任务驱动教学法在电路故障排除教学中的应用

叶琦

摘要：主要介绍在电动装卸机械电气设备电路故障排除教学中，如何运用任务驱动教学法，让学生建立排除故障的方法和思路，培养和提高分析问题、解决问题的能力。

关键词：任务驱动教学；电动装卸机械电气设备；电路故障排除

电动装卸机械电气设备是港口机械类专业课程，其中设备电路故障排除是学生要学习的一项技能，也是技能操作要求较高的阶段。根据教学目标，该课程主要包括固定带式输送机电气控制线路故障排除、轮式起重机电气控制线路故障排除、集装箱装卸桥小车运行控制线路故障排除、门座式起重机变幅机构线路故障排除、门座式起重机起升机构线路故障排除等内容。技校的学生，大部分文化基础差，在理论教学时不能集中精神，在实训中易出现畏惧心理，对于电路故障无从着手。这反映出学生缺乏自主知识建构，尚未建立排除故障的有效方法。因此，笔者认为在电路故障排除教学中，有必要采取任务驱动教学法，让学生带着真实的任务学习，主动建构自己的知识和能力，通过教师的引导和启发，建立起自己的排除故障的方法和思路，培养和提高分析问题、解决问题的能力。

本文以集装箱装卸桥小车运行控制线路故障排除为例，阐述在电路故障排除教学中如何运用任务驱动教学法。

一、明确任务

在教学中，首先要让学生明确学习任务是什么。根据教学目标，笔者设计的任务书如表1所示。

二、任务实施

1. 教师活动

（1）增强任务感性认识，激发学生学习兴趣。

因学生接触港口大型机械设备比较少，所以对集装箱装卸桥的工作情况不熟悉，没有一个直观的、感性的认识。如果单纯讲解分析电路，只能是“纸上谈兵”，一方面学生不能把集装箱装卸桥结构、运动形式与电路图结合起来，造成理论与实践脱节；另一方面，作为中职学校学生，理论基础本就薄弱，对单纯的原理分析会感到吃力甚至厌烦，教学效果肯定不理想。基于这种想法，笔者在安排任务内容时，首先是让学生认识集装箱装卸桥实物，弄清楚它的工作过程。通过港口码头现场拍摄的集装箱装卸桥的工作过程及其他途径搜集整理的视频录像及图片，提供给学生观看，或安排学生到港口码头公司实地参观，增加感性知识。这些方法，符合学生认知特点，调动了学生的学习积极性，提高了教学质量和效果。

（2）利用模拟教学设备，创设教学情境。

在学习电路故障排除时，为了最大限度地利用教学设备和保证每个学生都能动手操作，需要根据学生人数进行分组。一般分为6～8组，每组5～7人。教师根据学生组数，组织学生准备好电路模拟板。学生工位也要按照小组分工，有序地围坐一起。

2. 学生活动

（1）观察电路正常工作现象，分析理解电路原理集装箱装卸桥小车运行控制电路如图1所示。小车设置有零位（KA1）保护功能，可前进（SB6）和后退（SB7），通过KM1和KM2控制电机可实现正反方向运行，并有失压、欠压及正反向连锁保护功能，停车制动控制（KM3、KA2、KT），终点前限速（KM4）及限位保护（SQ1、SQ2、SQ3、SQ4）等。小车机构设有二级限位保护，小车向前（向后）减速限位、小车向前（向后）限位。小车向某一方向运行遇到一级限位时，小车自动减速达到一档速度，遇到二级限位时，小车自动停止。

以上原理分析，如果单纯“就图论理”，学生可能会难以理解，通过视频录像及图片等了解小车运动形式后，再分析原理，就会容易理解很多。

在原理分析时，应采用“学为主体、教为主导、练为主线”的教学方式。即学生课前充分预习电气图，分析原理；课中在电路模拟板上，通电观察电路正常工作现象，学生将理论分析结果与通电现象对照，师生互动交流和讨论，让学生充分理解原理；课后学生要对原理进行综述，使所学知识掌握的更为系统。扎实的理论基础是学生进行电路故障排除的前提。

（2）故障排除任务实施过程。

故障排除任务实施，是通过在电路模拟板上设置不同故障，学生分析和排除，教师从旁协助引导，这样反复训练，达到熟练排除故障的目的。在这个过程中，学生建立起自己的排除故障的方法和思路，不断获得和提高分析问题和解决问题的能力。具体过程如下：

