥繁琐的理论讲解，提高学生动手实践的比例，充分发挥教师的引领作用，增强学生自主学习的兴趣.

3.1.2 教学内容组织

增大实践教学内容，理论教学和学生实践内容各占大约50%左右，将常规的实验教学分散对应于理论教学中的知识点，使学生及时将所学理论应用于解决问题.

3.1.3 教学方法组织

小班授课，探索式教学，即老师每节课提出一个问题，给与适当讲解后鼓励学生参与讨论，在教师的带领下进行动手操作，最后老师给予归纳和总结.

概况起来就是，主要教学手段采用多媒体教学、教师演示与学生操作结合，自主学习部分采用科研小组进行集体学习.根据专业人才培养目标和应用型人才培养具体要求，以一个典型机电产品为案例，采取“教学做创”一体化、理实融合的教学模式，具体教学过程中采用案例教学和项目驱动的方法，明确教师教授的内容、学生学的要求、学生做的内容，在此基础上综合运用知识进行工程问题的解决，完成一个或多个典型机电设备故障的诊断与排除.

3.2 课程内容体系

本课程的教学目的是让学生了解机电设备状态监测与故障诊断的意义、发展和基本理论；熟悉信号分析、数据采集与信号处理及常用传感器的理论基础；掌握工程信号的类别及其基本特点、掌握频谱分析与数字信号分析的基本方法.掌握机械零件的失效形式等设备诊断原理和常用技术，掌握常用诊断仪器系统的使用方法，能对典型设备和主要传动部件开展故障诊断工作.掌握旋转机械、齿轮和滚动轴承的振动诊断技术；了解掌握铁谱技术与监测诊断应用、红外技术与监测诊断应用以及设备故障诊断专家系统原理；通过对典型设备故障的实例分析，加深对物理概念的理解，进一步了解故障诊断方法的工程应用，对一般设备故障能提出诊断策略和方法，并对故障的部位和原因能做出初步的分析，为提高设备维护管理水平打下良好的基础[6-7].在前期理论实践内容掌握的基础上，以数控机床和柔性生产线作为对象，进行设备的故障诊断与排除.比如在讲授怎样排除数控机床电气故障时，首先教会学生怎样读懂电气原理图，在此基础上，以项目的形式分析机床主轴、刀架、进给系统的故障，顺着电气图这个藤来排除可能的故障.

3.3 教学评价与考核

考核方式：平时考勤和大作业40%，实践动手和创新30%，期末理论考试30%，教：平时20%考勤+10%大作业，以大作业或论文的形式提供，装订成册；做：提出创新问题，做出一定的实验结果，能解决一定的实际工程问题等作为考核指标，考核形式以，实验报告，产品或结果和实验现场考核的形式进行，其中完成实验结果占成绩的30%，有创新性的再加10%，实验报告和创新性实验考核结果装订成册；期末考试：理论考试试卷占30%，理论试卷装订成册.规定相同格式的纸张.实践动手成绩根据每次学生参与讨论、动手结果直接按五级分制给出成绩，期末进行折算汇总平均；理论考试按照百分制试卷考核，最后折算为五级分制，即按照五级分制——优秀、良好、中等、及格和不及格给成绩.

4 配套实验室建设

为适应学生创新性能力培养的需要，要改变传统实验设备偏向与验证性实验开设的倾向，精心选择实验设备，满足学生创新的“做”的需要，设备改变了成套建制的购买，转而采用购买一台设备的关键零部件，让学生动手组装、调试和重新组合.既降低了成本，又能很好地培养学生的综合运用所学知识解决实际问题的能力.

5 师资队伍建设

本课程教学团队由专职教师5名，高级职称1人，中级职称2人，初级职称2人，博士学位2人，硕士学位3人，教学团队年龄结构、职称结构合理，团队成员热爱本科教学，具有强烈的改革意识和创新精神，教学质量高.

6 总结

综上所述，为提高应用型本科高校本科生培养质量，增强学生的动手实践能力，切实有效地培养适合市场需求的应用型新型人才，不仅要注重知识的传授，更要注重学生的探索精神、创新精神、思维能力和实践能力的培养，需要进行教学改革，落实到具体的课程上，为培养应用型人才提供沃土.

〔1〕徐永生,徐安林.机电一体化专业主干课程的探索[J].无锡职业技术学院学报，2003,6(2):5-7,55.

〔2〕张键.机械故障诊断技术[M].北京:机械工业出版社，2008.10.

〔3〕盛兆顺，等.设备状态监测与故障诊断技术及应用[M].北京:化学工业出版社，2003.

〔4〕陈进.机械设备振动监测与故障诊断[M].上海:上海交通大学出版社，1999.

〔5〕郭长永.机械维修专业实训教学应加强学生三种能力培养[J].职业，2010,8(23)：114.

〔6〕徐小力.机电设备监测与诊断现代技术[M].北京:中国宇航出版社，2003.

〔7〕黄文虎.设备故障诊断原理技术与应用[M].北京:机械工业出版社，1997.

G648.4

A

1673-260X（2012）11-0195-02

安徽科技学院校级重点建设课程（ZDKC1124）；安徽省省级质量工程项目支持项目——（2011-2015机电工程省级开放实训中心）