利用多媒體提高“雙速電動(dòng)機(jī)調(diào)速電路”教學(xué)有效性

摘 要：“雙速電動(dòng)機(jī)控制電路”以下簡(jiǎn)稱“雙速”是《電工技能與實(shí)訓(xùn)》學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容，其技能性強(qiáng)，采用傳統(tǒng)教法，難以實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)。為此，教師要從優(yōu)化教學(xué)手段入手，運(yùn)用動(dòng)畫(huà)和仿真技術(shù)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，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(guò)程性；實(shí)踐性；互動(dòng)性

在多年的《電工技能與實(shí)訓(xùn)》教學(xué)中，每當(dāng)傳授“雙速”等技能性強(qiáng)的知識(shí)時(shí)就感到困惑，教師費(fèi)盡了口舌圍繞著電路圖泛泛說(shuō)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(dòng)，使傳導(dǎo)知識(shí)受阻。對(duì)此，教師在優(yōu)化教學(xué)手段和方法上進(jìn)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(jì)來(lái)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(duì)此，我將“雙速”的教學(xué)內(nèi)容劃分成七個(gè)模塊，其中的前三個(gè)為器材、電路和原理，適合于采用動(dòng)畫(huà)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(huà)面。

對(duì)電路中用到的各種器件進(jìn)行歸類，擺放在一個(gè)虛擬的器件庫(kù)中，鼠標(biāo)滑到各個(gè)器件的主體位置，能進(jìn)行全方位旋轉(zhuǎn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的形象思維來(lái)識(shí)讀器件。鼠標(biāo)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(diǎn)等，將感性知識(shí)上升到理性。

（2）電路。圖2呈現(xiàn)的是“電路”模塊的主畫(huà)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(duì)應(yīng)關(guān)系。

點(diǎn)擊原理圖中的任一圖形符號(hào)，在接線圖中對(duì)應(yīng)的器件將作高亮顯示，將原理圖中抽象的圖形符號(hào)，映射到接線圖的具體實(shí)物，同時(shí)指出該器件的名稱和作用，如點(diǎn)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(huà)面，可按如下順序播放動(dòng)畫(huà)：

①合閘送電。電源開(kāi)關(guān)的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，引入電源。

②低速運(yùn)行。按下低速按鈕SB2，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)實(shí)現(xiàn)互鎖，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，使KM1線圈通電，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)實(shí)現(xiàn)雙重互鎖，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合自鎖，主觸點(diǎn)閉合，使定子繞組角形連接，構(gòu)成四極電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min。

③高速運(yùn)行。按下高速按鈕SB3被其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)實(shí)現(xiàn)互鎖，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，使KM2、KM3線圈通電，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)實(shí)現(xiàn)雙重互鎖，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合自鎖，主觸點(diǎn)閉合，使定子繞組雙星形連接，構(gòu)成二極電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)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(diǎn)斷開(kāi)，使電動(dòng)機(jī)失電，停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

當(dāng)某一電路被接通時(shí)，將伴隨有代表電流流動(dòng)的紅色虛線出現(xiàn)，同時(shí)在電動(dòng)機(jī)處出現(xiàn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的場(chǎng)景，且低速時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)慢，高速時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)快，頗具形象性。

（2）融“情境性、過(guò)程性、實(shí)踐性、互動(dòng)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(chǎng)景，可完成與真實(shí)工作環(huán)境相對(duì)應(yīng)的職業(yè)活動(dòng)，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(bǔ)了設(shè)備不足的缺陷，節(jié)約了實(shí)訓(xùn)經(jīng)費(fèi)。

故此，在“雙速”中設(shè)計(jì)出的后四個(gè)模塊是：布局、接線、運(yùn)行和排故。通過(guò)虛擬實(shí)訓(xùn)室，創(chuàng)設(shè)職業(yè)情境，進(jìn)行過(guò)程性、實(shí)踐性和互動(dòng)性教學(xué)。

