机械故障诊断教学改革论文

2022-04-28 版权声明 我要投稿

[摘要]根据“机械设备故障诊断”课程特点,提出一系列课程改革措施,包括整合教学内容,改进教学方法,改革考核方式。通过故障案例研究及讨论式教学、启发式教学和体验式教学方法,分阶段工程故障案例诊断考核等方式,将课堂知识与工程实际问题紧密结合,调动了学生学习的积极性,提高了学生运用所学知识分析、解决实际问题的能力,增强了课程的教学效果。今天小编给大家找来了《机械故障诊断教学改革论文 (精选3篇)》,希望对大家有所帮助。

机械故障诊断教学改革论文 篇1:

机械故障诊断技术课程教学改革研究

摘要:为了适应应用型本科院校课程教学特点,针对滁州学院机械类专业的机械故障诊断技术课程在教学脱离实际应用、教学内容广泛、缺乏实验教学环节等方面问题。提出了该课程一些教学改革方案,从而培养学生的实践动手能力、创新意识,提高教学质量。

关键词:应用型本科;课程教学;机械故障诊断;教学改革

机械故障诊断技术课程属于机械类专业技术课程,其与机械工程测试技术基础、机械故障诊断学以及机械振动学等课程紧密相关,并广泛应用生产实践。[1]近年来,随着检测技术、计算机技术、信号处理技术等技术不断发展,机械故障诊断课程应用领域更加广泛。这就需求该课程讲授理论知识广泛、增加课程实践性。但是,很多学生先修课程学得较差,机械故障诊断复杂抽象机理知识难以理解,便容易丧失学习兴趣。因此,如何有效改变该课程的教学效果,提高学生学习积极性,具有重要研究意义。

1机械故障诊断技术课程教学现状

目前,在机械故障诊断技术的课程教学过程中,存在许多问题,其主要问题如下:[1]

1.1教学脱离实际应用

在机械故障诊断学技术教学过程中,教师只是注重基础理论知识讲解,缺乏理论联系实际。学生被动接受老师授课知识,但在工程实际中,学生仍不知道如何将这些基础理论知识进行有效应用,逐渐失去学习信心。因此,老师课堂理论教学与工程实际中应用方面有待提高。

1.2教学内容广泛

机械故障诊断技术是许多学科有关,其与高等数学、机械工程测试技术、工程信号处理、传感器原理及检测技术、人工智能等学科联系密切,学生学习起来不易入门。该课程涉及知识面非常廣泛,基础理论性强,导致教师难以解释清楚基础理论知识。

1.3缺乏实验教学环节

实际教学环节缺少实验设备,没有安排该课程实验教学环节。因此,机械故障诊断技术教学与实际没有很好联系起来,学生不能有效运用基础理论知识解决工程实际问题。

1.4考核形式单一

该课程目前考核方式是采用大作业形式,学生需要提交与一份该课程相关学术报告,往往交大作业都是几天时间进突击书写,提交上来报告出现大段地抄袭参考文献资料现象,同时还出现格式不符合要求,根本没有达到课程考核目的。因此,针对上述存在问题,我们需要进行该课程的教学改革,优化教学内容、添加实验教学环节、案例教学法以及增加考核方式。

2优化教学内容

机械设备故障诊断技术课程具有广泛工程实际应用背景、基础理论知识体系复杂、理论性强以及实践性较强等特点。目前,我校采用授课教材是机械工业出版社出版张健主编《机械故障诊断技术》。该教材涉及知识内容丰富,知识面广泛。然而,我校人才培养方案的该课程理论学时有限,要求能够在有限理论学时内,学生需要理解和掌握教材中所有知识点不太现实。因此,授课内容必须根据课程特点和我校学生面向旋转机械故障诊断行业有所侧重。我们实际教学以旋转机械故障机理、故障特征信息提取等基本理论知识作为教学主线,重点讲授齿轮箱和滚动轴承基本故障类型、故障振动机理、故障特征信息提取、诊断方法及防治方法等知识点。转子不平衡故障与联轴器和油样分析等内容只作简单讲授。

