工作臺自動往返控制線路案例分析與研究

摘 要： 作者針對工作臺自動往返控制線路進(jìn)行案例分析與研究，模擬或重現(xiàn)教授場景，并加以典型化處理，把學(xué)生納入案例場景，采用項目教學(xué)法，通過各種信息、知識、經(jīng)驗、觀點的碰撞探討開放式、互動式的教學(xué)方式。

關(guān)鍵詞： 工作臺自動往返控制線路 案例分析 項目教學(xué) 互動式教學(xué)

一、案例背景

本次案例分析的是項目工作臺自動往返控制線路。傳統(tǒng)教學(xué)將完整的電氣線路呈現(xiàn)給學(xué)生，老師講解工作原理，學(xué)生被動接受，課堂成為教師的“一言堂”，教學(xué)效果可想而知。必須明確教師不只是教授知識，更要組織學(xué)生學(xué)習(xí)，讓學(xué)生真正體驗學(xué)習(xí)過程。

二、案例策劃

（一）教材及學(xué)情分析。

深入研究教材，根據(jù)教學(xué)大綱對高職學(xué)生的要求，對項目教學(xué)內(nèi)容作有效整合，適應(yīng)不同層次學(xué)生的需求，理論聯(lián)系實際，將各知識點融入到技能訓(xùn)練中，促使學(xué)生理解和掌握。了解學(xué)生目前的知識儲備，便于實現(xiàn)知識的平穩(wěn)對接；關(guān)注學(xué)生的心理狀態(tài)，適時進(jìn)行引導(dǎo)，促使學(xué)生樹立正確的人生觀、價值觀。

（二）設(shè)計理念。

1.以學(xué)生為主體，讓學(xué)生學(xué)有所樂。

“興趣是最好的老師”。要以激發(fā)學(xué)生興趣為切入口，發(fā)揮學(xué)生的主體作用。

2.理實一體，讓學(xué)生學(xué)有所用。

“職業(yè)教育是就業(yè)教育”。要理論聯(lián)系實際，教會學(xué)生有用的知識和技能。

三、案例呈現(xiàn)

（一）創(chuàng)設(shè)情境

1.結(jié)合工業(yè)視頻進(jìn)行引入。

鏡頭一：

師：大家都在校內(nèi)工廠參觀和實習(xí)過，知道許多生產(chǎn)機(jī)械的動作都是通過電氣線路實現(xiàn)的，所以設(shè)計、安裝電氣線路就變得尤為重要。請大家觀看一段實拍校內(nèi)工廠加工視頻。

生：這臺機(jī)床是刨床，我們操作過。

師：似曾相識吧，龍門刨床在大型機(jī)械加工領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，我們今天要設(shè)計的線路就是控制龍門刨床的加工過程。大家能看出規(guī)律，得出線路的控制要求嗎？請小組討論，給出結(jié)論。（設(shè)計思路：再現(xiàn)實習(xí)加工場景，刺激學(xué)生感官，將學(xué)生思維迅速從機(jī)械加工過渡到電氣控制，由現(xiàn)象到本質(zhì)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高觀察和分析問題的能力。）

（二）呈現(xiàn)任務(wù)，分析任務(wù)。

1.任務(wù)一：電氣線路設(shè)計

（1）發(fā)放項目任務(wù)書和項目評價表，小組討論后由代表記錄并發(fā)言。

鏡頭二：

生：本組討論結(jié)果：刨床加工工件作前后往返運動。

師：視頻中工作臺裝夾著大型工件，要完成前進(jìn)和后退操作，控制要求關(guān)鍵詞為：前進(jìn)—換向（后退）—換向（前進(jìn)）、自動、線路保護(hù)。

生：前進(jìn)和后退可以通過電動機(jī)正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)，但是接觸器連鎖正反轉(zhuǎn)線路由正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)必須先停止，操作過程很繁瑣，好像不適合刨床加工。

師：值得肯定的是你抓住了設(shè)計過程的關(guān)鍵點，并且能夠辯證地分析已學(xué)的正反轉(zhuǎn)線路，可取的是能實現(xiàn)前進(jìn)后退，不可取的是操作繁瑣，不能實現(xiàn)自動控制。