①布局。在“布局”模塊中，首先依據(jù)國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)布局模板，如圖4所示。

為學(xué)生提供一個(gè)空白的配電板和圖1所示的器件庫(kù)。并提示：用鼠標(biāo)按住器件庫(kù)中的某一器件，拖動(dòng)鼠標(biāo)將器件放到配電板的合適位置，松開(kāi)鼠標(biāo)即可完成對(duì)該器件的擺放。同時(shí)還能自動(dòng)計(jì)分作量化評(píng)定。

②接線。在“接線”模板中，依據(jù)國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，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(dòng)的對(duì)應(yīng)當(dāng)前要連接的導(dǎo)線，將光標(biāo)放在實(shí)物圖中對(duì)應(yīng)的連接點(diǎn)處點(diǎn)擊后，則在該處出現(xiàn)一具有橡皮繩功能的導(dǎo)線，移動(dòng)鼠標(biāo)，該導(dǎo)線也跟隨光標(biāo)的移動(dòng)而被拉長(zhǎng)，將光標(biāo)對(duì)準(zhǔn)另一個(gè)連接點(diǎn)并點(diǎn)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(huì)有相應(yīng)的操作提示，據(jù)此進(jìn)行正確操作。

當(dāng)接線有困難，可點(diǎn)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(jìn)行的操作，同時(shí)還能自動(dòng)計(jì)分作量化評(píng)定。

③運(yùn)行。圖7呈現(xiàn)的是“運(yùn)行”模塊的主畫(huà)面，提供運(yùn)行圖和操作步驟。

點(diǎn)擊空氣開(kāi)關(guān)，其手柄將扳上引入三相電源。

點(diǎn)擊低速按鈕SB2將被按下，KM1變?yōu)榧t色以示通電，同時(shí)伴有其吸合聲，電動(dòng)機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)，并伴有其聲音。

點(diǎn)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(shí)伴有其吸合聲，電動(dòng)機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，并伴有其聲音。點(diǎn)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(dòng)機(jī)隨之?dāng)嚯?，停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

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(gè)控制按鈕。

點(diǎn)擊“故障現(xiàn)象”，畫(huà)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(kāi)關(guān)。步驟2.按動(dòng)按鈕，通電運(yùn)行與操作。該故障現(xiàn)象的表現(xiàn)為：低速正常，高速只能點(diǎn)動(dòng)。此后，畫(huà)面自動(dòng)轉(zhuǎn)換為圖10（圖10中的1、2、3號(hào)線閃爍）。

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

點(diǎn)擊“故障檢查”，畫(huà)面轉(zhuǎn)換為圖11。并呈現(xiàn)如下操作步驟：步驟1：斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)。步驟2：將萬(wàn)用表旋到 “R×10”擋位上，調(diào)零。步驟3：檢測(cè)1、2、3號(hào)線是否斷路。在檢測(cè)過(guò)程中，對(duì)斷電、選擋、調(diào)零、檢測(cè)點(diǎn)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(diǎn)為2號(hào)線斷路，故當(dāng)測(cè)量2號(hào)線時(shí)，表的指針指向無(wú)窮大。其余均指向零。

在畫(huà)面下方給出 “故障判定”：

○1號(hào)線斷路 ○2號(hào)線斷路 ○3號(hào)線斷路

當(dāng)判斷正確后，隨即出現(xiàn)“測(cè)試”按鈕，點(diǎn)擊后試機(jī)正常。

由上述教學(xué)設(shè)計(jì)編寫(xiě)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(shí)訓(xùn)》教學(xué)軟件中，本人還參入了其中的多個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的研制，該軟件產(chǎn)品已作為中職教育國(guó)家規(guī)劃教材的配套光盤(pán)于2006年3月在全國(guó)發(fā)行，并獲原國(guó)家新聞出版總署二等獎(jiǎng)。我校率先使用該軟件，收到了明顯的教學(xué)效果，通過(guò)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(gè)人前5名和團(tuán)體一等獎(jiǎng)，收到了明顯的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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

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