探究式教學法在單相異步電動機教學中的設計及應用

摘 要 文章從三相異步電動機的缺相起動及缺相運行的實驗設計出發，采用探究式教學法對單相異步電動機的教學進行了探討，經教學實踐證明了探究式教學方法的有效性，不但由理論聯系實際培養了學生的學習興趣，而且學生的主觀能動性得到了較大的提高，效果良好。

關鍵詞 探究式教學法 單相異步電動機 缺相

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

The Design and Application of Inquiry-based Teaching Methods in the Teaching of Single-phase Induction Motor

Abstract Studying from three-phase asynchronous motor and the design of its open-phase running experimental， the inquiry teaching method in single-phase asynchronous motor is discussed. The teaching practice has proved that the inquiry teaching method is effective. Not only students' interest in learning has been cultivated through the integration of theory with practice， and students' subjective initiative has been greatly improved. Its result is very good.

Key words inquiry teaching method； asynchronous motor； open-phase

電機是所有電相關專業的學生必學的重要設備之一。目前，大部分作者在安排有關電機方面教材的篇章思路基本上是分為兩大篇，直流電機篇和交流電機篇。交流電機篇主要是對三相異步電動機的工作原理及性能參數進行分析，對單相異步電動機則是一概而過，然而在實際生活中使用最多的還是單相異步電動機，例如電風扇、電冰箱、空調、洗衣機等，因此，讓學生學好單相異步電動機的工作原理具有很強的實踐意義。經過幾次教學后發現，按照傳統的講授式的方式分析單相異步電動機工作原理后，達不到理想的效果。經比較分析多種教學方法，后著重采用了探究式教學方法來設計分析單相異步電動機，效果較好。

1 知識準備

一般，單相異步電動機是在三相異步電動機介紹之后才進行，而且三相異步電動機的介紹詳細，單相異步電動機的介紹簡略，所以教學的思路期望能從三相異步電動機來推導單相異步電動機的工作原理。

經詳細分析三相異步電動機的工作原理后，得知三相異步電動機工作原理大體上可分為兩部分內容：一要產生旋轉磁場，二轉子在旋轉磁場的作用下產生感應電流受力后能轉動。產生旋轉磁場是關鍵，這也需兩個條件：一是各相繞組在空間上要相隔一定角度；二是流進各相繞組的電流要有相位差。

單相異步電動機與三相異步電動機均屬于異步電動機類，從大類上來說工作原理相類似，最大的區別就在于前者供電電源為單相交流電，而后者為三相。經電路分析知，三相交流電若缺任一相后就相當于單相交流電了，以此類推，那么三相異步電動機缺相后的運行情況就跟單相異步電動機相類似了。

2 探究式教學法的課堂設計

2.1 課堂前的實驗設計

經上節分析，只要知道三相異步電動機缺一相后的運行情況就能類推單相異步電動機的工作原理。可經過實驗設計三相異步電動機缺一相后的運行情況。

主要實驗設備：三相交流電源（對稱）、三相鼠籠式異步電動機。

實驗內容：（1）采用三相交流電源將三相鼠籠式異步電動機全壓起動，觀察起動情況；待電動機運行平穩一段時間后，突然拆出其供電電源中的任一相電源（注意小心操作，以免觸電），觀察電動機的運行情況；（2）斷電待電動機完全停穩后，讓電動機在缺一相電的情況下起動，觀察起動情況。實驗完畢后，得觀察結果如表1。

實驗可以在上課前單獨準備，也可作為學生實驗內容的一部分，由于實驗存在一定的危險性，建議一定需注意安全。需注意的是在實驗前需排除三相異步電動機在缺相情況自起動的可能性，可依據文獻①進行操作。

2.2 探究式教學法的課堂設計

以上述實驗為基礎，進行課堂教學設計。在課堂教學設計中始終堅持探究式教學的目標性、主體性、環境性、方法性、過程性及終結性六個原則，②設計流程如下：

（1）由缺相不能起動①不能起動原因是沒有形成旋轉磁場嗎？②沒產生旋轉磁場的原因是不是流進兩相繞組（不包括缺相對應的那相繞組）的電流不存在相位差？

（2）引入圖1③若采用圖1電路，仍由單相電源供電，流入A、B繞組的電流是否存在相位差？

（3）畫出、的向量圖如圖2

④、的相位差能否通過選擇電容量使其接近90度？

進而分析、相位差為9 0度時的磁場情況，得出單相異步電動機起動原理。

（4）由缺相能運行⑤異步電動機在正常起動后，各相繞組電流不存在相位差的情況下可不可以運行？⑥圖1所示異步電動機正常起動后，斷開開關S電動機能否繼續運行？

分析電容起動式單相異步電動機運行原理。

（5）由缺相運行存在輕微異常聲響，可推出此時三相異步電動機運行不是特別平穩，同時可推斷電容起動式單相異步電動機對運行平穩性能要求不是很高。⑦若對單相異步電動機運行平穩性能要求很高，仍需在正常起動后，斷開開關S嗎？

引出電容起動式單相異步電動機。

由于電阻式、電容起動和運轉式等其它單相異步電動機的起動及運轉原理與電容起動式單相異步電動機類似，所以無需再一一分析。

3 探究式教學法與傳統教學法的比較

探究式教學方法注重引導學生提出問題，思考問題，從而解決問題。實踐證明，這種教學方法能夠激發學生的學習興趣，能培養學生的發散思維能力，能開闊學生的創新思路，能提高學生實踐及理論推導能力，最重要的是它是提高課堂教學質量的重要途徑和手段。③④用探究式教學方法來講解單相異步電動機工作情況，與傳統的教學方法相比較，存在以下的不同：

4 總結

本論文從三相異步電動機的缺相起動及缺相運行出發，采用探究式教學法對單相異步電動機的教學進行了探討，經教學實踐證明，該方法的有效性，學生的主觀能動性得到了較大的提高。但是今后還有很多地方需要繼續努力，在以后的教學中仍需繼續重視以人為本的教學原則，因材施教，仍需注重培養學生的學習興趣以便更好地培養其學習的主觀能動性。總之，教學方法的研究是需要不斷地探索、不斷地更新，才能有利于培養更高素質的人才。

注釋

① 梅素珍.三相異步電動機電源缺相也能自起動的原因[J].電工技術，1995.11：50-60.

② 唐智松.探究式教學的基本原則[J].中國教育學刊，2001.5：13-16.

③ 陳宇，蔡立娟，李洪.在實驗教學環節中應用探究式教學法的思考[J].教育與職業，2011：152-153.

④ 李玉梅，姜云天，顧地周.探究式教學法在植物生理學實驗教學改革中的應用[J].安徽農業科學，2010.38（6）：3273-3274.