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行案例分析與研究，模擬或重現教授場景，并加以典型化處理，把學生納入案例場景，采用項目教學法，通過各種信息、知識、經驗、觀點的碰撞探討開放式、互動式的教學方式。

關鍵詞： 工作臺自動往返控制線路 案例分析 項目教學 互動式教學

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。傳統教學將完整的電氣線路呈現給學生，老師講解工作原理，學生被動接受，課堂成為教師的“一言堂”，教學效果可想而知。必須明確教師不只是教授知識，更要組織學生學習，讓學生真正體驗學習過程。

二、案例策劃

（一）教材及學情分析。

深入研究教材，根據教學大綱對高職學生的要求，對項目教學內容作有效整合，適應不同層次學生的需求，理論聯系實際，將各知識點融入到技能訓練中，促使學生理解和掌握。了解學生目前的知識儲備，便于實現知識的平穩對接；關注學生的心理狀態，適時進行引導，促使學生樹立正確的人生觀、價值觀。

（二）設計理念。

1.以學生為主體，讓學生學有所樂。

“興趣是最好的老師”。要以激發學生興趣為切入口，發揮學生的主體作用。

2.理實一體，讓學生學有所用。

“職業教育是就業教育”。要理論聯系實際，教會學生有用的知識和技能。

三、案例呈現

（一）創設情境

1.結合工業視頻進行引入。

鏡頭一：

師：大家都在校內工廠參觀和實習過，知道許多生產機械的動作都是通過電氣線路實現的，所以設計、安裝電氣線路就變得尤為重要。請大家觀看一段實拍校內工廠加工視頻。

生：這臺機床是刨床，我們操作過。

師：似曾相識吧，龍門刨床在大型機械加工領域應用非常廣泛，我們今天要設計的線路就是控制龍門刨床的加工過程。大家能看出規律，得出線路的控制要求嗎？請小組討論，給出結論。（設計思路：再現實習加工場景，刺激學生感官，將學生思維迅速從機械加工過渡到電氣控制，由現象到本質，激發學生學習興趣，提高觀察和分析問題的能力。）

（二）呈現任務，分析任務。

1.任務一：電氣線路設計

（1）發放項目任務書和項目評價表，小組討論后由代表記錄并發言。

鏡頭二：

生：本組討論結果：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，要完成前進和后退操作，控制要求關鍵詞為：前進—換向（后退）—換向（前進）、自動、線路保護。

生：前進和后退可以通過電動機正反轉實現，但是接觸器連鎖正反轉線路由正轉到反轉必須先停止，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計過程的關鍵點，并且能夠辯證地分析已學的正反轉線路，可取的是能實現前進后退，不可取的是操作繁瑣，不能實現自動控制。

生：也就是說要在已學線路上進行改造。

師：怎么進行改造呢？首先我要介紹一種新的元器件行程開關，請拿出工作柜中的行程開關。行程開關又稱位置開關或限位開關，可以完成行程控制和限位保護，其作用與按鈕相同，只是觸頭的動作不是靠手按壓，而是利用生產機械某些運動部件上的擋鐵碰撞使觸頭動作，接通或分斷電路。打開行程開關鏈接蓋有兩對觸點，請在自然狀態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：一般測量觸點或導線通斷情況量程選擇×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，應選擇合適的量程。

檢測完畢，各小組代表自由發言，教師總結后結合多媒體課件深入探討。

師：電動機通過絲杠拖動工作臺，電機正轉則工作臺前進，電機反轉則工作臺后退，工作臺側面裝有擋鐵，床身上裝有行程開關。當電機正轉工作臺前進到一定位置時，擋鐵撞擊行程開關SQ1，電機停止正轉，開始反轉；工作臺后退到一定位置時，擋鐵撞擊行程開關SQ2，電機停止反轉，開始正轉，以此往復運動。

生：就是在正反轉控制基礎上加入行程控制，但是行程開關具體如何使用還不太清楚。

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

（2）合作學習研究。

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

鏡頭三：

師：學貴質疑，理性做學問的人能從質疑中汲取營養。生產活動安全第一，目前的線路能否保證安全呢？

生：很擔心萬一擋鐵撞壞行程開關怎么辦？

師：行程開關被撞壞事小，工作臺沖出傷人事大，試想若SQ1或SQ2機械失靈，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。（設計思路：教師在指導過程中要尊重學生的思維過程，不能用課本中所謂“標準答案”限制學生，對不存在短路等嚴重故障的線路要給予肯定，鼓勵和引導學生分析和完善不足，培養學生創新精神。）

2.任務二：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：任務一順利完成，大家表現得非常好，敢于提出自己的設計思路，大膽質疑、否定，直到設計出完整的線路，請再接再厲，按照項目任務書的要求進行安裝和接線。

生：行程開關安裝在什么位置？

師：若以接線端為界，位于生產機械內部的為內部電路，用于操作的為外部電路，則行程開關和按鈕都應位于外部電路。

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、接線準確無誤的方法很重要。我認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根導線連接，無所謂連接先后；其三，檢查確認。當然，如果有更好的方法也可以與我們分享。（設計思路：教學中不能面面俱到，把所有可能出現的問題作為注意點灌輸給學生，學生很難接受和理解，應該放手讓學生實踐，碰到具體問題后舉一反三進行引導，更容易引起學生共鳴。）

（2）通電試車。

學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。操作步驟由學生模擬實際工程應用進行分析。選擇學生作品，讓學生講述項目實施中碰到的問題及解決方法，并根據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，學生跟著教師分組操作；學生獨立操作，教師巡視指導，釋疑解難。做中教，做中學，有利于學生掌握操作技能，養成規范操作、認真記錄和安全文明生產的職業習慣，使教學過程更具有實效性。

四、案例反思

（一）本案例分析以項目為載體，以任務驅動的模式再現課堂教學場景，通過任務一與任務二使理論和實踐部分環環相扣，以學生為主體，在教師引導下學生充分發揮能動性，獨立設計安裝線路，鞏固所學理論知識，提高操作技能水平。

（二）教師主要起引導作用，由傳統教學的主角轉變為教學活動的組織者、監督者和輔導者。通過啟發式教學，任務驅動，啟發學生觀察思考，驅動學生動手實踐，由“要我學”變成“我要學”，提高學生學習興趣和熱情。

（三）項目教學是開放的、互動式的，學生與教師平等交流，甚至可以提出不同見解，采用這種方式更能增強學生的創新意識和創新能力，創新能力是學生從業能力的關鍵。

參考文獻：

[1]楊玉菲.電氣控制技術[M].北京：中國鐵道出版社，2006.

[2]強高培.電機與電氣控制線路[M].北京：機械工業出版社，2008.