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關(guān)鍵詞:職高 電機(jī)與變壓器 教學(xué) 能力培養(yǎng)
《電機(jī)與變壓器》是電氣自動化等專業(yè)學(xué)生必須學(xué)的一門十分重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,因為絕大多數(shù)的自動化設(shè)備都會用到電動機(jī),電能的70%以上全用在電動機(jī)上,電動機(jī)控制技術(shù)的高低直接決定了自動化設(shè)備的性能的好壞。因此,掌握電機(jī)的控制技術(shù),對我們電氣自動化等專業(yè)的學(xué)生來說,是十分重要的。
《電機(jī)與變壓器》是電機(jī)的控制技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)課程,它的目的是讓學(xué)生掌握各種電動機(jī)的工作原理和控制方法,如果這些原理掌握不好的話,對學(xué)生今后的深入學(xué)習(xí)是很不利的。比如,學(xué)生如果不知道三相異步電動機(jī)的調(diào)速原理,他就看不懂類似的原理圖,對電動機(jī)的調(diào)速就束手無策,學(xué)好了《電機(jī)與變壓器》,再學(xué)習(xí)《電力拖動》等后續(xù)課程就比較輕松了,而且學(xué)生能從比較高的層面掌握電動機(jī)的控制技術(shù),提升了他們的能力。
《電機(jī)與變壓器》這門科理論性很強(qiáng),很抽象,同時需要的基礎(chǔ)知識多,比如,要理解電動機(jī)的工作原理,必須對電磁感應(yīng)的方面的知識有很好的掌握。有些甚至還要求具備高等數(shù)學(xué)的知識,而我們中職學(xué)生往往這些基礎(chǔ)知識掌握得不好。這使他們學(xué)習(xí)起來感到很困難。慢慢的喪失了學(xué)習(xí)的興趣,老師在臺上費勁的講,學(xué)生臺下昏昏欲睡。教學(xué)效果很不理想。在實訓(xùn)階段,由于沒有與理論知識同步,過了一段時間后,學(xué)生可能已經(jīng)忘了,因此,實習(xí)老師往往還得講解原理,這樣效率很低。那么,怎樣才能改變這種狀況?本人有以下的幾點想法。
一、確立目標(biāo),樹立信心
職校教師在教學(xué)過程中要把動機(jī)的培養(yǎng)貫穿始終。要讓學(xué)生明白專業(yè)知識對一個人的重要性,要讓學(xué)生明白《電機(jī)與變壓器》這門課在整個專業(yè)中的重要地位,有條件可以組織學(xué)生到企業(yè)中參觀,讓學(xué)生明白電機(jī)控制技術(shù)在生產(chǎn)實際中的作用是多么巨大。同時,老師要想方設(shè)法讓學(xué)生明白其實這些技術(shù)并不是很難學(xué),只要按照老師提供的方法,認(rèn)真學(xué)習(xí),每個學(xué)生都能學(xué)會,讓學(xué)生樹立信心,這樣才可以開始進(jìn)行教學(xué)。
二、進(jìn)行課程改革
將《電機(jī)與變壓器》、《電力拖動》以及相關(guān)內(nèi)容的實訓(xùn)合成一個課程來進(jìn)行,比如,在《電機(jī)與變壓器》中講了三相異步電動機(jī)為什么要進(jìn)行降壓啟動及星——三角降壓啟動的原理和方法,那么馬上可以將《電力拖動》中星——三角降壓啟動控制線路讓學(xué)生進(jìn)行安裝和調(diào)試,在《電機(jī)與變壓器》中講了三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻進(jìn)行調(diào)速的原理后,馬上可以將《電力拖動》中的20/5t橋式起重機(jī)電氣控制線路進(jìn)行分析,在《電機(jī)與變壓器》中講了串、并勵直流電動機(jī)的有關(guān)知識后,馬上可以將《電力拖動》中的串、并勵直流電動機(jī)的基本控制電路進(jìn)行講解和分析。這樣可以減少理論和實踐相脫節(jié)的現(xiàn)象,教學(xué)環(huán)節(jié)相對集中,學(xué)過的理論馬上在實踐活動中得到驗證,有利于所學(xué)知識的鞏固、提高。學(xué)習(xí)效率很高,效果也很好。為了達(dá)到以上的目的,老師必須結(jié)合自己學(xué)校的實際情況、對《電機(jī)與變壓器》、《電力拖動》等有關(guān)教材進(jìn)行重新編輯,編制出適合自己學(xué)校的校本教材。
三、加強(qiáng)實驗實訓(xùn)室的建設(shè)
《電機(jī)與變壓器》是一門實踐性很強(qiáng)的課程,如果光在課堂上講理論,很難學(xué)好,尤其是對我們職高學(xué)生更是如此,所以有好的實驗實訓(xùn)設(shè)備很重要,如果有條件可以請專門生產(chǎn)教學(xué)儀器的企業(yè)設(shè)計制作一些適合實驗實訓(xùn)設(shè)備。為了提高教學(xué)效果,我們學(xué)校專門建立了的電機(jī)與變壓器實訓(xùn)室,并購置了20臺電機(jī)及電氣技術(shù)實驗裝置,在這個裝置上可以進(jìn)行各種實訓(xùn)實驗,如直流電機(jī)實驗、異步電機(jī)實驗、步進(jìn)電動機(jī)等特種電動機(jī)實驗,還可以進(jìn)行各種電氣控制實驗,如三相異步電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制、三相鼠籠異步電動機(jī)降壓起動的控制、三相異步電動機(jī)能耗制動的控制,還可以進(jìn)行電力電子技術(shù)實驗項目,如正弦波同步移相觸發(fā)電路實驗等,通過這些實驗和實訓(xùn),學(xué)生對電動機(jī)的原理和控制方法有了很深的理解。有了這些實訓(xùn)設(shè)備后,我們老師上課積極性也高了,因為本來很復(fù)雜,很抽象的問題,現(xiàn)在通過實驗很容易得到解決,學(xué)生很容易理解。教學(xué)效果大為感觀。
四、適時引進(jìn)先進(jìn)的教學(xué)方式
為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,老師可以有必要的將自己搜集或制作的flas以及制作的多媒體課件運用到實踐教學(xué)中來,幫助學(xué)生理解。根據(jù)課程的內(nèi)容可以采用項目教學(xué)法,任務(wù)驅(qū)動法等合適的教學(xué)方法,盡量采用理實一體化的教學(xué)方法來提高教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。注重學(xué)生實踐操作能力的培養(yǎng),突出以學(xué)生為主體。在教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,讓師生雙方邊教、邊學(xué)、邊做,實現(xiàn)素質(zhì)和技能雙重培養(yǎng),豐富課堂教學(xué)和實踐教學(xué)環(huán)節(jié),提高教學(xué)質(zhì)量。在整個教學(xué)環(huán)節(jié)中,理論和實踐交替進(jìn)行,直觀和抽象交錯出現(xiàn),沒有固定的先實后理或先理后實,而理中有實,實中有理。突出學(xué)生動手能力和專業(yè)技能的培養(yǎng),充分調(diào)動和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
五、將電動機(jī)控制的實際問題引入教學(xué)之中
電機(jī)控制含蓋電氣自動化的許多方面,因此,在教學(xué)過程中,盡量多引入與之相關(guān),在企業(yè)中比較常用的知識,如PLC、單片機(jī)、觸摸屏、各種工業(yè)組態(tài)軟件,以及各種工業(yè)中常用的傳感器、電磁閥、氣缸等,在教這些課的時候,盡量接近或模擬實際的應(yīng)用例子,比如由PLC、觸摸屏等組成的料灌控制系統(tǒng),由PLC、觸摸屏、變頻器、壓力傳感器等構(gòu)成的恒壓供水系統(tǒng),由PLC、觸摸屏、步進(jìn)電動機(jī)、伺服電動機(jī)等組成的定位控制系統(tǒng),單片機(jī)控制系統(tǒng),通過這些項目的學(xué)習(xí),學(xué)生的專業(yè)能力可以的到很大的提升,而且學(xué)習(xí)起來也不感到枯燥,很有成就感。為了做到這些,老師也要不斷的進(jìn)行學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)當(dāng)今的科學(xué)技術(shù)水平,有機(jī)會多下企業(yè),了解企業(yè)最需要哪些技術(shù),最需要怎樣的技術(shù)人才,只有這樣才能開設(shè)緊跟社會形勢,培養(yǎng)出社會、企業(yè)最需要的人才。
中等職業(yè)學(xué)校電工專業(yè)技能訓(xùn)練中,三相異步電動機(jī)的基本維修操作技能更是一項維修電工中級技能訓(xùn)練的重點內(nèi)容,同時也是一個難點內(nèi)容。教師在講授這一內(nèi)容時應(yīng)從基礎(chǔ)知識準(zhǔn)備、常規(guī)故障分析、精確處理方法三方面著手,并通過實際故障排除來強(qiáng)化學(xué)生對這一部分知識的理解與記憶,從而提高動手操作的技能。
筆者一直從事電子電工專業(yè)的教學(xué),在三相異步電動機(jī)維修這一課題的教學(xué)過程中,經(jīng)過多年的總結(jié),總結(jié)出學(xué)生必須掌握的三相異步電動機(jī)七大常見故障分析與解決方法,簡述如下。
1 三相異步電動機(jī)基礎(chǔ)知識儲備