3添加实验教学环节

实验教学环节区别课堂教学环节,其主要体现实践性。实验教学环节主要目的验证课堂上学过理论知识,达到巩固基础知识,验证所学理论知识目的。[2]实验教学环节更加注重培养学生动手能力。我们在实际教学过程中增加实验教学环节。根据机械故障诊断技术课程特点,安排具体实验教学内容。因为齿轮箱及滚动轴承故障诊断是目前旋转机械故障诊断比较常见对象。将其安排课程实验教学内容,实验教学环节与所学课程相关教学内容之后进行,这样学生能将理论知识与实验教学内容有效结合起来。在实验教学环节过程中,学生可很好掌握机械设备故障诊断过程中具体每一个环节,首先传感器在旋转机械上面布置、其次利用计算机编制采集程序进行数据采集、最后振动信号数据处理、故障特征提取以及故障诊断报告书写等方面深刻了解。

4故障诊断实例分析讨论

我们在课堂设置一个故障诊断案例主题,学生通过交流以及讨论方式理解问题。[2]故障案例分析讨论能使授课内容与工程实际应用紧密结合,激发学生积极讨论问题,提高学生主动性。针对典型机械设备故障诊断方法,我们讲授相关知识点,根据课堂教学内容设计合适工程故障诊断实例,要求学生运用所学知识和查阅文献资料,分析故障发生原因,有效诊断方法。学生在下一次课上进行发言讨论,互相交流想法。通过设置这样讨论方式,可以有效看出学生基础理论知识掌握与解决实际工程问题结合能力。工程故障诊断实例分析使得学生参与教学过程,活跃课堂氛围、促进同学相互交流,学生学习动力能够明显提高。应用型本科院校专业课程教育核心是培养学生的自主创新能力,而分析故障诊断实例过程,其能够逐步培养创新能力。[3]工程故障诊断实例主要是指机械故障诊断相关领域中研究案例,通过案例分析讨论法使得授课内容与工程实际应用紧密相结合,以激发学生学习专业课积极性。

5学生参与授课环节

我们在教学过程中,为了充分调动班级学生学习积极性,我们专门安排了学生讲课环节。[4]由于课堂时间有限,我们以四位同学为一个小组,小组为单位设计教学内容和教学方案,最终推选一名同学上来讲课,这样从操作上来说,比较可行的。首先我们选择授课重点内容,例如:机械故障诊断基础的时域分析、频域分析以及时频域分析;相关向量机、模糊向量机及迁移学习的智能故障诊断、神经网络诊断方法、专家系统等。根据班级组数,选取相应授课,然后以抽签方法决定每组授课内容,并给予学生充足的准备时间。实践学生授课效果表明,学生自身参加授课过程中,体现了良好学习的积极性和主动性。

6采用分阶段考核

該课程目前的考核方式是采用大作业形式过于单一,课程考核的首要任务就是检测学生本学期的学习情况及效果,寻找自身学习过程中存在不足,发现我们教学过程中存在问题,针对性进行改进教学方式。[5]机械故障诊断技术课程理论性和工程应用要求很强,知识涉及广泛,仅仅依靠一次性大作业考核模式难以全面检查学生对故障诊断知识的理解程度。

机械故障诊断技术课程的考核形式,改变大作业形式结课考核方法,采用分阶段考核形式,重点考核学生对该课程基础知识点综合运用情况。[6]我们针对一个故障诊断实例专题讲解以后,要求学生对不同故障类型进行故障特征信息提取,并向学生提供同一故障类型案例,采用不同机械故障诊断方法进行故障特征提取。学生根据课堂所学知识和查阅文献资料完成阶段任务后,通过个人单独提交作业和团队汇报方式相结合进行阶段考核。

通过上述考核方式改革、有利于课程分阶段目标的实现,同时通过故障诊断实例分析,这种考核模式有效实现课堂知识学习与解决实际问题相结合,调动学生学习主动性及积极性。

7结语

为了提高机械故障诊断技术课程的整体教学质量,针对该课程提出了教学改革思路。首先,总结该课程教学过程存在不足的基础上。其次,为了解决现有教学过程中所存在问题,制定了详细教学改革方案。其均为解决具体问题而提出,具有很好可行性。机械故障诊断技术课程性质决定了教师必须将课堂教学和工程实践应用相结合,才能达到最佳授课效果。

参考文献:

[1]王昊,吴懋亮,王化更.《机械故障诊断学》的教学改革研究[J].教育教学论坛,2015(16):122-123.

