基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的中職機(jī)電專業(yè)核心概念體系建構(gòu)研究

錢敏 陳群

摘 要：“工作機(jī)械的基本電氣控制電路”是中職機(jī)電專業(yè)課程中的一個(gè)核心概念。本文認(rèn)為，運(yùn)用進(jìn)階理論，可以對(duì)該核心概念教學(xué)過(guò)程中的呈現(xiàn)內(nèi)容與順序進(jìn)行設(shè)計(jì)，找準(zhǔn)進(jìn)階起點(diǎn)與終點(diǎn)，設(shè)計(jì)進(jìn)階中間節(jié)點(diǎn)，從而使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中更順利地掌握相關(guān)概念，更清晰地掌握該核心概念之下的一套概念體系，從而為整個(gè)專業(yè)課程的概念體系建構(gòu)打好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：學(xué)習(xí)進(jìn)階;中職;機(jī)電;電氣控制電路

中圖分類號(hào)：G718.5????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A???? 文章編號(hào)：1992-7711（2020）11-029-2

學(xué)習(xí)進(jìn)階，是指“學(xué)生在學(xué)習(xí)和探究某一核心概念時(shí)，在一定的時(shí)間跨度內(nèi)依次進(jìn)階、逐級(jí)深化的一種思維方式。教學(xué)實(shí)踐對(duì)其起著關(guān)鍵作用”[1]。對(duì)于中職機(jī)電專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，一方面機(jī)電專業(yè)的課程較多，涵蓋相當(dāng)廣泛，不同課程之間相對(duì)獨(dú)立，缺乏連貫性。另一方面，中職學(xué)生的基礎(chǔ)較薄弱，學(xué)習(xí)習(xí)慣各方面都有所欠缺，專業(yè)課程中各種枯燥、晦澀難懂的概念按照常規(guī)的課程教授效果不盡如人意。有鑒于此，筆者認(rèn)為，不妨應(yīng)用學(xué)習(xí)進(jìn)階理論，對(duì)機(jī)電專業(yè)的核心概念進(jìn)行梳理，重構(gòu)其知識(shí)體系，使得學(xué)生在三年的專業(yè)學(xué)習(xí)中，對(duì)機(jī)電類專業(yè)的核心概念有一個(gè)逐級(jí)深入的理解，從而順利地將理論與實(shí)踐相結(jié)合。

本文以學(xué)習(xí)“工作機(jī)械的基本電氣控制電路”為例，基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論，論述在中職三年內(nèi)，怎樣引導(dǎo)學(xué)生逐級(jí)深入理解并掌握基本電氣控制電路。

一、進(jìn)階起點(diǎn)

在進(jìn)階起點(diǎn)階段，學(xué)生必學(xué)的核心概念是“工作機(jī)械的基本電氣控制電路”。核心概念也可以稱為大概念或者關(guān)鍵概念，[2]圍繞核心概念還有與之相關(guān)聯(lián)的眾多的小概念。在學(xué)習(xí)基本電氣控制電路的過(guò)程中，學(xué)生首先要學(xué)習(xí)并掌握一些關(guān)鍵小概念，比如三相交流電路、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)、常用低壓電器、電氣控制原理圖、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)控制電路、正反轉(zhuǎn)控制電路、制動(dòng)控制電路等。學(xué)習(xí)進(jìn)階的過(guò)程也可以理解為逐漸理解這些概念的過(guò)程。

以上這些小概念都出現(xiàn)在教材《電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)》中，按中職教學(xué)計(jì)劃，該課程的教學(xué)任務(wù)要求在第三、四學(xué)期兩個(gè)學(xué)期內(nèi)完成，其中“工作機(jī)械的基本電氣控制電路”主要集中在第四學(xué)期。

在一個(gè)進(jìn)階的學(xué)習(xí)中，進(jìn)階起點(diǎn)是掌握后續(xù)學(xué)習(xí)進(jìn)程的基礎(chǔ)。因此，教師首先要找準(zhǔn)進(jìn)階起點(diǎn)，由此才能設(shè)計(jì)教學(xué)的呈現(xiàn)內(nèi)容與順序。該內(nèi)容的進(jìn)階起點(diǎn)為：

1.三相交流電的相關(guān)知識(shí)

