電工課程自制教具的作用與展望*

張啟滔

桂林市民族職業(yè)技術(shù)學(xué)校 廣西桂林 541004

電工課程自制教具的作用與展望*

張啟滔

桂林市民族職業(yè)技術(shù)學(xué)校 廣西桂林 541004

電工課程自制教具與電氣照明、生產(chǎn)設(shè)備的通融性，使學(xué)生在制作和使用的過程中，將學(xué)到的知識和技能很快地應(yīng)用于生產(chǎn)設(shè)備的安裝、調(diào)試、檢測與維修，提高了學(xué)生的創(chuàng)業(yè)和就業(yè)的能力。電工課程自制教具具有廣闊的發(fā)展前景與永恒的生命力。

電工課程；自制教具；職業(yè)技能

Author’s address Gui l in National Vocational School, Gui l in, Guangxi, China 541004

1 電工課程自制教具的解析

電工課程自制教具是教師和學(xué)生為了適應(yīng)電工課程教學(xué)的需要而制作的教學(xué)器具。它不僅彌補(bǔ)了電工實(shí)驗(yàn)商品教具的不足，更是薄弱學(xué)校不可或缺的教學(xué)器具。

電工課程自制教具，根據(jù)科研成果的體現(xiàn)和日常教學(xué)的需求這兩個方面，有狹義和廣義之分。狹義的電工課程自制教具，是指教師和學(xué)生利用簡便易行的方法，就地取材，自己構(gòu)思、設(shè)計(jì)和動手制作的教具。它的主要特點(diǎn)是具有獨(dú)特的創(chuàng)新和創(chuàng)意，體現(xiàn)了師生的科研成果。但它的數(shù)量少，有待于推廣應(yīng)用。而電工課程教學(xué)的內(nèi)容豐富，需要的教具多，所以狹義的電工課程自制教具難以滿足日常教學(xué)的需求。廣義的電工課程自制教具，是指教師和學(xué)生在教學(xué)活動中，根據(jù)電工教材、電工手冊以及有關(guān)的參考資料的電路和原理，自己動手制作的教具。它一般包括師生親自繪制的電工教學(xué)掛圖，師生親自動手設(shè)計(jì)和安裝的電燈和電度表的照明配電板、電流表和電壓表測三相電路配電板、電動機(jī)單相運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路配電板、電動機(jī)可逆控制電路配電板、Y-△降壓起動控制電路配電板等，它的數(shù)量多、使用普遍，能滿足日常教學(xué)的需求。當(dāng)然，廣義的電工課程自制教具，也包括體現(xiàn)教師和學(xué)生科研成果的創(chuàng)新教具。

所以，電工課程自制教具，是指廣義的電工課程自制教具。總之，在電工課程的教學(xué)、科研與競賽等活動中，由教師和學(xué)生親自動手制作的教學(xué)用具就是電工課程自制教具。它不僅包含教師和學(xué)生制作的電工實(shí)物教具，也包含教師和學(xué)生制作的電工課程的教學(xué)課件、教學(xué)軟件及教學(xué)聲像資料。需要說明的是，參照歷屆“全國優(yōu)秀自制教具評選活動方案”的評選范圍以及商品電工實(shí)驗(yàn)教具的實(shí)物性，文中所論及的電工課程自制教具是指教師和學(xué)生制作的電工實(shí)物教具。

2 電工課程自制教具在教學(xué)中的意義

電工課程自制教具，以其貼近教學(xué)、取材容易、花錢較少、制作簡單、使用方便的特點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于電工課程的教學(xué)。對于無力購置商品電工實(shí)驗(yàn)裝置的薄弱學(xué)校來說，它是電工理論和實(shí)踐教學(xué)必不可少的教學(xué)器具；對于擁有商品電工實(shí)驗(yàn)裝置的學(xué)校來說，它可以彌補(bǔ)商品教具的不足或作教學(xué)資源的補(bǔ)充。教師通過電工課程自制教具的設(shè)計(jì)、制作和在教學(xué)中的運(yùn)用，能夠生動描述和再現(xiàn)電工原理、電工操作程序和工作場景，使得抽象的電工理論不再枯燥乏味，從而激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；學(xué)生通過電工課程自制教具的設(shè)計(jì)、制作和在學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，能夠增強(qiáng)動手能力，充分調(diào)動視覺、聽覺、觸覺等感官功能，體驗(yàn)學(xué)習(xí)的愉悅和增強(qiáng)學(xué)習(xí)的主動性，從而全身心地融入教學(xué)活動之中。電工課程自制教具的應(yīng)用，有助于學(xué)生深刻理解和掌握電工理論和操作技能，使得電工課程有更好的教學(xué)效果。例如，在電度表工作原理的教學(xué)中，學(xué)生使用自制的電度表配電板進(jìn)行依次開亮電燈的操作，觀察開亮電燈的盞數(shù)和電度表鋁盤旋轉(zhuǎn)快慢的情況，就容易理解在電度表電路中，負(fù)載越重，電流越大，鋁盤旋轉(zhuǎn)越快，單位時間內(nèi)讀數(shù)也就越大的工作原理，從而突破電度表工作原理的學(xué)習(xí)難點(diǎn)。

