簡(jiǎn)化與細(xì)化 直觀與抽象
——對(duì)《電壓調(diào)節(jié)器》授課的思考

黃石金

（江漢石油管理局職工培訓(xùn)中心運(yùn)輸技校 湖北 潛江433114）

電壓調(diào)節(jié)器是全國(guó)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校汽車類專業(yè)《汽車電氣設(shè)備構(gòu)造與維修》教材中第一單元課題四的教學(xué)內(nèi)容，是學(xué)生掌握低壓直流電路最基礎(chǔ)也是最重要的知識(shí)，同時(shí)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)其他汽車電器系統(tǒng)也具有極強(qiáng)的指導(dǎo)作用。所以，能否講授好此內(nèi)容，對(duì)本課程具有重大意義。下面，從教學(xué)簡(jiǎn)化與細(xì)化、直觀與抽象方面，闡述筆者對(duì)這個(gè)問(wèn)題的思考。

教學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn)化

由于課題四中電壓調(diào)節(jié)器的內(nèi)容偏多偏難，只有深入鉆研教材，才能做出合理的取舍。

（一）整體把握，突出重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容

目前汽車上使用的電壓調(diào)節(jié)器，不論什么類型都是當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓變化時(shí)，利用某種敏感元件來(lái)控制勵(lì)磁電流，從而達(dá)到自動(dòng)穩(wěn)定發(fā)電機(jī)輸出電壓的目的。不同的是：觸點(diǎn)式調(diào)節(jié)器敏感元件是電磁線圈，它通過(guò)磁化電路使勵(lì)磁電路中的觸點(diǎn)振動(dòng)來(lái)調(diào)控勵(lì)磁電流；而晶體管式和集成電路式調(diào)節(jié)器是以分壓器和穩(wěn)壓管構(gòu)成電壓敏感電路，由三極管構(gòu)成電子開關(guān)電路和開關(guān)控制電路來(lái)調(diào)控勵(lì)磁電流的大小。上述論點(diǎn)就是我們把握電壓調(diào)節(jié)器教學(xué)的關(guān)鍵，其他問(wèn)題由此出發(fā)，均能順利找出答案。

教材介紹的調(diào)節(jié)器雖然多達(dá)6個(gè)，但教師只需重點(diǎn)講授FT61型、JFT106型和JFT152型這三種調(diào)節(jié)器。因?yàn)樗鼈兎謩e是觸點(diǎn)式調(diào)節(jié)器、晶體管式調(diào)節(jié)器和集成電路式調(diào)節(jié)器的典型代表。其他調(diào)節(jié)器則可以略講，指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，以發(fā)揮學(xué)生的主體作用。

（二）教學(xué)內(nèi)容的條理化

教材內(nèi)容總是敘述得過(guò)多而繁雜，教師備課時(shí)應(yīng)加以比較、綜合使之條理化。例如FT61型調(diào)節(jié)器的構(gòu)造，教材詳細(xì)敘述了每個(gè)元件的名稱、作用及各元件的相互關(guān)系。而我們可以歸納為：低速觸點(diǎn)K1與附加電阻R1、加速電阻R2并聯(lián)；高速靜觸點(diǎn)與金屬底座直接搭鐵；溫度補(bǔ)償電阻R3串入磁化線圈；對(duì)外有火線“＋”和磁場(chǎng)“F”兩個(gè)接線柱，一個(gè)打鐵“－”螺釘。經(jīng)過(guò)整理，其構(gòu)造就非常簡(jiǎn)明扼要。

對(duì)于復(fù)雜內(nèi)容，條理化的重要性則顯得更加突出。否則教師很難發(fā)揮主導(dǎo)作用，學(xué)生也會(huì)聽(tīng)得不知所云。例如，在講解FT61型調(diào)節(jié)器的電壓調(diào)節(jié)過(guò)程時(shí)，就應(yīng)由淺入深、步驟清晰地將調(diào)節(jié)器在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)、低速、中速、高速及停轉(zhuǎn)時(shí)的工作情況一一闡述清楚，使學(xué)生系統(tǒng)而全面地掌握這部分內(nèi)容。

