時間:2023-05-30 10:56:50
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電動機課件,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:電動機結構原理;教學目的;教學內容;教學設計
一、教學目的
實施電動機結構與原理教學,其目的是為了讓學生掌握電機的基本工作原理,為將來從事相關工作打下堅實基礎。具體來說,要達到以下教學目標:
一是能夠看懂常用電動機原理電路圖;
二是熟悉常用電動機在機床電器及電路中的作用;
三是能夠鏈接典型機械設備電器控制線路;
四是具有初步分析和解決常用機械設備電路故障的能力;
五是能設計簡單的機床電氣控制線路;
六是了解直流電動機、變流電動機的速度控制方法;
七是了解磁路與變壓器及異步電動機的工作原理及應用;
八是了解繼電接觸器控制系統;
九是掌握直流電動機工作原理及應用。
二、教學方法與手段
(一)故設疑問,激活學生思維
教學中教師有時故設疑問,露出破綻,反而更能調動學生學習的積極性,激活學生思維,使之更好地掌握和理解相關知識。如學習單相電動機時,教師可結合之前學習的三相電動機反轉知識設問:“要想使該電機反轉,是不是把插頭兩端在電源插座中的位置換一下電機即可反轉呢?”有的學生可能會仿照三相電機的反轉方法錯誤地回答:“是。”此時教師可結合實例,如家里的電扇并不因為插頭兩端在電源插座中的位置不同而改變方向,引導學生合作探討此問題,這樣學生就能更好地理解并記住單相電機反轉的兩種方法。
(二)運用現代化教學手段,直觀演示
多媒體集聲、像、圖、文于一體,具有直觀性強、可操作性強的特點。在講解電動機結構與原理時,教師可將事先拍攝好的現場電動機維修過程及常用類型的電動機結構圖制成課件在課堂上播放,并結合課件向學生講解電動機的基工作原理,從而讓學生更好地掌握和理解相關知識。
三、電動機應用實例解析
下面就一起來看一下單相交流電動機和三相換向電動機的應用。
單相交流電動機一般可分為兩大類(見圖1):一類是不帶離心開關的單相電動機,另一類是帶離心起動開關的單相電動機。單相電動機的功率雖然略小,但是卻是市場占有量最多的,因此研究單相電動機的調速具有重要的現實意義。我們可通過調壓調速的方法對其進行調速。而用這個方法(就是改變電動機的轉差率),穩速性能差,調速范圍小,一般在70%與100%之間,但是加上了轉矩的特性差,卻總是無法滿足使用的需要。
三相交流換向器電動機(見圖2)一般在電線、塑料制品和橡膠這類電纜行業中使用較多,其所有調速的功能都集中在電動機本身,并且電氣控制設備也很簡單,能在規定的調速和接近恒定轉矩的情況下從零調速至高于同步轉速,盡管這種電機的結構復雜,電動機維修量較大,換向比較困難,但因其具備上述種種優點,大多現場技術人員都覺得用于塑料擠出機、橡膠時,三相交流換向器電動機優于滑差電機和直流電動機。
需要注意的是,電動機運行時雖然允許在邊緣有輕微的火花,但是火花卻不能過大,萬一發現火花太多應馬上調查原因,過大的火花會燒壞換向器片的表面,且溫度的升高也易使換向器片與調節繞組脫焊。教師在講解相關電動機知識時,必須提醒學生這一點。
圖1 圖2
四、結語
隨著社會的進步和經濟的飛速發展,電動機應用的領域和范圍不斷擴大,其重要性已不言而喻。在今后的教學工作中,我們必須努力跟上新時代的步伐,不斷總結經驗、不斷探索、不斷創新,以尋求更多更好的教學方法,優化電動機結構與原理教學,使之邁上一新臺階。
參考文獻:
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文/趙蕊芬
摘 要:電動機單向運轉控制線路是職業院校學生在學習機床電氣控制這門課時首次接觸到的線路,內容難度不大,但由于學生的基礎薄弱,存在厭學情緒,學習起來有一定的困難。本文提出,在電動機單向運轉的理論教學中,教師要在備課和授課時充分抓住學生特點,分解教學任務,逐一完成,突破教學重點和難點。
關鍵詞 :電動機 單向運轉 點動 自鎖 引導
電動機單向運轉,往往被稱為電動機正轉。點動正轉控制線路和具有自鎖的正轉控制線路是本節課的兩個內容,其中理解點動和自鎖的含義是本節課的重點。這部分內容在第一章中具有承上啟下的作用,內容本身難度不大,但由于職業院校學生基礎薄弱,并且是首次接觸電動機控制線路,學習起來有一定的困難。學生在學習的過程中,容易走神,產生厭學情緒。為了提高教學質量,在備課過程中,要將教學任務分解,降低學習難度;在授課過程中,要以啟發和引導的方式,充分利用多媒體課件以及線路板實物,激發學生的學習興趣,給學生視覺的刺激和感覺的撞擊,讓學生在輕松愉悅的氛圍中學會分析電氣原理圖的工作原理,并理解點動和自鎖的含義。
一、點動正轉控制線路的教學
所謂點動,就是電動機短時、斷續地工作。即按下按鈕時,電動機啟動工作,手松開按鈕時,電動機停轉。引導學生回憶實習課的情景,總結出點動控制常應用于機具和設備的對位、對刀、定位以及機器設備的調試等等。進而發問:這種控制在線路中如何實現呢?給出電氣原理圖,分析線路的基本結構,讓學生嘗試分析線路工作原理。在這個環節中,可以分組競賽,激發學生學習的興趣,活躍課堂氣氛。學生作答完畢后,利用多媒體動畫演示驗證學生的答案,作出點評,并引導學生總結點動控制線路的工作原理:合上QF,按下啟動按鈕SB時,接觸器KM線圈得電KM主觸點閉合電動機啟動運行;當手松開按鈕SB時,接觸器KM線圈失電KM主觸點斷開電動機失電停機。最后,斷開QF。這時,利用之前已連接好的點動控制線路板,通電演示點動正轉控制的工作過程,加深學生對點動控制及線路的理解。實物的展示讓學生充滿了好奇心,激發了學生的求知欲望,有效地提高了教學效率和質量。
二、具有自鎖控制的正轉控制線路的教學
通俗地講,自鎖就是通過電氣元件將啟動按鈕觸發的電動機工作狀態鎖定。從專業的角度講,利用接觸器自身常開輔助觸頭而使線圈保持通電的效果稱為自鎖控制,簡稱自鎖。采用自鎖控制后,當外界原因突然斷電又重新供電時,由于自鎖觸頭因斷電而斷開,控制電路不會自行接通,可避免事故的發生,起到零壓(失壓)保護的作用。當線路電壓低于電動機的額定電壓時(一般降低到85%),接觸器線圈磁通減弱,吸力不足,觸頭在彈簧作用下釋放,自鎖觸頭斷開,失去自鎖,同時主觸頭也斷開,使電機停轉,得到欠壓保護。
根據自鎖的概念,引導學生在點動正轉控制線路中,加入自鎖觸點——接觸器KM的常開輔助觸點。再次把學生分組進行線路分析競賽,激發學生的學習興趣,學生作答后,利用多媒體動畫演示驗證其答案,并引導學生總結具有自鎖的正轉控制線路工作原理:合上QF,按下啟動按鈕SB1時,接觸器KM線圈得電KM主觸點閉合且KM自鎖觸點閉合電動機啟動并連續運行;當按下停止按鈕SB2時,接觸器KM線圈失電KM主觸點斷開且KM自鎖觸點斷開電動機失電停機。最后,斷開QF。在線路的分析過程中,可以讓學生回憶實習過程中在機床上見過用過的綠色啟動按鈕及紅色停止按鈕,告知學生線路中的SB1和SB2是與之相對應的,幫助學生將理論與實際聯系起來,讓學生體會到所學的知識都是非常有實際意義的。通過線路工作原理的分析總結,讓學生更清楚地認識自鎖的概念。利用已連接好的自鎖控制線路板,通電演示線路工作過程,完成實踐驗證理論。這時,為了加深學生對自鎖概念的理解,提問學生,我們是如何實現點動變長動的?學生便很容易回答出加入自鎖觸點,從而突破了本節課的難點。
為了讓學生更好地掌握點動和自鎖的概念及線路特點,結合配套練習冊習題,先讓學生做,然后針對學生的疑惑進行解答,講練結合,提高教學質量。進而,布置作業,讓學生用鉛筆直尺畫出本節課學習的電動機單向運轉控制線路并總結線路工作原理。最后,對于學有余力的同學,還可以思考電動機雙向控制線路應該如何連接?為下節課雙向控制線路的學習做好準備工作。在教學的過程中,始終啟發學生提出問題并引導學生解決問題,培養學生勤于思考的習慣。
(作者單位:泰安技師學院)
關鍵詞:教學方法 Y-降壓啟動 IT教學法 原理圖
一、問題的提出
