利用多媒體提高“雙速電動機調(diào)速電路”教學(xué)有效性

摘 要：“雙速電動機控制電路”以下簡稱“雙速”是《電工技能與實訓(xùn)》學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容，其技能性強，采用傳統(tǒng)教法，難以實現(xiàn)師生互動。為此，教師要從優(yōu)化教學(xué)手段入手，運用動畫和仿真技術(shù)進行教學(xué)設(shè)計，探索“做中學(xué)，做中教”的教學(xué)模式，尋求新的教改思路。

關(guān)鍵詞：形象化；情景性；過程性；實踐性；互動性

在多年的《電工技能與實訓(xùn)》教學(xué)中，每當傳授“雙速”等技能性強的知識時就感到困惑，教師費盡了口舌圍繞著電路圖泛泛說教，學(xué)生卻不買你的賬，究其原因之一是由于教學(xué)手段陳舊，不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，師生之間缺乏互動，使傳導(dǎo)知識受阻。對此，教師在優(yōu)化教學(xué)手段和方法上進行嘗試，注重采用多媒體技術(shù)，使教學(xué)的有效性得到顯著提高。下面結(jié)合“雙速”的教學(xué)設(shè)計來加以闡述。

一、充分發(fā)揮形象化教學(xué)功能

中職學(xué)生的共性是：不善于抽象的理性思考，熱衷于觀看科幻電影那樣的具有形態(tài)變化的學(xué)習(xí)氛圍。

對此，我將“雙速”的教學(xué)內(nèi)容劃分成七個模塊，其中的前三個為器材、電路和原理，適合于采用動畫教學(xué)手段，以發(fā)揮形象化教學(xué)功能。

（1）器材。圖1呈現(xiàn)的是“器材”模塊的主畫面。

對電路中用到的各種器件進行歸類，擺放在一個虛擬的器件庫中，鼠標滑到各個器件的主體位置，能進行全方位旋轉(zhuǎn)，調(diào)動學(xué)生的形象思維來識讀器件。鼠標滑到器件的特定部位，可交互顯示其結(jié)構(gòu)與功能，如交流接觸器的主觸點等，將感性知識上升到理性。

（2）電路。圖2呈現(xiàn)的是“電路”模塊的主畫面。

先引導(dǎo)學(xué)生觀察接線圖，形成器件在電路中的位置感，再解讀原理圖和接線圖之間的對應(yīng)關(guān)系。

點擊原理圖中的任一圖形符號，在接線圖中對應(yīng)的器件將作高亮顯示，將原理圖中抽象的圖形符號，映射到接線圖的具體實物，同時指出該器件的名稱和作用，如點擊KM1將告知為“低速接觸器”，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供幫助。

（3）原理。圖3呈現(xiàn)的是“原理”模塊的主畫面，可按如下順序播放動畫：

①合閘送電。電源開關(guān)的動合觸點閉合，引入電源。

②低速運行。按下低速按鈕SB2，其動斷觸點斷開實現(xiàn)互鎖，動合觸點閉合，使KM1線圈通電，其動斷觸點斷開實現(xiàn)雙重互鎖，動合觸點閉合自鎖，主觸點閉合，使定子繞組角形連接，構(gòu)成四極電動機低速運行，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min。

③高速運行。按下高速按鈕SB3被其動斷觸點斷開實現(xiàn)互鎖，動合觸點閉合，使KM2、KM3線圈通電，其動斷觸點斷開實現(xiàn)雙重互鎖，動合觸點閉合自鎖，主觸點閉合，使定子繞組雙星形連接，構(gòu)成二極電動機高速運行，同步轉(zhuǎn)速為3000r/min。

④停止工作。停止按鈕SB1被按下，使KM2、KM3線圈均失電，主觸點斷開，使電動機失電，停止轉(zhuǎn)動。

當某一電路被接通時，將伴隨有代表電流流動的紅色虛線出現(xiàn)，同時在電動機處出現(xiàn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的場景，且低速時轉(zhuǎn)動慢，高速時轉(zhuǎn)動快，頗具形象性。

（2）融“情境性、過程性、實踐性、互動性和智能性”功497UDNb3RsG+DpCe2WxQcAGFUQoRdoB05q4UlK8UfVs=能于一體。采用仿真技術(shù)，構(gòu)建虛擬的職業(yè)場景，可完成與真實工作環(huán)境相對應(yīng)的職業(yè)活動，并產(chǎn)生相應(yīng)的影響和結(jié)果，使學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)得到培養(yǎng)，還彌補了設(shè)備不足的缺陷，節(jié)約了實訓(xùn)經(jīng)費。

故此，在“雙速”中設(shè)計出的后四個模塊是：布局、接線、運行和排故。通過虛擬實訓(xùn)室，創(chuàng)設(shè)職業(yè)情境，進行過程性、實踐性和互動性教學(xué)。

