電工課程自制教具的作用與展望*

張啟滔

桂林市民族職業技術學校 廣西桂林 541004

電工課程自制教具的作用與展望*

張啟滔

桂林市民族職業技術學校 廣西桂林 541004

電工課程自制教具與電氣照明、生產設備的通融性，使學生在制作和使用的過程中，將學到的知識和技能很快地應用于生產設備的安裝、調試、檢測與維修，提高了學生的創業和就業的能力。電工課程自制教具具有廣闊的發展前景與永恒的生命力。

電工課程；自制教具；職業技能

Author’s address Gui l in National Vocational School, Gui l in, Guangxi, China 541004

1 電工課程自制教具的解析

電工課程自制教具是教師和學生為了適應電工課程教學的需要而制作的教學器具。它不僅彌補了電工實驗商品教具的不足，更是薄弱學校不可或缺的教學器具。

電工課程自制教具，根據科研成果的體現和日常教學的需求這兩個方面，有狹義和廣義之分。狹義的電工課程自制教具，是指教師和學生利用簡便易行的方法，就地取材，自己構思、設計和動手制作的教具。它的主要特點是具有獨特的創新和創意，體現了師生的科研成果。但它的數量少，有待于推廣應用。而電工課程教學的內容豐富，需要的教具多，所以狹義的電工課程自制教具難以滿足日常教學的需求。廣義的電工課程自制教具，是指教師和學生在教學活動中，根據電工教材、電工手冊以及有關的參考資料的電路和原理，自己動手制作的教具。它一般包括師生親自繪制的電工教學掛圖，師生親自動手設計和安裝的電燈和電度表的照明配電板、電流表和電壓表測三相電路配電板、電動機單相運轉控制電路配電板、電動機可逆控制電路配電板、Y-△降壓起動控制電路配電板等，它的數量多、使用普遍，能滿足日常教學的需求。當然，廣義的電工課程自制教具，也包括體現教師和學生科研成果的創新教具。

所以，電工課程自制教具，是指廣義的電工課程自制教具。總之，在電工課程的教學、科研與競賽等活動中，由教師和學生親自動手制作的教學用具就是電工課程自制教具。它不僅包含教師和學生制作的電工實物教具，也包含教師和學生制作的電工課程的教學課件、教學軟件及教學聲像資料。需要說明的是，參照歷屆“全國優秀自制教具評選活動方案”的評選范圍以及商品電工實驗教具的實物性，文中所論及的電工課程自制教具是指教師和學生制作的電工實物教具。

2 電工課程自制教具在教學中的意義

電工課程自制教具，以其貼近教學、取材容易、花錢較少、制作簡單、使用方便的特點，被廣泛地應用于電工課程的教學。對于無力購置商品電工實驗裝置的薄弱學校來說，它是電工理論和實踐教學必不可少的教學器具；對于擁有商品電工實驗裝置的學校來說，它可以彌補商品教具的不足或作教學資源的補充。教師通過電工課程自制教具的設計、制作和在教學中的運用，能夠生動描述和再現電工原理、電工操作程序和工作場景，使得抽象的電工理論不再枯燥乏味，從而激起學生的學習興趣；學生通過電工課程自制教具的設計、制作和在學習中的應用，能夠增強動手能力，充分調動視覺、聽覺、觸覺等感官功能，體驗學習的愉悅和增強學習的主動性，從而全身心地融入教學活動之中。電工課程自制教具的應用，有助于學生深刻理解和掌握電工理論和操作技能，使得電工課程有更好的教學效果。例如，在電度表工作原理的教學中，學生使用自制的電度表配電板進行依次開亮電燈的操作，觀察開亮電燈的盞數和電度表鋁盤旋轉快慢的情況，就容易理解在電度表電路中，負載越重，電流越大，鋁盤旋轉越快，單位時間內讀數也就越大的工作原理，從而突破電度表工作原理的學習難點。

由此可見，電工課程自制教具通過師生設計、制作和應用的過程，能真實地展現學習對象、學習環境與學習過程，將比較抽象難懂的電工理論知識變得生動形象、直觀易學，激發了學生的學習興趣和學習動力，提高了學生的動手能力和專業素質，體現了讓學生“做中學，學中做”，理論與實踐一體化教學的職教理念。