由于“工作機(jī)械”中涉及的三相異步電動(dòng)機(jī)基本都是在三相交流電下工作，而且涉及到電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，所以需要掌握三相交流電的基礎(chǔ)知識(shí)。該內(nèi)容的學(xué)習(xí)在第三學(xué)期已經(jīng)完成。

2.電路的相關(guān)知識(shí)

這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)甚至可以追溯到初中階段的物理課，中職第一學(xué)期也有物理課程的安排，第三學(xué)期的《電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)》還會(huì)繼續(xù)深入學(xué)習(xí)電路的相關(guān)知識(shí)。

3.初識(shí)電氣控制原理圖

電氣控制原理圖是根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)形式對(duì)電氣控制系統(tǒng)的要求，采用國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定的電氣圖形符號(hào)和文字符號(hào)，按照電氣設(shè)備和電器的工作順序，繪制出的一種不需要考慮設(shè)備和電器實(shí)際位置的一種簡(jiǎn)圖。為了提前給學(xué)生一個(gè)直觀的印象，盡早讓學(xué)生的學(xué)習(xí)跟“工作機(jī)械的基本電氣控制電路”這個(gè)核心概念建立直接的聯(lián)系，可以跳過(guò)教材對(duì)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)、常用低壓電器進(jìn)行介紹的教學(xué)順序，先給學(xué)生看兩個(gè)電氣控制原理圖，為以后的學(xué)習(xí)設(shè)定一個(gè)目標(biāo)。

以上內(nèi)容都是學(xué)生在進(jìn)行“工作機(jī)械的基本電氣控制電路”的學(xué)習(xí)之前就已經(jīng)具備的知識(shí)水平，或者是對(duì)即將要學(xué)習(xí)的知識(shí)的初步認(rèn)識(shí)，即進(jìn)階起點(diǎn)。

二、進(jìn)階中間節(jié)點(diǎn)

有了進(jìn)階起點(diǎn)的知識(shí)準(zhǔn)備，教師以要學(xué)習(xí)的知識(shí)內(nèi)容本體作為進(jìn)階變量，進(jìn)入進(jìn)階的中間節(jié)點(diǎn)。

1.在學(xué)生所要學(xué)習(xí)的幾個(gè)典型控制電路中，按鈕聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路是相對(duì)復(fù)雜的一種（如下圖）。該電路圖涉及的電器和設(shè)備較全，有利于教師進(jìn)一步講解其中的各種圖形和文字符號(hào)。

例如，左下角的M符號(hào)表示電動(dòng)機(jī)。生產(chǎn)機(jī)械中一些部件的運(yùn)動(dòng)，需要電力拖動(dòng)，而電力拖動(dòng)的原動(dòng)力來(lái)自電動(dòng)機(jī)。而后進(jìn)一步以三相籠型異步電動(dòng)機(jī)為例，了解它的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、正反轉(zhuǎn)控制等基本知識(shí)。由于中職學(xué)生的基礎(chǔ)比較薄弱，對(duì)于電動(dòng)機(jī)的原理，理解起來(lái)必定存在很大障礙。通常拿一臺(tái)實(shí)物電動(dòng)機(jī)拆開(kāi)介紹其結(jié)構(gòu)的同時(shí)講解它的工作原理比較普遍，而對(duì)于工作原理確實(shí)理解不了的，筆者認(rèn)為也不必過(guò)于強(qiáng)求。因?yàn)槲覀兊闹攸c(diǎn)并不在電動(dòng)機(jī)的維修，而是要知道怎樣控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，所以了解電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向是由接入三相繞組的電流相序決定的，要使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)只要調(diào)換電動(dòng)機(jī)任意兩相繞組所接的電源相序即可。對(duì)于圖中的其他圖形和文字符號(hào)，教師可以回到教材前面的常用低壓電器這一節(jié)，結(jié)合實(shí)物，再逐一講解。如此，就把圖中不認(rèn)識(shí)的圖形和文字符號(hào)一個(gè)一個(gè)拿出來(lái)，一個(gè)一個(gè)地問(wèn)自己，這個(gè)符號(hào)表示什么，為什么畫在這個(gè)位置，起什么作用，逐級(jí)深入，比按教材順序流水賬般的學(xué)習(xí)要有效得多。

2.掌握了常用低壓電器的符號(hào)、結(jié)構(gòu)、工作原理和用途之后，再開(kāi)始介紹電氣控制原理圖的識(shí)讀和繪制，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，層層遞進(jìn)，分析每個(gè)電路的工作原理、優(yōu)缺點(diǎn)以及適用環(huán)境等。