由此可見，電工課程自制教具通過師生設(shè)計(jì)、制作和應(yīng)用的過程，能真實(shí)地展現(xiàn)學(xué)習(xí)對象、學(xué)習(xí)環(huán)境與學(xué)習(xí)過程，將比較抽象難懂的電工理論知識變得生動形象、直觀易學(xué)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力，提高了學(xué)生的動手能力和專業(yè)素質(zhì)，體現(xiàn)了讓學(xué)生“做中學(xué)，學(xué)中做”，理論與實(shí)踐一體化教學(xué)的職教理念。

值得一提的是，電工課程自制教具不僅在于它的使用意義，更重要的在于它的制作過程意義。例如，教師或?qū)W生將空氣開關(guān)、交流接觸器、熱繼電器等低壓電器設(shè)計(jì)和安裝成元件布局合理、線路橫平豎直、精致美觀的電動機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路配電板，并連接三相電動機(jī)使之旋轉(zhuǎn)，就能感受和體驗(yàn)成功的樂趣。教師和學(xué)生在制作自制教具的過程中，智慧和才能得以最大限度地發(fā)揮，培養(yǎng)了研究性學(xué)習(xí)的能力，促進(jìn)師生的技能養(yǎng)成和專業(yè)成長。而且，每一款自制教具都凝聚著師生的心血，體現(xiàn)了師生的情趣，展示了師生的風(fēng)格，有利于師生的愛好和個性的發(fā)展，這就是師生可持續(xù)創(chuàng)新的源泉之所在。

3 電工課程自制教具在教學(xué)中的作用分析

電工課程自制教具是為了學(xué)生適應(yīng)將來各種工作場景和掌握實(shí)際生產(chǎn)技能并考慮學(xué)校教學(xué)資源情況，由師生自己設(shè)計(jì)和制作的教學(xué)用具，它不僅有助于教師靈活地在不同的教學(xué)條件和教學(xué)環(huán)境下，將抽象的電工理論和原理進(jìn)行形象、直觀、生動的描述，還可以調(diào)動學(xué)生的感官和思維去參與學(xué)習(xí)和實(shí)踐的整個教學(xué)過程，充分發(fā)揮學(xué)生自覺學(xué)習(xí)的主體作用。因此，電工課程自制教具的運(yùn)用，促進(jìn)了師生情感的交流、心靈的溝通與課堂氛圍的和諧；有利于教師教學(xué)技能的提升和教學(xué)藝術(shù)的養(yǎng)成；有利于學(xué)生動手能力和職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。

3.1 電工課程自制教具是照明和生產(chǎn)設(shè)備的真實(shí)再現(xiàn)實(shí)體

電工課程自制教具大多是照明電氣和動力電氣的控制電路配電板，它是電氣照明與動力機(jī)械電氣部分真實(shí)的模擬與再現(xiàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)各種電氣控制的功能。例如，電度表配電板能夠?qū)崿F(xiàn)家庭用電控制的功能；電動機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路配電板能夠?qū)崿F(xiàn)小型機(jī)械電動機(jī)全壓起動控制的功能；電動機(jī)可逆控制電路配電板能夠?qū)崿F(xiàn)電動葫蘆的升降、前后移動控制的功能；自動控制Y-△降壓起動電路配電板能夠?qū)崿F(xiàn)大型機(jī)械電動機(jī)降壓起動控制的功能。由此可見，電 工課程自制教具是照明和生產(chǎn)設(shè)備真實(shí)再現(xiàn)的實(shí)體，具有將電工課程學(xué)習(xí)環(huán)境仿真生產(chǎn)實(shí)際環(huán)境的特點(diǎn)，有利于學(xué)生實(shí)踐技能和實(shí)際工作能力的培養(yǎng)，它在理論與實(shí)踐操作一體化的電工課程教學(xué)中占據(jù)重要的地位。