三相異步電動機(jī)的組成分為轉(zhuǎn)動部分與固定部分,其中固定部分稱為定子,包括定子鐵心、定子繞組、機(jī)殼和端蓋等;轉(zhuǎn)動的部分又稱為轉(zhuǎn)子,包括轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)動軸等。三相異步電動機(jī)工作區(qū)別于直流電動機(jī),其轉(zhuǎn)子繞組無需連接外部電源,定子繞組直接通以交流電。
1)定子鐵心。鐵心一般由互相絕緣的硅鋼片疊壓而成,硅鋼片的厚度一般為0.35~0.5 mm,內(nèi)圓沖有均勻分布的槽,常見為24、36槽。
2)定子繞組。定子繞組屬于電路部分,一般將3個完全相同的繞組按一定的規(guī)律嵌入鐵心的槽內(nèi)。這3個繞組稱為三相對稱繞組,共有6個接線端,在接線盒內(nèi)首末端分別用U1-U2、V1-V2、W1-W2來標(biāo)注。
3)機(jī)殼和端蓋。三相異步電動機(jī)的機(jī)殼和端蓋一般由鑄鐵構(gòu)成,機(jī)殼表面鑄有凸筋,其具有散熱功能,以降低電動機(jī)的溫度;端蓋有前后端蓋之分,固定在機(jī)殼的前后端,起到保證轉(zhuǎn)子與定子之間的氣隙作用。
4)轉(zhuǎn)子鐵心。鐵心是一個由互相絕緣的0.35~0.5 mm硅鋼片疊壓而成的圓柱體,鐵心的硅鋼片外圓有均勻分布的槽。
5)轉(zhuǎn)子繞組。繞組是嵌在鐵心槽內(nèi)的金屬導(dǎo)體,為降低成本,一般中小型異步電動機(jī)均采用將熔化的鋁液澆鑄在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)的鼠籠型轉(zhuǎn)子。
2 三相異步電動機(jī)七大常見故障分析與解決方法
三相異步電動機(jī)常見故障可分為兩大類,分別是電氣故障與機(jī)械故障。在排除故障時,一定要搞清故障發(fā)生的內(nèi)在因素。通過對電動機(jī)的結(jié)構(gòu)性能、工作原理、工作環(huán)境等情況的細(xì)致分析,可對三相異步電動機(jī)的故障做出正確的判斷,并開展針對性的故障排除。
故障一:電動機(jī)不能啟動
【成因分析】電動機(jī)不能啟動從電氣方面分析,主要存在電源未能接通、定子繞組斷路、控制設(shè)備線路錯接和熱繼電器燒毀等原因;從機(jī)械方面分析,主要存在由于軸承磨損而卡死和被電動機(jī)承載負(fù)載卡住的可能等。
【解決辦法】根據(jù)電氣原理,可以利用萬用表對電機(jī)的電源進(jìn)行檢查,對斷線點或接頭松動處進(jìn)行重新裝接,對電機(jī)控制電路進(jìn)行檢查,注意檢查熱繼電器,及時糾正錯接線路,更換熱繼電器;若發(fā)現(xiàn)定子繞組斷路,則對斷路點進(jìn)行修復(fù)后再通電調(diào)試;如因機(jī)械原因?qū)е虏荒軉?,則檢查軸承和檢查電機(jī)所帶負(fù)載,排除障礙,更換新軸承。
故障二:電動機(jī)運轉(zhuǎn)聲音異常
【成因分析】造成電機(jī)運轉(zhuǎn)聲音異常主要原因是機(jī)械故障,如電動機(jī)的地腳螺釘松動而不正常抖動,電動機(jī)轉(zhuǎn)子與定子氣隙不均而互相摩擦,風(fēng)扇與端蓋之間存有雜物,電動機(jī)皮帶松弛或損壞等;電氣方面故障主要是三相電動機(jī)缺相運行。
【解決辦法】檢查電動機(jī)的地腳螺釘,如松動則加以擰緊;通過更換新軸承或校正轉(zhuǎn)子與定子間的中心線來調(diào)勻氣隙;清除風(fēng)扇與端蓋間的雜物;調(diào)節(jié)皮帶的松緊度,或更換損壞的皮帶來解決轉(zhuǎn)動異聲;如因三相電動機(jī)缺相,則檢查電源接頭或斷線處,重新裝接。
故障三:電動機(jī)運轉(zhuǎn)溫升過高
【成因分析】電動機(jī)運轉(zhuǎn)溫升過高,導(dǎo)致這一故障的原因很多,常見原因有電源電壓偏高(超過額定值10%)或偏低(低于額定值5%)、缺相運行、繞組錯接(即三角型與星型錯接)、定子繞組匝間或相間短路或接地使電流增大、軸承損壞使定子和轉(zhuǎn)子相碰擦、過載或所傳動機(jī)械卡住導(dǎo)致過電流、通風(fēng)散熱不良等。
【解決辦法】檢測電動機(jī)工作電壓并及時調(diào)整;檢查電機(jī)是否缺相工作;打開電動機(jī)接線箱查看繞組連接是否正確;檢查電動機(jī)繞組的絕緣層是否破損,根據(jù)需要及時更換;檢查軸承是否有松動,定子和轉(zhuǎn)子是否裝配不良;對電動機(jī)所帶負(fù)載進(jìn)行檢查,調(diào)整負(fù)荷至額定值;檢查通風(fēng)散熱裝置,及時消除風(fēng)道口雜物及污垢,保持風(fēng)道暢通。
故障四:電動機(jī)通電啟動慢、轉(zhuǎn)速慢
【成因分析】造成電動機(jī)通電啟動慢、轉(zhuǎn)速慢的原因也可以分為機(jī)械與電氣兩方面。其中,機(jī)械原因主要有定子與轉(zhuǎn)子不同心而掃膛、轉(zhuǎn)子的籠條斷裂、轉(zhuǎn)軸彎曲變形、機(jī)械負(fù)荷過重等;電氣原因主要有定子繞組局部短路、電源電壓過低、繞組錯接(即三角型與星型錯接)等。
【解決辦法】通過對定子與轉(zhuǎn)子的檢查,適當(dāng)調(diào)整端蓋螺釘使其同心;檢查轉(zhuǎn)子籠條是否斷裂,及時焊接修復(fù)或更換轉(zhuǎn)子;檢查軸承是否損壞或軸承內(nèi)有異物,清理并調(diào)整軸與軸承的配合程度;檢查電動機(jī)承載負(fù)荷,確保額定負(fù)荷工作;通過測電阻、測電壓的方法,排除繞組短路和電源電壓過低的故障,查看繞組接線,確保連接方法正確。
故障五:電動機(jī)啟動時熔斷器熔斷
【成因分析】電動機(jī)啟動時熔斷器熔斷,該故障主要成因為電氣故障,常因繞組或接線對地短路、熔斷器額定電流偏小、電源電壓過低、電動機(jī)缺相啟動等。
【解決辦法】使用萬用表檢查繞組、接線有無對地短路,如有應(yīng)修復(fù)繞組并加強(qiáng)絕緣;根據(jù)電動機(jī)額定工作電流,更換合適的熔斷器;測量電動機(jī)工作電壓,并適當(dāng)調(diào)整電壓;檢查是否缺相工作,確保三相平衡。
故障六:電動機(jī)外殼帶電
【成因分析】電動機(jī)外殼帶電,皆因電氣故障,常見為定子繞組絕緣損壞而與電機(jī)外殼短路、電源接入線碰殼、絕緣防護(hù)不夠,致使泄露電流增大、繞組絕緣材料浸水而降低絕緣電阻等。
【解決辦法】檢查定子繞組是否短路,修復(fù)或更換;對電源接入線進(jìn)行排查,更換引出線或連接線;加強(qiáng)絕緣防護(hù),裝好保護(hù)接地線;對浸水絕緣部分進(jìn)行再次絕緣處理,確保絕緣效果。
故障七:電動機(jī)運轉(zhuǎn)時冒煙
【成因分析】電動機(jī)運轉(zhuǎn)時冒煙,其成因也可分為機(jī)械故障與電氣故障。其中,機(jī)械故障常有定子與轉(zhuǎn)子互相摩擦、軸承內(nèi)缺油導(dǎo)致軸承嚴(yán)重發(fā)熱等;電氣故障常有電動機(jī)缺相導(dǎo)致不平衡工作、定子繞組短路、連接線絕緣破損而與外殼相碰等。
【解決辦法】適當(dāng)調(diào)整端蓋螺釘使定子與轉(zhuǎn)子同心;檢查軸承,如軸承過熱冒煙,一般軸承均有不同程度的損壞,應(yīng)及時更換并清洗加油;檢查電動機(jī)繞組是否缺相,恢復(fù)繞組工作電壓平衡;檢修定子線圈,重新浸漆處理,烘干后使用。
3 結(jié)語
總之,三相電動機(jī)的故障還有很多,以上僅簡述了7種常見的故障及其解決辦法。在解決實際問題時,要分析好故障的成因,有的放矢開展檢修工作。作為中職電子電工專業(yè)教師,在向?qū)W生傳授電動機(jī)維修技能的過程中,要不斷發(fā)現(xiàn)與總結(jié),尋找更加行之有效的教學(xué)方法,提高教師教的質(zhì)量和學(xué)生學(xué)的效率。
參考文獻(xiàn)
現(xiàn)代信息技術(shù)在教學(xué)活動中的實際應(yīng)用,使得以能力為本位、重視實踐能力培養(yǎng)的職業(yè)技術(shù)教育理念得到更好的落實。近年來,在教學(xué)實踐中,根據(jù)電工類專業(yè)畢業(yè)生所從事職業(yè)的實際需要,合理確定學(xué)生具備的能力結(jié)構(gòu)與知識結(jié)構(gòu),進(jìn)一步加強(qiáng)實踐性的教學(xué)內(nèi)容,以求滿足企業(yè)對技能型人才的需求,而現(xiàn)代信息技術(shù)在教學(xué)活動中的廣泛應(yīng)用,對其起到了很好的輔助作用。
比如在進(jìn)行安裝接觸器自鎖正轉(zhuǎn)控制線路這一實訓(xùn)過程中,筆者首先告訴學(xué)生實訓(xùn)的目標(biāo):能正確地安裝接觸器自鎖正轉(zhuǎn)控制線路,理解線路的自鎖作用以及欠壓和失壓保護(hù)的作用。這樣,學(xué)生心中有數(shù),學(xué)習(xí)起來有的放矢。
為了讓學(xué)生更好地掌握這一操作過程,準(zhǔn)確地完成實訓(xùn)任務(wù),并養(yǎng)成精益求精的良好工作習(xí)慣,筆者把這一實訓(xùn)過程拍成視頻,讓他們觀摩總結(jié)。首先給他們播放3次視頻。第一次播放,給學(xué)生的任務(wù)是觀察歸納這一過程都使用到了哪些安裝工具?學(xué)生經(jīng)過仔細(xì)觀察,不難發(fā)現(xiàn)在這一過程中,操作人員使用到了測電筆、螺釘旋具、尖嘴鉗、斜口鉗、剝線鉗、電工刀等電動常用工具。筆者借此機(jī)會給學(xué)生講解了各種工具的作用和使用的要領(lǐng),他們很快掌握了這些基本知識。第二次播放,給學(xué)生的任務(wù)是看清楚這一過程中使用過那些儀表?各種儀表在安裝過程中起到了哪些作用?學(xué)生很快總結(jié)出來:ZC25-3型兆歐表、MG3-1型鉗形電流表、MF47型萬用表,以及在哪個環(huán)節(jié)使用哪種儀表,測量什么數(shù)據(jù),起到什么作用。第三次播放,給學(xué)生的任務(wù)是看看這一操作過程中使用了哪些器材,以及它們的型號、規(guī)格、數(shù)量等?