值得一提的是，電工課程自制教具不僅在于它的使用意義，更重要的在于它的制作過程意義。例如，教師或學生將空氣開關、交流接觸器、熱繼電器等低壓電器設計和安裝成元件布局合理、線路橫平豎直、精致美觀的電動機單向運轉控制電路配電板，并連接三相電動機使之旋轉，就能感受和體驗成功的樂趣。教師和學生在制作自制教具的過程中，智慧和才能得以最大限度地發揮，培養了研究性學習的能力，促進師生的技能養成和專業成長。而且，每一款自制教具都凝聚著師生的心血，體現了師生的情趣，展示了師生的風格，有利于師生的愛好和個性的發展，這就是師生可持續創新的源泉之所在。

3 電工課程自制教具在教學中的作用分析

電工課程自制教具是為了學生適應將來各種工作場景和掌握實際生產技能并考慮學校教學資源情況，由師生自己設計和制作的教學用具，它不僅有助于教師靈活地在不同的教學條件和教學環境下，將抽象的電工理論和原理進行形象、直觀、生動的描述，還可以調動學生的感官和思維去參與學習和實踐的整個教學過程，充分發揮學生自覺學習的主體作用。因此，電工課程自制教具的運用，促進了師生情感的交流、心靈的溝通與課堂氛圍的和諧；有利于教師教學技能的提升和教學藝術的養成；有利于學生動手能力和職業素質的培養。

3.1 電工課程自制教具是照明和生產設備的真實再現實體

電工課程自制教具大多是照明電氣和動力電氣的控制電路配電板，它是電氣照明與動力機械電氣部分真實的模擬與再現，能夠實現各種電氣控制的功能。例如，電度表配電板能夠實現家庭用電控制的功能；電動機單向運轉控制電路配電板能夠實現小型機械電動機全壓起動控制的功能；電動機可逆控制電路配電板能夠實現電動葫蘆的升降、前后移動控制的功能；自動控制Y-△降壓起動電路配電板能夠實現大型機械電動機降壓起動控制的功能。由此可見，電 工課程自制教具是照明和生產設備真實再現的實體，具有將電工課程學習環境仿真生產實際環境的特點，有利于學生實踐技能和實際工作能力的培養，它在理論與實踐操作一體化的電工課程教學中占據重要的地位。

3.2 電工課程自制教具有商品電工實驗裝置不可替代的功能

電工課程自制教具，大多是教師和學生采用分立元器件，根據生產實際、電路功能和工藝要求而設計、制作的教學器具。因此，電工課程自制教具，具有供師生進行靈活地、創造性地設計和安裝等實訓功能。例如，學生在制作電動機控制電路配電板時，采用空氣開關、交流接觸器、熱繼電器等低壓電器，根據電路的功能、配電板的尺寸、電器的種類、數量和體積，進行電器布局的設計與安裝訓練，然后根據電器線路的連接與走向，進行主電路與輔助電路的設計與配線訓練。經過一定時間的操作練習，學生安裝配電板的工藝效果可以達到元件布局合理，線路橫平豎直、分布均勻，其精致美觀的程度能給人賞心悅目的享受。這不僅培養學生一絲不茍、精益求精的品質，還激發了學生的創新欲望和創造意識。而“BP-2000型通用電工實訓考核鑒定裝置”等商品電工試驗裝置，出廠前已將空氣開關、交流接觸器、熱繼電器等低壓電器，進行了集成化的固定與安裝，并將電器接點引接至接線端子上，操作訓練只能在端子上進行。這些產品雖然可以減少器件的損壞，但失去了根據生產實際，用分立元器件進行電器布局和電器接點之間配線的設計與安裝等訓練功能，難以達到自制教具的實踐效果和實際生產的工藝要求。這在不同程度上制約了教學與生產實際的對接與融合，同時也束縛了學生發揮個性化的創造潛力和創新意識。因此，電工課程自制教具具有商品電工實驗裝置不可替代的功能。

