“電氣控制技術(shù)”課程的層次教學(xué)探討

彭 芳

（湖南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410151）

電氣控制技術(shù)在生產(chǎn)過程、科學(xué)研究及其他各領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，在自動(dòng)化類專業(yè)中，“電氣控制技術(shù)”是一門重要且實(shí)踐性非常強(qiáng)的專業(yè)課程，它是培養(yǎng)學(xué)生獲得職業(yè)資格等級(jí)證書的一個(gè)重要考核項(xiàng)目，其設(shè)置目的是為從事企業(yè)電氣設(shè)備使用和維護(hù)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。根據(jù)工廠電氣技術(shù)方面的關(guān)鍵能力，確定課程的知識(shí)點(diǎn)和能力培養(yǎng)方案，通過課程教學(xué)旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握三個(gè)方面的專業(yè)理論知識(shí)與實(shí)踐技能：一是常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、工作原理的理解與拆裝；二是典型電氣控制線路組成、工作原理方面的知識(shí)，具有繪制、設(shè)計(jì)電氣原理圖、電氣設(shè)備安裝圖、電氣設(shè)備接線圖的能力并能實(shí)現(xiàn)電氣控制線路按工藝要求的正確安裝；三是將常用普通機(jī)床的控制過程與電氣控制線路結(jié)合，具有機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的綜合分析能力和故障檢修能力，形成理論與技能相融合的課程教學(xué)體系，突出實(shí)踐教學(xué)，以實(shí)驗(yàn)室和實(shí)訓(xùn)中心為主體，采取教、學(xué)、做合一的教學(xué)方法，利用現(xiàn)代的多媒體教學(xué)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)資源和實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境資源形成各有特色的多種教學(xué)渠道。

電氣控制技術(shù)的主要前導(dǎo)課程是電工技術(shù)，學(xué)生已具備交直流電路的分析和計(jì)算、電磁定律的理解及交直流電動(dòng)機(jī)工作特性等三個(gè)方面的基礎(chǔ)。在電氣控制技術(shù)中，從單一低壓電器的認(rèn)識(shí)起步，并由它們構(gòu)成典型功能的基本控制電路，再到一個(gè)完整的具有綜合功能的機(jī)械控制設(shè)備，在每一個(gè)不同的教學(xué)階段都各有其自身的特點(diǎn)，針對教學(xué)內(nèi)容的不同，應(yīng)采取有效的教學(xué)方法，并且要把握理論與實(shí)踐相互融合、相互滲透、相輔相成，不斷使學(xué)生在電氣設(shè)備控制中的知識(shí)與操作技能方面同步鞏固與提高。

1 從基礎(chǔ)入手，培養(yǎng)觀察能力和思考能力

“電氣控制技術(shù)”做為一門新課引入時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)給學(xué)生建立一個(gè)教學(xué)內(nèi)容的框架，了解該課程的構(gòu)成體系，通過行業(yè)的生產(chǎn)機(jī)械與電力線路系統(tǒng)中實(shí)際素材的采集，說明在一個(gè)完整的電氣控制系統(tǒng)，無論簡單或是復(fù)雜，都是由各個(gè)功能單元來實(shí)現(xiàn)的，而每個(gè)功能單元小到細(xì)處就是低壓電器元器件，它由不同類型的低壓電器及其電氣連接構(gòu)成了一個(gè)電氣控制網(wǎng)。通過這樣的方式，拉近了學(xué)生所處教學(xué)環(huán)境與生產(chǎn)實(shí)際的距離，將枯燥的文字介紹表現(xiàn)得更為具體化，不僅可以加深學(xué)生對電氣控制技術(shù)課程的認(rèn)識(shí)，而且將極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，俗話說“興趣是最好的老師”，學(xué)生有了學(xué)習(xí)的興趣，必將為后續(xù)的學(xué)習(xí)形成一個(gè)良好的開端。