通過三次各有側(cè)重點的觀察活動,學(xué)生都已心中有數(shù),很快做好實訓(xùn)前的準(zhǔn)備工作,順利進(jìn)入實際訓(xùn)練過程中來,比較圓滿地完成了初步的訓(xùn)練任務(wù)。
為了更好地牢固掌握知識要點,筆者利用多媒體課件,依據(jù)本堂課的學(xué)習(xí)要點和難點設(shè)計思考題:接觸器KM的自鎖觸頭應(yīng)并接在啟動按鈕SB1的何處?熱繼電器KH的熱元件應(yīng)串接在哪里?電源線進(jìn)線應(yīng)接在螺旋式熔斷器的哪個部位?接按鈕內(nèi)接線,如果用力過猛,會出現(xiàn)什么問題?啟動電動機(jī)時,在按下啟動按鈕SB1的同時,手為什么還必須要按在停止按鈕SB2上?學(xué)生在研究回答這些問題的同時,也對所學(xué)的知識有了進(jìn)一步的理解和掌握。
2 現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用,更易形成理論知識與技能訓(xùn)練一體化的學(xué)習(xí)模式
理論知識與技能訓(xùn)練一體化的學(xué)習(xí)模式,可以使《電力拖動控制線路與技能訓(xùn)練》教材的內(nèi)容更加符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,易于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如:為了讓學(xué)生更好地了解電力拖動系統(tǒng)的4個子系統(tǒng)及組成,理解4個子系統(tǒng)之間的關(guān)系及工作原理,筆者一改過去照本宣科的傳統(tǒng)教學(xué)模式,利用模擬拆裝系統(tǒng),讓學(xué)生通過多媒體模擬系統(tǒng)拆裝一臺臺式鉆床,一邊拆裝一邊總結(jié)思考各個組成部分及其工作關(guān)系與原理。
通過這一過程,學(xué)生很快就總結(jié)出來:這臺臺式鉆床由4個子系統(tǒng)組成,一是電源,它是電動機(jī)和控制設(shè)備的能源,分為交流電源和直流電源;二是控制設(shè)備,它用來控制電動機(jī)的運轉(zhuǎn),由各種控制電動機(jī)、電器、自動化元件及工業(yè)控制計算機(jī)組成;三是電動機(jī),它是生產(chǎn)機(jī)械的原動機(jī),它將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,分為交流電動機(jī)和直流電動機(jī);四是傳動機(jī)構(gòu),它是在電動機(jī)和工作機(jī)構(gòu)之間傳遞動力的裝置,如減速箱、聯(lián)軸器、傳動帶等。
在這一過程中,學(xué)生不僅很輕松地了解了電力拖動系統(tǒng)一般子系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu),而且明白了它們之間的關(guān)系以及工作原理,加上由于是自己在實踐環(huán)節(jié)中總結(jié)出來的知識,所以理解更加透徹,記憶十分牢固,為以后的學(xué)習(xí)打下牢固的基礎(chǔ)。
3 借助現(xiàn)代信息技術(shù),可以為學(xué)生營造一個更加直觀的認(rèn)識環(huán)境
在實際教學(xué)活動中,借助現(xiàn)代信息技術(shù),盡可能地使用圖片、實物照片或表格形式將各個知識點展示出來,力求給學(xué)生營造一個更加直觀的認(rèn)識環(huán)境。同時,針對相關(guān)知識點,設(shè)計很多貼近生活的導(dǎo)入和互動訓(xùn)練,引導(dǎo)學(xué)生參與到教學(xué)實踐中來。
比如,開課之初,為了讓學(xué)生更便捷地認(rèn)識電力拖動控制線路與技能訓(xùn)練課程的課程性質(zhì),激發(fā)他們對該課程的學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)他們學(xué)好該課程的必勝信心,筆者首先利用多媒體課件,給大家展示幾幅圖片(略),他們很快就看出來第一幅是車床操作工正在車削工件,第二幅是磨床操作工正在磨削工件,第三幅是鉆床操作工正在鉆削工件。于是筆者發(fā)問:看了這幾幅圖片之后,你知道這些機(jī)床工作機(jī)構(gòu)的運轉(zhuǎn)是由什么來帶動的嗎?學(xué)生帶著非??释谋砬榫劬珪竦氐却蠋煹闹v解。
于是,筆者趁熱打鐵地告訴他們:像車床、磨床、鉆床等多種機(jī)床上工作機(jī)構(gòu)的運轉(zhuǎn)幾乎都是由電動機(jī)來帶動的,這就是本學(xué)期將要重點研究和學(xué)習(xí)的電力拖動。
為了讓大家更好地了解電力拖動技術(shù)的應(yīng)用效果和其在現(xiàn)實生產(chǎn)與生活中的作用,筆者引導(dǎo)學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)搜集匯總有關(guān)的知識信息,并進(jìn)行信息交流。通過這一過程,學(xué)生認(rèn)識到:目前在日常生活中使用的電風(fēng)扇、洗衣機(jī)等多種家用電器,和在社會生產(chǎn)中大量使用的各種生產(chǎn)機(jī)械,都采用的是電力拖動。由此看來,目前在當(dāng)代社會由于電力在生產(chǎn)、傳輸、分配、使用和控制等方面的優(yōu)越性,使得電力拖動具有方便、經(jīng)濟(jì)、效率高、調(diào)節(jié)性能好、易于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化等優(yōu)點,所以電力拖動獲得了廣泛的應(yīng)用。
這樣,學(xué)生對這一課程有了比較感性的了解,明白了這一課程的作用,提高了學(xué)習(xí)的積極性和主動參與意識。
4 現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用,使開發(fā)多媒體教學(xué)光盤、創(chuàng)建電工專業(yè)模擬實訓(xùn)操作系統(tǒng)成為現(xiàn)實
為了提高電力拖動控制線路與技能訓(xùn)練課的教學(xué)質(zhì)量和現(xiàn)代化水平,立足于課程實際和中職學(xué)生的接受能力與學(xué)習(xí)特點,研制開發(fā)該課程的多媒體教學(xué)光盤,并把這套教學(xué)光盤應(yīng)用到日常的教學(xué)實踐之中,收到很好的效果。
本教學(xué)方法的應(yīng)用是通過現(xiàn)場和模擬演示,以直觀、形象的教學(xué)片段、個案,剖析電力拖動控制線路與技能訓(xùn)練的各種示例,起到突出重點、突破難點,幫助學(xué)生提高分析問題和解決間題的能力的作用,使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的探求感和積極的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生觀看光盤演示的專題內(nèi)容,包括概要說明、人工控制進(jìn)程(可反復(fù)觀看某一片段相對獨立的內(nèi)容)、交互改變參數(shù)(以靜止、慢進(jìn)、快進(jìn)等狀態(tài)演示)。再加上教師因勢利導(dǎo),針對普遍存在的間題,進(jìn)一步進(jìn)行理論誘導(dǎo),使學(xué)生在親身體驗的基礎(chǔ)上對教學(xué)要素有理性的認(rèn)識。
所以說,現(xiàn)代信息技術(shù)輔助教學(xué),為教學(xué)工作的開展構(gòu)建了一個更加完善的輔助平臺,為教學(xué)提供極大的方便,提高了課堂教學(xué)的實效性。
關(guān)鍵詞:項目教學(xué)法 電工技能 項目設(shè)計 實施與評價
一、項目教學(xué)法概述
項目教學(xué)是教師與學(xué)生為了完成一個完整的教學(xué)或?qū)W習(xí)項目而共同進(jìn)行的教學(xué)活動。項目教學(xué)法的實踐性及自主性強(qiáng),適合于技能學(xué)習(xí),可有效促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造力的發(fā)展。項目的設(shè)計與實施可根據(jù)學(xué)生專業(yè)、知識基礎(chǔ)以及與相關(guān)學(xué)科的聯(lián)系,設(shè)計得具有針對性。在項目教學(xué)法的具體實踐中,教師充當(dāng)向?qū)Ш皖檰枺瑢W(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體,通過完成項目,把理論與實踐有機(jī)地結(jié)合起來,既提高技能水平,又培養(yǎng)合作、探究、解決問題等綜合能力。項目教學(xué)法是師生共同完成項目,共同取得進(jìn)步的教學(xué)方法,在職業(yè)學(xué)校、職業(yè)教育中有其獨特的優(yōu)勢。
二、電工技能課程實施項目教學(xué)法的條件
1.師資條件
對于中職學(xué)校來說,給學(xué)生傳授技能是第一要務(wù)。而技能的傳授,必須依靠有豐富實踐經(jīng)驗的教師,特別是在企業(yè)中從事過專業(yè)技術(shù)工作的教師。他們既要有較強(qiáng)的理論知識,又要較強(qiáng)的動手能力。雙師型電工教師是適合人選。
2.設(shè)備條件
要順利開展電工技能的項目化教學(xué),學(xué)校學(xué)校必須有專門的電工技能實訓(xùn)室,較完善的電工器材和檢測儀器、多媒體平臺等。
三、項目的選定與設(shè)置
1.選定與設(shè)置的原則
項目的選定與設(shè)置必須在教學(xué)大綱的范圍之內(nèi),符合專業(yè)特點,必須是電工技能中基本的技能范圍,其內(nèi)容必須是學(xué)生應(yīng)知應(yīng)會的專業(yè)基本技能,并符合以項目為導(dǎo)向,以實際操作能力為核心的原則。
