浅析学为中心的“电机拖动与控制”课程教学设计

华艳秋

（1.上海市高级技工学校；2.上海工程技术大学高职学院，上海 200437）

1 概要

《电机拖动与控制》课程是中高职贯通机电一体化技术专业的专业基础课，根据课程大纲要求，知识目标是认识常用交流电机、直流电机、变压器的基本结构、工作原理、运行性能；掌握交、直流电力拖动的基础知识，以及起动、制动及调速等各种运行状态。技能目标是完成交、直流电机及拖动系统以及变压器的接线、调试及运行。态度目标是具备尊师守纪、文明作业的职业规范，具有爱岗敬业、科学严谨、刻苦钻研、积极进取的职业态度，以及团队协同合作精神与沟通能力。

课程的交流电机及拖动模块中，因大多数以电力为动力的机械装置都是使用三相异步交流电动机拖动的，且此类电动机结构简单、成本低、维护方便，故在电力系统的电力拖动领域中占有绝对的垄断地位。学会三相异步交流电动机的控制原理、基本技能操作是机电一体化中高职贯通专业学生必须掌握的基本知识和技能。

然而，在传统的以教师“教”为中心的课堂中，大多通过抽象的理论讲解、简单的视频演示、辅以固定的实操步骤向学生传授知识和技能，课堂上以教师单向灌输为主，师生和生生之间的互动较少，学生学习的热情和积极性较低；同时，学习任务以理解或简单背下教师的讲解内容为目标，并不注重学生独立思考、以及理论联系实际的应用能力的培养，学生很难达到入脑入心，真正掌握。

为了解决上述问题，让学生真正从理论和技能两方面掌握三相异步交流电动机的基本知识及操作，根据知识结构、资源属性以及职业教育特点，对课程进行系统化设计：以任务引领的形式，整合多元化信息技术教学手段，线上线下、虚实结合，构建一体化学习环节，扩大学生的课堂参与度，充分调动学生参与积极性，以教导学，以学促教，教师的作用从授课者转变为学生自主学习的引导者，学生也由被动变为主动，预习、展示、探究成为课堂教学的关键环节，体现“以学为中心”的教学理念，塑造学生全方位的素养。

2 背景分析

课程授课是面向机电一体化技术中高职贯通专业三年级学生，学生已经学过工程图识读与绘制、机械基础、电工技术、电子技术等专业基础课程，具备一定的机械、电工基本操作及接线技能。学生比较渴望能够了解及掌握专业知识在电气设备及工业装备的安装、调试、运行等实际工程中的应用。本课程共由三大部分组成：直流电机及其拖动、变压器、交流电机及其拖动。本课题处于第三部分的中后部，前面学生已经学过了三相异步交流电动机的基本结构、工作性能、运行分析等相关知识点，对三相异步交流电动机有了一定的了解和掌握，本节课程是从应用的角度引导学生初步认识三相异步电动机如何拖动负载，为后续三相异步电动机的电力拖动的学习打下知识和技能基础，具有承上启下的作用。

2.1 学习内容被动接收，学生缺乏主动积极性

传统的教学方法主要以教师为中心，教师在教学实践环节中占主体地位，主要关注在教师的教学准备 （教案、板书设计等）和自身知识水平的提高，对学生的自主探究能力并没有过多关注，学生要在老师的思路的引导下学习，不能使学生自由地思考，学生的主动性、创造性和积极性难以发挥，独立自主的学习能力难以培养。这就使得课堂学习效率大打折扣。

2.2 理论分析枯燥晦涩，学生难以正确理解

以教为中心的授课方式中，电路原理的分析一般采用较为抽象的学术理论，配以图片或动画讲解，学生很难在脑海中建立系统的逻辑推导，更无法与具体应用联系起来。从以往的授课经验来看，在有限的课堂时间内，通过教师单方向讲解，只有个别小部分同学能完全理解，并能复述准确，大部分同学只能部分理解，或者课堂上感觉理解了，学会了，但是，一下课又讲不清楚学到了什么，无法做到对电路工作原理的深刻理解，进而也影响了后续对应的实操训练。

2.3 技能操作手动脑不动，学生没有思辨能力

在技能操作环节，以往的做法往往是教师讲解操作步骤并演示，学生跟着教师的引导，按照图纸接线，大部分学生也能够完成正确的操作并运行调试成功，但仅仅是机械的模仿，或者仅仅具备照图接线的能力，并不知道为什么这样接，一旦接线过程中出现纰漏，调试出现问题，就束手无措，不清楚错误点在哪里，应该怎样纠正，更无法将理论分析与实操训练相结合。因此，在实操训练中，要引导学生细心观察，通过发现问题，讨论问题，解决问题的循环，反复操练，真正掌握正在做什么、应该怎么做、要达到的标准，从而培养学生动手实践及合作的能力，做到知行合一。

3 问题解决

在以学为中心的教学中，要把学生放在中心位置，强调学生是知识的主动建构者。教师应把教作为手段，给学生更多的自主学习的机会和空间，教师只起到引导作用，提供必要的学习支持即可，充分发挥学生的主观能动性和学习积极性，使其在课内外能爱学习、会学习，实现全面发展。

3.1 激发学生情感共鸣，调动学习积极性

3.1.1 课题任务选择权交给学生，增强学习认同感和主动性

课题任务的选取原则一般是行业中常见的、典型的、能充分体现三相异步交流电机启停控制的基本要求及实际应用的案例。以往的案例一般选用三相异步交流电机在起重机、水塔、皮带运输机等典型的工业应用作为课题任务，但因这些应用学生日常接触不多，并不十分了解，难以激发学生的兴趣及情感认同。

