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技工院校电动机继电控制线路安装与检修课程一体化教学方法探究

作者

郭仪彬

福建技师学院

摘要:《电动机继电控制线路安装与检修》这一课程是技工院校电气自动化专业的基础课程,该课程涉及知识点众多且复杂,实践操作困难且需要耐心。所以该课程需将实操与理论知识紧密相连,即运用一体化教学方式,才能引导学生学习并且激发学生学习兴趣。本文首先通过阐述课程内容、课程教学存在的问题、一体化教学模式存在的问题,然后详细阐述了一体化教学在《电动机继电控制线路安装与检修》这门课中的教学实践。通过教学评价引发对本课程的教学思考。

关键词:教学实践;检修;中职

一、主要课程内容

《电动机继电控制线路安装与检修》这一课程是技工院校电气自动化专业的教材,包括了电动机基本控制线路的安装与检修知识。这本教材的主要内容包括三相笼型异步电动机的拆装与维护、立式钻床电气控制线路的安装与调试、减压启动器的安装、CA6140型车床电气控制线路的安装与调试、CA6140型车床电气控制线路的检修、M7120型平面磨床电气控制线路的安装与调试、M7120型平面磨床电气控制线路的检修、Z3050型摇臂钻床电气控制线路的安装与调试、Z305型摇臂钻床电气控制线路的检修九个学习任务。

二、课程教学存在的相关问题

学好本课程的前提是对《照明线路安装与检修》课程的良好掌握,这便关联到任课教师的延续性问题。在多数技工院校中,讲授这两门课程的并非同一位教师。如此一来,在教授《电动机继电控制线路安装与检修》课程时,任课教师难以了解学生关于《照明线路安装与检修》课程的学习状况,因而无法依据学生对先修课程的掌握情形来规划本课程的教学安排。

学习本课程需要对初中物理具备一定程度的熟悉度。然而,技工院校的学生在初中物理、数学等知识要点的掌握上普遍处于中等偏下水平,部分学生甚至对数理基础理论知识全然不知,如此情形不仅提升了学生的学习难度,亦加大了教师的教学难度。

本课程所涵盖之知识体系庞大且繁杂。其一,理论知识层面颇具复杂性,涵盖电气识图领域、元器件工作原理剖析以及性能特征探究等方面。其二,实践操作极具挑战性且需秉持耐心。于本课程的实践操作环节,要求能够娴熟运用各类工器具,唯有如此,方能在实操进程中实现时间的高效利用。其三,对安全规范的要求更为严苛。在实训期间,着重培养安全意识并严格规范操作执行的各项细节乃重中之重。以上课程教学存在的问题都将给教师带来一定的压力和困难。

三、一体化教学模式存在的问题

《电动机继电控制线路安装与检修》课程实施了一体化教学模式,然而这并不意味着该课程的教学问题已得到妥善解决。于一体化教学进程中讲授此课程时,亦遭遇了若干问题。

其一,教师对一体化教学模式的理解尚欠深入。电类专业的一体化教学模式,系针对本专业课程而言,摒弃了以往理论与实操相互分离的教学形式,改为引导学生交替研习理论知识与实践课程内容。即一堂专业课不再遵循先理论后实操的顺序,而是使理论学习与实操训练相互穿插交替。然部分教师或过度侧重理论教学,致使实操环节被弱化;或过分聚焦于实操训练,而忽视了理论知识的传授。如此情形之下,一体化教学模式的价值与意义便难以彰显。

其二,教学配套资源难以满足需求。一方面,一体化教学的耗材使用量颇为巨大,且更新频率较快。本课程所需教学设备会因时间推移与使用频次增加,致使部分元件受损以及线路老化现象发生。倘若未能及时补充耗材并更新设备,后续课程教学将受到不利影响。另一方面,一体化教学模式对仿真模拟系统亦有需求,以此增进学生于本课程学习中的沉浸式感受。故而学校需配备完善的相关设备设施,逐步构建并优化学生的学习环境。

其三,课堂安全与纪律管理面临挑战。通常一个班级人数在 30 至 40 人左右,众多学生集中于实训室,安全问题务必予以高度重视。电类专业教学关联用电安全以及螺丝刀、钳子等工具的使用,因此安全与纪律方面的把控尤为关键。这便要求任课教师在授课过程中兼顾学生安全状况,由此致使任课教师的教学压力有所增大。

四、教学实践

《电动机继电器设备安装与维修》课程一体化教学方法如下:

1、课前准备

课前准备工作涵盖学生用书、实训设备与耗材的筹备以及实训室的布局规划。学生用书选用本课程的一体化教材,此类活页教材具备使用灵活之特性,能够依据学生的学习状况适度调节学习进度,且可有效避免教材的不必要损耗。

实训设备及耗材需提前筹备妥当。在本课程的教学过程中,所需的各类元器件,诸如空气开关、交流接触器、行程开关、按钮盒、时间继电器等,应依据班级人数足量配备,并预备一定的备用数量,用以应对设备的自然损耗。此外,还需准备端子头、导线等耗材。