2.選定與設(shè)置的項目
項目一:用電安全與人工急救(4學(xué)時)。
知識目標(biāo):觸電的危害、形式、原因及預(yù)防措施。能力目標(biāo):口對口人工急救法和胸外心臟擠壓法。
教學(xué)情景創(chuàng)設(shè)與教學(xué)資源準(zhǔn)備:三相四線電源、心肺復(fù)蘇模擬人2臺。
項目二:電工技能基本操作工藝(8學(xué)時)。
知識目標(biāo):電工電氣原理圖、電氣控制施工圖、電器布置圖的識讀。能力目標(biāo):導(dǎo)線的電氣連接,常用電工工具使用,電氣設(shè)備緊固埋設(shè)工藝。
教學(xué)資源準(zhǔn)備:電筆、電烙鐵、沖擊鉆、壓接鉗、電工刀、導(dǎo)線、電氣掛圖等。
項目三:常用電工儀表的使用(萬用表、鉗表、兆歐表等)(16學(xué)時)。
知識目標(biāo):常用儀表的型號、結(jié)構(gòu)、測量范圍等。能力目標(biāo):使用萬用表測量直流電阻、交直流電壓、直流電流;鉗形電流表測定交流電流,兆歐表測電纜、電動機(jī)絕緣電阻。
教學(xué)資源準(zhǔn)備:萬用表、鉗表、兆歐表、直流電源、電動機(jī)、三相四線電源等。
項目四:電氣照明與內(nèi)線工程(8學(xué)時)。
知識目標(biāo):電氣照明的基本要求,布線工藝要求以及照明電路符號在施工安裝圖中的意義表述。能力目標(biāo):室內(nèi)布線管布線工藝步驟,低壓配電板的安裝,包括電度表、斷路器、日光燈等的安裝。
教學(xué)資源準(zhǔn)備:低壓照明配電板,低壓電器,照明電器,如日光燈、白熾燈等。
項目五:單相交流異步電動機(jī)實訓(xùn)(8學(xué)時)。
知識目標(biāo):單相電動機(jī)規(guī)格型號意義、原理及技術(shù)要求。能力目標(biāo):單相機(jī)電動機(jī)的檢測方法,單相電動機(jī)的啟動和連接方法;常用單相電動機(jī)如電風(fēng)扇、洗衣機(jī)電動機(jī)的檢測。
教學(xué)資源準(zhǔn)備:電工儀表、單相電動機(jī)、單相電源。
項目六:三相交流電動機(jī)(10學(xué)時)。
知識目標(biāo):三相電動機(jī)的規(guī)格、型號,原理及技術(shù)要求。能力目標(biāo):三相電動機(jī)的性能檢測,三相電動機(jī)的故障分析與處理。三相交流電動機(jī)首、尾端的判別,極數(shù)判別,三相電動機(jī)的連接方法。
教學(xué)資源配置:萬用表、兆歐表、三相交流電動機(jī)、三相四線電源、電工工具。
項目七:三相交流電動機(jī)的控制電路安裝(16學(xué)時)。
知識目標(biāo):三相交流電動機(jī)的控制基本要求及安裝規(guī)程。能力目標(biāo):工藝布線,三相交流電動機(jī)的正反轉(zhuǎn),Y-降壓啟動,能耗制動等電路的安裝及通電試車調(diào)試。
教學(xué)資源的準(zhǔn)備:三相電線電源、三相交流電動機(jī)、電工工藝布線板、低壓電器(交流接觸器、熱繼電器、熔斷器等)、電工工具及萬用表等儀器。
每個項目的實施,都以學(xué)生為主體,以項目為中心,教師在過程中指導(dǎo)和監(jiān)控,學(xué)生在教師的指導(dǎo)下學(xué)習(xí),在電工實訓(xùn)室內(nèi)應(yīng)用電工設(shè)備完成。
四、電工技能課程項目教學(xué)法的實施
1.教學(xué)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)
在電工技能的項目化教學(xué)中,教學(xué)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)很關(guān)鍵。因為整個教學(xué)過程在一體化教學(xué)情景中進(jìn)行。為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,應(yīng)以現(xiàn)實生活、生產(chǎn)中的實際應(yīng)用喚起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。例如,在電氣照明與內(nèi)線工程項目教學(xué)中,以日常的家庭照明為例,如日光燈的故障與檢測,雙聯(lián)開關(guān)的作用及應(yīng)用等引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,將學(xué)生所學(xué)的知識與現(xiàn)實聯(lián)系起來,能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性。在單相電動機(jī)項目化教學(xué)中,以電風(fēng)扇、洗衣機(jī)電動機(jī)為例引入學(xué)習(xí)項目,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī),使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中更有目的性和針對性。在整個教學(xué)過程中,把教師的“講”與學(xué)生的“練”有機(jī)地結(jié)合起來。項目教學(xué)的情景應(yīng)盡可能與電工操作的實際貼近。
2.教學(xué)過程的互動
項目教學(xué)法不再以教師為主導(dǎo),而是以項目為導(dǎo)向,是以學(xué)生為主體的討論式、探討式和應(yīng)用式的教學(xué),強(qiáng)調(diào)實用性與技能性。師生的互動是完成學(xué)習(xí)項目的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。學(xué)生通過完成一個項目,感到有所收獲,有成功感。教師在這個過程中主要是充當(dāng)一個引導(dǎo)、解惑的角色,創(chuàng)設(shè)目的明確、接近生產(chǎn)實踐的學(xué)習(xí)環(huán)境。在教學(xué)實踐中,必須十分注重理論與實踐相結(jié)合,營造良好的互動氣氛。在課堂中充分發(fā)揮專業(yè)技能操作能力,做到講解清晰、演示準(zhǔn)確,并結(jié)合條理的板書。語言表達(dá)要準(zhǔn)確生動、語調(diào)抑揚頓挫,吸引學(xué)生的注意力。同時,在教學(xué)過程中更多地應(yīng)用啟發(fā)教學(xué),讓學(xué)生開動腦筋,共同探討。還應(yīng)靈活采用角色轉(zhuǎn)換、你問我答、分組討論、巡回指導(dǎo)等相互交流的辦法,使課堂氣氛活躍,提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。
五、項目教學(xué)法在電工技能教學(xué)過程中的實時評價
項目教學(xué)法是一體化教學(xué)的主要形式。而一體化教學(xué)是復(fù)合型的教學(xué)方法?,F(xiàn)場教學(xué)、情景教學(xué)、講授、演示、個別輔導(dǎo)等方法也應(yīng)結(jié)合到項目教學(xué)中。電工技能的項目教學(xué)的實施,正是通過項目的設(shè)計與實施,結(jié)合其他教學(xué)方式得以順利進(jìn)行。教師通過具體項目的要求,講解相關(guān)理論知識,演示操作方法,學(xué)生根據(jù)項目要求,運用技能知識,完成具體的操作或電路連接。教師在學(xué)生的項目作品完成后作出評價,例如給學(xué)生的布線工藝評分,對連接的電路通電試車,使學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)成果有具體量化認(rèn)識,從而提高學(xué)習(xí)積極性。在電工技能項目化教學(xué)實踐中,可通過對學(xué)生學(xué)習(xí)紀(jì)律、學(xué)習(xí)氣氛、學(xué)生專業(yè)動手能力是否提高、學(xué)生與教師的交流互動情況、實習(xí)報告的完成情況、學(xué)習(xí)心得體會以及實踐考核成績等方面進(jìn)行總結(jié)與評價。實踐證明,學(xué)生樂于接受項目化教學(xué)方法,在學(xué)習(xí)過程中是主動和積極的,對專業(yè)的興趣和技能的掌握都有較大提高。
[關(guān)鍵詞] 教學(xué)改革 教學(xué)設(shè)計 創(chuàng)新
高職教育的人才培養(yǎng)質(zhì)量與社會需求之間的矛盾已成為人們關(guān)注的重點。產(chǎn)生這一矛盾的主要原因是課程問題。從更深層次看,是由高素質(zhì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)與具有明顯學(xué)科化傾向的課程模式不協(xié)調(diào)造成的。當(dāng)前,高職教育所面臨的核心任務(wù)是課程的改革。下面,筆者圍繞礦用電氣設(shè)備課程的教學(xué)改革,談一下自己做法與體會。
一、課程定位與設(shè)計思路
1.課程定位
平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院是一所大型企業(yè)―平煤集團(tuán)承辦高職院校,《礦用電氣設(shè)備》是我院全國示范院校重點專業(yè)電氣自動化技術(shù)的三門優(yōu)質(zhì)核心課程之一,其定位是電氣自動化技術(shù)專業(yè)職業(yè)基礎(chǔ)應(yīng)用能力的培養(yǎng)。
2.課程設(shè)計思路