生：也就是說要在已學(xué)線路上進(jìn)行改造。

師：怎么進(jìn)行改造呢？首先我要介紹一種新的元器件行程開關(guān)，請拿出工作柜中的行程開關(guān)。行程開關(guān)又稱位置開關(guān)或限位開關(guān)，可以完成行程控制和限位保護(hù)，其作用與按鈕相同，只是觸頭的動作不是靠手按壓，而是利用生產(chǎn)機(jī)械某些運動部件上的擋鐵碰撞使觸頭動作，接通或分?jǐn)嚯娐贰４蜷_行程開關(guān)鏈接蓋有兩對觸點，請在自然狀態(tài)下用萬用表判斷其常開常閉觸點，并用手扳動（撞擊）滾輪觀察觸點動作情況。85a7f02840bcd6b4ff0b4d19e41b6352

生：我以前用×1檔測量觸點，通過電阻值能夠判斷常開常閉觸點，為什么測接觸器線圈時，電阻也顯示無窮大？

師：一般測量觸點或?qū)Ь€通斷情況量程選擇×1檔，測量線圈好壞及線路通斷情況選擇×100檔，當(dāng)然不同類型交流接觸器線圈阻值不盡相同，我們選用的CJT1-10交流接觸器線圈阻值約為1.8KΩ，你用×1檔量程過小，電阻顯示不出來，應(yīng)選擇合適的量程。

檢測完畢，各小組代表自由發(fā)言，教師總結(jié)后結(jié)合多媒體課件深入探討。

師：電動機(jī)通過絲杠拖動工作臺，電機(jī)正轉(zhuǎn)則工作臺前進(jìn)，電機(jī)反轉(zhuǎn)則工作臺后退，工作臺側(cè)面裝有擋鐵，床身上裝有行程開關(guān)。當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)工作臺前進(jìn)到一定位置時，擋鐵撞擊行程開關(guān)SQ1，電機(jī)停止正轉(zhuǎn)，開始反轉(zhuǎn)；工作臺后退到一定位置時，擋鐵撞擊行程開關(guān)SQ2，電機(jī)停止反轉(zhuǎn)，開始正轉(zhuǎn)，以此往復(fù)運動。

生：就是在正反轉(zhuǎn)控制基礎(chǔ)上加入行程控制，但是行程開關(guān)具體如何使用還不太清楚。

師：簡單點說，把行程開關(guān)的常開常閉觸點設(shè)計在控制回路中，通過撞擊行程開關(guān)，觸點動作實現(xiàn)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)電路的切換。請以小組為單位選擇需要的元器件，設(shè)計能夠完成特定要求的電氣線路。（設(shè)計思路：注意師生之間、生生之間交流、互動；體現(xiàn)教學(xué)的民主、課堂氛圍的和諧；要注意引發(fā)認(rèn)知沖突，可組織討論等學(xué)習(xí)活動，有效發(fā)揮學(xué)生主體性。）

（2）合作學(xué)習(xí)研究。

學(xué)生根據(jù)控制要求進(jìn)行分工，教師了解小組進(jìn)展情況，并以指導(dǎo)者的身份與學(xué)生進(jìn)行交流，鼓勵學(xué)生展示自己的成果，學(xué)生之間進(jìn)行自評、互評打分。對大多數(shù)學(xué)生的共性問題，教師給予廣播式指導(dǎo)。

鏡頭三：

師：學(xué)貴質(zhì)疑，理性做學(xué)問的人能從質(zhì)疑中汲取營養(yǎng)。生產(chǎn)活動安全第一，目前的線路能否保證安全呢？

生：很擔(dān)心萬一擋鐵撞壞行程開關(guān)怎么辦？

師：行程開關(guān)被撞壞事小，工作臺沖出傷人事大，試想若SQ1或SQ2機(jī)械失靈，工作臺就不能換向，甚至沖出造成安全事故。因此線路還要做一些改進(jìn)。（設(shè)計思路：教師在指導(dǎo)過程中要尊重學(xué)生的思維過程，不能用課本中所謂“標(biāo)準(zhǔn)答案”限制學(xué)生，對不存在短路等嚴(yán)重故障的線路要給予肯定，鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生分析和完善不足，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神。）