機床電氣控制技術是高職院校機電類學生必修的一門專業核心課程,課程的實踐性和應用性很強,學生學習掌握本課程可以為將來的職業發展奠定堅實的基礎。機床電氣控制原理圖是領會儀器設備設計意圖、分析設備工作原理的關鍵,并且它是技術人員在進行儀器設備調試、安裝、維修時的重要依據。筆者在機床電氣控制原理圖的教學過程中引入IT教學法法,從實現的結果出發,一步一步分析實現結果的條件,即RAC(From Result Analysis Condition)。通過此種方法,一是可以與學生共同分析問題,甚至可以由學生自己分析,從而體現學生在教學過程中的主體地位;二是分析過程由簡單到復雜、循序漸進,便于學生學習理解,提高學生的學習興趣;三是這種教學可以提高學生分析問題、創新問題的能力,有助于培養現代社會所需要的技術技能型人才。
二、Y-降壓啟動原理
對于大功率電動機(通常指功率在10kW以上的電動機)在啟動時因為會產生很大的啟動電流,容易把電動機燒壞,所以在此類電動機啟動時一般要采取降壓啟動的方式。降壓啟動有多種方式,而Y-降壓啟動只是其中一個比較常用的方法。所謂Y-降壓啟動,就是在電動機啟動時電動機定子線圈用Y形接法,每相定子線圈相電壓為220V,當電動機速度升高后(即轉差率較小時)再把電動機定子線圈改為形接法,電動機線圈相電壓達到額定電壓380V,電動機正常工作。
三、傳統機床電氣控制教學方法
筆者查閱了以往的文獻,了解到很多關于機床電氣控制教學模式、教學模式改革的研究,但具體對機床電氣控制原理圖的教學方法研討較少。從以往文獻的教學流程可以看出對于原理圖的教學方法有很多,如劉文勝老師在《〈機床電氣控制課程〉教學改革與實踐》中提到了教學流程說明,他把教學流程分為五步:一是資訊,二是決策,三是計劃,四是實施,五是檢查與評估。在資訊中主要是一些引導問題,其中第三條是電動機點動和長動電氣控制線路的原理圖和接線圖。從此可以看出,他是先給學生提供了整體的原理圖,然后根據原理圖分析動作原理以及器件的選擇等等。郝文莉老師在《機床電氣控制線路的教學方法》中也提出了機床原理圖的學習方法,她在文章中的第二部分以T68為例介紹了教學過程。她把學習過程分成元器件介紹,在原理圖分析時把整體電路分成了主電路、輔助電路、控制電路等進行講解學習,也就是在學習講解時把整個原理圖給了學生。
四、IT教學法
IT教學法,也稱發現法、探究式教學法、研究法,最早提出在教學中使用這種方法的是美國教育家杜威。IT教學法是指學生在學習概念和原理時,從一些事例和問題出發,讓學生通過閱讀、觀察、實驗、思考等途徑,以發現并掌握相應原理和結論的一種方法。它的指導思想是在教師的指導下,以學生為主體,讓學生參與到問題的討論之中,主動探索,掌握認識和解決問題的方法和步驟。具體到機床電氣控制課程,就是通過IT教學法,培養學生的設計思想、創新思維,從而實現教育的主要目的,在讓學生學會大量知識的同時,學會科學研究的過程和方法。
五、IT教學法Y-降壓啟動課程設計
1.導入
大功率電動機(一般指額定功率在10kW以上)在啟動時會產生很大啟動電流,啟動電流一般為電動機額定工作電流的4~6倍。較大的啟動電流主要會帶來兩點不利影響:一是大電流會使電動機發熱,容易燒壞電動機;二是大電流會沖擊同線路中的其他電器,影響其他電器的正常工作。所以在實際生產中,為了減小大功率電動機較大啟動電流帶來的破壞作用,一般在啟動時采取降壓的方式。
2.IT教學法教授Y-降壓啟動的步驟
(1)提出問題。電動機用形接法時,定子相電壓是380V,而采用Y形接法時,定子線圈上的相電壓是220V。所以對于在正常工作時采用形接法的電動機來說,如果啟動時接成Y形,那么啟動電流就會變小,等到電動機轉速基本上達到額定轉速時再接成形就可以正常工作了。通過這個過程,實現電動機降壓啟動。那么怎么才能通過繼電器-接觸器來實現這一控制過程呢。
(2)分析過程。這個過程,教師要引領同學們一起思考,一個小問題一個小問題地解決。每一個小問題都是以前學習過的內容,所以可以采取讓學生自己來描述,或者是讓學生用多媒體畫出來,讓學生們積極參與問題的整個思考過程,增強學生主動性。
第一,主電路分析。要實現Y-降壓啟動,我們很自然地得知要在同一臺電動機上必須接成Y和形兩種形式。那么,此時教師可以讓學生畫出Y形接法。學生畫出電路圖后,教師注意提醒學生因為需要短路、過載保護,需要熔斷器和熱繼電器保護。因為Y形法需要進行通斷控制所以需要加上接觸器,最后效果如圖1所示。然后,教師再接著分析,如何把電動機接成形,并引導學生共同完成,如圖2所示。KM和KMY能不能同時閉合?如果同時閉合會造成電路短路,所以KM和KMY需要互鎖。
圖1 電動機可通斷控制的Y形接法
圖2 電動機可通斷控制的Y-形接法
第二,控制電路分析。在完成主電路的設計以后,教師要和學生再分析一遍要實現Y-啟動過程原理。Y-降壓啟動過程就是在啟動時電動機用Y形接法,相電壓為220V,此時需要KM和KMY主觸頭閉合。當電動機轉速升高以后,電動機要變為形接法,即需要KM和KM接觸器主觸頭閉合。控制電路主要實現這兩個功能就可以了。控制電路引導問題的提出及教學過程如下:問題引導部分由教師引導,和學生一起完成。原理圖的繪制由學生獨立完成。在表中的步驟全部完成后,再帶領學生按總的電路圖分析一遍Y-降壓啟動的全過程。
控制電路IT教學法設計教學過程:
①引導問題:輔助電路短路保護。
解決思路:在線路中加入熔斷器。
對應原理圖(圖3)。
圖3
②引導問題:電動機過載保護。
解決思路:在控制線路中加入熱繼電器常閉觸頭。
對應原理圖(圖4)。
圖4
③引導問題:電動機停止。
解決思路:常閉按鈕。
對應原理圖(圖5)。
圖5
④引導問題:電動機Y形接法,降壓啟動。
解決思路:KM和KMY主觸頭閉合,KM和KMY線圈通電。
對應原理圖(圖6)。
圖6
⑤引導問題:電動機需要連續運轉。
解決思路:SB1需要自鎖,轉子轉速升高后KMY需要斷電,所以可以把KM常開并聯在SB1兩端。
對應原理圖(圖7)。
圖7
⑥引導問題:電動機形接法,正常工作,并且一開始不能直接通電,所以需要一個開關控制,并且正常工作時要連續運轉,所以開關處要形成自鎖。
解決思路:KM線圖用一個常開按鈕控制接入電路,并且把KM常開輔助觸頭并聯在按鈕兩邊。
對應原理圖(圖8)。
圖8
⑦引導問題:KMY和KM互鎖。
解決思路:在KMY線圈和KM線圈電路中分別加入對方的常開輔助觸頭。
對應原理圖(圖9)。
圖9
⑧引導問題:電動機轉速升高以后,由Y形接法轉變為接法時,即SB2接通之前,KMY線圈必須斷開。
解決思路:把SB2按鈕的常閉觸頭接到KMY線圈電路中。
對應原理圖(圖10)。
圖10
參考文獻:
關鍵詞:電工學;傳統型教學;探究型教學;研究型教學;計算機仿真
作者簡介:吳鵬(1980-),男,吉林延吉人,東北林業大學機電工程學院,副教授;尹力(1961-),男,黑龍江依蘭人,東北林業大學機電工程學院,講師。(黑龍江 哈爾濱 150040)
基金項目:本文系省教育科學“十二五”規劃省青年專項課題(課題編號:GBD1212007)、2011年度東北林業大學“電工學”重點課程建設項目(項目編號:A0019)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)09-0049-02
“電工學”作為高校非電類專業的一門專業基礎課,教學內容幾乎涉及電工與電子學各個領域,在高等教育本科教學中占有很重要的地位。[1]近幾年來,我國高等教育的改革與發展取得重大進展,社會各方面都對高等教育人才培養的質量提出了新的高層次要求。為了使學生在校期間能夠接觸和了解先進、前沿的科學技術,同時使他們在畢業后能夠盡快適應經濟建設和社會發展的需求,必須不斷對傳統的教學模式進行改革。
傳統型教學模式主要以教師為中心,學生只是被動的參與者。這種教學模式在方法上是灌輸和強制的,是一種學生被動參與式的教學模式。[2]
探究型與研究型教學模式是近年來最具代表的兩種教學模式。探究型教學模式指教師指導學生對當前所學內容以“自主、探究、合作”的方式進行深入學習的一種教學模式。[3,4]
研究型教學是對探究型教學的深化與拓展,[5]是以培養學生能力為主要的內容,將學習、研究、實踐有機結合,培養學生在研討中學習知識,培養能力和創新思維,達到培養高層次、復合型、多樣化的高素質創新型人才為目標的一種教學模式。
筆者結合近四年的教學改革實踐,針對“電工學”課程的特點,[6]把計算機仿真技術引進“電工學”課程,為研究型教學模式的運用提供廣闊的仿真空間。通過教學實踐證明,利用計算機仿真技術是實現“電工學”由傳統型教學到研究型教學的良好手段。
一、傳統型教學、探究型教學和研究型教學簡單總結