（三）教學(xué)內(nèi)容的其他簡(jiǎn)化形式

實(shí)際上，整體把握教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)內(nèi)容的條理化就是兩種簡(jiǎn)化教學(xué)內(nèi)容的形式。這里，筆者從其他角度談?wù)勥@個(gè)問(wèn)題。

一是對(duì)能用電路簡(jiǎn)圖表述清楚的內(nèi)容，應(yīng)減少文字?jǐn)⑹?。例如，F(xiàn)T61型調(diào)節(jié)器電壓調(diào)節(jié)過(guò)程，文字?jǐn)⑹龆噙_(dá)上千字，而我們只需作4個(gè)電路簡(jiǎn)圖就能將問(wèn)題講得清清楚楚。又如，用文字說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的工作情況就顯得過(guò)于復(fù)雜，而圖1所示就能將問(wèn)題說(shuō)得簡(jiǎn)單明了。

圖1 FT61型調(diào)節(jié)器電壓調(diào)節(jié)在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的電路簡(jiǎn)圖

二是對(duì)偏深偏難的內(nèi)容，一定要化難為易，盡量用學(xué)生已學(xué)的知識(shí)形象地表述未知的東西。例如，集成電路調(diào)節(jié)器，其中的集成電路（IC）實(shí)質(zhì)就是將所有電子元件都同時(shí)制作在一塊半導(dǎo)體基片上，形成一個(gè)獨(dú)立的、相互不可分割的電子電路。只要學(xué)生在知道晶體管調(diào)節(jié)器工作情況的基礎(chǔ)上理解了這一點(diǎn)，就能較好地掌握這種調(diào)節(jié)器的工作過(guò)程。

三是簡(jiǎn)化教學(xué)內(nèi)容的方式很多，但前提條件是教師要不斷加深和拓展對(duì)所授課程的理解。只有如此，才能做到化繁為簡(jiǎn)、化難為易，才能找出各種簡(jiǎn)化問(wèn)題的方法。

教學(xué)方法直觀

簡(jiǎn)化教學(xué)內(nèi)容只是教師提高教學(xué)效率的前提，要將知識(shí)傳授給學(xué)生，教師還應(yīng)精選教學(xué)方法。針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)相應(yīng)地采取靈活的教學(xué)方式和方法。

（一）對(duì)FT61型調(diào)節(jié)器的講授

首先，使用掛圖結(jié)合實(shí)物講清其構(gòu)造；其次，通過(guò)推導(dǎo)發(fā)電機(jī)輸出電壓公式介紹調(diào)節(jié)器的工作原理；再次，使用掛圖逐步講解調(diào)節(jié)器電壓調(diào)節(jié)過(guò)程，并做出各階段電路簡(jiǎn)圖。經(jīng)過(guò)講解，我們知道當(dāng)供給調(diào)節(jié)器的電壓上升到一定值時(shí)，它提供給轉(zhuǎn)子線圈的勵(lì)磁電流反而下降。那么，真實(shí)情況是否如此呢？最后，通過(guò)用試燈代替轉(zhuǎn)子線圈來(lái)做調(diào)節(jié)器的工作試驗(yàn)，直接驗(yàn)證這一結(jié)論，以加強(qiáng)學(xué)生的認(rèn)知，即按下圖2正確接線，并調(diào)整電源電壓。

圖2 FT61型調(diào)節(jié)器實(shí)驗(yàn)圖

通過(guò)上圖，我們可以觀察到：當(dāng)電壓值在12V～13.8V時(shí)，試燈變亮；在13.8V～14.5V時(shí)，試燈開始閃爍，并且由亮逐漸變暗；而大于14.5V時(shí)，試燈會(huì)熄滅。這就完全證實(shí)了FT61型調(diào)節(jié)器的工作過(guò)程，使學(xué)生對(duì)這部分知識(shí)有更深層次的理解。