实训室的布局安排亦极为关键。任课教师应结合自身教学特点与学生的学习特性,精心规划实训室布局。鉴于一体化教学强调理论与实践的有机融合,实训室应兼具理论讲授区域与学生实践操作区域。因一体化教学多采用小组学习模式,桌椅与实训设备的摆放亦宜采用小组化形式。

2、教学实施过程

(1)分组

为提升学生的学习效率,于实训期间,任课教师依照学生的特质进行分组,并择取适宜人员担任小组长,责令组长承担督促组员学习之责。组员人数以 6 至 8 人为宜,亦可依班级规模酌情调整。

分组学习具备诸多优势。其一,组内学习能力较强之同学可对学习能力稍弱的同学予以适当协助。在校园环境中,多数学生在遭遇问题时,往往不擅长向教师求助,而更倾向于向自身信赖的同窗寻求帮助,分组学习恰好为此提供了契机。其二,各学习小组之间能够开展交流互动、良性竞争等活动,有益于提升其团队协作能力。

(2)统一实训规范与准则

为使学生能够高效且高质量地完成本课程任务,在确保每位学生均持有一套完备的实训器材(涵盖所有任务所需的电气元器件、接线屏以及端子排等)的基础上,还需额外预备两三套实训器材,以应对突发状况。

实训期间应配备基本工具。每组学生至少配备一把剥线钳与一把压线钳,每位学生均需配备一把一字型螺丝刀及一把十字型螺丝刀。同时,每组学生至少应配备一台万用表,用于电路通电前的检测与故障排查工作。

实训过程需使用大量导线,为便于通电检测及故障排除,应统一导线标准。导线颜色统一设定为:主电路三相电源线采用黄绿红三色导线,控制电路使用黑色导线,零线运用蓝色导线,地线则使用黄绿导线。按钮颜色亦作统一规定:红色按钮用于停止功能,绿色按钮用于启动功能,黑色按钮可实现停止或启动功能。

接线前,需先行绘制电气原理图,绘图时应使用尺子等工具,以确保图纸规范、工整。接线工作应依据原理图开展。

接线完成后,首先进行通电前检测,接着实施通电空载测试,最后方可连接电机进行通电调试。

(3)合理规划教学活动并组织开展实训工作

鉴于元器件知识是本课程学习的基石,本课程首堂授课可着重阐释课程所需各类元器件,诸如交流接触器、空气开关、行程开关、时间继电器等等。多数学生对电气基础元器件认知匮乏,部分学生甚至未曾亲见。故而首堂课可向学生详尽解析元器件的工作原理、适用场景、操作方法、注意要点以及通断检测方式等内容。讲解完毕后,若具备相应条件,可安排学生进行元器件的拆卸与装配实操。实训阶段,组织学生以小组形式运用万用表分工检测元器件。例如在测试按钮时,采用万用表电阻档(选定适宜量程)或蜂鸣器档来检测按钮的常开与常闭触点,于按动按钮过程中同步观察万用表示数变化,如此可使学生明晰常开、常闭触点的特性,亦有助于后续交流接触器知识的研习。实训过程需设定明确时间周期,发放检测表格,要求学生按时完成检测并如实填写结果,实训结束后以小组为单位汇报成果。任课教师依据学生的检测结果予以反馈评价,评价环节亦可引入学生互评机制,因在检查同学成果的过程中,学生亦能实现知识的学习与复习,从而有效提升学习能力,巩固基础学识。

在教学实践进程中,常发现学生对各类工器具使用生疏,部分学生难以区分压线钳、剥线钳、斜口钳等工具。因此在本课程教学进程中,有必要适时穿插讲解基本工器具的使用方法与注意事项,并于讲解期间着重强调实训室安全要点。

控制电路的工作原理教学是完成本课程教学的理论依据[1],也是难点。在电气相关课程教学中,以图纸形式呈现工作原理具有直观清晰的显著优势,故而学生掌握识图读图能力至关重要。为达成此目标,可先引导学生大量绘图,依照电气图纸规范绘制电气接线图,并基于该图阐述工作原理。毕竟,多写多画有助于筑牢理论根基,为后续实操环节奠定坚实基础,从而实现学习效果的事半功倍。

以教授电动机正转电路工作原理为例,不应单纯复述教材内容,而应致力于将原理讲解得深入浅出。具体而言,首先需建立图纸上元器件符号与实际元器件的一一对应关系。其次,整个工作原理可划分为两个关键过程:一是由启动按钮操控的正转电路,其作用在于驱动电动机实现正转;二是由停止按钮把控的停止电路,达成电动机停止运转的目的。最后,详细描述电路运转顺序,其中交流接触器辅助常开触点并联于启动按钮两端所发挥的自锁功能尤为关键,此亦为整个电路原理的重难点所在。为加深学生理解,可在后期通电实验时设置参考组,该组不连接交流接触器辅助常开触点,通过通电后观察实验现象,助力学生直观体悟自锁功能。

学生在完成工作原理学习后,可自主绘制电气图,并依据标准在图中标注线号,即每经过一个元器件,线号序号递增 1,具体可参照相关示例图。在整个课程体系中,各任务之间紧密相连,前一任务构成后一任务的基石,例如,在掌握正转电路原理之后,学习正反转电路时便会更具便利性与高效性,知识体系得以逐步拓展与深化。