傳統型教學模式突出教師在教學中心的地位。在這種教學模式下,教師既是教學活動的中心,同時又是教學活動的主導者,教師對學生的教學是灌輸和強制的,學生被動地參與教師教學。而且教師與學生之間的交流非常少,學生大多機械地記憶教師課堂上所講內容,甚至機械地背下教師所留的題目。
傳統教學模式的特征是單一地考試,學生背的多,得分就高,學生沒有時間也沒有心思在學習的過程中進行創新。這種教學模式把分數作為衡量學生成績的標準,忽略了其他方面的培養。
探究型教學模式因為采用“自主、探究、合作”的學習方式,因此教師在教學過程中要強調學生在自主學習和探究的基礎上進行小組交流合作。教師所起的作用是引導,而學生應該努力發揮學習的積極性。
在研究型教學模式中,學生是學習的主體,而教師只是教學過程中的引導者,[7]它能夠引導學生在學習過程中運用科學的研究方法去求取知識、理解知識。因此這種教學模式由傳統的灌輸式教學轉向學生自主式學習,學生在整個教學過程中都會積極參與和探索交流。
例如,在講解一些基本元件或較為復雜的器件時,教師視情況可以作現場拆裝,向學生展示其內部結構,讓學生了解其性能、使用環境、主要參數、注意事項以比較與其他同類產品的異同。對于書本上一些難以理解的電路,教師可以利用計算機仿真技術對其進行仿真演示。例如,教師可以在課堂講解一部分計算機仿真技術基礎知識,接著指導學生在課內上機進行模擬仿真。通過仿真結果顯示,學生會形象地“看”到所建立模型的運行過程,幫助學生更好地明白其工作原理及工作過程。
二、計算機仿真技術輔助教學是實現研究型教學的良好手段
在“電工學”教學過程中,如果筆者借助先進的計算機仿真技術構建虛擬實驗平臺,緊密結合多媒體課件教學,不僅可以有效調動學生自主學習的積極性,激發學生求知欲和創新性,而且可以彌補學校實驗條件不足;同時也不受學時限制,從而更能進一步確立學生在教學過程中的主體地位。通過自己動手設計電路、進行仿真實驗并分析其結果后,學生能夠有所收獲,有所提高,與被動接受相比,這種熱情是自發的、內在的,具有長久和深刻的效果。
下面通過實例探討Matlab/Simulink仿真方法在“電工學”電動機部分的應用。
本文首先給出電動機的數學模型,然后應用Matlab中的Simulink建立三相異步電動機的仿真模型,為以后研究三相異步電動機的工作特性、機械特性、起動與調速方法的研究奠定基礎。
1.三相異步電動機的數學模型
異步電動機[8]的電磁功率和電磁轉矩分別為
式中為電動機的同步角速度。
由近似等效電路可得
式中。
將式(1),(3)代入式(2)可得異步電動機的電磁轉矩為
式中p為電動機的磁極對數;L1為定子漏電感;L2為折算到定子側的轉子漏電感。
其中r1為定子電阻;x1為定子漏電抗;rm為勵磁電阻,模擬鐵芯損耗;xm為勵磁電抗,對應于氣隙主磁通的電抗;r2為折算到定子側的轉子電阻;x2為折算到定子側的轉子漏電抗;s為轉差率;為電子電流相量;為電子電壓相量;為折算到定子側的轉子電流相量;為勵磁電流相量。
2.基于Matlab/Simulink的三相異步電動機的仿真模型
由三相異步電動機的機械特性方程可得到靜態的電機模型,其結構如圖1所示。圖中虛線表示三相異步電動機靜態模型。
三相異步電動機的相關數據如下:,,,,,,,,,。
基于Matlab/Simulink的三相異步電動機拖動系統的仿真平臺如圖2所示,電動機運行的速度曲線如圖3所示。
由圖3所示,可以直觀地觀察到電動機的速度變化曲線。
通過對Simulink在三相異步電動機教學過程中的應用研究,可讓學生在Matlab環境下,動手搭建三相異步電動機的仿真模型;并從所搭建仿真模型中,直觀地學習三相異步電動機的工作特性、機械特性、起動與調速等相關知識。
教學實踐表明,將計算機仿真技術引入“電工學”教學,是開展研究型教學的良好手段,學生反映良好。在“電工學”教學引入計算機仿真技術有以下優點:
(1)使學生們對所學知識感到形象直觀,能更好地理解和掌握所學知識。通過學生自己設計電路模型,能極大地調動學生的積極性,同時能夠激發創造力和創新性,讓學生參與到科研過程中。
(2)計算機仿真技術所提供的功能非常強大,且不存在燒壞器件的現象,因此學生在利用計算機仿真技術搭建模型時,不必擔心像在實驗室里把電路板燒壞一樣,可大膽進行分析、建模、編程、仿真,在學習過程中培養了動手、研究及解決問題的能力。
(3)計算機仿真技術只需在電腦上進行操作,學生可以通過課后自行上機進行設計,可緩解實驗設備緊張,解決教學過程中課時有限的問題。
(4)計算機仿真技術輔助教學的應用,可使學生在學習專業課之前掌握一些仿真軟件工具,為學生將來做一些較為復雜的綜合性設計題目及畢業設計奠定基礎。
由此可見,引入計算機仿真技術是實現“電工學”研究型教學的一種行之有效的方法。
三、結論
隨著時代的發展,“電工學”的內容不斷更新,新理論與技術不斷涌現。傳統型教學模式的教學已經不能滿足培養綜合型和創新型人才的需要。培養學生掌握新知識、新技術的能力,是目前社會和企業對高校教學提出的迫切要求。本文以“電工學”教學為例,較詳細地闡述了傳統型、探究型和研究型教學模式在該門課程中的特點。
通過筆者近四年的教學實踐證明,把計算機仿真技術引入到“電工學”教學中,能有力地培養學生分析和解決問題的能力,激發學生學習和研究的積極性。計算機仿真技術是一種可以實現“電工學”教學由傳統型到研究型教學模式的教學方法。
參考文獻:
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【文章編號】0450-9889(2012)05B-0086-01
有效實施基于“問題解決”的課堂教學,是解決學生由于問題意識缺失而缺少創造力這一問題的關鍵。這里所說的“問題解決”教學不是簡單地以“提問—分析—結論”為模式的教學。要想促使學習者全身心地參與教學,創造性地解決問題,教師必須為其創造合適的學習情境,有目的地引入或創設具有一定情緒色彩的、以形象為主體的生動具體的場景,以引起學生一定的情感體驗,從而幫助學生理解教材,發展思維。
多媒體課件以視覺聽覺的形象自然、逼真地展現多姿多彩的物質世界及其宏觀和微觀事物,生動直觀地表現抽象、無形的事物,簡化再現事物復雜的過程等。這些特點有助于突破教學難點。本文結合實例,闡述如何使用多媒體課件在中學物理教學中創設問題情境。
真實的問題情境最能引發學生的情感和個性情緒。通過多種媒體創設接近實際的生動、形象、直觀的情境能有效地激發學生的聯想,喚醒學生長時記憶中相關的知識、經驗或意象,去同化或順應當前學習的新知識,使學生能進行知識的意義構建。運用多種媒體創設的情境圖文并茂、自然、逼真、內容豐富多彩,主要有以下三種方式:
1.用形象解決抽象
在抽象概念的教學中,要使學生了解概念形成的背景與過程,幫助學生克服機械記憶概念的學習方式。如物理八年級上冊“牛頓第一定律和慣性”的教學中,運用多媒體教學課件演示伽利略的理想斜面實驗,教師配合進行適當的誘導、啟發,學生通過認真觀察、分析、討論物體受外力時的運動狀態變化,認識到生活中的物體均受到外力作用,正是這些外力決定了物體的運動狀態。這樣寓理于情,把抽象化為形象,用形象解決抽象,不僅能強化學生對牛頓第一定律的理解,而且能很自然地使學生完成慣性意義的建構,取得了非常好的教學效果。
又如在《大氣壓》一節的學習中,理解真空掛衣鉤的原理是學生學習的難點。為了高效地解決這個學習難點,在馬德堡半球實驗的基礎上,教師出示一個加有重物的真空掛衣鉤,讓它吸附在涂有劑的光滑鐵板上,問學生誰能拉開它。學生躍躍欲試,爭相舉手。這時教師將鐵板豎直放置,真空掛衣鉤竟然慢慢下滑,然后將鐵板平放,掛衣鉤又穩穩地停下。至此學生認為只要用一個手指輕輕就能拉開它,可是結果學生沒有一個人能拉開。對此學生大為不解,探討問題的興致高漲。隨后教師結合實驗,用多媒體課件重現實驗的過程,把對抽象原理的學習化成一個個形象具體的認識步驟,使學生準確理解,牢固掌握知識。
2.用動態演活靜態
研究力時,教材給出的圖例都是靜態畫面。在傳統教學中,學生往往難于準確地抓住力和運動之間的關系特點,而運用多媒體就能很好地解決這個問題。對過程的動態演示,能加深學生對知識形成過程的了解。例如,通過多媒體課件的動態演示,能使學生在類比中將汽油機和柴油機的工作行程加以區分,從而解決這個傳統的學習難點。又如,在凸透鏡成像規律的教學中,運用多媒體呈現蠟燭由遠及近移動時的動態成像過程,能使學生對物距、像距與成像大小、正倒、虛實的關系獲得直觀的認識。