當然，商品電工實驗裝置具有電器安裝簡便、線路連接方便、器材損壞少、電線消耗少、節省教學時間等優點。而且，教師和學生的職業技能考核與競賽越來越多地采用集成化的商品教具，所以，有條件的學校也需要引進和購買商品電工實驗裝置，讓師生根據教學的需要有更多的選擇。

3.3 電工課程自制教具經濟、實用

商品電工教學實驗裝置少則一萬多元，多則十多萬元，這對于薄弱學校來說是一筆不小的開支。薄弱學校的辦學舉步維艱，生源少，經費少，很難承擔昂貴的商品電工教學實驗裝置的費用。而自制教具則可以化整為零，少則十多元，多則一百多元，甚至還可以到廢舊市場購買舊的元器件，變廢為寶。這樣既可以緩解學校經費不足的壓力，又可以培養學生勤儉節約的意識和精打細算的創業經營能力。而且，電工課程自制教具輕便靈活，便于在實驗室、常規教室、多媒體教室操作實踐，還可以與生產設備進行參照與比對，便于理論與實踐操作一體化教學的實施。

3.4 電工課程自制教具在教學中可以起承上啟下的作用

電工課程自制教具是一種延續再生、反復使用的教具。各個學校通過優秀自制教具的評選辦法的實施、保管使用制度的執行，教師和學生制作的優秀作品，都可以作為教學和實訓的教學器具。學生在教學活動中，通過對優秀自制教具的展示、觀摩和使用，獲得啟發和靈感，并超越性地設計與安裝，鍛煉了思維創新和動手的能力，起到承上啟下的作用，使得學校的電工課程自制教具的質量逐年提高，種類日臻完善。當然，自制教具不僅是教師在教學過程中講授教學內容的工具，更是學生實習實訓的模板，具有示范性的作用。俗語說：“學其上者，得其中，學其中者，得其下?！彼裕箅姽ふn程自制教具制作得科學實用，工藝精美，達到生產設計的要求，為學生高質量的實習實訓打下基礎。

4 電工課程自制教具展望

4.1 教學改革需要電工課程自制教具

在電工課程的職業教育教學改革實踐中，廣大教師和學生積極開展理論與實踐一體化的教學活動。在“教師做中教、學生做中學”的過程中，通過電工課程自制教具的制作與使用，鍛煉了學生的創新能力和動手能力，提高了教師的教學能力和科研能力。隨著校企聯合辦學的深入，電工課程的教學與改革需要與生產相結合，而由分立元器件所組成的電工課程自制教具更切合生產設備的實際。為此，專業教師需要推進電工課程內容貼近企業崗位實際工作過程，以提高學生綜合職業能力為目標，對接職業標準。在電工課程自制教具的制作與使用的教學中，突出電工行業標準的技能訓練，滲透敬業精神及合作意識的教育，提高學生的職業素養。為企業培養工作認真、技能熟練、責任心強的高素質人才。因此，隨著教學改革的深入和職業教育的發展，需要更多的電工課程自制教具。

4.2 自制教具評選活動促進電工課程自制教具的發展

目前，教育部教學儀器研究所已舉辦7屆全國優秀自制教具評選活動，并于2012年暑假期間在浙江省杭州市舉辦第八屆（天煌杯）全國優秀自制教具評選和展示活動，自制教具的評選活動促進了電工課程自制教具的發展。例如，在第七屆（華師京城杯）全國優秀自制教具評選活動中，獲一等獎作品79件，涉及電工課程的作品有19件，占24%，其中電教儀器部門2件，大學、高職院校2件，中職學校1件，中小學14件；獲二等獎作品167件，涉及電工課程的作品有42件，占25%，其中電教儀器部門1件，大學、高職院校4件，中職學校2件，中小學35件；獲三等獎作品255件，涉及電工課程的作品有58件，占23%，其中電教儀器部門2件，中職學校2件，中小學54件。從以上獲獎情況分析可知，與電工課程內容相關的獲獎作品占有相當大的比例，然而中小學的作品占大部分，職業院校和中職學校的作品較少。所以，有待于職業教育有關部門和學校的引導與鼓勵，以期涌現出更多的富有職業教育特色的優秀電工課程自制教具作品。