①设置故障。

笔者通过教学和与其他教师交流发现，在教师的指导下，学生自己来设置故障，且由组内的同学轮流来设置，效果较好。

在教学中，教师引导学生设置故障时，可从原因到现象进行逆向分析。如若设置KM2连锁触头接触不良（5到6号线），则装卸桥小车不能正向移动，那么通电时按下SB6、KM1线圈不能得电。通过亲身设置故障，引起学生的高度注意，提高学习兴趣，减少了对排除故障的畏惧心理，同时为排除故障拓展思路、积累经验。

②分析、判断故障范围。

教师引导排查故障的同时，可从现象到原因进行顺向分析，判断故障范围。对于KM1不能得电（小车不能正向移动）的现象，在检查时，可采用逐点分析法：KM1线圈所在的支路一一排查，如先查0号线到6号线连线，接着检查2号线到4号线；4号线到5号线，如果都能正常接通；则应该是KM2联锁触头接触不良或6号线到KM1之间的连线故障。

另外，在教学中，教师可根据具体故障现象，引导学生使用以下方法分析判断故障范围：

A.故障调查法。即通过看、听、摸、问等方式，观察和了解故障现象，进而判断故障可能原因。

B.通电试验法。在不损伤设备和电气线路的情况下，对控制线路进行通电试验。观察电器动作情况，结合电气线路控制原理、程序，判断可能引起故障的因素，确定检查范围。

这种学生轮流设置故障和排除故障的方式，让学生顺向和逆向分析的能力大大提高。学生在设置和排除故障的过程中，会自主地分析单元电路，掌握各个元器件在电路中的作用、动作顺序，改变了传统教学中教师让学生去“记住”的被动状态。

③检测故障支路，找出故障点。

在怀疑出故障的回路中，教师引导学生利用现有的仪器仪表，通过测量，逐一排除故障回路中公共支路上的故障，缩小故障范围，进一步找出故障点加以排除。常用测量方法：

A.电阻法（断电测量）。

B.电压法（万用表或试灯带电测量）。

C.导线短接法。这种方法可以对导线断路、虚连、虚焊、触头接触不良等故障点快速检查出来。但是千万不可短接接触器（继电器）的线圈，否则将造成电源短路。

④故障排除

有的故障的排除方法可能很简单，有些故障则较复杂。根据检测出的故障，如电气元件调整不当、机械动作失灵、触头及接线接触不良或脱落等，应采用相应的处理方式。

学生排除故障能力的培养是一项复杂而艰巨的工程，它既需要学生有扎实的理论基础，又需要学生有较高的分析判断能力和实践经验，这种能力的培养贯穿在教学的各个环节。奢求同学们有大量的排故经验是不现实的。但是，在实训中，学生通过多观察、多思考、多记忆，可以积累排查故障的经验，更重要的是能锻炼观察力和逻辑思维能力，为以后的工作打下良好的基础。

三、教学反思

1. 学生反思

学生在完成排故训练后，要进行个人总结。包括故障现象、逻辑分析、检测方法和步骤、测量的数据、故障点、故障排除的体会等几个方面。这样的反思是学生自我提高的重要手段，也是学生领会如何从一般现象中归纳总结出普遍规律的过程。如有同学归纳总结出排除故障的流程和方法如表2所示。

2. 教师反思

教师在实施任务驱动教学过程中，如何增强学生排查故障的兴趣和信心，对提高故障排查能力至关重要。笔者认为首先从简单故障的顺利排查上，应采用心理暗示，增强学生的自信，激发学生的兴趣。其次，同学间相互设置故障（注意，只能制造无危险故障），比赛谁排查故障又快又准，这不仅对排查能力的提高大有帮助，而且学生也会很有兴趣。

另外笔者认为，不能忽视学生分组的重要性，也不要简单地按照学号划分。教师必须考虑每个学生的特点（理论基础较好、大胆动手、操作技能较强等），把不同特点和层次的学生组合在一起，将综合能力优秀学生与较差的学生进行搭配，以缩小学生间的知识差距。教师在教学过程中，还要注意引导基础较差的同学参与到任务的完成过程中去。

参考文献:

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[4]董自德.电动装卸机械电气设备[J].大连:大连海事大学出版社,

1998.

（广州港技工学校）