3.2 電工課程自制教具有商品電工實(shí)驗(yàn)裝置不可替代的功能

電工課程自制教具，大多是教師和學(xué)生采用分立元器件，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際、電路功能和工藝要求而設(shè)計(jì)、制作的教學(xué)器具。因此，電工課程自制教具，具有供師生進(jìn)行靈活地、創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)和安裝等實(shí)訓(xùn)功能。例如，學(xué)生在制作電動機(jī)控制電路配電板時，采用空氣開關(guān)、交流接觸器、熱繼電器等低壓電器，根據(jù)電路的功能、配電板的尺寸、電器的種類、數(shù)量和體積，進(jìn)行電器布局的設(shè)計(jì)與安裝訓(xùn)練，然后根據(jù)電器線路的連接與走向，進(jìn)行主電路與輔助電路的設(shè)計(jì)與配線訓(xùn)練。經(jīng)過一定時間的操作練習(xí)，學(xué)生安裝配電板的工藝效果可以達(dá)到元件布局合理，線路橫平豎直、分布均勻，其精致美觀的程度能給人賞心悅目的享受。這不僅培養(yǎng)學(xué)生一絲不茍、精益求精的品質(zhì)，還激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新欲望和創(chuàng)造意識。而“BP-2000型通用電工實(shí)訓(xùn)考核鑒定裝置”等商品電工試驗(yàn)裝置，出廠前已將空氣開關(guān)、交流接觸器、熱繼電器等低壓電器，進(jìn)行了集成化的固定與安裝，并將電器接點(diǎn)引接至接線端子上，操作訓(xùn)練只能在端子上進(jìn)行。這些產(chǎn)品雖然可以減少器件的損壞，但失去了根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，用分立元器件進(jìn)行電器布局和電器接點(diǎn)之間配線的設(shè)計(jì)與安裝等訓(xùn)練功能，難以達(dá)到自制教具的實(shí)踐效果和實(shí)際生產(chǎn)的工藝要求。這在不同程度上制約了教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)際的對接與融合，同時也束縛了學(xué)生發(fā)揮個性化的創(chuàng)造潛力和創(chuàng)新意識。因此，電工課程自制教具具有商品電工實(shí)驗(yàn)裝置不可替代的功能。

當(dāng)然，商品電工實(shí)驗(yàn)裝置具有電器安裝簡便、線路連接方便、器材損壞少、電線消耗少、節(jié)省教學(xué)時間等優(yōu)點(diǎn)。而且，教師和學(xué)生的職業(yè)技能考核與競賽越來越多地采用集成化的商品教具，所以，有條件的學(xué)校也需要引進(jìn)和購買商品電工實(shí)驗(yàn)裝置，讓師生根據(jù)教學(xué)的需要有更多的選擇。

3.3 電工課程自制教具經(jīng)濟(jì)、實(shí)用

商品電工教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置少則一萬多元，多則十多萬元，這對于薄弱學(xué)校來說是一筆不小的開支。薄弱學(xué)校的辦學(xué)舉步維艱，生源少，經(jīng)費(fèi)少，很難承擔(dān)昂貴的商品電工教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的費(fèi)用。而自制教具則可以化整為零，少則十多元，多則一百多元，甚至還可以到廢舊市場購買舊的元器件，變廢為寶。這樣既可以緩解學(xué)校經(jīng)費(fèi)不足的壓力，又可以培養(yǎng)學(xué)生勤儉節(jié)約的意識和精打細(xì)算的創(chuàng)業(yè)經(jīng)營能力。而且，電工課程自制教具輕便靈活，便于在實(shí)驗(yàn)室、常規(guī)教室、多媒體教室操作實(shí)踐，還可以與生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行參照與比對，便于理論與實(shí)踐操作一體化教學(xué)的實(shí)施。

3.4 電工課程自制教具在教學(xué)中可以起承上啟下的作用

電工課程自制教具是一種延續(xù)再生、反復(fù)使用的教具。各個學(xué)校通過優(yōu)秀自制教具的評選辦法的實(shí)施、保管使用制度的執(zhí)行，教師和學(xué)生制作的優(yōu)秀作品，都可以作為教學(xué)和實(shí)訓(xùn)的教學(xué)器具。學(xué)生在教學(xué)活動中，通過對優(yōu)秀自制教具的展示、觀摩和使用，獲得啟發(fā)和靈感，并超越性地設(shè)計(jì)與安裝，鍛煉了思維創(chuàng)新和動手的能力，起到承上啟下的作用，使得學(xué)校的電工課程自制教具的質(zhì)量逐年提高，種類日臻完善。當(dāng)然，自制教具不僅是教師在教學(xué)過程中講授教學(xué)內(nèi)容的工具，更是學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)的模板，具有示范性的作用。俗語說：“學(xué)其上者，得其中，學(xué)其中者，得其下。”所以，要求電工課程自制教具制作得科學(xué)實(shí)用，工藝精美，達(dá)到生產(chǎn)設(shè)計(jì)的要求，為學(xué)生高質(zhì)量的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)打下基礎(chǔ)。