（二）對(duì)JFT106型調(diào)節(jié)器的講授

由于學(xué)生對(duì)晶體管元件了解不深，學(xué)習(xí)此部分知識(shí)時(shí)，許多學(xué)生均有畏難情緒。所以，教學(xué)中主要采用黑箱分析法進(jìn)行講解。按圖3所示方法接線，演示其工作情況。

圖3 JFT106型調(diào)節(jié)器實(shí)驗(yàn)圖

學(xué)生已經(jīng)知道觸點(diǎn)式調(diào)節(jié)器的作用，而晶體管式調(diào)節(jié)器的功能與之完全相同。通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，可以觀察到：試燈的工作情況與FT61型調(diào)節(jié)器實(shí)驗(yàn)結(jié)果十分相似。這就消除了學(xué)生對(duì)晶體管元件認(rèn)識(shí)的陌生感和神秘感，使黑箱變灰箱。但這兩個(gè)調(diào)節(jié)器所用元件卻完全不同。然后再結(jié)合掛圖，詳細(xì)講解JFT106型調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)、工作原理、工作特性和工作過(guò)程等，使灰箱變成白箱。

（三）對(duì)JFT152型調(diào)節(jié)器的講授

只需講解其與晶體管式調(diào)節(jié)器在結(jié)構(gòu)上的不同之處，至于工作原理和過(guò)程與晶體管式調(diào)節(jié)器基本一致，結(jié)合掛圖略講即可。對(duì)于其他類型的調(diào)節(jié)器，可略講，也可讓學(xué)生在課堂上試分析其中幾個(gè)。

總之，精選教學(xué)方法的基本原則就是要加強(qiáng)教學(xué)的直觀性和新舊知識(shí)的聯(lián)系，做到精講多練。

學(xué)習(xí)要點(diǎn)細(xì)化

簡(jiǎn)化的內(nèi)容、直觀的方法，雖然可以使學(xué)生迅速理解教學(xué)內(nèi)容；但學(xué)生學(xué)習(xí)的是實(shí)用性專業(yè)，今后工作中會(huì)遇到各種車型與各種故障。因此，學(xué)生必須掌握教學(xué)內(nèi)容中的細(xì)節(jié)知識(shí)和分析問(wèn)題的方法，以便更好地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)。

（一）不同車型選用的發(fā)電機(jī)不同

汽車用發(fā)電機(jī)目前主要有硅整流發(fā)電機(jī)和感應(yīng)（無(wú)刷）發(fā)電機(jī)等幾種，其中以硅整流發(fā)電機(jī)應(yīng)用最為普遍。但硅整流發(fā)電機(jī)的形式很多，有最基礎(chǔ)的六管內(nèi)搭鐵硅整流發(fā)電機(jī)，有六管帶中心抽頭硅整流發(fā)電機(jī)、八管硅整流發(fā)電機(jī)、九管硅整流發(fā)電機(jī)、十一管硅整流發(fā)電機(jī)，還有帶相抽頭硅整流發(fā)電機(jī)、外搭鐵硅整流發(fā)電機(jī)等等。

為什么硅整流發(fā)電機(jī)之間也有不同呢？就是為了不斷提高發(fā)電機(jī)效率、完善其結(jié)構(gòu)、延長(zhǎng)其使用壽命。如八管硅整流發(fā)電機(jī)加裝了兩個(gè)中性點(diǎn)二極管，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)2 000 r/min時(shí)，其輸出功率提高10%～15%。九管硅整流發(fā)電機(jī)增加了三個(gè)激磁二極管，可提醒駕駛員在發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)，及時(shí)斷開點(diǎn)火開關(guān)，防止燒毀轉(zhuǎn)子線圈。十一管硅整流發(fā)電機(jī)則是綜合了前兩種發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。