教學(xué)宗旨圍繞“服務(wù)于工礦企業(yè)”。教學(xué)設(shè)計基于煤礦崗位用人多且基礎(chǔ)應(yīng)用的電修工作崗位。結(jié)合崗位標(biāo)準(zhǔn)要求,將學(xué)習(xí)分解為若干學(xué)習(xí)任務(wù),由專職與現(xiàn)場兼教師組成教學(xué)團(tuán)隊,實施學(xué)校、校外實訓(xùn)基地、學(xué)?!叭问健苯虒W(xué),將課堂延伸到煤礦電修車間;借助現(xiàn)場實訓(xùn)設(shè)備等教學(xué)媒體,采用多種靈活教學(xué)方式、方法,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,充分發(fā)揮學(xué)生主體作用。在考核方式上,學(xué)生參與考核過程,過程考核與結(jié)果考核相結(jié)合、整個教學(xué)重在培養(yǎng)學(xué)生的知識應(yīng)用、工程實踐、與人交往、團(tuán)隊協(xié)作等多方位能力。
二、課程總體設(shè)計
1.課程教學(xué)目標(biāo)
通過本課程的教學(xué),使學(xué)生了解并掌握礦用電氣設(shè)備方面的生產(chǎn)知識和操作技能,掌握維修工藝與方法,把課堂所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識和生產(chǎn)實踐結(jié)合起來,并為以后的實際工作打下扎實的基礎(chǔ)。同時,培養(yǎng)學(xué)生與人交往、團(tuán)隊協(xié)作和語言表達(dá)等多種能力。
2.學(xué)習(xí)任務(wù)開發(fā)
《礦用電氣設(shè)備》課程在知識的選取與結(jié)構(gòu)安排上,注重學(xué)生實踐操作能力的培養(yǎng)。依據(jù)課程培養(yǎng)目標(biāo)和職業(yè)崗位要求,參照《崗位職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》和《煤礦安全規(guī)程》,確定知識點、技能點和學(xué)習(xí)性工作任務(wù),通過對同類知識點、技能點序化,開發(fā)出8個學(xué)習(xí)任務(wù)。(1)三相異步電動機(jī)的拆裝與保養(yǎng);(2)三相異步電動機(jī)的故障查詢與排除;(3)三相異步電動機(jī)定子繞組的更換;(4)直流電動機(jī)的維護(hù)與保養(yǎng);(5)直流電動機(jī)的故障及檢修;(6)礦用隔爆磁力啟動器的故障查詢與排除;(7)礦用隔爆饋電開關(guān)的故障查詢與排除;(8)煤電鉆綜合保護(hù)裝置的故障查詢與排除,
3.課程整體教學(xué)設(shè)計
課程圍繞職業(yè)崗位能力需求,主要從課程總學(xué)時、開課學(xué)期、學(xué)習(xí)目標(biāo)、課程內(nèi)容要求、教學(xué)方法及手段考核與評價、教學(xué)媒體與工具、學(xué)生已有基礎(chǔ)、教師應(yīng)具備的能力、參考文獻(xiàn)等幾個方面進(jìn)行課程整體教學(xué)設(shè)計。
三、教學(xué)實施設(shè)計
1.教學(xué)條件
(1)校內(nèi)實訓(xùn)基地。充分利用校內(nèi)礦用電器綜合實訓(xùn)室和電氣設(shè)備裝配車間。同時增設(shè)多種教學(xué)媒體,為“行動導(dǎo)向三段式”教學(xué)中的第一和第三階段教學(xué)提供條件保障。
(2)校外實習(xí)基地。校內(nèi)實訓(xùn)室與生產(chǎn)現(xiàn)場的工作條件、設(shè)備及工作環(huán)境之間仍存在著較大的差異,為了使實踐聯(lián)系實際,將校外實習(xí)基地作為校內(nèi)實訓(xùn)室的補(bǔ)充,縮小學(xué)生校內(nèi)所學(xué)知識、所見設(shè)備與生產(chǎn)現(xiàn)場之間的差距,教學(xué)中的第二階段在校外實習(xí)基地進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)。
(3)教師團(tuán)隊。聘請學(xué)院校外實訓(xùn)基地的兼職教師,承擔(dān)第二階段的現(xiàn)場教學(xué)任務(wù),校內(nèi)的專職教師承擔(dān)第一、三階段的校內(nèi)教學(xué)任務(wù),形成專兼結(jié)合“雙師”結(jié)構(gòu)課程教學(xué)團(tuán)隊。
(4)學(xué)生團(tuán)隊。將學(xué)生3~5人組成一個學(xué)生團(tuán)隊,學(xué)生以團(tuán)隊形式在校內(nèi)實訓(xùn)室和校外實習(xí)基地團(tuán)結(jié)協(xié)作,各有分工,共同完成學(xué)習(xí)任務(wù)。
2.教學(xué)實施
第一階段:教師將學(xué)習(xí)任務(wù)下達(dá)給學(xué)生,使學(xué)生明確學(xué)習(xí)(工作)任務(wù)要求和注意事項等相關(guān)信息,補(bǔ)充相關(guān)知識,采用啟發(fā)引導(dǎo)、演示操作、團(tuán)對協(xié)作、小組討論、角色互換等教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,例如講課用到以前講過知識或上次講到問題時間長,采用提問方式;講到設(shè)備結(jié)構(gòu)到校內(nèi)實訓(xùn)室觀察或采用多媒體,講到故障分析采用分組討論,講到檢修進(jìn)行演示,作業(yè)一般布置開放分析內(nèi)容,教師對學(xué)生個人及團(tuán)隊,針對其出勤、提問、討論、作業(yè)、學(xué)習(xí)態(tài)度等各方面情況進(jìn)行考核及評價。并布置下現(xiàn)場工作任務(wù)。
第二階段:學(xué)生團(tuán)隊帶著工作任務(wù)及對企業(yè)實際崗位的質(zhì)疑到校外實習(xí)基地,由兼職教師(師傅)講授崗位安全操作規(guī)程,兼職教師(師傅)進(jìn)行演示操作,使學(xué)生明確操作工藝流程,設(shè)備(系統(tǒng))完好標(biāo)準(zhǔn),設(shè)備(系統(tǒng))檢修質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等。學(xué)生分工協(xié)作,進(jìn)行操作、完成工作任務(wù),實現(xiàn)理論與實際的結(jié)合,并且通過拍照、抄錄、向師傅求教等多種方式,學(xué)習(xí)企業(yè)文化,獲取經(jīng)驗知識。兼職教師(師傅)根據(jù)學(xué)生團(tuán)隊完成任務(wù)情況進(jìn)行考核評價。學(xué)生團(tuán)隊之間進(jìn)行互評。
第三階段:學(xué)生團(tuán)隊將校內(nèi)所學(xué)知識,與校外的實際工作崗位和所學(xué)實踐技能、企業(yè)文化進(jìn)行比較和疏理,并將在現(xiàn)場的見聞和收集的資料歸納整理,實現(xiàn)校內(nèi)外所學(xué)理論實踐知識的整合。學(xué)生團(tuán)隊通過自制的PPT文稿匯報形式進(jìn)行成果展示,
教師對學(xué)生個人和學(xué)生團(tuán)隊的工作成果進(jìn)行總結(jié)評價,團(tuán)隊之間互評,提出不足及其改進(jìn)建議。
四、教學(xué)評價
在教學(xué)過程中對學(xué)生進(jìn)行多種考核,學(xué)生與教師同時參與評價,并且實施過程考核與結(jié)果考核相結(jié)合。在學(xué)習(xí)過程中,對學(xué)生基本理論和技能的掌握情況、工作態(tài)度、行為能力和努力程度,采用過程考核,包括團(tuán)隊互評、教師對學(xué)生評價和教師對團(tuán)隊評價;課程結(jié)束后,以答辯和實操等形式,對學(xué)生的分析與解決問題的綜合運用能力進(jìn)行結(jié)果考核。
五、教學(xué)效果
經(jīng)過06、07、08三屆電氣自動化技術(shù)專業(yè)教學(xué)實踐,取得較好的教學(xué)效果,同學(xué)們欣喜的說:礦用電氣設(shè)備課程教學(xué)極大調(diào)動我們學(xué)習(xí)的積極性,課程內(nèi)容、課堂靈活教學(xué)方式與考核方式,使課堂內(nèi)外都投入極大學(xué)習(xí)熱情,現(xiàn)場教學(xué)使我們既學(xué)到理論又掌握技能,同時學(xué)到企業(yè)文化。實訓(xùn)基地企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)與師傅感慨說:同學(xué)們學(xué)習(xí)積極性高,理論知識扎實,虛心好問,實踐技能學(xué)的又快又好,這樣學(xué)生企業(yè)愿留。
通過對礦用電氣設(shè)備課程近三年的改革與探索,我們深深地認(rèn)識到,課程項目化、課程的工學(xué)結(jié)合、課程教學(xué)方式方法改變是促使課程改革走向成功的有效途徑。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:基礎(chǔ)教學(xué);專業(yè)教學(xué);教學(xué)設(shè)計
在高等教育的課程中,從人才培養(yǎng)目標(biāo)或是崗位就業(yè)的角度上來說,學(xué)生往往會有重視專業(yè)課忽略基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)的情況出現(xiàn),甚至有些專業(yè)課教師歧視基礎(chǔ)課教學(xué)的教師,認(rèn)為他們?nèi)狈I(yè)技能與專業(yè)知識等。無論是課程設(shè)置還是教學(xué)本身,都不應(yīng)該脫離學(xué)生的實際情況,更不該脫離教學(xué)本身,否則將會對學(xué)生的成長、學(xué)習(xí)和就業(yè)造成不良后果。在實際教學(xué)過程中,我一直沒有放棄基礎(chǔ)課程的教學(xué)與研究,這使得我在專業(yè)課程的理論教學(xué)中,特別是復(fù)雜且抽象的知識分析或是較難理解的程序編制中,都能夠有堅實的理論基礎(chǔ),并且能夠較好的把基礎(chǔ)課程中的知識點,引入到專業(yè)課程的教學(xué)過程中。下面以具體《電器控制與PLC應(yīng)用技術(shù)》課程中的課程內(nèi)容“三相異步電動機(jī)的啟動控制線路”的教學(xué)設(shè)計過程為例,對于在專業(yè)課程的教學(xué)設(shè)計中引用并聯(lián)系基礎(chǔ)課程教學(xué),與大家分享共同學(xué)習(xí)。
