張新洲++陳蘭++甘淑媛++王園??

摘要：機(jī)械故障診斷技術(shù)是一門(mén)新興學(xué)科，起源于上世紀(jì)六十年代，側(cè)重于理論研究與工程實(shí)際應(yīng)用。機(jī)械故障診斷技術(shù)也是機(jī)械類專業(yè)的一門(mén)重要的選修課，具有知識(shí)點(diǎn)散、專業(yè)面寬、實(shí)踐性強(qiáng)和綜合性強(qiáng)等特點(diǎn)。本文分析了該課程目前存在的問(wèn)題：理論性強(qiáng)，與工程實(shí)際差距較大等，并針對(duì)具體問(wèn)題提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施：在線學(xué)習(xí)、案例啟發(fā)、分組討論匯報(bào)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)等，對(duì)課程教學(xué)的改革起到了一定的推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械故障診斷技術(shù)；教學(xué)方法；實(shí)踐教學(xué)；教學(xué)改革

一、 引言

機(jī)械故障診斷技術(shù)的主要內(nèi)容是監(jiān)測(cè)、診斷和預(yù)示連續(xù)運(yùn)行機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)和故障，保障機(jī)械設(shè)備的安全運(yùn)行，是借助于多種學(xué)科的現(xiàn)代化技術(shù)成果，于上個(gè)世紀(jì)六十年代迅速發(fā)展形成的一門(mén)新興學(xué)科。

機(jī)械故障診斷技術(shù)對(duì)于保障各類設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行意義重大，特別是對(duì)于一些重大機(jī)械設(shè)備。此類設(shè)備一旦出現(xiàn)事故，將會(huì)引起巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至導(dǎo)致人員傷亡。國(guó)內(nèi)外都有因機(jī)械設(shè)備故障而引起的災(zāi)難性事件，例如廣為人知的美國(guó)“哥倫比亞”號(hào)載人航天飛船失事事故。機(jī)械故障診斷技術(shù)對(duì)于保證人身和設(shè)備安全，提高產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，具有重要意義。

機(jī)械故障診斷技術(shù)是一門(mén)實(shí)踐性、綜合性、多學(xué)科交叉的學(xué)科。中國(guó)工程院院士屈梁生對(duì)診斷的評(píng)論：診斷是以機(jī)械學(xué)和信息論為依托，多學(xué)科融合的技術(shù)，本質(zhì)是模式識(shí)別。由此可見(jiàn)機(jī)械故障診斷技術(shù)學(xué)習(xí)的難度。

隨著機(jī)械故障診斷技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中得到日益重視，很多高校也將其作為機(jī)械工程類專業(yè)的專業(yè)選修課程，有些高校甚至把該課程列為必修課程。

通過(guò)近幾年對(duì)該課程的教學(xué)情況來(lái)看，在理論聯(lián)系實(shí)際方面還有很多工作要做。

二、 機(jī)械故障診斷技術(shù)課程教學(xué)現(xiàn)狀

目前，對(duì)于機(jī)械故障診斷技術(shù)課程的教學(xué)還存在不少問(wèn)題，其主要問(wèn)題如下：

1. 教學(xué)方法傳統(tǒng)單一

雖然有多媒體的輔助，教學(xué)過(guò)程中會(huì)播放很多故障診斷的實(shí)例視頻，但離實(shí)際應(yīng)用仍有一定的差距。在傳統(tǒng)的“教師講，學(xué)生聽(tīng)”的教學(xué)方法中，很難調(diào)動(dòng)起學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。

2. 課程理論性強(qiáng)

機(jī)械故障診斷技術(shù)是一門(mén)綜合學(xué)科，包含了機(jī)械工程、工程力學(xué)、信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等諸多學(xué)科的知識(shí)。理論性強(qiáng)，牽涉的知識(shí)面也非常廣。因教學(xué)條件的限制，本課程主要以重理論知識(shí)的傳授為主，從而忽略了機(jī)械故障診斷技術(shù)在工程實(shí)際和實(shí)踐中的應(yīng)用。

3. 學(xué)生基礎(chǔ)薄弱

因機(jī)械故障診斷技術(shù)與實(shí)際工程應(yīng)用關(guān)系緊密，本門(mén)課程對(duì)于機(jī)械振動(dòng)基礎(chǔ)、信號(hào)處理和傳感器等基礎(chǔ)知識(shí)要求較高。但有部分課程在有的專業(yè)中屬于選修課程，有部分選修本門(mén)課程的同學(xué)并未修此類課程，因此，學(xué)習(xí)過(guò)程存在困難。例如，對(duì)頻譜分析及各種頻域和時(shí)頻域的概念等很難理解。

4. 教學(xué)脫離工程實(shí)際

在本門(mén)課程的教學(xué)過(guò)程中，因過(guò)分強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)的講解，從而忽略了機(jī)械故障診斷技術(shù)工程應(yīng)用的實(shí)際特點(diǎn)。學(xué)生對(duì)于很多課本上的理論基礎(chǔ)知識(shí)不感興趣，不知道這些知識(shí)在工程實(shí)際中的用途，這就導(dǎo)致了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高。

5. 各環(huán)節(jié)連續(xù)性差

本門(mén)課程分為課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，能夠在一定的程度上起到較好的教學(xué)效果。但因?qū)嶒?yàn)設(shè)備的限制，不能很好地模擬實(shí)際應(yīng)用中的故障檢測(cè)與診斷。因此，不能很好地將課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)與實(shí)際應(yīng)用等各個(gè)環(huán)節(jié)聯(lián)系起來(lái)，從而影響了教學(xué)效果。