[2]蒋宇,谢国秋,杨咸启,等.MATLAB在《机械故障诊断》教学中的应用研究[J].安庆师范大学学报(自然科学版),2010,16(3):112-114.

[3]宿磊,李可,吴静静,等.基于CDIO的机械故障诊断课程改革实践[J].科技视界,2017(8):71-72.

[4]周昌静,李强,等.机械设备故障诊断课程教学改革与实践[J].化工高等教育,2014,31(6):49-51.

[5]陈磊,叶平.基于LabVIEW的虚拟仪器应用于机械故障诊断教学[J].国外电子测量技术,2003,22(2):28-30.

[6]苏祖强,熊英,罗久飞,等.《机械故障诊断》研究生教学课程改革的探讨[J].教育教学论坛,2017(41):242-243.

作者:王志乐 代斌 王波 张茂强

机械故障诊断教学改革论文 篇2:

“机械设备故障诊断”课程教学改革与探索

[摘 要] 根据“机械设备故障诊断”课程特点,提出一系列课程改革措施,包括整合教学内容,改进教学方法,改革考核方式。通过故障案例研究及讨论式教学、启发式教学和体验式教学方法,分阶段工程故障案例诊断考核等方式,将课堂知识与工程实际问题紧密结合,调动了学生学习的积极性,提高了学生运用所学知识分析、 解决实际问题的能力,增强了课程的教学效果。

[关键词] 机械设备故障诊断;教学内容;教学方法;考核方式

“机械设备故障诊断”是一门给机械设备“看病”的机械类专业课程,它通过对机械设备运行状态参数的处理和分析,结合设备的“健康”档案,来诊断机械设备及其零部件的故障类型、故障程度、故障部位和故障原因,然后根据诊断结果对确定的故障作防治处理或控制措施。课程涉及机械振动、流体力学和结构动力学等机械工程各个方面的知识,内容丰富、知识点较多,又具有较强的工程实践性,教学难度大。作者结合本专业和本课程的特色,重新设计教学方法,加强学生工程实践认识,强化学习效果。本文从“机械设备故障诊断”课程的教学内容、教学方法和成绩考核三个方面入手,尝试进行该课程的教学改革与探索。

一 整合教学内容

1 优化教学内容,使零散的知识条理化、系统化

对于过程装备与控制工程专业的学生来说,学好“机械设备故障诊断”这一课程离不开对于基本理论和基本方法的掌握。而机械设备故障诊断课程具有工程背景强、知识体系复杂、理论性强、实践性强等特点,课程涉及的内容多、知识面广,而我校机械设备故障诊断课程学时有限,在较少的学时内要求学生掌握所有的知识点是不现实的,因此在授课中必须根据课程内容的特点和我校学生面向石油石化行业的特色有所侧重。在实际教学中以故障的机理和故障特征的提取等基本理论和技术作为整个课程的教学主线,通过一根主线贯穿始终,把零散内容条理化、系统化,引导学生掌握基本的学习方法。比如,在讲“转子不平衡故障诊断”这一节中,要以“转子不平衡故障特征”作为主线,先从复习机械原理课程中学习过的转子临界转速的概念开始,接着分析临界转速对不平衡振动的影响,进而引出转子发生不平衡引起机械振动的故障特征,再到转子发生不平衡振动的原因和防治措施。这样一来显得条理清楚,层次较分明,学生也比较容易理解接受。

2 结合现场应用介绍故障诊断的新进展

随着现代生产自动化程度的不断提高和过程工业生产规模的不断扩大,对生产的连续化要求不断提高,传统的状态监测和故障诊断技术已经不能满足要求,先进的故障诊断方法层出不穷。这与目前普遍使用的教材内容中大量篇幅都是传统故障诊断方法,少量篇幅简单介绍故障诊断技术的最新应用进展相矛盾。而在目前的现场应用中也是以先进的计算机智能诊断为主,因此非常有必要结合现场实际状态监测与故障诊断系统介绍故障诊断最新应用进展情况,以实际工程应用为背景,介绍前沿的应用信息,以使学生对设备故障诊断工作有一个感性的认识,激发他们的学习兴趣。