一主要教學(xué)內(nèi)容
控制系統(tǒng)的最終對象就是電機(jī)。對于電機(jī)來說,主要是啟動、制動、正反轉(zhuǎn)控制。可列舉洗衣機(jī)的工作情況。引出問題:在生活中見到的啟動控制有哪些?引導(dǎo)學(xué)生思考:比如在大眾實習(xí)的生產(chǎn)線上都有哪些方式的啟動?結(jié)合學(xué)生所說的啟動現(xiàn)象,讓學(xué)生給不同的啟動控制起名字。再由教師總結(jié)具體啟動控制的方式分類,及優(yōu)缺點。異步電機(jī)按照內(nèi)部轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同分為鼠籠式和繞線式。工程實際多數(shù)使用鼠籠式,所以為教學(xué)重點。1.鼠籠式異步電動機(jī)直接啟動控制1)點動控制舉出生活中,機(jī)床中點動控制的例子。機(jī)床對刀等等。可舉例畢業(yè)時裝訂論文前,裁剪論文尺寸時對刀,就是點動控制。由于控制線路簡單,可直接要求學(xué)生根據(jù)控制原理圖,分析控制過程。2)連續(xù)運行控制引出問題:點動控制應(yīng)用在啟動控制電路有什么缺點嗎?提示:按鈕和開關(guān)的區(qū)別。引出在實際生產(chǎn)中,往往要求電動機(jī)實現(xiàn)長時間連續(xù)轉(zhuǎn)動,即所謂的長動控制。根據(jù)電路以及長動控制的概念,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出自鎖的概念,并指出電路圖中哪里是自鎖環(huán)節(jié)。3)給學(xué)生幾分鐘理解并記憶自鎖的概念,可找學(xué)生按照自己的理解說出自鎖的概念。強(qiáng)調(diào)這是考試必考內(nèi)容,以及今后學(xué)習(xí)編程必有的環(huán)節(jié)。引導(dǎo)學(xué)生分析工作過程,學(xué)生分析講解啟動控制過程,教師總結(jié)。4)提問電路中需要加幾種保護(hù)?又由什么電器實現(xiàn)保護(hù)?(復(fù)習(xí)第一章內(nèi)容)短路保護(hù):短路時熔斷器FU的熔體熔斷從而切斷電路,起保護(hù)作用。電動機(jī)長期過載保護(hù):電動機(jī)長期過載時,熱繼電器才會動作,用它的常閉觸點斷開使控制電路斷電。(強(qiáng)調(diào)短路電流與過載電流的區(qū)別?)欠電壓、失電壓保護(hù):通過接觸器KM的自鎖環(huán)節(jié)來實現(xiàn)。2.鼠籠式異步電動機(jī)降壓啟動控制引出問題:實際啟動時,往往要用降壓啟動,為什么?學(xué)生隨意回答。教師給予鼓勵并總結(jié)。電動機(jī)直接啟動時,定子啟動電流約為額定電流的4~7倍。這個是不可避免的。過大的啟動電流將影響接在同一電網(wǎng)上的其他用電設(shè)備的正常工作,甚至使它們停轉(zhuǎn)或無法啟動,根據(jù)歐姆定律,想要降低電流,負(fù)載不變,唯一方法就是降低電壓。因此往往采用降壓啟動。再次引出問題:讓學(xué)生大膽猜想,分析降壓啟動的方法?提示學(xué)生把這個問題聯(lián)想到簡單的物理電路中,你能想到的降低電壓的方法(基礎(chǔ)知識教學(xué))?教師根據(jù)學(xué)生所回答的內(nèi)容,(串聯(lián)分壓,變壓器等等)總結(jié)出主要內(nèi)容。鼠籠式異步電動機(jī)常用的降壓啟動方法主要有:1)定子串電阻降壓啟動控制電路2)自耦變壓器降壓啟動控制電路3)Y-降壓啟動控制電路前二種降壓啟動的方式學(xué)生們較好理解??梢砸砸粡堅韴D作為重點,另一張控制原理圖讓學(xué)生獨立分析。但是對于第三種教學(xué)過程需要慢一些。有必要帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)一電工基礎(chǔ),講負(fù)載星形連接、三角形連接的基礎(chǔ)知識,并在黑板上畫出二種連接的電路,分析電壓與電流的關(guān)系,讓學(xué)生指出,哪種連接方式下電壓大?降壓啟動先后連接順序應(yīng)該是怎樣的。三種方法每部分都可以讓學(xué)生根據(jù)原理,獨立分析講解電器控制原理圖,為今后閱讀分析電路做準(zhǔn)備??梢苑纸M討論,讓學(xué)習(xí)好的學(xué)生幫助理解較慢的學(xué)生,帶領(lǐng)落后的學(xué)生慢慢學(xué)會閱讀和分析電路圖。沒有必要由教師一步步講解,教師主要指導(dǎo),引領(lǐng),鼓勵學(xué)生獨立完成分析。講解后,讓學(xué)生總結(jié)出每種方法的優(yōu)缺點。
二教學(xué)反思
電動機(jī)的直接啟動或是降壓啟動電路的工作過程等知識抽象難理解,在傳統(tǒng)教學(xué)中,僅靠教師的語言描述,學(xué)生很難領(lǐng)會,并且會感到課堂枯燥乏味,會漸漸的失去學(xué)習(xí)興趣,很難堅持學(xué)習(xí)。電器控制部分的基礎(chǔ)沒有掌握好,對后面PLC編程的學(xué)習(xí)會有很大影響。而本次課的教學(xué),教師在教學(xué)設(shè)計過程中,把復(fù)雜的知識點拆分出若干個小的知識內(nèi)容,逐步引導(dǎo)學(xué)生,由淺入深,層層深入,能夠吸引學(xué)生,激發(fā)學(xué)生在聽課學(xué)習(xí)過程中不斷思考,便于學(xué)生理解與認(rèn)識。通過在專業(yè)知識的教學(xué)中,適當(dāng)巧妙的引入基礎(chǔ)課程知識的教學(xué)內(nèi)容,大大簡化了專業(yè)課的知識難度,突出了基礎(chǔ)課教學(xué)的重要性,突破了教學(xué)課程容易脫節(jié)的教學(xué)難題,為后續(xù)教學(xué)特別是實訓(xùn)教學(xué)打下了堅實的理論基礎(chǔ)。
中等職業(yè)教育肩負(fù)著向特定的行業(yè)和崗位培養(yǎng)合格的生產(chǎn)或服務(wù)第一線的應(yīng)用型專門人才和高素質(zhì)的勞動者的使命。電力拖動課程是中等職業(yè)學(xué)校電工專業(yè)的一門專業(yè)課,具有較強(qiáng)的應(yīng)用性和實踐性。由于新知識的不斷增加、教學(xué)時間的相對減少,傳統(tǒng)的教學(xué)方法已難以適應(yīng)新形勢的教學(xué)改革要求,我們必須積極創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境,充分發(fā)揮學(xué)生的主體性和創(chuàng)新精神。在電力拖動課程教學(xué)中,我采用了理論與實踐相結(jié)合的一體化教學(xué)模式,即:實踐,理論,再實踐的相融合的教學(xué)模式,充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)和激勵了學(xué)生學(xué)習(xí)新知識,加強(qiáng)了學(xué)生實踐技能的培養(yǎng),取得了明顯的教學(xué)效果。[1]
一、一體化教學(xué)模式
一體化教學(xué)模式是以培養(yǎng)學(xué)生能力為中心,理論課與生產(chǎn)實訓(xùn)課交叉進(jìn)行的一種教學(xué)模式,讓實踐始終貫穿在整個教學(xué)過程中。將理論與實訓(xùn)相結(jié)合,統(tǒng)一制定模塊教學(xué)進(jìn)度,建設(shè)模塊教學(xué)計劃和教學(xué)進(jìn)度,編制相應(yīng)的教學(xué)講義。在教學(xué)過程中,可根據(jù)實際需要,對教學(xué)進(jìn)度以及學(xué)生掌握技能的快慢進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?,并以現(xiàn)場教學(xué)為主,課堂教學(xué)為輔助教學(xué)的教學(xué)方式。這樣既突出操作技能的訓(xùn)練,又能使學(xué)生學(xué)到與職業(yè)技能有關(guān)的知識,不僅培養(yǎng)了一專多能,還培養(yǎng)學(xué)生的分析問題和解決問題的綜合能力和創(chuàng)新能力。
二、一體化教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的區(qū)別
從教學(xué)目標(biāo)比較,傳統(tǒng)教學(xué)注重傳授知識和技能,一體化教學(xué)在解決問題的過程中自主學(xué)習(xí)新知識;從教學(xué)形式上比較,傳統(tǒng)教學(xué)以老師的教為主,學(xué)生被動學(xué)習(xí),一體化教學(xué)是學(xué)生在老師的指導(dǎo)下主動學(xué)習(xí);從交流方式上比較,傳統(tǒng)教學(xué)是單方面,雖有互動,也是被動的,一體化教學(xué)為多向交流,表現(xiàn)在小組成員之間及學(xué)生與老師之間;從參與程度上比較,傳統(tǒng)教學(xué)是學(xué)生聽從老師的指揮,要我學(xué),一體化教學(xué)為學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣做出選擇,我要學(xué);從激勵手段上比較,傳統(tǒng)教學(xué)以外在動力為主,難以持久,一體化教學(xué)使內(nèi)在動力充分得以調(diào)動,能持久;從教學(xué)特色上比較,傳統(tǒng)教學(xué)老師挖掘?qū)W生的不足點,補(bǔ)充授課內(nèi)容,一體化教學(xué)為老師利用學(xué)生的優(yōu)點,開展活動。[2]