3.用局部揭示整體
局部與整體是相輔相成的,整體由局部組成,局部會影響整體。許多問題可以通過局部放大、局部移位、局部透視,展示各部分的關系,從而幫助了解整體的特征。如在直流電動機一節的學習中,必須清楚地知道轉換器、電刷、線圈、磁極的位置關系,才能理解電動機持續轉動的道理。形象直觀的多媒體課件能把這四者的關系展現出來,使學生很快悟出電動機為什么能持續轉動。
問題情境創設得好與不好,不僅要看它能否激發學生的興趣,使學生產生強烈的學習欲望,從而形成學習動機;還要看它能否引導學生的思維,幫助學生掌握重點、突破難點。
教學問題較大時,往往需要把大的問題分解成一系列子問題,以幫助學生確定解決問題的策略,否則學生就會思路不清、方向不明、束手無策。運用多媒體教學就能很方便地做到這一點。例如在功的教學中,通過多媒體課件呈現多個事例,多角度、多層次地展示物體做功和不做功的情景,使學生能逐步歸納、分析、整理出做功的兩個必要條件,明確功的大小與力的大小、受力物體沿力的方向通過的距離之間的關系。這樣多角度、多層次地展現問題情境,還有利于培養學生思維的廣闊性、發散性、創造性。
文章編號:1671-489X(2016)10-0135-03
Simulation and Practical Integration Teaching in Electrician Course//ZHANG Qitao
Abstract Integration teaching of simulation and practice in the elec-
trician course, is a kind of way of teaching that abstract, difficult, boring electrical engineering learning object constructed as visua-lization, visualization, practice, it is not only accurately and vividly
describe electrical equipment, electric work principle, operation en-
vironment, electrical electrician process and practice of achieve-ment, but also can make students feel the learning interest, inspire participation practice power and skill enhancement to achieve a
sense of accomplishment. Reduce the difficulty of theoretical know-ledge of electrician course, improve students’ practice skills.
Key words electrician course; simulation; practice; integration teaching
1 電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學概述
電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學,是指專業教師在電工基礎、電工技能與訓練、電氣控制與運行等電工課程的教學中,以貼近電氣技術崗位的教學內容為主,利用自己設計和開發的教學課件、教學軟件或教材配套的教學軟件等多媒體電工教學信息資源[1],通過計算機和投影儀真實、直觀、形象地再現電工原理、電工操作程序和工作場景,讓學生上機進行電工原理、電工操作過程的模擬仿真操作,然后進行電工技能訓練的實際操作;或者將多媒體引進實訓室,一邊進行模擬仿真操作,一邊進行實踐操作,使學生不僅學到電工課程的理論知識,又學到電工實訓操作的技能,從而培養學生電工實際工作能力,實現電氣工程專業技術人才的培養目標。
2 電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學的意義
電工課程的特點是理論知識抽象難懂,實訓操作則具體實在,而且只有在掌握電工理論知識的基礎上,才不至于盲目而機械地操作,真正地掌握實際的電工操作技能。如電動機控制電路的工作原理是比較抽象難懂的,但只有理解和掌握電動機控制電路的工作原理,才能正確而有效地進行電動機控制電路配電板的安裝、調試、檢測、通電運行與故障排除。如果按照常規的教學方法,教師借助于粉筆與黑板對電動機控制電路的工作原理進行講解和描述,學生難以理解和接受,實踐也僅是簡單地模仿和機械地操作,不能真正領悟和掌握專業技能。導致學生容易產生厭學的心理和情緒,喪失學習的興趣和信心,不利于知識學習與實踐能力提升的有效結合。所以,如何把抽象難懂的電工原理變得形象直觀、生動易學,又如何把電工的理論知識與具體實在的操作有機地進行過渡和銜接,提高電氣工程技術人才培養的質量,這就是電工課程教師需要思考和解決的問題。
電工課程的模擬仿真,不僅可以把許多抽象枯燥和難以理解的電工理論和原理變得形象直觀、簡單易學、生動有趣,而且具有豐富的交互界面和人機交互的特性,學生可以在人機互動的過程中模擬在真實場景下的電工操作,給人以身臨其境的視覺和感受。教師在電工課程的教學活動中,讓學生將電氣工作原理、電工作業環境和實踐操作過程進行全面、生動、形象的模擬與仿真,然后使用電工器材的實物,進一步進行電氣工程安裝的技能訓練,從而培養學生電工實際工作的能力。
如針對現階段中職學生喜歡電腦和游戲,形象思維能力優于邏輯思維能力,模仿能力和動手能力較強的特點,教師在電工技能與實訓課程[2-4]“兩地控制一盞燈電路”的教學中,通過動畫的形式,呈現電路工作的原理、電器元件的實物和樓上、樓下兩個地方控制一盞燈的工作場景,卡通人物在不同的方位進行開關燈操作的同時,電路原理圖中電燈的圖形符號與仿真工作環境下的電燈也就顯示對應的或亮或滅的工作狀態。學生在理解和掌握“兩地控制一盞燈電路”工作原理的基礎上,以游戲的方式,按照原理圖中給出的先后順序,在實物圖中模擬在真實場景下進行連接導線的練習:1)斷開總開關,切斷電源,防止帶電操作;2)按原理圖完成全部接線;3)通電運行。
學生在通過虛擬的學習獲得實際的知識和初步操作技能的基礎上,采用雙控開關、電燈和導線等實物,按上述步驟,進行實際而真實的技能操作的訓練,就能夠進一步掌握“兩地控制一盞燈電路”安裝操作的技能。
由此可見,電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學,是融電工知識、動畫和音響效果、操作實踐為一體,符合學生興趣和愛好的教學方法。它降低了學生學習電工理論知識的難度,把電工的理論知識與具體實在的操作有機地進行過渡和銜接,避免了電工操作的盲目性,提升了學生動手實踐的能力,激發了學生的學習興趣,調動了學生參與學習的積極性,達到讓學生深刻理解電工理論知識、熟練掌握電工操作技能、充分發揮學習主體作用的效果,從而促使學生全身心融入教學活動之中,以利于學生專業能力的培養和職業素養的成長。
3 電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學應用分析
電動機單向運轉控制電路是最基本和典型的電動機控制電路,學生在學習了低壓電器的構造和原理的基礎上,通過該內容的學習,為正反轉電路、Y-降壓啟動電路等電動機控制電路的學習打下基礎。下面以電工技能與實訓[2-3]
及配套的電工技能與實訓仿真系統[4]“電動機單向運轉控制電路”的教學內容為例,進一步介紹電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學方法及應用。
電動機單向運轉控制電路的模擬仿真
1)器材識別。進入“器材”界面,清晰地呈現交流接觸器、空氣斷路器、熱繼電器、按鈕和熔斷器的外形結構,讓學生對電器有直觀的、整體的認識。將鼠標放到各器件的觸點上,師生觀察和討論器件各觸點的名稱及電路符號。