3 扩展工程实际的设备状态监测与故障诊断应用案例

“机械设备故障诊断”课程的实践性较强。在课程原来的培养计划和教材中主要是理论为主,缺少典型的案例,有些案例背景交代得也不是很清楚,不便于案例间的比较与分析,不能切实做到理论联系实际。而工程实际故障案例内容恰恰是与工业生产过程密切相关,很多故障的特征和规律的区分也来源于实践。在新的课程计划中,增加工程实际典型案例分析,引导学生结合生产实习所见所学,增强学生的感性认识,激发他们的求知欲和好奇心。通过对与学习内容相关的工程实际案例问题分析,培养学生的工程意识,引导学生将所学故障诊断知识应用到实际机械设备故障诊断中,加强学生对故障机理和故障特征知识的理解,实现“从实践中来,到实践中去”的理论认知过程。

二 改革教学方法和手段

传统的教学是以教师、课堂、书本为中心的教学模式。这样的教学,虽然循序渐进,有本可依,但对理论性、技术性与实践性紧密结合的机械设备故障诊断课程其效果并不理想。由于该课程的学习需要前期课程的基础,课程的教学基本安排在大四年级的第一学期。这一学期大部分学生忙于找工作,另外一份部分学生忙于考研课程的复习,课堂教学常常出现教师在讲台上唱“独角戏”、学生在下面溜号、开小差的情况,这样的课堂忽视了教师和学生之间的互动和沟通,学生处于被动学习状态,课堂上学生主体参与性差,不能充分发挥其积极性和能动性,教学过程变成了学习主体缺位的纯教师行为, 教学内容落实不到实处。因此,传统的教学方法不能达到预期的教学目标。为提高学生的学习兴趣,培养学生的工程实践意识,强化教学效果,增加了以下教学方法。

1 故障案例研究及讨论式教学

讨论法是双向交流的教学方法,通过故障实例分析讨论能使所讲内容与工程实际紧密结合,可以激发学生就所要讨论的问题进行积极地思考,提高学生学习的积极性与主动性。课堂教学中引入相关工程故障案例,组织学习小组开展案例调研,由主讲教师就关键知识点提出问题研究方向,学生根据需要掌握的知识点调研相关领域并对所给故障进行分析诊断,然后在下一次课上组织学生就调研案例涉及的主要问题自由讨论,在此基础上对学生仍然存在的问题予以讲解和指导。这种工程故障案例研究讨论的方式可以启发学生打开思维,深入思考,调动学生自主学习的热情,提高学生的工程意识,同时学生通过对所需知识点的调研也可了解到相关问题的最新研究进展。经过实践发现,工程故障案例研究讨论法在活跃课堂气氛、促进同学间交流、加强学生的工程实践能力培养方面都有显著的作用。

2 启发式教学

对于枯燥的基本理论部分,一部分学生选择了被动学习,学习的积极性和主动性受到严重影响。因此,调动学生学习积极性还需要采取更容易让学生接受的教学方法。在课堂授课时,我们按课程重点、难点通过对工程典型故障有针对性的设问、引导、鼓励学生跟随课堂内容积极思考来调动学生的学习积极性。例如:对于往复压缩机活塞杆的受力分析和故障诊断这部分内容,不是上来就先介绍活塞杆的受力分析和气体力、惯性力、综合活塞力等计算公式的推导,而是通过幻灯片先引入连杆小头衬套和十字头销烧研故障的照片,对着故障照片引导学生分析得出烧研的原因是衬套和十字头销间没有得到良好的润滑,进而启发学生思考润滑油的进入与哪些因素有关,这时再适时引入活塞杆受拉和受压时十字头销压在连杆小头衬套不同侧的照片进行活塞杆的受力分析。通过这样的启发式教学,不但使得课堂内容生动活泼、学生易于理解和接受综合活塞力负荷反向的概念,而且学生带着问题和好奇心学习,能够充分调动学生学习的积极性。

3 体验式教学

学生是课堂学习的主体。传统的教学方式主要是以教师讲、学生听为主,教师不能完全体会和了解学生的学习需求,因此教与学配合不够。在新的教学实践中,通过角色互换,学生进行体验式教学活动。即由教师布置以实际工程为背景的体验教学内容,学生通过查阅相关资料,最后以书面报告和口头报告的形式完成教学任务,教师做最后的点评和补充。通过体验式教学,也使学生参与了教学过程,并且视野不局限于课堂。在完成报告的写作与讲解过程中,学生也很好地锻炼了组织能力和表达能力。经过实践发现体验式教学在活跃课堂气氛、促进同学间交流、提高学生的注意力方面都有显著的作用。同时通过这样的角色转换,教师也可以更多地体会学生的学习需求,及时调整教学方案和方法,强化教与学的效果。

