STEAM視閾下電力拖動(dòng)控制線路的項(xiàng)目設(shè)計(jì)

摘 要：STEAM教育是多學(xué)科多維度的綜合創(chuàng)新教育，面向全體學(xué)生，關(guān)注學(xué)生差異，將其倡導(dǎo)的6E學(xué)習(xí)模式運(yùn)用在中職生的電力拖動(dòng)線路項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力與動(dòng)手能力。

關(guān)鍵詞：STEAM理念;6E學(xué)習(xí)模式

中圖分類號：TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.11.080

1 STEAM教育理念

20世紀(jì)90年代，美國國家科學(xué)基金會(huì)（National Science Board，NSB）提出了STEM教育理念[1]，21世紀(jì)以后，美國佛吉尼亞科技大學(xué)的Yakman教授[2]提議將藝術(shù)作為重要的人文素養(yǎng)加入STEM教育，從而發(fā)展為STEAM教育，即科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Art）和數(shù)學(xué)（Mathematics）多學(xué)科多維度的綜合創(chuàng)新素質(zhì)教育。STEAM教育在實(shí)施過程中，面向全體學(xué)生，關(guān)注學(xué)生差異，包括學(xué)生的不同認(rèn)知水平、文化背景、學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)能力、審美情操、身體條件和行為能力。

2 6E學(xué)習(xí)模式

STEAM教育倡導(dǎo)6E學(xué)習(xí)模式[3]，即引入（Engage）、探索（Explore）、解釋（Explain）、工程（Engineer）、深化（Enrich）和評價(jià)（Evaluate）。該學(xué)習(xí)模式倡導(dǎo)為真實(shí)的情景解決問題，利用跨學(xué)科的知識(shí)構(gòu)架解決問題，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析與動(dòng)手能力，與職業(yè)教育的育人理念不謀而合。

3 基于STEAM理念的案例設(shè)計(jì)

3.1 案例選題

本著“以就業(yè)為導(dǎo)向，以能力為本位”的教育理念，教學(xué)內(nèi)容精選中級維修電工考證的核心考點(diǎn)“電動(dòng)機(jī)的控制”。其中電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路為經(jīng)典電動(dòng)機(jī)控制，承上啟下，是電動(dòng)機(jī)位置控制的基礎(chǔ)。

3.2 案例設(shè)計(jì)

（1）引入。課前學(xué)生進(jìn)行電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)實(shí)例搜索，自主找出伸縮門、電梯、機(jī)床主軸、升降機(jī)等工作視頻，生動(dòng)再現(xiàn)工作場景。以伸縮門為例，學(xué)生分析其電氣要求：將其轉(zhuǎn)化為電動(dòng)機(jī)的可逆運(yùn)轉(zhuǎn)控制要求。明確正反轉(zhuǎn)控制的兩個(gè)條件：電動(dòng)機(jī)換相和增加反向轉(zhuǎn)動(dòng)控制回路。

（2）探索。學(xué)生小組合作，通過繪制思維導(dǎo)圖，進(jìn)行原理圖設(shè)計(jì)并發(fā)現(xiàn)問題：直接增加控制回路，會(huì)導(dǎo)致短路事故。學(xué)生嘗試改進(jìn)措施，教師參與點(diǎn)撥，引入接觸器聯(lián)鎖控制。

（3）解釋。通過學(xué)生討論分析，發(fā)現(xiàn)接觸器聯(lián)鎖控制電路具有線路工作安全可靠的特點(diǎn)，但是該電路操作不便，正反轉(zhuǎn)不能直接切換，必須先停下來。學(xué)生自主探索，優(yōu)化電路，改進(jìn)措施為接觸器、按鈕雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路。其線路操作方便，可以直接實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)切換，工作安全可靠。

（4）工程。學(xué)生進(jìn)行仿真模擬后，完成電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路的布線操作。實(shí)訓(xùn)步驟為檢測低壓電器元件，將元件合理布局并緊固在實(shí)訓(xùn)面板上;先進(jìn)行主電路的布線，再進(jìn)行控制線路的布線。根據(jù)文明安全生產(chǎn)原則，線路檢測無誤后，在教師的指導(dǎo)下，進(jìn)行通電試車。

教師人為設(shè)置電氣自然故障兩處，講解故障排除步驟，并進(jìn)行示范檢修，直至故障排除。具體步驟為：一看，觀察故障現(xiàn)象;二判，縮小故障范圍;三測，準(zhǔn)確找出故障點(diǎn);四修，迅速排除故障。

（5）深化。通過動(dòng)手操作，學(xué)生進(jìn)一步理解接觸器聯(lián)鎖與雙重聯(lián)鎖的區(qū)別與聯(lián)系。在綜合實(shí)踐課上，組織學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，由企業(yè)師傅講解并演示其在企業(yè)的實(shí)際使用，這是本課的經(jīng)典實(shí)際應(yīng)用;企業(yè)師傅還給學(xué)生講解了電動(dòng)車進(jìn)行正反轉(zhuǎn)的原理，并指導(dǎo)學(xué)生操作練習(xí)，將課堂教學(xué)與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐相對接，深化學(xué)生對本課的理解與掌握。

（6）評價(jià)。教師總結(jié)并指出安裝和調(diào)試過程中普遍問題及解決措施，邀請電工技能考評員對學(xué)生的實(shí)訓(xùn)進(jìn)行考評，學(xué)生進(jìn)行接線工藝水平的互評，進(jìn)行在線測試。課后學(xué)生完成項(xiàng)目任務(wù)書，并考核自評。

4 思考與啟示

STEAM教育理念下，進(jìn)行6E學(xué)習(xí)法教學(xué)時(shí)，要考慮以下因素。

（1）可行性。項(xiàng)目設(shè)計(jì)不能過難，不能超越中職生的最近發(fā)展區(qū)，通過師生共同努力，學(xué)生能跳一跳進(jìn)行自主探究，自己設(shè)計(jì)可行的方案，師生共同優(yōu)化方案，真正解決問題。

（2）價(jià)值性。給學(xué)生的情景問題要對生產(chǎn)和生活有價(jià)值，不能天馬行空，也不能閉門造車。在本案例中，學(xué)生通過綜合實(shí)踐課去企業(yè)參觀學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)到本課學(xué)習(xí)的重要意義與實(shí)踐價(jià)值。

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作者簡介：王靜（1983-），女，漢族，江蘇徐州人，電子技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)，講師，研究方向：機(jī)電與控制專業(yè)教學(xué)研究，E-mail：359282709@qq.com。