工學結合一體化教學課例

一、課題名稱

定子繞組串接電阻降壓啟動控制線路。

二、教學背景

工學結合一體化是職業教育對教學方式的改革，是將職業教育的教學與企業的生產勞動相結合。隨著學校工學結合一體化課程改革的深入，將各門課程按模塊分成若干個工作活動任務，將學生分成若干個既能相互協作又有競爭的學習活動小組，在教師的引領下，按照一體化教學六部教學法，學生自主學習、研討探究、動手操作，完成教學任務。

三、學習目標

1.知識目標

掌握定子繞組串接電阻降壓啟動工作原理。

2.技能目標

會正確安裝、調試、檢修定子繞組串接電阻降壓啟動控制線路；培養學生分析問題、解決問題能力和操作技能。

3.德育目標

培養學生審美能力、責任感、榮譽感、團隊協作意識和競爭意識。

4.安全目標

嚴格遵守操作規程，嚴格執行7S標準。

四、教學重點及難點

教學重點為定子繞組串接電阻降壓啟動工作原理，難點是定子繞組串接電阻降壓啟動線路安裝。

五、教學方法及學習方法

采用項目教學法、多媒體輔助教學法、分層教學法和啟發引導教學法，以及自主學習、合作探究的學習方法。

六、教學準備

1.教學資料準備

教師要結合定子繞組串接電阻降壓啟動在企業的實際應用，撰寫適合學生特點和工學結合一體化教學的教案及學習工作頁。

2.實習用料、工具準備

按每兩個學生一套準備出滿足學生安裝用的接觸器、熔斷器、時間繼電器等電器元件以及常用電工工具和儀表。

3.一體化工作站準備

工作站準備要既便于同學互相探究和討論，又盡量接近實際工廠的生產場地。最好按研討區、實訓區、資料區、成果區四個功能區來布置。

4.學情分析準備

教師要對學生的知識功底、學習能力心中有數，分組要均衡。學生學習工作小組設組長、技術員、質檢員、安全員、記錄員各一人，分別負責組內的管理、技術、質量、安全操作和活動記錄。

七、教學過程

1.明確任務，獲取信息（20分鐘）

（1）創設問題情境。

教師：“同學們，經過各組團結協作較好地完成了順序啟動和多地控制工作任務，考核結果是：三組為最佳工作小組，XX為最佳小組長，XX、XXX為最佳成員，希望取得成績的小組和同學再接再勵，其他同學要加倍努力、迎頭趕上。回想一下：前面學習電動機啟動時定子繞組加的電壓和額定電壓是什么關系？這種啟動方法稱為什么啟動？”（多媒體課件展示砂輪機啟動）

請思考：全壓啟動有什么缺點？（視頻：電動機啟動燈立刻變暗，日光燈熄滅無法再啟動，同一供電線路電動機動力不足聲音變悶）如何減小啟動電流呢？

引入降壓啟動概念（多媒體課件：展示降壓啟動的四種方法）。

（2）下達學習任務（多媒體課件展示學習工作任務）。某電動機廠二車間增加一臺V-6/8-1型號的空氣壓縮機，需要配37kW額定轉速為750r/min的電動機作為動力機械，車間動力供電電壓為380V，供電變壓器容量為80kVA。請你完成車間擴建工作。

（3）明確學習目標（多媒體課件展示學習目標）。能夠理解電動機降壓啟動概念；能設計出合理的定子繞組串接電阻降壓啟動控制線路，會分析控制原理，并繪制電路原理圖；能夠合理選擇和使用常用低壓電器元件；能按圖樣正確連接控制線路，會通電試車。

（4）教師宣布學習過程所需時間和需要提交的內容。

教師：“建議你在18學時內完成，你將獲得1學分。請認真閱讀學習工作頁，通過查閱《電動機與變壓器》《電力拖動與技能訓練》《安全用電》等參考學材學習相關知識，獲取設計方法和技巧，按照學習工作頁的提示以小組為單位完成：工作計劃、異步電動機串接電阻降壓啟動控制線路原理圖、控制盤成品和活動總結報告（課件：工作計劃……總結報告）。”

2.小組研討，制定計劃（25分鐘，課件展示學習工作任務）

教師發放學習工作頁，小組成員在小組長的帶領下分頭閱讀工作頁內容，查閱參考學材，尋找解決問題的答案，對疑難問題小組集體進行研討分析，或是尋求老師的幫助，待小組解決完所有問題后，組長再帶領小組成員討論制定工作方案——完成活動任務的具體方法和步驟。然后根據工作方案，繪制控制電路草圖（這里教師需要提醒同學，設計控制電路可以不拘一格，完成同樣控制功能的電路可以有幾種，但是實際應用的是最優化的電路），并進行修正畫出正式電路圖。