三 考核方式的改革

考核评价是指挥棒,考核的基本任务就是检测学生的学习情况、促进学生学习、发现教学中存在的问题。目的在于掌握教学情况,改进教学和督促教育目标的实现。机械故障诊断技术理论性和工程性都很强,知识面广,其应用性远超过其理论性。一次性闭卷考试模式难以全面考核学生对故障诊断知识的理解和应用,制约了学生创新精神的发展,不利于培养学生的工程意识、工程素质和解决工程实际问题的能力。

机械设备故障诊断课程考核形式上,改变一次性结课考试的做法,采用分阶段考核的形式,以工程故障案例方式命题,通过典型工程故障案例将故障诊断理论教学中的关键知识体系拆分为若干考点考查学生应用所学故障诊断知识进行故障诊断的能力,使考核转变为重在知识运用上。同时通过分阶段的考核使教师和学生都能及时发现“教”和“学”中存在的问题,教师可以根据考核情况及时调整教学进度、优化教学内容、完善教学方法,进一步提高课堂教学质量。考核结果的及时反馈对学生也有监督和促进作用,学生可以根据分阶段考核检验阶段学习效果,以便及时发现不足,跟上教学节奏。

这种变一次性、终结性考试为分阶段、全过程的考核形式,有利于课程分阶段目标的实现,同时以工程故障实例分析为主题的考核模式将课堂知识与解决实际问题相结合,培养了学生独立且较深入研究问题的能力,调动了学生学习的积极性,减少了学习的功利性。

总之,通过“机械设备故障诊断”课程教学内容的整合、教学方法的改进、考核方式的改变,有效地将课堂知识与工程实际问题紧密结合,充分调动了学生学习的积极性和主动性,分析和解决工程实际问题的能力培养环节得到了进一步的加强,增强了课程的教学效果。

参考文献

[1]陈启卷, 谢诞梅, 郭江. 研究生“机械设备故障诊断”课程的建设与实践[J].中国电力教育, 2011(12).

[2]冷军发,华伟, 荆双喜. 机械故障诊断实验教学改革与创新[J].中国现代教育装备, 2009 (11).

[3]周邵萍.状态监测与故障诊断案例教学实践[J].化工高等教育,2007(4).

[4]丛振宇.浅谈高校考试制度问题的完善与改革[J]. 黑龙江利技信息,2010(8).

[5]刘朝亚,王润孝,支希哲.以优化课程考试推进人才培养模式改革[J].中国大学教学,2011(3).

作者:周昌静 李强

机械故障诊断教学改革论文 篇3:

《机械故障诊断学》的教学改革研究

摘要:针对现有机械故障诊断学的研究生教学过程的不足,提出了教学改革的思路。从补充讲解基础环节入手,强调学生讲课环节、强化讨论环节,特别是增强和工程实际相结合的教学,最后增加实验教学环节等方面进行教学改革。期待可以显著提高本课程教学质量和效果,并能在学生的工作中真正发挥作用。

关键词:故障诊断;教学改革;工程实践;实验教学

随着现代工业的发展,机械设备的故障诊断技术日益得到重视,已经成为保障生产系统安全稳定运行和提高产品质量的不可或缺的重要手段及关键技术。目前,机械故障诊断在电力、化工、冶金、机械等大型企业得到了十分广泛的应用。此外,在现代机械制造系统中,如:柔性制造系统、计算机集成制造系统等,故障诊断技术也具有相同的重要性。机械故障诊断学作为学习故障诊断技术的专门课程,是近年来发展迅速的一门实践性、综合性、多学科交叉的学科。就学科本质而言,是属于动态系统辨识的研究范畴;就工程特点而言,是研究机械设备运行状态的科学。

在很多高校,机械故障诊断学已经成为机械工程、仪器仪表和能源动力等学科专业研究生培养体系中一门重要的选修课程,有些高校甚至还把该课程列为必修课程。我校近几年作为选修课开设了这门课程,但在该课程的教学过程中,主要还是从理论来到理论去,在理论联系实际方面还有许多工作要做。为了提高学生对该课程在工程实践中应用的认识,并提高教学质量和效果。我们提出了新的教学改革思路,主要包括是增加学生讲解环节、讨论环节、与工程实践相结合及实验教学等环节,并且对课程的考核方式也进行了改革。期望这些教学改革可以显著提高这门课程的教学效果,使得其在研究生的就业及工作中能够真正的发挥作用。