（二）不同發(fā)電機(jī)匹配的調(diào)節(jié)器有差異

正因?yàn)榘l(fā)電機(jī)在使用中會(huì)有許多不足，所以要對(duì)其不斷進(jìn)行改進(jìn)，完善。而不同構(gòu)造的發(fā)電機(jī)必須匹配不同類型的調(diào)節(jié)器，這就要求我們必須了解不同類型調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)，才能很好地掌握其工作過(guò)程和工作特性。

FT111型（12V電系）和FT211型（24V電系）是單級(jí)電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器，其特點(diǎn)是調(diào)節(jié)電阻阻值較大，只有一對(duì)觸點(diǎn)，外部有兩個(gè)接柱，一個(gè)搭鐵螺釘。FT61型是雙級(jí)電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器。FT126型是雙聯(lián)電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器，增加了充電指示繼電器。JFT106型是分立元件晶體管式電壓調(diào)節(jié)器。JFT152型是集成電路式電壓調(diào)節(jié)器。

不同的調(diào)節(jié)器其電路圖不同，接線方式也有異。只有清楚其結(jié)構(gòu)，才能掌握正確的使用及維護(hù)方法，否則會(huì)毀壞線路，使其無(wú)法正常工作。

（三）不同調(diào)節(jié)器使用維護(hù)之間的區(qū)別

調(diào)節(jié)器在使用中，其工作電壓必須與交流發(fā)電機(jī)輸出額定電壓等級(jí)一致；與交流發(fā)電機(jī)的搭鐵形式必須匹配；與交流發(fā)電機(jī)的功率必須相適應(yīng)；線路連接必須正確。

使用觸點(diǎn)式調(diào)節(jié)器時(shí)，在沒(méi)有切斷發(fā)電機(jī)與調(diào)節(jié)器連接線前，檢查充電系故障時(shí)，絕不允許將發(fā)電機(jī)的輸出接線柱與磁場(chǎng)接線柱短接，否則將會(huì)燒壞調(diào)節(jié)器高速觸點(diǎn)。而檢查晶體管調(diào)節(jié)器時(shí)，其搭鐵形式不同，試燈的接入方式也完全不同，用萬(wàn)用表檢查調(diào)節(jié)器各項(xiàng)電阻值時(shí)，其阻值相差很大。

因此，學(xué)生必須在理解基礎(chǔ)知識(shí)后，不斷豐富知識(shí)的細(xì)節(jié)，才能全面掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容。

（四）拓展學(xué)生學(xué)習(xí)能力

為開發(fā)學(xué)生的能力，授課時(shí)不僅應(yīng)將教學(xué)內(nèi)容講細(xì)致講透徹，使問(wèn)題通俗易懂；同時(shí)，更應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生開動(dòng)腦筋，提出問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題。

例如，為什么用雙觸點(diǎn)調(diào)節(jié)器替代了單觸點(diǎn)調(diào)節(jié)器？通過(guò)深入分析發(fā)現(xiàn)，單觸點(diǎn)調(diào)節(jié)器在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很高時(shí)，不能滿足對(duì)激磁電流下降的需求，發(fā)電機(jī)輸出電壓會(huì)超過(guò)發(fā)電機(jī)額定電壓，從而損壞用電設(shè)備。又如，晶體管調(diào)節(jié)器在清楚了電壓敏感電路，電子控制和開關(guān)電路的結(jié)構(gòu)、工作過(guò)程后，為什么還要在此結(jié)構(gòu)上增加一些其他電子元件？將問(wèn)題引向深入，能使學(xué)生開闊視野。

學(xué)習(xí)結(jié)果抽象

學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)，最終是要將所學(xué)知識(shí)內(nèi)化到自己的思想體系中去，如何消化吸收學(xué)習(xí)內(nèi)容，是學(xué)生必須面對(duì)的問(wèn)題。