三、一體化教學(xué)模式的開發(fā)與具體應(yīng)用
《電力拖動》課程是一門理論與實踐關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)的學(xué)科,是中職院校電工專業(yè)的專業(yè)課,也是電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的核心課程之一。學(xué)習(xí)本課程,在實際中有何用途,如何應(yīng)用所學(xué)的知識解決生產(chǎn)和生活中的一些實際問題,中職學(xué)生甚感茫然,尤其是在中職院校生源基礎(chǔ)參差不齊,學(xué)習(xí)興趣偏頗,專業(yè)教學(xué)面臨著新的挑戰(zhàn)。下面以《電力拖動》課程中的“電動機(jī)基本控制線路”為例來探索“實踐,理論,再實踐”的一體化教學(xué)模式。
1.現(xiàn)場參觀――豐富學(xué)生的感性認(rèn)識
對于《電力拖動》課程的一體化教學(xué)而言,現(xiàn)場參觀前,教師應(yīng)制定合理的參觀計劃、明確參觀目的,并根據(jù)參觀目的提出針對性較強(qiáng)的問題,留給學(xué)生思考解答。根據(jù)制定好的計劃,教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入學(xué)校機(jī)加工實訓(xùn)室,現(xiàn)場觀摩車床、磨床、數(shù)控車床及數(shù)控銑床等設(shè)備的操作過程和工件加工的全過程,使學(xué)生在學(xué)習(xí)控制線路之前對生產(chǎn)機(jī)械的運動形式、構(gòu)造及機(jī)械與電器的配合動作等方面有足夠的認(rèn)識,在腦海中形成清晰的印象,豐富了他們的感性認(rèn)識,以便于將來更好地學(xué)習(xí)這門課程。
2.理論教學(xué)――使學(xué)生更好地認(rèn)識元器件,掌握線路原理圖
(1)認(rèn)識元器件:首先我在講解電動機(jī)基本控制線路時,應(yīng)先將電路圖板書展示在黑板上,對照實物電器元件,并借助于多媒體課件與Flash動畫,分析電路圖中所涉及到的按鈕、熔斷器、接觸器、繼電器等低壓電器的符號、結(jié)構(gòu)、原理及其作用,營造一個“有聲、有色、有物”的“三有”課堂氛圍,讓學(xué)生在教學(xué)中產(chǎn)生視、聽覺興奮,使學(xué)生更好地掌握相關(guān)元器件的知識。
(2)掌握線路原理圖:學(xué)生在認(rèn)識元器件之后,我采用的是通俗易懂、深入淺出的教學(xué)方法,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)電動機(jī)基本控制線路原理,首先,引導(dǎo)學(xué)生把線路圖的動作順序、過程用箭頭連接起來,使學(xué)生對原理圖的分析具有很強(qiáng)的條理性。其次,根據(jù)電動機(jī)基本控制線路的動作順序,引導(dǎo)學(xué)生們分清按鈕、主觸頭、線圈的符號和所在的位置,使學(xué)生能很容易理解電動機(jī)基本控制線路圖的動作過程,進(jìn)而理解整個線路?D的原理。[3]
3.實踐教學(xué)――理論與實踐銜接,提高學(xué)生的動手操作能力
完成理論教學(xué)之后,再轉(zhuǎn)入實訓(xùn)教學(xué),即把剛剛學(xué)到的理論知識再應(yīng)用到實踐中去,讓學(xué)生在電力拖動實訓(xùn)臺上動手練習(xí),充分體現(xiàn)理論與實踐的完美銜接。通過動手實訓(xùn)環(huán)節(jié)的練習(xí),能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動學(xué)生的積極性;同時,實訓(xùn)操作還能夠讓學(xué)生通過動手產(chǎn)生觸覺興奮,充分體現(xiàn)學(xué)生的主體參與性,有助于提高教學(xué)質(zhì)量。
4.考核評價――檢測學(xué)習(xí)效果,查漏補(bǔ)缺
學(xué)生完成實踐教學(xué)后,要對學(xué)生進(jìn)行全面的考核以檢查學(xué)生的理論知識與操作技能的掌握情況,考核本著要以學(xué)生為中心,以能力為本位,采用科學(xué)化、多樣化、合理性的考核方式,綜合考核學(xué)生的知識、技能及綜合素質(zhì)等。因此,學(xué)生在每個任務(wù)完成后,教師都要通過自我評價、小組評價和教師評價來分析學(xué)生的優(yōu)點,并指出問題的所在,并及時指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行改正。通過全面、豐富的考核評價方式,對學(xué)生掌握的知識、能力、素質(zhì)進(jìn)行綜合考察,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
結(jié)語
通過對《電力拖動》課程一體化教學(xué)模式的探索與實踐,我總結(jié)出《電力拖動》課程的一體化教學(xué)模式有以下特點:
1.課堂教學(xué)趣味性強(qiáng)
2.激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性
3.能夠把理論與實踐完美的融合
4.培養(yǎng)了學(xué)生的應(yīng)變能力
1.培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
(1)利用多媒體教學(xué)手段培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣在教學(xué)過程中盡量運用多媒體技術(shù),把一些較難理解、不易掌握的內(nèi)容展現(xiàn)出來,如:在“電氣與控制”這一章的教學(xué)過程中,可以采用多媒體課件的教學(xué)手段進(jìn)行教學(xué),將電氣控制線路的整個動作過程分步展現(xiàn)在學(xué)生面前,將難點拆分,同時將靜態(tài)化為動態(tài),使學(xué)生可以身臨其境,從而能更好地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。(2)開設(shè)各種興趣小組培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣職業(yè)學(xué)校大部分學(xué)生的理論基礎(chǔ)較差,如果讓他們一直面對枯燥的理論講解的話,他們往往是毫無興趣的。但是,這些學(xué)生往往對于一些小產(chǎn)品的制作卻是很感興趣的,通過開展各種形式的電工電子興趣小組,可以將理論知識的教授滲透到各種興趣性操作實踐中進(jìn)行。
2.由淺入深,強(qiáng)化專業(yè)技能訓(xùn)練
電工電子實訓(xùn)項目較多,各個項目之間又不是完全獨立的。在實訓(xùn)中應(yīng)注意各個項目之間的關(guān)系,采用“分層模塊教學(xué)”法,設(shè)定實驗過程,分步驟、分階段對教學(xué)重點和難點實現(xiàn)各個擊破。實訓(xùn)中可進(jìn)行單項訓(xùn)練,在單項訓(xùn)練熟練掌握后再進(jìn)行綜合訓(xùn)練,由淺入深,這樣有助于學(xué)生的不斷反思和總結(jié),技能不斷得到強(qiáng)化。如:“三相異步電動機(jī)接觸器正反轉(zhuǎn)控制”實訓(xùn)中,將要用到兩個接觸器,可以首先讓學(xué)生接一個,使電動機(jī)正轉(zhuǎn),當(dāng)這種接法熟悉后,再接第二個,實現(xiàn)電動機(jī)的反轉(zhuǎn),最后進(jìn)行整體裝配,這樣做學(xué)生記憶就更加深刻,教學(xué)效果就更為明顯。
3.運用先進(jìn)的教學(xué)手段,增強(qiáng)電工電子教學(xué)效果
為了解決這一問題,可以采用多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)教育和計算機(jī)仿真軟件等手段來改革傳統(tǒng)的教學(xué)思想觀念、教學(xué)方法和教學(xué)手段,設(shè)定與教學(xué)相關(guān)聯(lián)的多媒體課件和網(wǎng)絡(luò)課程,使其教學(xué)內(nèi)容的廣度和深度都得到了有效地挖掘,培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、個性化學(xué)習(xí)能力。
4.運用各種仿真軟件進(jìn)行輔助教學(xué),提高效果,突破條件限制
在電工電子課程教學(xué)中引入各種軟件進(jìn)行輔助教學(xué)可以有效地提高課堂教學(xué)效果。例如:在電工電子課程中采用EDA技術(shù)進(jìn)行輔助教學(xué),整個過程方便、簡便、快捷、靈活,且形象、直觀、交互性好,它不僅能很好地培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,還加強(qiáng)了分析、綜合能力,實現(xiàn)了實驗教學(xué)的創(chuàng)新。學(xué)習(xí)電工電子,不僅要求學(xué)生掌握原理和相關(guān)的計算關(guān)系,還要求學(xué)生具備電路的分析、設(shè)計能力?,F(xiàn)今社會,科技高速發(fā)展,新電路、新元件不斷出現(xiàn),而實驗室因主客觀條件的限制,無法滿足各種電路的設(shè)計和實驗要求,通過采用軟件仿真的方法,克服實驗室的條件限制,避免使用中儀器損壞等不利因素,滿足各種電路的設(shè)計要求。采用計算機(jī)虛擬技術(shù)進(jìn)行電路的分析設(shè)計,可以訓(xùn)練學(xué)生掌握正確的測量方法和熟練使用儀器的能力,電路的綜合分析能力都有比較明顯的改善和提高,使課堂教學(xué)達(dá)到更好的教學(xué)效果。