一、机械故障诊断学教学现状

目前,在机械故障诊断学的教学过程中,存在不少问题,其中的主要问题如下。

1.内容广泛。机械故障诊断学是多学科综合的课程,与数学、信号处理、传感器、人工智能等学科关系密切。本课程主要包括:信号检测、动态系统分析、故障诊断的人工智能方法、故障诊断的工程应用等,知识面非常宽广。因此,理论性非常强,我们以前讲授这门课程的时候,也都是特别注重理论,所以教学效果还有待提高。

2.学生基础薄弱。机械故障诊断学是为动力机械与工程专业的研究生开设的一门专业选修课,但是学生以前本科所学专业基本上都是热能工程或机械制造及其自动化专业。对于在故障诊断中占有重要地位的振动基础、传感器等的基础知识几乎都不具备。因此,从一开始,学生在听课的时候就感觉非常难,例如对于时域中的时间序列模型预测及频谱分析中各种频域概念很难理解。此外,有不少同学还没有接触过Matlab软件,或者说对此软件还是一知半解,课程后面的一些作业都很难完成。

3.与工程实际结合不紧密。以前在教学过程中,我们主要强调理论知识的讲解,和工程实际的结合不是非常紧密。因此,很多理论知识,即使学生学习过了,也不知道在工程实际中有什么用处。理论教学与工程实际仍然存在一定的距离。

4.缺少实验教学环节。在以前的教学环节中,由于缺少实验设备,没有安排实验教学环节。因此机械故障诊断总归是纸上谈兵。

5.考核方式单一。本课程一直以来都是采用大作业的形式进行考核,学生往往在交作业的前面几天进行突击,写出来的报告要么是格式不符合要求,要么就是大段地抄袭参考文献资料。

以上这些问题在机械故障诊断学课程的教学过程中,一直存在。因此,这也是我们在该课程的教学改革过程中,需要重点解决的问题也是亟待需要进行改变的现状。

二、补充讲解基础环节

针对很多同学的故障诊断方面的基础较薄弱的情况,在本课程的绪论课之后,安排了一二次课,用来讲解与故障诊断直接相关的振动基础、传感器知识及Matlab仿真的一些基本知识。讲解的内容不要求非常全面,而是着重介绍一些基础知识,特别是这些知识在故障诊断方面可能的应用,例如:振动中三类问题、频响函数、振幅的几种表现形式等。传感器的基本知识。此外,对于在故障诊断仿真研究中具有重要地位的Matlab软件中的Simulink及后面将要用到的若干工具箱的应用进行了一定的介绍。通对这些基础知识的补充,同学们对于后面碰到的内容不会感觉太突兀,可以快速领会并且直接应用到后续的学习内容中去。

三、增加学生讲课环节

为了在教学过程中,充分调动学生的学习积极性,在这门课程中能够做到学有所得,学有所用,我们专门安排了学生讲课的环节。由于选这门课程的研究生人数不多,从操作上来说,是比较可行的。首先选取了重点内容,例如:作为最重要的故障诊断基础的时域分析和频域分析;作为现代智能故障诊断代表的模糊诊断方法、神经网络诊断方法、专家系统等。选取的内容还可以根据学生的人数进行相应的调整。布置安排学生进行讲课,给予学生充足的准备时间。现有的实践表明,学生在教学过程中,体现了良好的积极性和主动性。大部分讲课的学生都能够做到充分准备,采用ppt形式或者板书的形式进行讲解。而且他们在讲解的过程中,还能够查找相应的文献资料,从而自己对所讲的这部分内容在故障诊断实践中有了非常深刻的认识。实践证明学生讲课环节对于主讲的学生可以起到非常好的作用,该学生对于这部分内容的掌握非常扎实,大作业也绝大部分同学都是选择与自己讲过内容想过的题目,来完成本课程的大作业。