电动机继电线路的安装教学是本课程教学的重点,也是掌握电动机继电控制线路的基础环节。在教学伊始,可向学生传授接线顺序。通常,多数人遵循从左至右、从上至下的接线习惯,此方式可有效降低错误率并减少遗漏现象。随后,引导学生准确区分元器件的上下端,依据所标注的线号,将线号相同之处利用导线予以连接。当整个电路接线工作完成后,切不可贸然通电,因若存在故障则极有可能引发跳闸等不良后果。故而,在通电之前必须先开展短路检测工作。在整个实操进程中,着重培养学生养成良好的操作习惯,使其严格依循标准规范完成安装任务。这一过程离不开教师的悉心教导与及时的指导纠正,同时,教师亦需注重激发学生自主思考能力,引领学生探寻更便捷、更契合自身实操的有效方法。在此过程中,并非要求学生刻板地遵循教师指令完成任务,而是允许并鼓励他们融入自身独特思考,并进一步引导其对自身想法加以优化完善,以更好地推进实操进程。

电气线路故障排除乃是检验本课程学习成效的重要方式。鉴于电气线路故障具有随机性与随时性的显著特征,故障排除工作务必秉持耐心与细心的态度。例如,在电动机正转线路安装完成并通电后,若出现按下启动按钮时交流接触器线圈吸合,而松开启动按钮后线圈却不再吸合的现象,此时依据所学知识应考虑线路未实现自锁功能,即极有可能是启动按钮两端未并联交流接触器的辅助常开触头,以此为线索展开原因分析,进而确定故障点。在故障排除过程中,需注重逻辑顺序,遵循先易后难的原则有序推进。当各小组成功完成一项任务后,教师可设置一些简易故障点,组织学生分组开展故障排除活动。在此期间,可适度引入竞争机制,率先完成故障排查的小组有权为其他小组设置新的故障点,此举措将有力激发学生的学习兴趣,促使他们主动投身学习活动,并积极主动地为有需要的同学提供帮助,从而在班级内部形成良好的学习互动氛围,有效提升整体教学效果与学生的综合实践能力。

(4)依学情调整教学

在指导学生执行任务进程中,针对学生所提问题与遭遇困难,若多数学生存在共性问题,则可考虑开展理论讲解。该理论讲解可结合学生任务完成状况实时推进,着重剖析典型错误。例如,若多数学生难以区分按钮盒的常开常闭状态,便统一进行再次讲解以纠正错误认知。一体化教学并非僵化固定,并非局限于先理论后实操或理论少实操多的模式,而是强调理论与实操相互交融、交替进行。凭借教师的理论知识引导任务开展,依据任务执行中的情形优化理论教学,二者相互依存、不可或缺,共同促进教学成效的提升与学生能力的培养。

3、教学评价

“一体化教学模式”的课堂教学评价要以学生为中心,即从学生的角度出发,紧紧围绕学生的发展。【2】

可以采取学生自评、学生互评以及教师评价等方式进行教学评价。教学评价的主要目的是为了让学生积极正视自己的问题,同时也能通过教学评价激励学生,激发学生学习的动力。

学生自评:鼓励学生进行自我反思和评价。学生自我评价,可以从安全责任意识、学习态度、小组合作情况,任务完成情况,实训室卫生情况等几个方面自评。引导学生回忆实训过程中遇到的问题,反思自己当时的解决方法,总结自己的不足之处。

学生互评:鼓励学生互相点评,交流总结。在开展小组讨论或项目合作的过程中,当局者迷,旁观者清,有时候让对方来评价自己的行为会得到不同的结果。

教师评价:任课教师在学生实训过程中适当指导,基于每个学生的表现,给出适当的建议与评价。教师的评价应该是全面的而不是单单根据成绩评价。

五、总结

《电动机继电器设备安装与维修》课程作为电类专业教学的基础课程,在技工院校学生技能等级鉴定考试中亦属于重难点内容。于该课程采用 “一体化教学模式” 授课时,教师需依据学生的学习特性以及课程自身的教学重难点,科学合理地开展教学活动。一体化教学并非一成不变,其更多地侧重于依据学生的学习成效实时灵活地调整教学策略与方法。在课堂教学环境下,理论教学与实操训练相互交织、彼此促进、协同发展。在教学进程中,难免会遭遇各类复杂多样的问题情境,这便对教师提出了更高要求,需要教师秉持认真负责的态度与充足的耐心,紧密结合课堂实际授课情形,及时且精准地对教学方法做出适应性调整与优化,以确保教学质量与效果的稳步提升,助力学生更好地掌握课程知识与技能,实现教学目标与人才培养目标的有机统一。

(作者单位:福建技师学院)

参考文献:

[1]魏清发.《电气安装与维修》课程教学的建议[J].教育教学论坛,2020,(11):261-262.

[2]黄智英,张军政.电机与电气控制技术课程的一体化教学实践[J].电子技术,2022,51(02):176-177.