二、調(diào)整教學(xué)內(nèi)容
電工電子的課程內(nèi)容多而廣,但是,教學(xué)課時學(xué)校十分有限,要在有限的課時內(nèi),將所有知識都面面俱到是十分困難的。針對職業(yè)學(xué)生的特點,我們將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精選,主要體現(xiàn)在:
1.職業(yè)學(xué)校學(xué)生電工電子的教學(xué)內(nèi)容以實用為主、夠用為主
職中學(xué)生的理論基礎(chǔ)相對較差,理論知識的教授以能滿足崗位和其他專業(yè)課需要為尺度。精簡理論的推導(dǎo),注重理論的實際應(yīng)用,使學(xué)生能夠較輕松、較好地掌握理論知識。
2.教學(xué)內(nèi)容要以實驗實訓(xùn)為重點
職業(yè)學(xué)校主要是培養(yǎng)操作技能型人材。教學(xué)內(nèi)容以夠用理論知識的基礎(chǔ)上,突出技能訓(xùn)練,注重學(xué)生動手能力的培養(yǎng),以滿足社會的需求。在教學(xué)中應(yīng)增加實例的講解,將教學(xué)內(nèi)容與生活實際相結(jié)合,例如:在講“解異地控制電路”時,可以結(jié)合“兩地控制同一燈”這一實例,并配以實際操作,這樣既能將課堂知識直接與生活實際相結(jié)合,又能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,同時也培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力。
3.緊隨時展,引入新知識
關(guān)鍵詞:旋轉(zhuǎn)相量 脈動磁場 單相交流異步電動機(jī)
中圖分類號:G71 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)12(c)-0172-02
1 背景介紹
電動機(jī)按用電類型分為交流電機(jī)和直流電機(jī),直流電機(jī)結(jié)構(gòu)和使用維修較復(fù)雜[1],使用選擇順序依次是交流三相鼠籠式,交流三相繞線式,單相鼠籠式,直流電機(jī)等。
單相交流異步電機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和家用電器中應(yīng)用非常廣泛[2],是機(jī)電專業(yè)學(xué)生必學(xué)內(nèi)容[3],要學(xué)習(xí)單相交流異步電機(jī)工作原理,須先掌握三相交流異步電機(jī)工作原理和其轉(zhuǎn)矩特性。在掌握三相交流異步電機(jī)工作特性后,通過分析單相電機(jī)磁場關(guān)系,得出單相電機(jī)旋轉(zhuǎn)結(jié)論。
2 三相交流異步電動機(jī)原理
三相交流異步電動機(jī)原理是在三相對稱的定子繞組中通入對稱三相交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場[4,5],旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感生電動勢。感生電動勢在閉合的轉(zhuǎn)子回路中產(chǎn)生感生電流。由感生電流在磁場中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩使電機(jī)旋轉(zhuǎn)起來。至此可看出:只要有旋轉(zhuǎn)磁場,而且轉(zhuǎn)子回路是閉合回路就可旋轉(zhuǎn)。
三相交流異步電動機(jī)描述轉(zhuǎn)矩特性是根據(jù)
M=CMφSE20r2/[r+(SX20)2]
CM為轉(zhuǎn)矩常數(shù);
φ為定子繞組轉(zhuǎn)子繞組共同作用的磁通;
S為轉(zhuǎn)差率;
r2為轉(zhuǎn)子回路電阻值;
E20為轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時,轉(zhuǎn)子感生電動勢;
X20為轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)時,轉(zhuǎn)子回路漏電抗。
由上述關(guān)系和多次試驗等方法得出特性曲線。
雖各類三相交流異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩特性曲線有一定的差別,但大體走勢(如圖1)。
單相交流異步電機(jī)的講解和學(xué)習(xí),就是建立在前面這些基礎(chǔ)理論之上的。講解方法一般有兩種[5,6]:一種是采用在波形圖上直接分解成二個相反的旋轉(zhuǎn)磁場;另一種方法是采用三角函數(shù)轉(zhuǎn)換進(jìn)行講解。這兩種方法都要求數(shù)學(xué)基礎(chǔ)好,而多數(shù)學(xué)生數(shù)學(xué)知識不足,理解起來比較費勁,筆者經(jīng)過分析研究采用了旋轉(zhuǎn)相量法進(jìn)行講解,效果較好,現(xiàn)介紹如下。
3 單相交流異步電動機(jī)原理
單相交流異步電動機(jī)是單相繞組中通入單相交流電,由此而產(chǎn)生的磁場是一個脈動磁場(見圖2、3)。
以二級電機(jī)為例分析,由于通入的電流i=IMsinωt,因此產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=BMsinωt。下面我們做個假設(shè):有二個B =BM的相量,以同一圓心ω的角頻率相反旋轉(zhuǎn)(見圖4)。
當(dāng)ωt=0時,B=BM-BM=0。
當(dāng)ωt等于任一值時,
X軸合成為BX=BMcosωt-BMcosωt
Y軸合成為BY=BMsinωt+BMsinωt
=BMsinωt
則總的B=BY=BMsinωt。
既然可以把一個單相的脈動磁場分解成兩個磁感應(yīng)強(qiáng)度幅值相等的轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁場,則可認(rèn)為,單相異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩也是由這兩個旋轉(zhuǎn)磁場分別產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩合成的結(jié)果(見圖5)。從圖4中可得出四個特點:(1)它的起動轉(zhuǎn)矩為零,不能自行起動。(2)它的旋轉(zhuǎn)方向是不固定的,完全取決于起動時的旋轉(zhuǎn)方向。(3)離開零點后可保證啟動(M與n同方向增大)。(4)當(dāng)n增大到一定程度時,M開始減小,達(dá)到平衡時轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。對于4級、6級單相電機(jī)分解類同,只是分解角度分別是1/2、1/3,即旋轉(zhuǎn)速度分別是2級電機(jī)的1/2、1/3(見圖5)。
4 實踐驗證
4.1 電機(jī)參數(shù)(見表1)
4.2 測試儀器
萬用表AC97,產(chǎn)地:中國;光電轉(zhuǎn)速表DT-2234B,產(chǎn)地:中國臺灣。
4.3 驗證步驟
步驟1:先測量電源,測定電壓,測試為結(jié)果,三次分別為226 V、224 V、225 V。滿足要求,將交流電通入單相電機(jī)(沒有接電容),電機(jī)不轉(zhuǎn)。用手轉(zhuǎn)動一下轉(zhuǎn)軸則電機(jī)迅速起動運轉(zhuǎn)起來,經(jīng)過一段時間轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,用轉(zhuǎn)速表測定轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)速測定結(jié)果三次分別為1230 rpm,1250 rpm,1240 rpm,停電使電機(jī)停轉(zhuǎn)。
步驟2:用上述方法反方向起動運行。測得數(shù)據(jù)分別為224 V、225 V、225 V;1245 rpm,1240 rpm,1240 rpm,停電使電機(jī)停轉(zhuǎn)。
步驟3:接電容后運行測試,轉(zhuǎn)速分別為1420 rpm、1430 rpm、1420 rpm;1430 rpm、1420 rpm、1430 rpm。
5 實驗結(jié)論
(1)單相電機(jī)無法自行啟動,旋轉(zhuǎn)方向依靠外部決定,一旦啟動后可以保持相對穩(wěn)定速度。
(2)分相式單相式電機(jī),配以適當(dāng)電容可以提高轉(zhuǎn)速,方向與電容接線有關(guān)。
6 教學(xué)結(jié)果及注意點
通過這種理論與實踐結(jié)合的講解,學(xué)員感到思路很新,開擴(kuò)了學(xué)員的眼界,同時通過實踐增強(qiáng)了可信度。
該種方法應(yīng)注意的問題:由于要動用電機(jī),而且在課堂上,(1)必須注意用電安全,電機(jī)必須在使用前做絕緣測試,電壓選擇220V,~50Hz較方便。(2)電機(jī)功率不宜選擇過大,或過小,過小轉(zhuǎn)速測定誤差較大;過大控制困難,危險較大;一般以百瓦左右較合適。極數(shù)一般選擇4級較好,而且比較好找。(3)在操作時一般以兩人為宜,一人負(fù)責(zé)電機(jī)的固定,一人負(fù)責(zé)通電,用手轉(zhuǎn)動一下轉(zhuǎn)軸測速停電等。(4)通電后觀察不動時間不要過長,否則容易燒壞電機(jī)。(5)測量用光電轉(zhuǎn)速表測試簡單。
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