项目式教学在电机控制与维修课程的实践与探索

曾庆湖

摘要：本文介绍了如何采用项目式教学法带领学生将C6132A1型旧车床改造成为更适合开展教学活动的教学载体。实践证明，改造项目让师生有真实的体验，提升了学生的知识水平与技能水平，锻炼了实践能力。

关键词：项目式教学 旧车床改造 教学载体

电机控制与维修课程是中职学校电气自动化设备安装与维修专业的核心专业课程，主要培养学生的理论基础知识和较强的实践能力。实际经验普遍欠缺困扰着学生学习，而缺乏接近实际的教学载体也制约着教师有效开展教学。笔者以开展C6132A1型旧车床改造为教学案例，探索电机控制与维修课程的项目式教学实践。

一、改造原因

在以往开展电机控制与维修课程的车床检修项目教学中，因缺乏实物的教学载体，学生对设备的认识通常只通过课件、图片或视频进行，排除电气故障也只能在模拟线路板上进行。脱离实际的教学，老师教得辛苦、学生学得累。

第一，学习车床机械知识时无法直接观察到车床内部结构。车床的传动机构处于封闭状态，学生学习机械传动知识时，无法直观观察到电机与皮带轮的传动方式、主轴箱齿轮如何传动、变速箱怎样换挡调速、刀架的移动与进给箱的联动等工作过程。

第二，车床的电气故障检修只能在模拟线路板或模拟实训台上进行训练，缺乏实战性。

二、改造项目

为更好地开展车床检修项目教学，经研讨确定：按项目式教学法实施，带领学生将学校闲置的旧设备改造成为教学载体，学生从中学习车床电气线路原理、操作流程、电气线路安装技能、车床机械知识、车床机械装配技能等知识点和技能点，更容易把理论知识与真实设备联系起来。实施流程如下。

1.改造资讯

改造对象是学校现有闲置的C6132A1型旧车床，经与广州机床厂技术员共同研讨确定车床改造项目的可行性，并决定由高级电气1401班学生参与实施改造。

2.改造计划

计划对C6132A1型旧车床进行机械和电气两大部分改造，机械部分改造为主轴箱、皮带保护罩、进给箱溜板箱开视窗；电气部分改造是重新设计电气控制柜，增设故障检修功能。参与实施改造的42名学生划分为机械、电气改造两个大组，每个大组分三个小组，每个小组7人。

3.改造决策

要求各组组长统筹安排组员实施改造、技术员做好技术资料收集和安全监督，同时必须安排组员讲解各自改造任务的理论知识、分享改造心得。

（1）机械部分改造方案。为能直观地观察机械传动部件的结构和工作情况，在不影响安全的前提下，分别在主轴箱顶盖、溜板、进给箱、主轴传动部位增设可视窗口，并选用高强度高透明度的材料做防护。

三个机械改造小组分别对改造对象进行现场考察和实地测量，各自制定出改造方案，经过比对，采纳各组的优点，确定三个可行性方案，具体如下。

方案一，主轴箱改造：主轴箱在顶盖处开350×280mm观察孔；主轴箱后侧避开加强筋，在其两侧各开100×190mm、140×190mm观察孔，加封厚度10mm的有机玻璃，考虑主轴箱中有润滑油，需要加强密封。改造后可以通过观察孔从俯视或侧视的角度直观地观察主轴箱里的主轴、传动齿轮结构布局以及传动方式。

方案二，进给箱改造：进给箱的面板不用受力，整块更换为350×235mm，厚度15mm的有机玻璃，便可以直观地观察进给箱的结构和进给传动方式。

方案三，皮带轮保护罩：皮带轮保护罩开300×570mm观察孔，加封厚度10mm的有机玻璃，可以直接观察皮带传动方式、进给齿轮传动结构。

（2）电气部分改造方案。原电气控制线路安装在床身狭小空间的控制箱内，不方便老师开展教学和学生检修训练。三个电气改造小组实地考察后，决定重新设计电气控制柜，并在不改变控制功能的情况下改造原电气控制线路，增加故障检修功能，分设元件安装区、故障设置区和故障显示区。电气部分改造方案如下。

一个小组负责移除原电气线路，设计新的电气控制柜。另一小组负责解读电气原理，设置以下10个故障点：主轴电机缺相；电机缺一相，控制回路失效；主轴不能正转，不能反转；主轴只能反转，不能正转；照明灯不亮；冷却泵不转；主轴电机只有低速，没有高速；主轴电机在零位不能启动；主轴电机不能起动；三相电源正常，控制回路没电源。最后一组负责安装新电气控制柜。三个小组领取任务后各自完成，同时互相交叉监督，老师负责把关和验收。