三、進(jìn)階終點(diǎn)

中職學(xué)生最終的目的是要掌握技能，能把所學(xué)的理論應(yīng)用于實(shí)踐。因此，第四學(xué)期必須安排一周關(guān)于電氣控制電路的實(shí)訓(xùn)課。通過(guò)實(shí)際操作，學(xué)生應(yīng)能根據(jù)電路圖正確安裝、調(diào)試電氣控制電路，這就是該內(nèi)容學(xué)習(xí)進(jìn)階的終點(diǎn)。

通過(guò)動(dòng)手連接線路，親自接觸到這些電器設(shè)備，學(xué)生可以對(duì)前面的理論知識(shí)有更進(jìn)一步的理解。在這個(gè)過(guò)程中，教授理論知識(shí)和指導(dǎo)實(shí)訓(xùn)練習(xí)的老師如果是同一個(gè)人，那么理論和實(shí)踐之間結(jié)合會(huì)比較好。相反，如果是由不同的老師分別進(jìn)行理論和實(shí)訓(xùn)的教學(xué)，那么這個(gè)時(shí)候非常重要的一環(huán)就是兩個(gè)老師之間的溝通協(xié)調(diào)，應(yīng)該盡可能地讓學(xué)生在已有的知識(shí)框架內(nèi)進(jìn)行實(shí)際操作。根據(jù)電路圖連接電路之后，如果出現(xiàn)故障，那更進(jìn)一步，要學(xué)會(huì)使用萬(wàn)用表檢查電路，分析和排除電路故障。

對(duì)于“工作機(jī)械的基本電氣控制電路”這部分內(nèi)容，能夠掌握典型的幾種控制電路并根據(jù)電路圖連接電路、調(diào)試電路、檢查電路、分析和排除電路故障，已經(jīng)可以算是短期的進(jìn)階終點(diǎn)。然而，再?gòu)母蟮臅r(shí)間跨度來(lái)看，在第五學(xué)期的《PLC編程與應(yīng)用技術(shù)》和《機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試技術(shù)》兩門課程中，都會(huì)接觸到電氣控制電路的相關(guān)內(nèi)容，而《機(jī)電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試技術(shù)》這門課程偏于機(jī)械，但是機(jī)和電密不可分，所以在整個(gè)進(jìn)階過(guò)程中，各專業(yè)老師之間提前的溝通協(xié)調(diào)也非常重要。另外第五學(xué)期還有專門的一門《電氣系統(tǒng)安裝與調(diào)試》課程，這將是在“工作機(jī)械的基本電氣控制電路”基礎(chǔ)上的進(jìn)一步深入研究，從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，“工作機(jī)械的基本電氣控制電路”這部分內(nèi)容只是一個(gè)起點(diǎn)。所以起點(diǎn)和終點(diǎn)也是相對(duì)的，在不同的階段終點(diǎn)又是下一階段的起點(diǎn)。

機(jī)電專業(yè)涵蓋相互關(guān)聯(lián)的許多課程，核心概念較多。每一個(gè)核心概念之下，都可以根據(jù)學(xué)習(xí)進(jìn)階理論設(shè)計(jì)出一套由起點(diǎn)、若干中間節(jié)點(diǎn)、終點(diǎn)組成的學(xué)習(xí)進(jìn)階;同樣，整個(gè)概念體系中，各個(gè)核心概念又相互聯(lián)系、相互影響，組成了一個(gè)個(gè)更大范圍內(nèi)的學(xué)習(xí)進(jìn)階。教師在教學(xué)過(guò)程中，需要互相溝通與合作，及時(shí)理清學(xué)生在學(xué)習(xí)某一個(gè)核心概念時(shí)，他們的起點(diǎn)以及將要達(dá)到的終點(diǎn)，從而設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的中間節(jié)點(diǎn)，促使學(xué)生在順利學(xué)習(xí)的同時(shí)，在頭腦內(nèi)構(gòu)建出一套整體化的機(jī)電專業(yè)核心概念體系。

[參考文獻(xiàn)]

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本文系江蘇省教育學(xué)會(huì)“十三五”教育科研規(guī)劃2018年度課題《基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的中職機(jī)電專業(yè)核心概念體系建構(gòu)研究》（課題編號(hào)：18A21Q1WX82）成果。

（作者單位：宜興高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 宜興214206）