3.1.2 提问互动环节精心设计，激发学生学习热情和参与度

以学为中心的课堂提问互动环节要精心设计，要能调动学生积极性，引发学生探究知识的欲望，调动处活跃的学习气氛，激发学生参与学习的热情，同时，教师也能从互动环节中获得反馈信息，便于对课堂教学进程与教学方式予以调整，提高课堂教学的针对性和有效性。

教师在课堂上将提问互动贯穿于教学过程的始终，设计问题紧密结合课堂教学目标和内容，使学生在问题的引导下掌握相应的知识或具备相应的能力。例如，在课堂初始阶段提问学生是如何想到查找电动汽车的启停控制的，目的是让其他同学了解能很好地完成自主探究学习的同学是怎样做的，让好的同学起到榜样带动的作用；同时，在学生回答后，马上做出合理性评价和引导，如在得知此同学是通过日常观察联系到课堂学习任务时，点评表扬该生良好的学习习惯，鼓励同学们也能理论联系实际，做有心人，将日常生活与所学知识联系起来，此环节即实现了学习方法的引导，又达到了学生职业素养培养的目的。

3.2 利用资源互补作用，延伸课堂提高效率

3.2.1 线下学习与线上平台相结合，有效延伸课堂空间

线上平台与线下课堂学习相结合的混合教学方法，打破了传统课堂教学的时空局限，学生能实现随时随地学习，学习时间和方式更灵活；同时，线上学习平台的互动方式更多样，学生可随时提问，教师或其他学生都可以回答，激发了学生的学习兴趣，提高了学生的自学能力。

在本课题中，教师在课前自主探索预习环节，利用学习平台完成了课前知识测试，让学生通过测试题目加深本次课所需的基础知识的掌握，并根据学生测试分数，数据统计，强弱搭配，均衡分组；同时，让学生通过自主资料查阅并讨论、自主预习理解电路原理，增加学生对所学课题的了解和认知，有助于激发学生主动求知的能力，提高学生学习的主动性和积极性。

3.2.2 虚拟软件与实操平台相结合，精准提高学习质量

结合虚拟接线软件开展技能操作训练教学，可使学生课前通过计算机软件进行预操作、预演练，在实际动手操作前就能充分熟悉并掌握其接线步骤，可提高课堂实操的效率，且有效避免因不当操作对人员和设备带来的伤害。

本课题在课前自主预习阶段，让学生通过虚拟软件练习接线操作，此软件能利用虚拟实验平台模拟实验室设备实景，并提示接线的步骤和操作规范，让学生在课前就能通过观摩、练习来熟悉和掌握启停控制接线的基本操作，因此，课堂上教师无须再对接线操作进行演示或详细讲解，有助于课堂实操接线效率提高。

3.3 重点难点逻辑递进，提升核心职业素养

3.3.1 学生自学+生生互学，教师精解，理论知识一一掌握

难于理解的电路原理分析一直是学生学习的薄弱环节，根据中职学生认知和理解的特点，在此环节通过课前学生自主理解→课中展示→讨论互学→教师精讲等步骤逐层开展，在充分调动学生学习主动性的基础上，教师辅以引导，帮助学生全面理解。

在课前分组完成后，学生根据已给的启停电路原理图，以组为单位进行讨论自学其运行原理，在课堂上，以抽查的形式让学生讲解其对原理的理解掌握情况，观察此环节仅有少部分几个同学能够完全掌握，大部分同学仅能够理解一部分；接着，让学生以组为单位进行讨论，互通有无，此环节后有一多半同学能够基本理解；最后教师通过动画演示将电路原理进行全面讲解，因在前两个环节中，学生的学习兴趣点、参与感已被充分调动，故在最后全面讲解阶段学生的专注力及理解程度比传统教师直接灌输要好很多，此环节后班级仅有一名同学表示还未完全理解，其在后续的实操环节中理论联系实际，最终也达到完全掌握的目的。

3.3.2 实操训练+德育渗透，动手动脑，职业素养全面提升

对本课程而言，实操训练是课堂重要环节，此环节是培养学生理论联系实际；提高学生技能认知能力；树立正确职业观、价值观；塑造想象力、创造力及可持续发展能力等核心职业素养的关键。此环节要引导学生发现问题、讨论问题、解决问题，做中学，学中做，反复巩固等步骤逐步掌握重点。

具体实施为三个同学为一个小组，分工合作，一名同学主接线，一名同学辅助及检测，另一名同学电脑仿真接线操作，同时，提示实操同学正确接线步骤，虚实结合，协同合作，既能提高操作效率，又能增强学生的合作意识。实操具体流程如图1所示。

图1

在操作中，引导学生严格遵循安全为先的原则，对照岗位标准，先自己接线，过程中发现问题，采用手机拍照与教学大屏幕展示的方式，引导全体同学通过大屏直观的发现问题，大胆发言，勇于提出质疑，集体讨论优化，再实践验证的方法反复操作。

4 结语

从课堂效果来看，以学为中心的方法在激发学生学习兴趣、学习参与度，引发学生主动学习和思考的积极性上具有显著改善，对培养学生学习能力和核心职业素养非常有效。但在实施过程中，要注意“学为中心”并不等于教师让位法，教师要抓住中心点，组织好教学，维持好秩序，及时指引学生正确的思考方向，让学生在有序的参与中掌握知识、提高能力、增强情感认同。总之，要想学生在课堂中有所学、有所得，教师就要先有所引、有所导。