2)工作原理。進入“電路”界面,呈現電路實物圖和電氣原理圖,將鼠標放到原理圖中器件符號上,電路實物圖中突出顯示對應的器件,與學生一起查看和討論器件的名稱和作用。學生通過電氣原理圖與電路實物圖的對比,為理解電路的工作原理做好了鋪墊。然后進入“原理”界面,通過動畫演示,教師講解或師生討論分析“有過載保護的單向運轉控制電路”的工作原理。
3)電路安裝。
①元件的布局:進入“布局”界面,從系統元件庫中取出器件,合理布局;布置器件時應考慮器件的位置要與主電路有一定的對應,相同電器盡量擺放在一起,達到布局合理、間距合適、接線方便的效果。
②電路的連線:進入“連線”界面,讓學生以交互性模擬仿真的方式,按照原理圖中給出的先后順序(連接線閃爍的先后順序),在器件布局完畢的實物圖中連接導線。
4)試車運行。進入“運行”界面,學生模擬仿真操作:合上電源開關,按動啟動按鈕SB2,電動機旋轉;按動停止按鈕SB1,電動機停止旋轉。
5)故障排除。進入“排故”界面,根據仿真電路出現的故障,引導學生觀察、分析、查找和排除故障。
學生通過上述過程的模擬仿真練習,基本上掌握了的電路的工作原理和安裝操作的步驟,為電動機單向運轉控制電路配電板的安裝實訓奠定基礎。
電動機單向運轉控制電路配電板的安裝實訓
1)繪制電動機單向運轉控制電路圖:學生用鉛筆、三角板、圖板等繪圖工具,或者用計算機AutoCAD軟件,繪制電動機單向運轉控制電路圖,為電動機單向運轉控制電路安裝的實踐操作打下基礎。
2)電動機單向運轉控制電路配電板的安裝:①電器元件的檢測;②電器元件的定位及配線;③通電運行;④電氣線路故障處理;⑤清理現場。教師巡視和指導學生安裝電動機單向運轉控制電路配電板,檢查、指導學生通電調試,設置電氣故障,讓學生分析和排除故障。學生在配電板實物的安裝實踐中提高了職業技術的能力。
作品展示與交流 學生在完成了電動機單向運轉控制電路配電板的安裝操作之后,進一步展示自己的作品,介紹實訓操作的經驗和體會;然后,教師點評學生作品,贊賞和鼓勵學生積極參與實訓操作的熱情。
值得一提的是,這一教學步驟往往容易被忽略,使得教學過程不完整而感到缺憾。其實,它不僅是激活課堂歡樂氣氛,促進師生交流與溝通的主要環節,也是整個教學過程的精華和部分。學生通過作品展示與交流,不僅可以相互學習、共同提高,激發和保持參與操作實踐的動力,還可以共同分享彼此之間的勞動成果,體驗參加集體活動的樂趣,增強團隊意識與合作精神,展現自我,提升職業素養。因此,作品展示與交流是進一步地深化教學內容,實現教學效果最大化的教學手段和方法。
通過以上幾個步驟的學習,學生掌握了電動機單向運轉控制電路的工作原理和配電板安裝的操作技能,實現了預定的教學目標。在教學實踐中,結合學生的特點,通過計算機模擬仿真和配電板安裝的操作訓練,以及作品展示與交流,激發學生的學習興趣和參與職業技能訓練的熱情,鍛煉學生的專業能力,也促進教師直觀地測評學生成長指標,關注學生技能的實現以及項目教學的具體化。而且在教學活動中,師生共同體驗和感受課堂氛圍和諧的愉悅,關注師生的思維發展及情感交流的融合,促使教師積極探索教學方法,促進教師專業發展。
需要注意的是,將模擬仿真引入電工課程的理論教學,可以增強課堂教學效果,但它并不是增強課堂教學效果唯一的手段和方法,還要根據學生的文化層次、年齡大小和教學內容的難易程度而綜合地考慮,靈活地加以應用或取舍。再者,在電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學實踐活動中,計算機模擬仿真是通過虛擬設備和電路的形狀、工作原理、操作程序,使學生在視覺和感覺上有身臨其境的體會和感受,實現人與機的交流,便于學生對電工的理論知識和電路原理以及操作程序的理解和掌握。
然而,虛擬的情境和操作必然要回歸真實的電工設備和器材的操作,才能掌握實實在在的電工操作技能。因此,在電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學的實踐活動中,既要重視計算機模擬仿真的應用,更要重視真實的電工設備和電工器材的實踐操作。
4 電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學的價值體現
利于學生勝任企業崗位工作能力的培養 電氣科學技術的進步和企業生產設備的更新,呈現出日新月異的發展趨勢,反襯出教材內容和教學設備呈現出相對滯后和更新緩慢的狀況。模擬仿真能夠使用真實先進設備模型,作為學習者的操控平臺,利用虛擬現實技術,通過實際操作,給學習者身臨其境的切身感受,使得模擬仿真教學可以及時跟進產業技術的變革和高新設備的學習,從而適應和實現“課程內容與職業標準對接、教學過程與生產過程對接”的職教新理念,以利于學生勝任企業崗位工作能力的培養。
形象直觀,符合學生的認識規律 電工課程是理論和實際聯系比較緊密的課程,如果理論知識與實踐操作的教學同時進行,效果是最理想的。因此,在電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學過程中,學生通過模擬仿真的演示和操作,將比較抽象難懂的理論知識變得直觀易學,再通過親身實踐操作,就容易理解和掌握教學內容,增強學習興趣。從直觀到抽象再回歸實踐的認識過程,符合學生的認識規律。
避免實踐操作的盲目性 在傳統教學過程中,教師講完理論知識后才指導學生進行實踐操作,如果教學班級的人數過多,教師的指導就難以顧及每一個學生。所以,很多學生在操作實訓的最初階段就感到難以下手,無所適從,甚至帶有一定的盲目性。如果學生通過模擬仿真的演示和操作,就容易掌握實踐操作的方法和步驟,在實踐操作的過程中就容易上手,按正確的方法和步驟進行實訓操作。因此,電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學,避免了學生實踐操作的盲目性,提高了教學的實效性。
節約教學成本 為了培養學生的動手操作能力,學校必須購置一定數量的電氣實訓器材供學生實習用。但在實習過程中,由于學生對規范性操作行為的養成需要一定的時間和過程,因此,學生在實習過程中會不可避免地損壞一定的實習器材,增大學校的教學成本。計算機仿真,模擬真實環境下的電工作業,沒有損壞電工器材的后顧之憂。通過電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學,學生就容易養成規范的操作習慣,損壞器材的可能性大大減小,而且也可以緩解因實習器材不足影響教學的壓力。
強化技能訓練,讓學生掌握實際的操作技能 電工課程的模擬仿真,逼真地再現了電工技能訓練的項目,對學生身臨其境和親身參與從而獲得技能提升和技能養成起到潛移默化的作用。不過,模擬仿真雖然具有直觀性的教學效果,畢竟它是虛擬的教學場景,與實際的真實場景還有一定的距離。要使學生掌握真實的實際操作技能,還必須對學生進行實踐操作的教學,以培養學生實際操作的動手能力。模擬仿真教學是實踐操作的橋梁,通過實踐操作強化技能訓練,讓學生掌握實際的操作技能。
促進教師的專業發展 電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學,對教師使用現代教育技術的能力、專業理論知識運用的能力、動手實際操作的能力、營造寓教于樂環境的能力和調控課堂秩序的能力提出更高的要求,需要教師提升自身的專業素質和教學能力,盡可能成為“雙師型”專業教師。因此,通過電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學的研究與應用,可以促進教師的專業發展。
一、優化教學目標,是提高課堂教學效果的關鍵
一節課只有45分鐘,教師要向課堂要效果,首先要根據學生已有的知識水平,不斷地優化教學目標,確定好每節課能學習多少個知識點,學到什么難度;把握好每節課學習的重點和難點知識是什么。只有每節課的教學目標定位準確了,這才是提高課堂教學效果的關鍵。如果每節課設置的教學知識點過多,一節課也就完成不了,就會存在加快教學速度、拖延教學時間的辦法來完成教學任務,從而使我們的教學效果大打折扣。
例如,在講到《第11.2節 電路的組成和連接方式》這一節時,本節由四部分組成:“認識電路”、“通路、開路和短路”、“怎樣畫電路圖”、“電路的連接方式”。本節課的內容需要2個課時來完成,第一課時完成“認識電路”、“通路、開路和短路”、“怎樣畫電路圖”等三部分知識的學習,讓學生掌握電路的結構、電路的三種狀態及怎樣畫電路圖,這些都是關于電路的基礎知識,難度不大;第二課時完成“電路的連接方式”這部分知識的學習,包括串聯和并聯電路兩種基本連接方式,這部分知識是本節學習的重點,并聯電路的區分與連接是本節學習的難點。