4.改造实施

（1）组建团队。团队成员由学校两位老师、广州机床厂派出的两名技術员和高级电气1401班学生组成，全班42名学生组建机械改造和电气改造各3个小组，每组7人，各设组长1名、技术员1名、组员5名。

（2）任务分配。两位老师分工如下：一位负责整体项目推进与协调，另一位负责施工现场监督，同时各负责机械改造和电气改造的具体指导；广州机床厂派出一名电气技术员和一名机械技术员担任技术指导，负责到学校指导改造项目的师生进行电气控制柜安装、机械装配课，同时负责检查与评估；6个学生小组由抽签方式领取各自改造任务。

（3）改造实施。对C6132A1型旧车床进行机械和电气两大部分改造做到分开实施同步进行。在改造实施过程中，为确保精度和考虑加工难度，将开视窗机械加工和电气控制柜钣金制作这两项任务委托广州机床厂加工。老师带领小组长全程参与，跟踪制作进度。委托加工任务完成后，老师带领各个小组实施机械装配、电气安装和车床床身翻新工作，广州机床厂派技术员到学校做现场技术指导。

5.检查与评估

高级电气1401班全班学生在老师指导下，各组组长带领组员实施改造、通力合作完成改造项目，技术员能做好技术资料收集和安全监督，各组都安排组员讲解改造任务的理论知识点、分享了改造心得。老师分别对各组的表现进行点评及总结。

由学生参与改造的C6132A1型车床设备焕然一新，广州机床厂派技术员到学校进行检查与评估，经电气和机械联合调试运行正常，对完成改造的设备评估结论如下。

（1）电气控制线路为继电控制，采用三相380V供电，电气元器件的选用和安装符合GB5226.1-2002：14.1连接和布线、14.2导线的标志的规定。

（2）电气保护开关的整定值均按实际负载设定，具有接地保护、安全性，符合GB5226.1-2002；6.2直接接觸的防护、6.3间接接触的防护、8.2保护接地的规定。

（3）机械改造增设的所有可视窗口方便观察车床机械结构又不会影响正常操作与运行

（4）机械加工的精度虽然达不到要求，应用在教学上完全没有问题，可以投入使用。

三、投入教学

改造后的设备作为机床线路检修项目的学习载体，具备机械部分可视性和电气部分可操作性，学生更容易把理论知识与真实设备联系起来，更适合开展一体化教学，教学效果良好。

1.机械知识学习

可通过视窗观察皮带轮、主轴箱、进给箱等机械部件的结构。操作车床运行时，学生由视窗口，能直观地看到皮带轮运行情况、可以观察主轴箱中的齿轮从分离到咬合的换挡动作过程，从而增强了学生对机械传动知识的感性认识，教学效果远比老师在黑板画图讲授的效果好得多。

2.电气线路检修学习

将原来电气控制线路移植到新设计电气控制柜中，既便于开展教学也便于学生进行检修实训。新增了故障检修功能，设置10个可重复设置故障点，并由对应的故障灯显示。

电气线路检修能让学生直接在车床上检修电气线路故障，并可以重复练习，改变以往故障检修只能在车床模拟线路实训台的训练方式，弥补了原来电气线路故障只能模拟状态下检修的欠缺，实现在真实的车床上训练，使教学更贴近实际，学习更真实。

四、改造总结

1.实用性

利用学校闲置的C6132A1型旧车床设备改造成为教学载体，实现闲置的旧车床设备再利用。改造后的设备适合教学特点和要求，先后在2个中级电气班、1个高级电气班的教学中使用，经受住一体化教学的考验，使课程与岗位对接更紧密，学生更容易把理论知识与真实设备联系起来，也适合车床加工、机械知识和电气维修等综合培训与技能鉴定。

2.辐射性

改造实施过程恰逢学校中职示范校的建设期间，能及时做好总结，将经验与学校各专业系分享，并借助媒体在本地区技工院校中进行推广，在本校的网站上刊登的相关专题报道中，半年的时间内点击次数超过了210次。

3.示范性

在开展项目式教学的改造实施过程中，学生从选择改造对象到设计方案、从加工制作到装配与调试整个过程全程参与，实践能力得到锻炼；从中学习车床机械知识和车床电气线路原理等知识点、掌握了电气线路安装技能和车床机械装配技能。通过项目的实施，老师锻炼了教学能力，学生锻炼了动手能力，提升了实践经验。

由学校老师、学生和企业技术员共同组成团队。改造实施中，老师设计改造方案，并深入企业全程参与设备加工和制作，机床厂派技术员到学校指导师生开展组装和调试。这就实现优势互补，充分地把企业的设备和技术优势转化为学校的教学优势，走出了一条校企合作、工学结合、相互借鉴、共同提高的职业教育健康发展之路。

（作者单位：广东省轻工业高级技工学校）