6. 考核方式單一

機(jī)械故障診斷技術(shù)目前的考核方式以課程大作業(yè)為主，幾乎沒(méi)有平時(shí)作業(yè)。因此，選課學(xué)生對(duì)本門(mén)課程花費(fèi)時(shí)間較少，不能熟練掌握本門(mén)課程所學(xué)的知識(shí)。

以上是機(jī)械故障診斷技術(shù)在教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，也是教學(xué)改革中需要解決的問(wèn)題。

三、 機(jī)械故障診斷技術(shù)課程改進(jìn)措施

1. 翻轉(zhuǎn)課堂

近年來(lái)比較熱門(mén)的一種新型網(wǎng)絡(luò)在線課程教學(xué)模式：開(kāi)放式在線課程MOOC（massive open online courses）對(duì)于機(jī)械故障診斷技術(shù)的學(xué)習(xí)具有較好的作用?？梢圆捎脗鹘y(tǒng)教學(xué)和MOOC教學(xué)相結(jié)合的方式開(kāi)展本課程的教學(xué)：學(xué)生在線學(xué)習(xí)機(jī)械故障診斷技術(shù)的理論知識(shí)，教師在課堂上進(jìn)行案例分析，引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)的知識(shí)解決實(shí)際工程案例，提高學(xué)生的興趣和積極性，從而提高教學(xué)效果。將傳統(tǒng)教學(xué)與MOOC有機(jī)結(jié)合起來(lái)，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)形式更多樣化、個(gè)性化，滿足不同層次學(xué)生的需要，將會(huì)給傳統(tǒng)課堂帶來(lái)新的生機(jī)與活力，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)校教學(xué)活動(dòng)的最優(yōu)化。

2. 案例分析式教學(xué)

機(jī)械故障診斷技術(shù)是一門(mén)枯燥、實(shí)踐性極強(qiáng)的課程。可以采用基于故障診斷理論、技術(shù)方法和工程應(yīng)用研究的一體教學(xué)模式，采用以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的案例分析法，以提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力。

3. 綜合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)

傳統(tǒng)單一的實(shí)驗(yàn)不能培養(yǎng)學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力，因此，應(yīng)設(shè)計(jì)以設(shè)計(jì)性、綜合性和創(chuàng)新性融為一體的綜合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，既注重基礎(chǔ)訓(xùn)練，又能培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。以機(jī)床振動(dòng)測(cè)試與診斷實(shí)驗(yàn)為例，可以由學(xué)生自己動(dòng)手查閱資料、設(shè)計(jì)方案、選擇相應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備，自行測(cè)試實(shí)驗(yàn)方案的正確性并分析原因。對(duì)于這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅教學(xué)效果良好，還可以大大調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。

4. 增加學(xué)生匯報(bào)環(huán)節(jié)

為了充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，可以增加學(xué)生匯報(bào)環(huán)節(jié)。對(duì)選課的學(xué)生進(jìn)行分組，每組3-5個(gè)同學(xué)，共同完成一個(gè)實(shí)際案例，學(xué)生之間分工明確，完成各自任務(wù)，并采用PPT匯報(bào)的形式面對(duì)全部同學(xué)進(jìn)行講解。因選課學(xué)生不是很多，所以可以有充足的時(shí)間讓學(xué)生進(jìn)行匯報(bào)。

根據(jù)實(shí)際實(shí)施效果來(lái)看，大部分學(xué)生都能做到充分準(zhǔn)備，對(duì)所講的故障實(shí)踐內(nèi)容有了非常深刻的認(rèn)識(shí)。實(shí)踐證明，這樣的匯報(bào)可以對(duì)學(xué)生起到非常好的作用，極大地提高了學(xué)習(xí)效果。endprint

5. 考核方式多樣化

本課程傳統(tǒng)的考核方式是以課程大作業(yè)為主，考核方式比較單一，且抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重。此種考核方式無(wú)法全面考核學(xué)生對(duì)機(jī)械故障診斷知識(shí)的理解和應(yīng)用，而且制約了學(xué)生創(chuàng)新精神的發(fā)揮。

在本課程的教學(xué)中，可以增加學(xué)生討論環(huán)節(jié)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的管控，鼓勵(lì)學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn)，針對(duì)具體的問(wèn)題進(jìn)行故障診斷的研究等。增加對(duì)平時(shí)表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)比重，強(qiáng)化對(duì)學(xué)生整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程的評(píng)價(jià)。

四、 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械故障診斷技術(shù)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，通過(guò)本門(mén)課程的學(xué)習(xí)，對(duì)提高學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決復(fù)雜工程問(wèn)題的綜合能力具有較好的作用。但受其理論性強(qiáng)和教學(xué)條件的限制，目前的教學(xué)效果還有待提高。

本文根據(jù)多年的教學(xué)情況分析總結(jié)了機(jī)械故障診斷技術(shù)課程教學(xué)目前存在的問(wèn)題，并充分利用時(shí)代和技術(shù)的發(fā)展成果，不斷改革和創(chuàng)新教學(xué)模式，提出了一系列的教學(xué)改革措施，對(duì)提高機(jī)械故障診斷技術(shù)課程的教學(xué)質(zhì)量起到了一定的推動(dòng)作用。

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