二、優化課前導入,是提高課堂教學效果的前提
課前導入是課堂教學過程中的一個重要環節,課前導入的目的是能引起學生的注意,能提高學生學習的興趣,使學生的思維很快進入到本節課的學習中來。如果課前導入做得不好,學生一上課就對這堂課失去興趣,就難于提高課堂效果。課前導入的方法很多,我們需要優化課前導入,恰當地使用課前導入,控制導入的時間,對提高課堂教學效果、增強學習興趣有很好的幫助。
例如,我在上《壓強》這節課時,采用了做實驗導入的方法。課前我準備了兩塊同樣的小木板,在其中一塊小木板的中央釘了一顆小鐵釘,在另外一塊小木板上釘滿了小鐵釘,上課時把兩木板都平放在講臺上。然后我問同學們:我用物理課本把一個充足氣的氣球壓在一顆釘子的釘尖上,氣球會不會破裂?同學們異口同聲地說:會破裂。實驗結果告訴我們氣球真的“嘭”的一聲破了。然后我又問同學們:我用物理課本把另一個充足氣的氣球壓在很多個釘子的釘尖上,氣球會不會破裂?同學們都說:會破裂。實驗結果是氣球沒有破裂。同學們顯得很驚訝,很想知道氣球不破的原因。此時我進一步問:氣球為什么沒有破裂?從而引入了壓強知識的學習。同學們將帶著疑問學完這節課。
又如,我在上《聲音的音色》這節課時,在課前先制作好一段由各種小鳥及動物的叫聲合編在一起的一段聲音,于課前進行播放,學生們在聽這段聲音的過程中很認真,心情愉悅,當聽完聲音后,我問學生們:在這段聲音里你聽到了哪幾種鳥和動物的叫聲?一下子全班就沸騰起來了,同學們都表達了自己聽到了幾種動物的叫聲。可見,使用音樂進行情景的設置同樣能起到很好的導入效果。
三、優化實驗設計,是提高課堂教學效果的核心
物理是以實驗為基礎的一門科學,物理的各個概念和規律都是建立在實驗的基礎之上的。做實驗能讓學生直觀地看到實驗現象,從而通過分析和歸納得出實驗結論,從感性認識轉變為理性認識;做實驗也能培養學生的操作能力;做實驗還能滿足學生對探究物理新知識的好奇心。初中物理大大小小的實驗非常多,每節課的實驗我們都要精心準備,優化實驗設計,做好每一個實驗,這是提高物理課堂教學效果的核心。對于學生實驗,教師不能越俎代庖。教師應放手讓學生去做實驗,因學生已有的知識有限,所以教師還應對學生加強實驗引導,引導學生正確使用實驗器材,引導學生觀察實驗現象并記錄實驗數據,引導學生設置實驗步驟,引導學生歸納實驗結論. 實驗教學的好壞直接影響到物理教學的成敗,優化實驗設計對提高物理教學質量非常重要。
例如,我在上《平面鏡成像特點的實驗》這節實驗課時,實驗桌上老師已提前準備了一塊玻璃板,兩只同樣的蠟燭和一把米尺。等學生把玻璃板豎直放置在桌面上,玻璃板前一段距離處固定好蠟燭并點燃后,我提的第一個問題是:玻璃板成的像在哪里?同學們在玻璃板的另一側找到了蠟燭成的像并回答出來。接著,我提的第二個問題是:拿一張白紙放在像的位置上,看看在紙上能不能看到像?同學們做了以后回答說:沒有。我提的第三個問題是:實驗說明了玻璃板成的像是實像還是虛像?同學們回答說:是虛像。我提的第四個問題是:怎樣利用已有器材來確定像的位置及大小?同學們有了不同的說法,其中有部分同學能夠正確回答:拿另一相同的蠟燭放在像的位置上與像重合為止。我提的第五個問題是:像的大小與物體的大小有什么關系?同學們根據像與物重合得出了:像與物的大小相等。我提的第六個問題是:像到玻璃板的距離與物到玻璃板的距離有什么關系?同學們馬上用米尺進行測量,測量后得出了:像與物到玻璃板的距離相等。我提的第七個問題是:在這個實驗中,米尺和兩支相同的蠟燭分別有什么作用?同學們經過剛才的實驗都能回答出:米尺用于比較像距與物距的關系,兩支相同的蠟燭用于比較像與物的大小的關系。我提的第八個問題是:把玻璃板放偏一點看看實驗現象還跟剛才一樣嗎?……經過一連串的問題,學生通過自己的實驗操作,基本對本節課學習的主要內容——平面鏡成像的特點清楚掌握了。
四、多媒體的合理使用,是提高課堂教學效果的保障
關鍵詞:中職教育 自動化專業 理實一體化
理實一體化就是理論和實際結合,打破傳統的以理論為主的教學模式,實施實際訓練和專業理論相結合的教學模式。這種教學模式集中了教學的各個環節,教學場所直接安排在實驗室或者是實訓車間,學生能夠邊學邊操作。理實一體化使得理論和實踐聯系更加密切,使得學生的興趣和激情得以激發,因此是一種適用于中職自動化專業的教學模式,值得推廣使用。
一、理實一體化教學實施現狀
理實一體化教學在實際教學中使得教學質量得到了提高,但是也存一些不足。
從教學場地和設備上看,理實一體化教學模式對于教學場地的大小以及設備的數量要求高。但是,目前中職院校在這方面還沒能充分滿足教學要求。
從教師能力上看,實施理實一體化教學要有專業的教師。從中職教師師資隊伍看,教師理論和實際操作能力還不夠,雙師型教師隊伍有待加強。
從教學內容和時間安排上看,中職理實一體化教學內容有了調整,堅持以工作任務為出發點,但是同實際的崗位需求還有一定的差距。在實際教學當中,教學的時間安排也有問題:對于完成工作任務的課時不一致,有的甚至是幾個任務同時進行。
二、理實一體化教學實踐
1.完善課程體系
實施理實一體化自動化專業教學,要把工作任務作為教學的目標,重視學生實踐能力的培養,學生專業基礎達到一定程度即可。目前,中職自動化專業教材的理論性過強,而且實踐教學方面的內容也很陳舊。因此,在教學中,教師應該對課程和教學內容加以細化,修改教材,把一些零散的理論以和實訓內容歸納到系統項目中,把一些實用性和可行性的知識作為基礎。另外,在課程時間安排上,要對各個工作任務課時平行安排。
2.建立以科學和技術機制為基礎的校園課外活動
學校可以組織各種豐富的校園科技活動,使得學生的熱情和興趣得到激發,營造良好的課外實踐氛圍。自動化專業學院可以為學生提供實踐平臺,增加對學生實踐的投入,對于在實踐活動中取得好成績的學生給予獎勵,以實現對其他學生的激勵作用。
3.引進先進的教學方式
教師還可以通過搜集或者制作動畫和多媒體課件應用到教學中,以提高學生興趣。在學習直流電動機的調速一課中,教師還可以制作電動機調速裝置,這個裝置可以很方便地使用三種方法進行調速。教師講解基本的原理,學生自行計算,然后使用該裝置進行實驗來對自己的計算結果進行檢驗。這樣學生不僅有了學習的興趣,對電動機調速的方法也有了更加深刻的認識。
4.結合課程的設置與企業的生產實際
自動化專業的理論性比較強而且十分抽象。對于中職學生來說,要很好地掌握這些知識是比較困難的。因而,在開設課程時要把一些有操作性和有實際應用價值的課程納入到課程中去,諸如PLC、工業組態軟件等等。教授這些課程時應同實際應用的例子相符合。此外,還應該根據學校現有的條件通過類似的項目進行教學。例如,通過PLC、觸摸屏等組成的料灌控制系統,或者是由 PLC、觸摸屏、變頻器、壓力傳感器等構成的恒壓供水系統,由 PLC、觸摸屏、步進電動機、伺服電動機等組成的定位控制系統等等。對這些項目的學習不僅能夠使得學生的專業能力得到提高,學生在學習的過程中也不會覺得十分枯燥無味。
不過,為了更好教學,教師自身也應該不斷地學習,經常到企業中了解情況,掌握現代企業需要什么樣的技術和人才。這樣,才能根據企業的需求,培養社會和企業真正需要的人才。
三、小結
總而言之,實施理實一體化教學模式,對于教師也提出了更高的要求。我們應該不斷地學習和思考,在實際教學中不斷地加以改進。這樣才能夠使理實一體化教學內涵更加豐富,教學的質量更高,學生的專業技術水平也能夠得到更好的提升。
參考文獻:
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關鍵詞:技校電工 理論課 吸引力
一、設置疑問、激發學生熱情
有效的課堂提問能夠大大提高教學質量,學生帶著疑惑學習,才會有求知欲,才會主動思考或討論,課堂的氣氛也比較活躍。比如電磁感應是個難點,為了更為全面地講解法拉第電磁感應定律、電磁感應現象,教師可以通過讓學生認真觀察、實踐電磁感應實驗,并提出電磁感應的現象、感應電流的來源和強度等。為了高效處理這三個問題,學生就會仔細觀察、思考。磁鐵切割線圈、線圈就能夠產生感應電流,感應電流帶來的磁通抑制著原磁通的改變;感應電動勢能夠通過法拉第電磁感應定律計算得出。通過問題的解決,學生就能夠高效掌握課堂的重點。在講課結束后,教師提出更高水平的問題,然后組織、啟發、鼓勵學生積極主動思考、討論、總結,使學生參與到課堂教學中,學生就不再感到理論課的枯燥。另外,教師在提問時,需要圍繞課堂內容展開,不能提問那些難度過大、不切實際的問題,否則會起反面作用,不能有效提高理論課的吸引力。