4.3 職業技能競賽促進電工課程自制教具質量的提升

近年來，廣西以及所屬的各市開展的中等職業學校學生職業技能競賽，其中機電與維修電工安裝與調試技能競賽項目有：1）電子電路組裝與調試，包括多諧振蕩電路、單結晶體管延時電路、晶閘管調壓電路；2）電氣裝置電路安裝與接線，包括帶點動的交流接觸器聯鎖正反轉控制線路的安裝及配線、時間繼電器自動控制Y－△降壓啟動線路的安裝及配線、按鈕和時間繼電器控制雙速電動機線路的安裝及配線。在這些競賽項目的教學與培訓的過程中，離不開教師和歷屆學生制作的示范教具，學生通過對他人作品的借鑒，吸取其精華部分，革新其不足，再通過反復操作訓練，達到技能嫻熟的境地，使得可作為示范教具的電工作品的工藝和質量得以不斷改進和提升。

4.4 電工課程自制教具將蘊含愈來愈多的新技術

隨著電子、單片機、PLC和計算機技術的發展和應用，電工課程自制教具將蘊含愈來愈多的新技術。例如，在第七屆全國優秀自制教具評選活動中，獲得一等獎的“電磁感應萬用演示盒”（山西省榆社縣桃陽中心校郭茂清）、“電熱水式海市蜃樓奇觀模擬演示器”（廣西師范大學田若平）、“水塔自動控制演示器”（寧夏長慶高級中學卓尉新）、“PLC實訓實驗裝置”（寧波市第二高級技工學校蔣海忠），獲得二等獎的“簡易電動機實驗教具”（天津市實驗小學王建國）、“霍爾電源模擬器”（江蘇省鹽城機電高等職業技術學校徐振榮、周莉）、“發光二極管（LED）頻閃燈”（江西省宜春市宜春中學徐月清）等作品，都含有新材料、新技術的應用。因此，電工課程自制教具將蘊含愈來愈多的新技術，這就促使教師和學生學習和掌握更多的新技術和新工藝。

4.5 電工課程自制教具推動商品電工實驗教具的發展

教師和學生在電工課程的教學活動中，為了教學的需要或者是為了參加自制教具的評選與競賽，制作了大量構思新穎、功能奇特、工藝精良的作品。通過作品的展示與推廣，廠商從中獲得啟發和靈感，從而研制和開發更多的功能齊全的集成化的商品教具。商品電工實驗裝置是參照電工課程自制教具和生產動力設備設計、制作和生產的。例如，浙江天煌科技實業有限公司生產的“THPMK-1型大功率電機控制實訓考核裝置”就是參照“電動機Y-△降壓起動控制電路”配電板或生產動力設備而設計生產的。教具廠商積極參與和贊助自制教具的評選活動，一個是宣傳企業，再一個就是借鑒優秀的作品或者尋求作品發明者的合作，改進、開發商品教具。因此，電工課程自制教具的創新，推動了商品電工實驗教具的研發和生產。

5 結束語

在電工課程的教學改革和教學活動中，電工課程自制教具是學習電工知識的載體和動手實踐操作的實體，是培養學生學習能力和動手能力的前提條件。電工課程自制教具與電氣照明、生產設備的通融性，使學生在制作和使用的過程中，將學到的知識和技能很快地應用于生產設備的安裝、調試、檢測與維修，提高了創業和就業的能力，為將來的工作打下堅實的基礎。電工課程自制教具，以它在日常教學和教學改革中的地位與作用，以及它發展的前景，愈發顯示它的勃勃生機和永恒的活力。

[1]曾祥富,鄧朝平.電工技能與實訓[M].2版.北京:高等教育出版社,2006:203-248.

[2]教育部教學儀器研究所.第七屆（華師京城杯）全國優秀自制教具評選獲獎名單[EB/OL].[2009-09-25].ht tp:// www.ceiea.com/html/200909/20090925151747e6bd.shtml.

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廣西壯族自治區教育廳2011年度廣西中等職業教育教學改革立項項目《農村電氣技術專業電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學的研究與實踐》（參見桂教職成〔2011〕41號文件）研究成果之一。項目主持人：張啟滔。

作者：張啟滔，桂林市民族職業技術學校講師、工程師，研究方向為電氣工程教學。