2.任務(wù)二：安裝工作臺自動往返控制線路。

（1）完成線路安裝及接線。

鏡頭四：

師：任務(wù)一順利完成，大家表現(xiàn)得非常好，敢于提出自己的設(shè)計思路，大膽質(zhì)疑、否定，直到設(shè)計出完整的線路，請再接再厲，按照項目任務(wù)書的要求進(jìn)行安裝和接線。

生：行程開關(guān)安裝在什么位置？

師：若以接線端為界，位于生產(chǎn)機(jī)械內(nèi)部的為內(nèi)部電路，用于操作的為外部電路，則行程開關(guān)和按鈕都應(yīng)位于外部電路。

生：主電路的接線我們都會，控制電路沒有接過這么復(fù)雜的。

師：接線方法有很多種，每個人有自己的方法和套路，找到思路清晰、接線準(zhǔn)確無誤的方法很重要。我認(rèn)為最簡單實用的方法是按線號接線，有三個步驟：其一，判斷每個線號連接哪幾個觸點并在安裝板上一一找出；其二，N個觸點需要N-1根導(dǎo)線連接，無所謂連接先后；其三，檢查確認(rèn)。當(dāng)然，如果有更好的方法也可以與我們分享。（設(shè)計思路：教學(xué)中不能面面俱到，把所有可能出現(xiàn)的問題作為注意點灌輸給學(xué)生，學(xué)生很難接受和理解，應(yīng)該放手讓學(xué)生實踐，碰到具體問題后舉一反三進(jìn)行引導(dǎo)，更容易引起學(xué)生共鳴。）

（2）通電試車。

學(xué)生選擇熔體并整定元器件，初步判斷線路通斷情況，特別是有無短路故障，檢測完畢后通電試車。操作步驟由學(xué)生模擬實際工程應(yīng)用進(jìn)行分析。選擇學(xué)生作品，讓學(xué)生講述項目實施中碰到的問題及解決方法，并根據(jù)觸點動作情況講述線路的工作原理。

（3）故障分析排除。

師生共同討論線路檢修方法；教師選取典型故障板，示范操作，講解操作要點，學(xué)生跟著教師分組操作；學(xué)生獨立操作，教師巡視指導(dǎo)，釋疑解難。做中教，做中學(xué)，有利于學(xué)生掌握操作技能，養(yǎng)成規(guī)范操作、認(rèn)真記錄和安全文明生產(chǎn)的職業(yè)習(xí)慣，使教學(xué)過程更具有實效性。

四、案例反思

（一）本案例分析以項目為載體，以任務(wù)驅(qū)動的模式再現(xiàn)課堂教學(xué)場景，通過任務(wù)一與任務(wù)二使理論和實踐部分環(huán)環(huán)相扣，以學(xué)生為主體，在教師引導(dǎo)下學(xué)生充分發(fā)揮能動性，獨立設(shè)計安裝線路，鞏固所學(xué)理論知識，提高操作技能水平。

（二）教師主要起引導(dǎo)作用，由傳統(tǒng)教學(xué)的主角轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)活動的組織者、監(jiān)督者和輔導(dǎo)者。通過啟發(fā)式教學(xué)，任務(wù)驅(qū)動，啟發(fā)學(xué)生觀察思考，驅(qū)動學(xué)生動手實踐，由“要我學(xué)”變成“我要學(xué)”，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和熱情。

（三）項目教學(xué)是開放的、互動式的，學(xué)生與教師平等交流，甚至可以提出不同見解，采用這種方式更能增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，創(chuàng)新能力是學(xué)生從業(yè)能力的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊玉菲.電氣控制技術(shù)[M].北京：中國鐵道出版社，2006.

[2]強(qiáng)高培.電機(jī)與電氣控制線路[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.