在低壓電器的結(jié)構(gòu)、工作原理、器件選用與拆裝等方面進(jìn)行教學(xué)時(shí)，可將教室轉(zhuǎn)為實(shí)訓(xùn)室，實(shí)物與多媒體的配合，從兩個(gè)層次來進(jìn)行教學(xué)：首先是從低壓電器外形來展開，一邊觀察一邊講解，通過觀察元件，了解組成與結(jié)構(gòu)，理解低壓電器的工作過程，讓學(xué)生觀察問題、發(fā)現(xiàn)問題；其次是低壓電器的拆裝訓(xùn)練，理論與實(shí)踐同步進(jìn)行，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題的能力。以交流接觸器為例，它主要由電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置三大部分組成，觸頭系統(tǒng)受電磁機(jī)構(gòu)的控制，滅弧裝置是保護(hù)環(huán)節(jié)，而電磁機(jī)構(gòu)中線圈的得電與否取決于外部電路條件。交流接觸器每一組成部分的形狀、材料都有其自身的特點(diǎn)和要求，通過問題設(shè)置的方式，如鐵芯采用硅鋼片疊裝的原因、鐵芯上設(shè)置短路環(huán)的目的、觸頭采用銅質(zhì)與銀質(zhì)的不同點(diǎn)、觸頭系統(tǒng)不同接觸形式所適應(yīng)的不同場合、實(shí)現(xiàn)電弧滅弧的方法等，讓學(xué)生全面掌握接觸器的特性。通過觀察講解后，讓學(xué)生進(jìn)行接觸器的拆裝，按照正確的拆裝步驟，加強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，鞏固理論基礎(chǔ)，這樣把實(shí)物從整體到分解，轉(zhuǎn)化為理論的分散到歸納集中，使學(xué)生了解從電器的名稱、型號(hào)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、低壓電器的調(diào)節(jié)以及常見故障的處理，還可以實(shí)現(xiàn)在低壓電器方面基礎(chǔ)知識(shí)與技能的培養(yǎng)，并為下一環(huán)節(jié)教學(xué)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

2 學(xué)以致用，培養(yǎng)分析能力與實(shí)踐能力

通過低壓電器的學(xué)習(xí)，學(xué)生已掌握了分門別類低壓電器的初步知識(shí)，如何應(yīng)用它們以實(shí)現(xiàn)不同的控制要求呢？基本控制功能模塊正是以低壓電器組成的具有單一功能的電路結(jié)構(gòu)。

教學(xué)中重點(diǎn)要講清楚、講透徹，以正反轉(zhuǎn)電路為例，其中兩把“鎖”——自鎖和互鎖，自鎖是電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行的特征，互鎖是電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行的保障。從簡單的按鈕控制可逆控制線路，到按鈕或接觸器互鎖的可逆控制線路，再由按鈕、接觸器雙重互鎖構(gòu)成的控制線路，遵循層層推進(jìn)的方式，說明在均能實(shí)現(xiàn)可逆運(yùn)行的情況下，各個(gè)電路具有不同的優(yōu)點(diǎn)與缺陷。又如，在電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制中，無論是機(jī)械制動(dòng)還是電氣制動(dòng)目的都是讓電動(dòng)機(jī)迅速停止。但兩者之間的區(qū)別在于機(jī)械制動(dòng)閘瓦與閘輪的配合，施加給旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的是摩擦阻力，它是兩個(gè)有形物體之間通過接觸產(chǎn)生的制動(dòng)力；在電氣制動(dòng)中，通過電磁感應(yīng)在旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)上形成與原旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁制動(dòng)力，它是無形的。同時(shí)，在電氣制動(dòng)中常采用的反接制動(dòng)與能耗制動(dòng)又因?yàn)殡娐方Y(jié)構(gòu)的不同其制動(dòng)效果存在差異。這樣通過采用啟發(fā)式、對比式教學(xué)，并配以電氣控制動(dòng)畫演示，就能使課堂教學(xué)充滿活力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)效果。