（一）分層抽象、總體抽象

教師講授知識(shí)，實(shí)質(zhì)上是將知識(shí)進(jìn)行了解構(gòu)，降低了難度，便于學(xué)生理解。但要將知識(shí)變成自己的思想，學(xué)生必須用自己的語(yǔ)言將知識(shí)重新組合，才能真正理解學(xué)習(xí)內(nèi)容。筆者將這一過(guò)程稱為學(xué)習(xí)結(jié)果抽象。要做好這項(xiàng)工作，可分為分層抽象、總體抽象兩步進(jìn)行。分層抽象是對(duì)具體的、局部的知識(shí)進(jìn)行歸納和總結(jié)，總體抽象是對(duì)同類型知識(shí)的高度概括。

例如，對(duì)FT61型雙級(jí)電磁振動(dòng)式電壓調(diào)節(jié)器的歸納和總結(jié)，如有什么作用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理、工作特性等均屬于分層抽象的范疇。對(duì)電壓調(diào)節(jié)器的總體概括，如觸點(diǎn)式調(diào)節(jié)器是利用改變激磁電路中電阻的大小，從而控制激磁電流的大小，達(dá)到調(diào)控發(fā)電機(jī)輸出電壓的目的；而晶體管式與集成電路式調(diào)節(jié)器是通過(guò)控制激磁電路的通、斷電時(shí)間比，從而控制激磁電流的大小，達(dá)到調(diào)控發(fā)電機(jī)輸出電壓的目的。這一結(jié)論就是對(duì)電壓調(diào)節(jié)器的總體抽象。因此，學(xué)生必須學(xué)會(huì)用自己的語(yǔ)言總結(jié)學(xué)習(xí)知識(shí)，制作學(xué)習(xí)卡，以便更好地掌握所學(xué)知識(shí)。

（二）構(gòu)建知識(shí)體系

通過(guò)對(duì)知識(shí)的分層抽象和總體抽象，加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，但一段時(shí)間后，學(xué)生很容易將所學(xué)知識(shí)遺忘。所以，如何將知識(shí)點(diǎn)形成知識(shí)面，構(gòu)成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)和體系十分重要。例如，對(duì)不同類型的調(diào)節(jié)器，可以找出它們的共同點(diǎn)、不同點(diǎn)，從不同角度進(jìn)行分層抽象、總體抽象等等。同時(shí)，可以把電壓調(diào)節(jié)器的內(nèi)容歸納到電源系中，電源系的內(nèi)容又可以歸納到汽車電氣設(shè)備中，最終形成學(xué)生的知識(shí)體系。

（三）運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、解決實(shí)際問(wèn)題

學(xué)生是否真正掌握了所學(xué)知識(shí)，以下兩點(diǎn)非常重要，一是要用已學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題；二是能將已學(xué)知識(shí)進(jìn)行正確遷移。例如，學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)電壓調(diào)節(jié)器后，對(duì)照電路圖能正確接線，對(duì)照實(shí)物能進(jìn)行調(diào)整、檢查、查找故障等操作，這就是運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

對(duì)于遷移知識(shí)的能力則要求更高。例如，我們對(duì)電壓調(diào)節(jié)器總體抽象得出的結(jié)論，同樣可以運(yùn)用到其它電路的分析中去。如汽車空調(diào)的鼓風(fēng)機(jī)控制電路，電瓶車的行走控制電路，其實(shí)質(zhì)就與電壓調(diào)節(jié)器控制方式相似，一種方式是在控制電路中串入電阻，另一種方式是調(diào)控控制電路中的通、斷電時(shí)間比。如果學(xué)生能達(dá)到此水平，說(shuō)明已經(jīng)全面掌握了學(xué)習(xí)內(nèi)容。

簡(jiǎn)化與細(xì)化、直觀與抽象問(wèn)題，實(shí)質(zhì)就是如何發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用的問(wèn)題。只有協(xié)調(diào)好兩方面的作用，才能取得良好的教學(xué)效果。

[1]黃孟濤.汽車電氣設(shè)備[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，1999.

[2]倪依純.汽車電氣設(shè)備構(gòu)造與維修[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2009.

[3]巫興宏.汽車電氣設(shè)備與維修[M].北京：高等教育出版社，2005.