四、增加讨论环节

尽管学生讲课环节,对于主讲学生,可以充分发挥主观能动性,并取得较好的学习效果。但是对没有参加讲课的学生,由于没有认真准备,所以学习的效果比较有限。为此,我们在增加学生讲课环节的同时,特意增加了讨论环节,希望能够弥补学生讲课环节的不足。讨论环节的内容可以有两种选择:一种是在教师所讲授内容的基础上,提前安排每一位同学准备讨论内容。第二种在学生讲课环节的基础上,对于某些非常重要的内容,要求主讲学生认真准备讲课,而其他同学也要认真准备,并进行讨论。在课程的教学过程中,可以在模糊诊断方法、神经网络诊断方法及故障诊断实例教学部分等安排讨论环节。实践证明,讨论环节可以很好地避免学生的学习惰性,经过提前准备,学生对于一些需要讨论的内容可以掌握得比较扎实。而且这种讨论环节可以在教学过程中经常进行,从而不断地敦促学生积极参与。

五、增加与工程实践相结合环节

由于本课程与工程实践实际结合非常紧密,为了避免在课程的讲授过程中,过于强调理论知识,从如下几个方面增加了与工程实际相结合的教学活动。

1.在理论教学过程中,不断将理论知识在工程实践中的实际应用介绍给学生。在绪论的教学过程中就使用一个水轮机故障诊断系统引起学生的注意力和兴趣,并且给学生简单介绍Open Predictor故障诊断系统。例如在介绍故障树诊断方法时,介绍了船舶碰撞故障树的实例分析。

2.要求学生自己针对某一方面的内容,查找具体的实例应用。例如在模糊诊断方法的学习过程,要求同学们介绍自己所查到的模糊诊断方法在实际工程实践中的实例。

3.尝试在教学环节中采用项目教学法,例如在故障诊断实例部分的内容,教师可以对旋转机械的故障诊断系统、齿轮故障诊断、轴承故障诊断采用项目教学的方式进行讲解和介绍。

六、添加实验教学环节

尽管采取了多种措施对机械故障诊断学课程进行了教学改革,但是实验教学环节还是必不可少。以前没有开设课程实验是由于缺少实验设备。现在已经具备了基本的故障诊断实验设备,因此,为了加强理论联系实际,我们在教学过程中添加了实验教学环节。实验内容选择旋转机械故障诊断中比较常见的齿轮故障诊断及轴承故障诊断。而且把实验安排在课程相关教学内容之后,希望学生能够将理论知识与实验教学内容相结合。实验教学,使得学生对于故障诊断的整个过程,从布置传感器、数据采集、信号处理、诊断分析、诊断报告等方面有个深刻的认识。这一点是其他教学过程学生所得不到的训练。

七、考核方式多样化

由于本课程以前的考核方式过于单一,仅仅依靠课程结束后学生所提交的大作业。由于这种大作业的形式较好,对于研究生综合素质的提高具有一定的作用。因此,在本课程的教学改革过程中,仍然继续保留写报告的大作业形式。但是,在教学改革中,将显著提高大作业的要求,例如:对题目的要求有明显限制、要求字数要求、参考文献的篇目要求显著提高。而且,特别鼓励在大作业中加入针对具体问题所进行的故障诊断研究。大作业所占的比例要求,从原来的100%降为60%。除此之外,将学生在课堂表现、作业情况、讲课环节、讨论环节和实验环节等的表现纳入本课程的评价体系中,这几项所占分值比例为40%。结果表明,这样对学生将会产生一定的压力,从而在各个不同环节中都能够积极投入,从而提高了教学效果和质量。

八、结论

为了提高机械故障诊断学课程的教学质量,对该课程提出了教学改革的思路。在总结了该课程的教学过程的不足的基础上,为了解决以前教学过程中所存在的问题,制定了具体的教学改革措施。这些措施均为解决具体的问题而提出的,具有较高的可行性。

参考文献:

[1]钟秉林,等.机械故障诊断学[M].第3版.北京:机械工业出版社,2007.

[2]何正嘉,等.机械故障诊断理论及应用[M].第1版.北京:高等教育出版社,2010.

[3]冷军发,荆双喜.机械故障诊断课程教学改革探析[J].中国现代教育装备,2011,(11).

[4]胡而已.状态监测与故障诊断技术,课程实验教学改革浅析[J].教育教学论坛,2014,(29).

作者:王昊 吴懋亮 王化更

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