在基本控制線路訓(xùn)練模塊，首先要加強(qiáng)學(xué)生對電氣控制正確安裝的重要性理解，在很大程度上電氣控制線路的安裝質(zhì)量將直接影響到電氣控制電路的工作狀態(tài)是否正常。在安裝實(shí)訓(xùn)中，引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)電氣原理圖做到合理選擇用電設(shè)備、電器元件的型號(hào)規(guī)格，構(gòu)成一個(gè)匹配的系統(tǒng)；通過電氣設(shè)計(jì)制圖軟件完成電氣線路接線圖的繪制，做到元件安裝位置適合、牢固可靠、布線合理、接線正確。在此環(huán)節(jié)中，重點(diǎn)是讓學(xué)生精細(xì)操作、反復(fù)訓(xùn)練，做到圖到心、手到位，仔細(xì)體驗(yàn)，讓學(xué)生將操作過程轉(zhuǎn)化為自己的所得，明白每一個(gè)課題是做什么、又應(yīng)該怎么做。

3 明確體系，培養(yǎng)職業(yè)能力和創(chuàng)新能力

在常用的車床、銑床、磨床、鉆床和鏜床等機(jī)械設(shè)備中，它們的電路結(jié)構(gòu)雖各有特點(diǎn)，但仍是由若干基本控制單元電路組合而成，所以在機(jī)床控制線路的教學(xué)環(huán)節(jié)中，一方面需強(qiáng)調(diào)綜合知識(shí)的運(yùn)用能力，通過制作機(jī)床電氣線路訓(xùn)練，使學(xué)生能在仿真環(huán)境中練習(xí)機(jī)床電氣控制線路中常見故障的排除。在車床、磨床、鉆床、銑床、鏜床的電氣控制線路訓(xùn)練中，通過設(shè)置故障點(diǎn)，使學(xué)生能結(jié)合實(shí)際直觀地進(jìn)行演練，提出問題并解決問題，旨在理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)；另一方面組織學(xué)生到實(shí)訓(xùn)車間熟悉機(jī)床控制線路，到校外實(shí)習(xí)基地參觀、見習(xí)，參與校內(nèi)實(shí)際故障機(jī)床電氣控制線路的維修，組織學(xué)生參加技能競賽活動(dòng)等，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，為學(xué)生順利考取中級(jí)維修電工等級(jí)證書打下良好的基礎(chǔ)。

學(xué)生要學(xué)會(huì)在實(shí)際環(huán)境中工作，應(yīng)付各種可能出現(xiàn)的情況，實(shí)現(xiàn)從技能到能力的轉(zhuǎn)變，為提高學(xué)生的實(shí)踐能力，可采用開放式實(shí)踐教學(xué)，在完成基本控制電路的教學(xué)內(nèi)容后，安排學(xué)生自主設(shè)計(jì)電氣控制線路的環(huán)節(jié)，即學(xué)生以基本控制電路為基礎(chǔ)，自行設(shè)計(jì)附加一定控制功能的控制電路，繪制設(shè)計(jì)圖，并按圖制作、調(diào)試控制電路，教學(xué)以學(xué)生設(shè)計(jì)、操作為主，教師輔導(dǎo)為輔，讓學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)過程中有較大的思維空間和活動(dòng)空間，實(shí)踐指導(dǎo)教師只在提供實(shí)踐資料、解答實(shí)驗(yàn)問題等方面為學(xué)生提供服務(wù)，把學(xué)生推到實(shí)踐的主體位置，開放式實(shí)踐教學(xué)具有綜合性較強(qiáng)的特點(diǎn)，提高了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新能力。

［1］付家才.電氣控制實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐［M］.北京：高等教育出版社，2004.

［2］吳林根.基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)改革［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2004，23（10）.

［3］張會(huì)清，王普，任明榮，高學(xué)金，嚴(yán)愛軍.“現(xiàn)代電氣控制技術(shù)”教學(xué)改革與實(shí)踐［J］.北京教育（高教版），2008，（12）.