二、科學選取教學工具
雖然電是無實物狀態的,但是教師在授課過程中要通過各種模型、掛圖、實物、實驗電路的應用來幫助學生理解記憶那些抽象、深奧的理論知識。在授課之前,例如在v授《電工基礎》時,教師需要準備電感、電阻、電容、線圈、磁鐵等等;在講授《電工儀表與測量》時,教師需要貯備電流表、電流互感器、電壓互感器、數字萬用表、模擬萬用表、接地電阻測量儀等等。這些教學器材的使用,對于學生學習電路、工作原理、使用方法等等有著積極的作用,能夠大大提升理論課的直觀性、生動性,可以收到良好的教學效果。
三、采取多媒體教學
多媒體技術能夠讓動畫、文字、圖像有機地結合在一起,能夠使理論課變得生動、形象,這樣更容易激發學生學習興趣。例如在講《電機與變壓器》一章時,三相異步電動機的工作原理較為難懂,可以制作多媒體課件,通過動畫演示電動機轉動的過程:給電機通入三相交流電流、定子轉子產生磁場、切割磁感線產生感應電流、轉子導體在感應電流和磁場的共同作用下,實現轉動。這樣通俗易懂的動畫演示,能使學生很快的理解并掌握電動機工作原理。在控制電路教學中,反轉控制線路是重難點,可以制作課件,讓無形的電流在多媒體上變得可見,學生就不會再懼怕枯燥的理論知識。理論和實際是相輔相成的關系,實際生活能幫助學生更好地理解理論知識,因此教師在授課過程中還需要通過多媒體技術引入實際例子,提高理論課的吸引力。例如在講電阻測量時,教師可以帶領學生走出教室,對宿舍、教學樓、實訓樓等場所進行電阻測量及數據分析,讓學生積極參與到課堂任務中。在某些很復雜線路和機器無法通過多媒體展示時,教師可以帶領學生去工廠參觀,便于學生學習理論知識。
四、科學組合教材
因為技校辦學的特性,一些學校注重提升學生的實踐能力,因此就縮減電工類理論課的課時,此外學生的基礎較差,這就造成教學質量的低下。因此教師在授課前需要對教材有著全面、系統的研究,依據實際情況適當地對教材內容進行調整,以便在上課過程中更加透徹、全面地向學生講授理論知識。例如在講授《電子技術基礎》這一章節時,在通過圖解法分析放大電路時,存在著電路圖過多、工作原理過于復雜等問題,為了降低課程難度,可以選擇將此部分內容舍去。隨著科學技術的發展,電氣、家電設備逐漸增多,學生就會對家電電路產生學習的興趣,教師可以在網上下載例如功率放大電路、手機充電電路等讓學生學習,學生主觀性得到發揮,其學習質量和效率自然而然有所提升。
五、小結
1.培養學生的學習興趣
(1)利用多媒體教學手段培養學生學習興趣在教學過程中盡量運用多媒體技術,把一些較難理解、不易掌握的內容展現出來,如:在“電氣與控制”這一章的教學過程中,可以采用多媒體課件的教學手段進行教學,將電氣控制線路的整個動作過程分步展現在學生面前,將難點拆分,同時將靜態化為動態,使學生可以身臨其境,從而能更好地培養學生的學習興趣。(2)開設各種興趣小組培養學生學習興趣職業學校大部分學生的理論基礎較差,如果讓他們一直面對枯燥的理論講解的話,他們往往是毫無興趣的。但是,這些學生往往對于一些小產品的制作卻是很感興趣的,通過開展各種形式的電工電子興趣小組,可以將理論知識的教授滲透到各種興趣性操作實踐中進行。
2.由淺入深,強化專業技能訓練
電工電子實訓項目較多,各個項目之間又不是完全獨立的。在實訓中應注意各個項目之間的關系,采用“分層模塊教學”法,設定實驗過程,分步驟、分階段對教學重點和難點實現各個擊破。實訓中可進行單項訓練,在單項訓練熟練掌握后再進行綜合訓練,由淺入深,這樣有助于學生的不斷反思和總結,技能不斷得到強化。如:“三相異步電動機接觸器正反轉控制”實訓中,將要用到兩個接觸器,可以首先讓學生接一個,使電動機正轉,當這種接法熟悉后,再接第二個,實現電動機的反轉,最后進行整體裝配,這樣做學生記憶就更加深刻,教學效果就更為明顯。
3.運用先進的教學手段,增強電工電子教學效果
為了解決這一問題,可以采用多媒體技術、網絡技術、信息技術教育和計算機仿真軟件等手段來改革傳統的教學思想觀念、教學方法和教學手段,設定與教學相關聯的多媒體課件和網絡課程,使其教學內容的廣度和深度都得到了有效地挖掘,培養了學生的自主學習、個性化學習能力。
4.運用各種仿真軟件進行輔助教學,提高效果,突破條件限制
在電工電子課程教學中引入各種軟件進行輔助教學可以有效地提高課堂教學效果。例如:在電工電子課程中采用EDA技術進行輔助教學,整個過程方便、簡便、快捷、靈活,且形象、直觀、交互性好,它不僅能很好地培養學生的動手能力,還加強了分析、綜合能力,實現了實驗教學的創新。學習電工電子,不僅要求學生掌握原理和相關的計算關系,還要求學生具備電路的分析、設計能力。現今社會,科技高速發展,新電路、新元件不斷出現,而實驗室因主客觀條件的限制,無法滿足各種電路的設計和實驗要求,通過采用軟件仿真的方法,克服實驗室的條件限制,避免使用中儀器損壞等不利因素,滿足各種電路的設計要求。采用計算機虛擬技術進行電路的分析設計,可以訓練學生掌握正確的測量方法和熟練使用儀器的能力,電路的綜合分析能力都有比較明顯的改善和提高,使課堂教學達到更好的教學效果。
二、調整教學內容
電工電子的課程內容多而廣,但是,教學課時學校十分有限,要在有限的課時內,將所有知識都面面俱到是十分困難的。針對職業學生的特點,我們將教學內容進行精選,主要體現在:
1.職業學校學生電工電子的教學內容以實用為主、夠用為主
職中學生的理論基礎相對較差,理論知識的教授以能滿足崗位和其他專業課需要為尺度。精簡理論的推導,注重理論的實際應用,使學生能夠較輕松、較好地掌握理論知識。
2.教學內容要以實驗實訓為重點
職業學校主要是培養操作技能型人材。教學內容以夠用理論知識的基礎上,突出技能訓練,注重學生動手能力的培養,以滿足社會的需求。在教學中應增加實例的講解,將教學內容與生活實際相結合,例如:在講“解異地控制電路”時,可以結合“兩地控制同一燈”這一實例,并配以實際操作,這樣既能將課堂知識直接與生活實際相結合,又能激發學生學習興趣,同時也培養了學生的動手能力。
3.緊隨時展,引入新知識
【關鍵詞】電工電子,多媒體技術
【摘要】針對電工電子技術系統性強、內容廣泛、課時相對較少等特點,在教學實踐中,認真開展多媒體課堂教學,學生學習積極性、主動性提高了,也取得了較好的教學效果。
沒有教育技術的現代化,就沒有整個教育的現代化;沒有現代教育技術的普及,就沒有素質教育的全面實施。電工電子技術是一門系統性、實踐性較強,內容廣泛、課時相對較少的課程,它是電子類專業的一門專業基礎課。教學實踐發現,在電工電子技術課程教學中的應用多媒體課堂教學,可以取得很好的效果。
一、在電工電子技術課程教學中采用多媒體課堂教學的優勢
1.有助于將抽象、生澀、陌生的知識直觀化、形象化,創建生動的表象,激發學生學習興趣,調動學生主動學習的積極性。興趣是推動學生學習的內部動力。我們傳統的課堂教學,通常是滿堂灌、填鴨式、一言談。一本書,一張嘴,一支筆就完成一堂課的教學。教師重視理論知識教學,不重視啟發想象;重做題能力訓練,不重視創造性思維的培養和技能實踐。學生慣用左腦少用右腦,學生注意的持久性和穩定性較弱,結果,教師上得口干舌燥、大汗淋漓,學生也聽得筋疲力盡,索然無味。而利用多媒體形象、具體、生動的畫面并配以一定的音樂來呈現有關電子專業知識,使靜止的變成運動的、抽象的變成直觀的知識,使學生在視覺和聽覺上得到和諧的信號刺激,使大腦獲得多種類、多層面的知識信息。比如講萬用表的使用一課,學生掌握了萬用表的基本原理后,要是真正能在實際生活中安裝和設計電路可是教學的重點,也是教學中的難點。教師可以通過制作多媒體演示,動靜結合和遠近交替的特點,生動剖析各個線路的特點和里面的構造。2.有助于強化教學的立體感,優化課堂教學,提高教學質量和教學藝術。比如在講解交流電動機,多媒體具有較強的作用。通過圖片可給學生提供豐富的立體感。為了提高課堂的教學效率,教師帶領學生識圖,還能大大縮短教學時間。如果教師采用以往的黑板畫圖的教學方式,既花費了大量的課堂時間,畫出的圖也缺乏立體感。通過放映生動的電動機圖片還可以讓學生了解一些國內電動機構造的實例。