4 電工課程自制教具展望

4.1 教學(xué)改革需要電工課程自制教具

在電工課程的職業(yè)教育教學(xué)改革實(shí)踐中，廣大教師和學(xué)生積極開展理論與實(shí)踐一體化的教學(xué)活動。在“教師做中教、學(xué)生做中學(xué)”的過程中，通過電工課程自制教具的制作與使用，鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新能力和動手能力，提高了教師的教學(xué)能力和科研能力。隨著校企聯(lián)合辦學(xué)的深入，電工課程的教學(xué)與改革需要與生產(chǎn)相結(jié)合，而由分立元器件所組成的電工課程自制教具更切合生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)際。為此，專業(yè)教師需要推進(jìn)電工課程內(nèi)容貼近企業(yè)崗位實(shí)際工作過程，以提高學(xué)生綜合職業(yè)能力為目標(biāo)，對接職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在電工課程自制教具的制作與使用的教學(xué)中，突出電工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的技能訓(xùn)練，滲透敬業(yè)精神及合作意識的教育，提高學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。為企業(yè)培養(yǎng)工作認(rèn)真、技能熟練、責(zé)任心強(qiáng)的高素質(zhì)人才。因此，隨著教學(xué)改革的深入和職業(yè)教育的發(fā)展，需要更多的電工課程自制教具。

4.2 自制教具評選活動促進(jìn)電工課程自制教具的發(fā)展

目前，教育部教學(xué)儀器研究所已舉辦7屆全國優(yōu)秀自制教具評選活動，并于2012年暑假期間在浙江省杭州市舉辦第八屆（天煌杯）全國優(yōu)秀自制教具評選和展示活動，自制教具的評選活動促進(jìn)了電工課程自制教具的發(fā)展。例如，在第七屆（華師京城杯）全國優(yōu)秀自制教具評選活動中，獲一等獎作品79件，涉及電工課程的作品有19件，占24%，其中電教儀器部門2件，大學(xué)、高職院校2件，中職學(xué)校1件，中小學(xué)14件；獲二等獎作品167件，涉及電工課程的作品有42件，占25%，其中電教儀器部門1件，大學(xué)、高職院校4件，中職學(xué)校2件，中小學(xué)35件；獲三等獎作品255件，涉及電工課程的作品有58件，占23%，其中電教儀器部門2件，中職學(xué)校2件，中小學(xué)54件。從以上獲獎情況分析可知，與電工課程內(nèi)容相關(guān)的獲獎作品占有相當(dāng)大的比例，然而中小學(xué)的作品占大部分，職業(yè)院校和中職學(xué)校的作品較少。所以，有待于職業(yè)教育有關(guān)部門和學(xué)校的引導(dǎo)與鼓勵，以期涌現(xiàn)出更多的富有職業(yè)教育特色的優(yōu)秀電工課程自制教具作品。

4.3 職業(yè)技能競賽促進(jìn)電工課程自制教具質(zhì)量的提升

近年來，廣西以及所屬的各市開展的中等職業(yè)學(xué)校學(xué)生職業(yè)技能競賽，其中機(jī)電與維修電工安裝與調(diào)試技能競賽項(xiàng)目有：1）電子電路組裝與調(diào)試，包括多諧振蕩電路、單結(jié)晶體管延時電路、晶閘管調(diào)壓電路；2）電氣裝置電路安裝與接線，包括帶點(diǎn)動的交流接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路的安裝及配線、時間繼電器自動控制Y－△降壓啟動線路的安裝及配線、按鈕和時間繼電器控制雙速電動機(jī)線路的安裝及配線。在這些競賽項(xiàng)目的教學(xué)與培訓(xùn)的過程中，離不開教師和歷屆學(xué)生制作的示范教具，學(xué)生通過對他人作品的借鑒，吸取其精華部分，革新其不足，再通過反復(fù)操作訓(xùn)練，達(dá)到技能嫻熟的境地，使得可作為示范教具的電工作品的工藝和質(zhì)量得以不斷改進(jìn)和提升。