因給定的是37kW額定轉速為750r/min的電動機，查閱電工手冊得知電動機為6極，額定電流為72A，型號為Y250M-6。以此為依據選出實現控制功能的開關、按鈕、接觸器等電器元件、材料和工具。（這里教師要提醒同學元器件的選用并不是單一的，滿足同一功能的同一器件有好多型號，這要視器件價格、尺寸及使用者習慣而定。）最后做出完成工作任務的流程表，完成整個活動的實施計劃。

在制定計劃的過程中，各小組的進程會有一定差異。進度快的小組探討啟動電阻的選用原則是什么，時間繼電器的定時設定長或短對電動機的啟動有什么影響，啟動時間如何設定等問題。同時教師對進度慢的小組加以引導，對不能按時完成的小組課后進行輔導。

3.相互探究，做出決策（1學時）

6個工作小組依次到講臺上匯報小組活動實施計劃，大致過程類似，只是存在的問題略有不同，因篇幅限制這里僅摘錄一組匯報過程。

先將小組設計的電路圖、活動流程圖粘于黑板上，然后匯報：第一步備料，接觸器CJ20-40兩個，熔斷器RL1-60/40三個，……；第二步電路原理分析（略），展示設計的電路能完全實現控制要求，時間繼電器啟動時間調到10秒；第三步準備常用電工工具一套，指針式萬用表一塊。

根據同學匯報的情況，教師和其他組同學進行提問，由該組同學回答。

問：為什么采用降壓啟動？

答：根據給定電動機的功率和變壓器的容量，不符合電動機直接啟動的條件。

問：手動控制除了用轉換開關控制還有別的方法嗎？

答：用按鈕控制。

問：串電阻降壓啟動缺點是什么？

答：耗能，只能空載或輕載啟動。

教師：“6個小組通過團結協作、查學材、查資料均按時制定出活動計劃，且活動計劃可行，這很好。但還存在一些問題：一是精細程度不夠，電路圖潦草；二是時間繼電器啟動時間調整不夠準確，啟動時間調整要恰到好處，要既能控制啟動電流在限制的范圍內，又能不致使啟動時間太長。啟動是過程，串接電阻減壓啟動消耗電能，要用在不經常啟動的場合。”

4.規范操作，實施計劃（12學時）

學生兩人一組，按本組制定的計劃，完成定子繞組串接電阻降壓啟動控制線路的安裝。整個活動過程中，小組成員除了完成相應的安裝工作外，還要按分工完成好自己所負責的檢查工作。組長負責小組活動的指揮和領導，安排小組成員的工作任務，相當于車間的調度員；技術員負責控制柜安裝過程中的技術指導；質檢員負責控制柜安裝過程和成品質量的檢查、指導和監督；安全員負責整個活動實施過程中的安全規范及7S執行情況的監督和檢查；記錄員負責記錄整個活動過程。教師巡視，適時給予指導，尤其要注意安裝過程中的安全操作。

這個過程時間較長，教師要時刻注意各小組的情況和每個學生的活動。一是時刻掌握課程動態以利于更好地掌控；二是為評定積累資料，最后給同學以客觀公正的評價；三是觀察學生是否按按照操作規程作業，杜絕一切危險發生。

學生動手能力不一，完成這個過程最多能相差2個學時。對于完成任務較早的同學，教師可以為其設置故障令其排除，實現分層教學。

5.質量控制，作品展示（2學時）

學生必須在任務提出后規定學時內上交活動計劃方案、設計原理圖、控制柜實物以及活動總結報告，然后到成果展示區展示作品。在作品展示前小組做最后檢查，技術員檢查作品是否存在技術問題，質檢員檢查作品質量是否存在問題，安全員檢查作品是否存在安全隱患，記錄員做好記錄。小組檢查無誤后，經教師批準通電試車，逐步驗證各個控制要求是否實現，驗證作品是否達到設計要求、是否有應用價值、作品質量是否過關等。

6.客觀真實，評估反饋（2學時）

八、教學反思

首先，工學結合一體化教學中，學生有任務、有目標，學中做、做中學，理論與實踐有機結合，培養了學生自主探究、學習，充分調動了學生的積極性、主動性，教學效果好。

其次，小組劃分合理，各小組之間實力均衡，有協作、有競爭，培養了團隊精神和競爭意識，對學生起到了良好的激勵作用。

同時，教學中還存在著不足，一體化工作站不能完全按功能劃分工作區，一體化教學環境還有待改善。

（作者為承德技師學院高級講師）