多媒體通過形、聲、色來傳授教學信息,增大教學容量,有助于優化課堂結構,提高教學質量。這樣的教學即鍛煉了學生的動手能力,教師上課也比較省力。在巧妙的電教手段下,受到了良好的教學效果。3.能活躍課堂氣氛,加深鞏固教學內容,及時反饋教學效果,使學生感受學習的喜悅。宇宙中物質通常分成微觀的和宏觀,微觀的物質是看不見的,抽象的,不容易理解的,學生接受起來比較困難。如果我們通過宏觀現象來展現微觀運動,把呆板的變成靈活的知識,課堂氣氛活躍了,學生接受起來比較容易了。例如:我們在講半導體基礎知識這一章中,物質內部運動以及空穴的形成、空穴運動;P型半導體和N型半導體的形成;PN結的形成等既是這一節的重點和難點又是以后學習半導體器件的基礎。由于學生的空間想象力較差,相關的知識又少,所以理解本章內容可以說很難。若運用多媒體技術,教師可將這節課的內容制作成課件。就拿物質內部電子的運動來說,原子圍繞原子核做高速無規則的運動可以用運動的動畫來展示,很形象。再如空穴的形成,原子用點表示,空穴用小圓圈表示,溫度升高電子能量增加速度加快掙脫共價健的束縛而形成自由電子同時原來的位置變成一個空位即空穴,這個過程用課件展示即形象直觀又易懂。這樣,運用這個課件教學,既可以抓住學生的注意力,深深吸引他們。之后,教師可以組織一次比賽來檢查教學效果。比如讓學生簡述空穴的形成。由于課件是給定的,可以學生們自己結合教材再想一下物質內部運動以及空穴的形成、空穴運動;P型半導體和N型半導體的形成等知識,即發展了他們的空間想象力,又鞏固本節課的學習內容,學生也及時看到自己的學習成果,體驗到學習的樂趣和喜悅。多媒體教學因其具有直觀性、動態性、交互性、可重復性、針對性、圖文聲像并茂等優點,為課堂教學打開了一幅別開生面的畫卷,日益受到廣大教師和學生的青睞。
二、多媒體輔助電子專業課教學的幾點思考
1.適用性。并非所有的教學內容都有必要使用多媒體或課件教學,只有那些教學重點和難點以及關鍵點,才值得運用多媒體輔助教學。避免簡單的運用多媒體對學生進行狂轟濫炸,要留給學生與教師交流的時間,堅持以人為主,以機為輔,人機協作的原則。不要被多媒體捆住了手腳,失去了傳統教學課堂中教師的優勢和風度。2.傳統教學手段與現代教學手段相互滲透。在教學過程中應將傳統教學手段的優點與現代教學手段的優勢有機滲透,多種教學手段綜合運用,絕不能用多媒體取代教師,用屏幕取代黑板,這樣才能真正提高課堂教學的質量與效率。3.防止信息超量,抑制學生思維。多媒體教學信息量過大,造成學生目不暇接,沒有時間消化、分析、理解與整合理論與工程知識,難以把握知識體系結構和課程的重點、難點,制約了學生的創造性思維,影響了學生的學習積極性。因此要求教師要熟悉教材內容,掌握學生心理,在重點、難點處細講,多舉例,讓學生盡可能多地吸收課堂知識內容。同時,在制作課件時,還要考慮方便學生作筆記,講課時也要按內容分輕重緩急,留出記錄重點知識的時間。4.發揮集體備課的作用。一個人的思維總是有限的,制作一個課件要發揮教研組的群體作用,集思廣益、反復論證、不斷修改。
【參考文獻】[1]章喜才.電工電子技術及應用[M].北京:機械工業出版社,2007
中等職業教育肩負著向特定的行業和崗位培養合格的生產或服務第一線的應用型專門人才和高素質的勞動者的使命。電力拖動課程是中等職業學校電工專業的一門專業課,具有較強的應用性和實踐性。由于新知識的不斷增加、教學時間的相對減少,傳統的教學方法已難以適應新形勢的教學改革要求,我們必須積極創設良好的學習環境,充分發揮學生的主體性和創新精神。在電力拖動課程教學中,我采用了理論與實踐相結合的一體化教學模式,即:實踐,理論,再實踐的相融合的教學模式,充分調動了學生的學習興趣,引導和激勵了學生學習新知識,加強了學生實踐技能的培養,取得了明顯的教學效果。[1]
一、一體化教學模式
一體化教學模式是以培養學生能力為中心,理論課與生產實訓課交叉進行的一種教學模式,讓實踐始終貫穿在整個教學過程中。將理論與實訓相結合,統一制定模塊教學進度,建設模塊教學計劃和教學進度,編制相應的教學講義。在教學過程中,可根據實際需要,對教學進度以及學生掌握技能的快慢進行適當的控制,并以現場教學為主,課堂教學為輔助教學的教學方式。這樣既突出操作技能的訓練,又能使學生學到與職業技能有關的知識,不僅培養了一專多能,還培養學生的分析問題和解決問題的綜合能力和創新能力。
二、一體化教學與傳統教學的區別
從教學目標比較,傳統教學注重傳授知識和技能,一體化教學在解決問題的過程中自主學習新知識;從教學形式上比較,傳統教學以老師的教為主,學生被動學習,一體化教學是學生在老師的指導下主動學習;從交流方式上比較,傳統教學是單方面,雖有互動,也是被動的,一體化教學為多向交流,表現在小組成員之間及學生與老師之間;從參與程度上比較,傳統教學是學生聽從老師的指揮,要我學,一體化教學為學生可以根據自己的興趣做出選擇,我要學;從激勵手段上比較,傳統教學以外在動力為主,難以持久,一體化教學使內在動力充分得以調動,能持久;從教學特色上比較,傳統教學老師挖掘學生的不足點,補充授課內容,一體化教學為老師利用學生的優點,開展活動。[2]
三、一體化教學模式的開發與具體應用
《電力拖動》課程是一門理論與實踐關聯性較強的學科,是中職院校電工專業的專業課,也是電子技術應用專業的核心課程之一。學習本課程,在實際中有何用途,如何應用所學的知識解決生產和生活中的一些實際問題,中職學生甚感茫然,尤其是在中職院校生源基礎參差不齊,學習興趣偏頗,專業教學面臨著新的挑戰。下面以《電力拖動》課程中的“電動機基本控制線路”為例來探索“實踐,理論,再實踐”的一體化教學模式。
1.現場參觀――豐富學生的感性認識
對于《電力拖動》課程的一體化教學而言,現場參觀前,教師應制定合理的參觀計劃、明確參觀目的,并根據參觀目的提出針對性較強的問題,留給學生思考解答。根據制定好的計劃,教師帶領學生進入學校機加工實訓室,現場觀摩車床、磨床、數控車床及數控銑床等設備的操作過程和工件加工的全過程,使學生在學習控制線路之前對生產機械的運動形式、構造及機械與電器的配合動作等方面有足夠的認識,在腦海中形成清晰的印象,豐富了他們的感性認識,以便于將來更好地學習這門課程。
2.理論教學――使學生更好地認識元器件,掌握線路原理圖
(1)認識元器件:首先我在講解電動機基本控制線路時,應先將電路圖板書展示在黑板上,對照實物電器元件,并借助于多媒體課件與Flash動畫,分析電路圖中所涉及到的按鈕、熔斷器、接觸器、繼電器等低壓電器的符號、結構、原理及其作用,營造一個“有聲、有色、有物”的“三有”課堂氛圍,讓學生在教學中產生視、聽覺興奮,使學生更好地掌握相關元器件的知識。
(2)掌握線路原理圖:學生在認識元器件之后,我采用的是通俗易懂、深入淺出的教學方法,引導學生學習電動機基本控制線路原理,首先,引導學生把線路圖的動作順序、過程用箭頭連接起來,使學生對原理圖的分析具有很強的條理性。其次,根據電動機基本控制線路的動作順序,引導學生們分清按鈕、主觸頭、線圈的符號和所在的位置,使學生能很容易理解電動機基本控制線路圖的動作過程,進而理解整個線路?D的原理。[3]
3.實踐教學――理論與實踐銜接,提高學生的動手操作能力
完成理論教學之后,再轉入實訓教學,即把剛剛學到的理論知識再應用到實踐中去,讓學生在電力拖動實訓臺上動手練習,充分體現理論與實踐的完美銜接。通過動手實訓環節的練習,能夠激發學生的學習興趣,調動學生的積極性;同時,實訓操作還能夠讓學生通過動手產生觸覺興奮,充分體現學生的主體參與性,有助于提高教學質量。
4.考核評價――檢測學習效果,查漏補缺
學生完成實踐教學后,要對學生進行全面的考核以檢查學生的理論知識與操作技能的掌握情況,考核本著要以學生為中心,以能力為本位,采用科學化、多樣化、合理性的考核方式,綜合考核學生的知識、技能及綜合素質等。因此,學生在每個任務完成后,教師都要通過自我評價、小組評價和教師評價來分析學生的優點,并指出問題的所在,并及時指導學生進行改正。通過全面、豐富的考核評價方式,對學生掌握的知識、能力、素質進行綜合考察,促進學生學習的積極性。
結語
通過對《電力拖動》課程一體化教學模式的探索與實踐,我總結出《電力拖動》課程的一體化教學模式有以下特點:
1.課堂教學趣味性強
2.激發了學生學習的主動性和積極性
3.能夠把理論與實踐完美的融合
4.培養了學生的應變能力