4.4 電工課程自制教具將蘊(yùn)含愈來愈多的新技術(shù)

隨著電子、單片機(jī)、PLC和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，電工課程自制教具將蘊(yùn)含愈來愈多的新技術(shù)。例如，在第七屆全國優(yōu)秀自制教具評選活動中，獲得一等獎的“電磁感應(yīng)萬用演示盒”（山西省榆社縣桃陽中心校郭茂清）、“電熱水式海市蜃樓奇觀模擬演示器”（廣西師范大學(xué)田若平）、“水塔自動控制演示器”（寧夏長慶高級中學(xué)卓尉新）、“PLC實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)裝置”（寧波市第二高級技工學(xué)校蔣海忠），獲得二等獎的“簡易電動機(jī)實(shí)驗(yàn)教具”（天津市實(shí)驗(yàn)小學(xué)王建國）、“霍爾電源模擬器”（江蘇省鹽城機(jī)電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校徐振榮、周莉）、“發(fā)光二極管（LED）頻閃燈”（江西省宜春市宜春中學(xué)徐月清）等作品，都含有新材料、新技術(shù)的應(yīng)用。因此，電工課程自制教具將蘊(yùn)含愈來愈多的新技術(shù)，這就促使教師和學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握更多的新技術(shù)和新工藝。

4.5 電工課程自制教具推動商品電工實(shí)驗(yàn)教具的發(fā)展

教師和學(xué)生在電工課程的教學(xué)活動中，為了教學(xué)的需要或者是為了參加自制教具的評選與競賽，制作了大量構(gòu)思新穎、功能奇特、工藝精良的作品。通過作品的展示與推廣，廠商從中獲得啟發(fā)和靈感，從而研制和開發(fā)更多的功能齊全的集成化的商品教具。商品電工實(shí)驗(yàn)裝置是參照電工課程自制教具和生產(chǎn)動力設(shè)備設(shè)計(jì)、制作和生產(chǎn)的。例如，浙江天煌科技實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的“THPMK-1型大功率電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)考核裝置”就是參照“電動機(jī)Y-△降壓起動控制電路”配電板或生產(chǎn)動力設(shè)備而設(shè)計(jì)生產(chǎn)的。教具廠商積極參與和贊助自制教具的評選活動，一個是宣傳企業(yè)，再一個就是借鑒優(yōu)秀的作品或者尋求作品發(fā)明者的合作，改進(jìn)、開發(fā)商品教具。因此，電工課程自制教具的創(chuàng)新，推動了商品電工實(shí)驗(yàn)教具的研發(fā)和生產(chǎn)。

5 結(jié)束語

在電工課程的教學(xué)改革和教學(xué)活動中，電工課程自制教具是學(xué)習(xí)電工知識的載體和動手實(shí)踐操作的實(shí)體，是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力和動手能力的前提條件。電工課程自制教具與電氣照明、生產(chǎn)設(shè)備的通融性，使學(xué)生在制作和使用的過程中，將學(xué)到的知識和技能很快地應(yīng)用于生產(chǎn)設(shè)備的安裝、調(diào)試、檢測與維修，提高了創(chuàng)業(yè)和就業(yè)的能力，為將來的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。電工課程自制教具，以它在日常教學(xué)和教學(xué)改革中的地位與作用，以及它發(fā)展的前景，愈發(fā)顯示它的勃勃生機(jī)和永恒的活力。

[1]曾祥富,鄧朝平.電工技能與實(shí)訓(xùn)[M].2版.北京:高等教育出版社,2006:203-248.

[2]教育部教學(xué)儀器研究所.第七屆（華師京城杯）全國優(yōu)秀自制教具評選獲獎名單[EB/OL].[2009-09-25].ht tp:// www.ceiea.com/html/200909/20090925151747e6bd.shtml.

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廣西壯族自治區(qū)教育廳2011年度廣西中等職業(yè)教育教學(xué)改革立項(xiàng)項(xiàng)目《農(nóng)村電氣技術(shù)專業(yè)電工課程模擬仿真與實(shí)踐操作一體化教學(xué)的研究與實(shí)踐》（參見桂教職成〔2011〕41號文件）研究成果之一。項(xiàng)目主持人：張啟滔。

作者：張啟滔，桂林市民族職業(yè)技術(shù)學(xué)校講師、工程師，研究方向?yàn)殡姎夤こ探虒W(xué)。