①布局。在“布局”模塊中，首先依據(jù)國家職業(yè)標準，提出布局原則供學(xué)生參考，再參照CKA6150數(shù)控車床中配電箱的布局，確定出“雙速”的標準布局模板，如圖4所示。

為學(xué)生提供一個空白的配電板和圖1所示的器件庫。并提示：用鼠標按住器件庫中的某一器件，拖動鼠標將器件放到配電板的合適位置，松開鼠標即可完成對該器件的擺放。同時還能自動計分作量化評定。

②接線。在“接線”模板中，依據(jù)國家職業(yè)標準，提供接線原則和如圖5所示的接線模板供學(xué)生參考。

給出操作方法如下：

顏色為紅色并閃動的對應(yīng)當前要連接的導(dǎo)線，將光標放在實物圖中對應(yīng)的連接點處點擊后，則在該處出現(xiàn)一具有橡皮繩功能的導(dǎo)線，移動鼠標，該導(dǎo)線也跟隨光標的移動而被拉長，將光標對準另一個連接點并點擊，若正確，將出現(xiàn)規(guī)范的連接線，不正確此線消失。每做一步，都會有相應(yīng)的操作提示，據(jù)此進行正確操作。

當接線有困難，可點擊“答案”按鈕，將出現(xiàn)已完成的接線圖，如圖6所示，可參考該圖進行的操作，同時還能自動計分作量化評定。

③運行。圖7呈現(xiàn)的是“運行”模塊的主畫面，提供運行圖和操作步驟。

點擊空氣開關(guān)，其手柄將扳上引入三相電源。

點擊低速按鈕SB2將被按下，KM1變?yōu)榧t色以示通電，同時伴有其吸合聲，電動機低速轉(zhuǎn)動，并伴有其聲音。

點擊高速按鈕SB3將被按下，KM1的紅色消失以示斷電，KM2、KM3變?yōu)榧t色以示通電，同時伴有其吸合聲，電動機高速轉(zhuǎn)動，并伴有其聲音。點擊停止按鈕SB1將被按下，KM2、KM3線圈失電，紅色消失以示斷電，電動機隨之斷電，停止轉(zhuǎn)動。

④排故。在“排故”模塊中，提供如圖8所示的排故模板，其中設(shè)有故障現(xiàn)象、故障分析、故障檢查和故障判定四個控制按鈕。

點擊“故障現(xiàn)象”，畫面轉(zhuǎn)換為圖9。呈現(xiàn)如下的操作步驟：步驟1.合上電源開關(guān)。步驟2.按動按鈕，通電運行與操作。該故障現(xiàn)象的表現(xiàn)為：低速正常，高速只能點動。此后，畫面自動轉(zhuǎn)換為圖10（圖10中的1、2、3號線閃爍）。

點擊“故障分析”，給出故障診斷：由于高速只能點動，則故障發(fā)生在KM2、KM3的“自鎖”回路中。應(yīng)檢查1、2、3號線是否斷路。

點擊“故障檢查”，畫面轉(zhuǎn)換為圖11。并呈現(xiàn)如下操作步驟：步驟1：斷開電源開關(guān)。步驟2：將萬用表旋到 “R×10”擋位上，調(diào)零。步驟3：檢測1、2、3號線是否斷路。在檢測過程中，對斷電、選擋、調(diào)零、檢測點選擇等，都給出相應(yīng)的操作提示。

本教學(xué)課件設(shè)置的故障點為2號線斷路，故當測量2號線時，表的指針指向無窮大。其余均指向零。

在畫面下方給出 “故障判定”：

○1號線斷路 ○2號線斷路 ○3號線斷路

當判斷正確后，隨即出現(xiàn)“測試”按鈕，點擊后試機正常。

由上述教學(xué)設(shè)計編寫成的腳本，曾于2005年入選了高等教育出版社首家研制的《電工技能與實訓(xùn)》教學(xué)軟件中，本人還參入了其中的多個實訓(xùn)項目的研制，該軟件產(chǎn)品已作為中職教育國家規(guī)劃教材的配套光盤于2006年3月在全國發(fā)行，并獲原國家新聞出版總署二等獎。我校率先使用該軟件，收到了明顯的教學(xué)效果，通過軟、硬件結(jié)合訓(xùn)練學(xué)生，參加瓦房店市電工技能竟賽，連續(xù)兩屆包攬了大賽的個人前5名和團體一等獎，收到了明顯的教學(xué)效果。

參考文獻：

[1]曾祥富.電工技能與實訓(xùn)[J].北京：高等教育出版社， 2002.

[2]電工技師手冊編輯委員會.電工技師手冊[J].北京：機械工業(yè)出版社，2004.