錢敏 陳群

摘 要：“工作機械的基本電氣控制電路”是中職機電專業(yè)課程中的一個核心概念。本文認為，運用進階理論，可以對該核心概念教學(xué)過程中的呈現(xiàn)內(nèi)容與順序進行設(shè)計，找準進階起點與終點，設(shè)計進階中間節(jié)點，從而使學(xué)生在學(xué)習(xí)過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)進階;中職;機電;電氣控制電路

中圖分類號：G718.5????????? 文獻標識碼：A???? 文章編號：1992-7711（2020）11-029-2

學(xué)習(xí)進階，是指“學(xué)生在學(xué)習(xí)和探究某一核心概念時，在一定的時間跨度內(nèi)依次進階、逐級深化的一種思維方式。教學(xué)實踐對其起著關(guān)鍵作用”[1]。對于中職機電專業(yè)的學(xué)生來說，一方面機電專業(yè)的課程較多，涵蓋相當廣泛，不同課程之間相對獨立，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，筆者認為，不妨應(yīng)用學(xué)習(xí)進階理論，對機電專業(yè)的核心概念進行梳理，重構(gòu)其知識體系，使得學(xué)生在三年的專業(yè)學(xué)習(xí)中，對機電類專業(yè)的核心概念有一個逐級深入的理解，從而順利地將理論與實踐相結(jié)合。

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

一、進階起點

在進階起點階段，學(xué)生必學(xué)的核心概念是“工作機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、三相籠型異步電動機、常用低壓電器、電氣控制原理圖、三相籠型異步電動機的直接起動控制電路、正反轉(zhuǎn)控制電路、制動控制電路等。學(xué)習(xí)進階的過程也可以理解為逐漸理解這些概念的過程。

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)計劃，該課程的教學(xué)任務(wù)要求在第三、四學(xué)期兩個學(xué)期內(nèi)完成，其中“工作機械的基本電氣控制電路”主要集中在第四學(xué)期。

在一個進階的學(xué)習(xí)中，進階起點是掌握后續(xù)學(xué)習(xí)進程的基礎(chǔ)。因此，教師首先要找準進階起點，由此才能設(shè)計教學(xué)的呈現(xiàn)內(nèi)容與順序。該內(nèi)容的進階起點為：

1.三相交流電的相關(guān)知識

由于“工作機械”中涉及的三相異步電動機基本都是在三相交流電下工作，而且涉及到電動機的正反轉(zhuǎn)，所以需要掌握三相交流電的基礎(chǔ)知識。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

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)》還會繼續(xù)深入學(xué)習(xí)電路的相關(guān)知識。

3.初識電氣控制原理圖

電氣控制原理圖是根據(jù)生產(chǎn)機械的運動形式對電氣控制系統(tǒng)的要求，采用國家統(tǒng)一規(guī)定的電氣圖形符號和文字符號，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)備和電器實際位置的一種簡圖。為了提前給學(xué)生一個直觀的印象，盡早讓學(xué)生的學(xué)習(xí)跟“工作機械的基本電氣控制電路”這個核心概念建立直接的聯(lián)系，可以跳過教材對三相籠型異步電動機、常用低壓電器進行介紹的教學(xué)順序，先給學(xué)生看兩個電氣控制原理圖，為以后的學(xué)習(xí)設(shè)定一個目標。

以上內(nèi)容都是學(xué)生在進行“工作機械的基本電氣控制電路”的學(xué)習(xí)之前就已經(jīng)具備的知識水平，或者是對即將要學(xué)習(xí)的知識的初步認識，即進階起點。

二、進階中間節(jié)點

有了進階起點的知識準備，教師以要學(xué)習(xí)的知識內(nèi)容本體作為進階變量，進入進階的中間節(jié)點。

1.在學(xué)生所要學(xué)習(xí)的幾個典型控制電路中，按鈕聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路是相對復(fù)雜的一種（如下圖）。該電路圖涉及的電器和設(shè)備較全，有利于教師進一步講解其中的各種圖形和文字符號。

例如，左下角的M符號表示電動機。生產(chǎn)機械中一些部件的運動，需要電力拖動，而電力拖動的原動力來自電動機。而后進一步以三相籠型異步電動機為例，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。由于中職學(xué)生的基礎(chǔ)比較薄弱，對于電動機的原理，理解起來必定存在很大障礙。通常拿一臺實物電動機拆開介紹其結(jié)構(gòu)的同時講解它的工作原理比較普遍，而對于工作原理確實理解不了的，筆者認為也不必過于強求。因為我們的重點并不在電動機的維修，而是要知道怎樣控制電動機的正反轉(zhuǎn)，所以了解電動機的轉(zhuǎn)向是由接入三相繞組的電流相序決定的，要使電動機反轉(zhuǎn)只要調(diào)換電動機任意兩相繞組所接的電源相序即可。對于圖中的其他圖形和文字符號，教師可以回到教材前面的常用低壓電器這一節(jié)，結(jié)合實物，再逐一講解。如此，就把圖中不認識的圖形和文字符號一個一個拿出來，一個一個地問自己，這個符號表示什么，為什么畫在這個位置，起什么作用，逐級深入，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、結(jié)構(gòu)、工作原理和用途之后，再開始介紹電氣控制原理圖的識讀和繪制，從簡單到復(fù)雜，層層遞進，分析每個電路的工作原理、優(yōu)缺點以及適用環(huán)境等。

三、進階終點

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訓(xùn)課。通過實際操作，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)進階的終點。

通過動手連接線路，親自接觸到這些電器設(shè)備，學(xué)生可以對前面的理論知識有更進一步的理解。在這個過程中，教授理論知識和指導(dǎo)實訓(xùn)練習(xí)的老師如果是同一個人，那么理論和實踐之間結(jié)合會比較好。相反，如果是由不同的老師分別進行理論和實訓(xùn)的教學(xué)，那么這個時候非常重要的一環(huán)就是兩個老師之間的溝通協(xié)調(diào)，應(yīng)該盡可能地讓學(xué)生在已有的知識框架內(nèi)進行實際操作。根據(jù)電路圖連接電路之后，如果出現(xiàn)故障，那更進一步，要學(xué)會使用萬用表檢查電路，分析和排除電路故障。

對于“工作機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)可以算是短期的進階終點。然而，再從更大的時間跨度來看，在第五學(xué)期的《PLC編程與應(yīng)用技術(shù)》和《機電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試技術(shù)》兩門課程中，都會接觸到電氣控制電路的相關(guān)內(nèi)容，而《機電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試技術(shù)》這門課程偏于機械，但是機和電密不可分，所以在整個進階過程中，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“工作機械的基本電氣控制電路”基礎(chǔ)上的進一步深入研究，從這個意義上來說，“工作機械的基本電氣控制電路”這部分內(nèi)容只是一個起點。所以起點和終點也是相對的，在不同的階段終點又是下一階段的起點。

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

[參考文獻]

[1]姚建欣，郭玉英.為學(xué)生認知發(fā)展建模：學(xué)習(xí)進階十年研究回顧及展望[J].教育學(xué)報，2014（10）.

[2]張穎之.理科課程設(shè)計新理念：“學(xué)習(xí)進階”的本質(zhì)、要素與理論溯源[J].課程·教材·教法，2016（06）.

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