“電氣控制技術”課程的層次教學探討

彭 芳

（湖南工程職業技術學院，湖南 長沙 410151）

電氣控制技術在生產過程、科學研究及其他各領域的應用十分廣泛，在自動化類專業中，“電氣控制技術”是一門重要且實踐性非常強的專業課程，它是培養學生獲得職業資格等級證書的一個重要考核項目，其設置目的是為從事企業電氣設備使用和維護打下扎實的基礎。根據工廠電氣技術方面的關鍵能力，確定課程的知識點和能力培養方案，通過課程教學旨在培養學生掌握三個方面的專業理論知識與實踐技能：一是常用低壓電器的結構、工作原理的理解與拆裝；二是典型電氣控制線路組成、工作原理方面的知識，具有繪制、設計電氣原理圖、電氣設備安裝圖、電氣設備接線圖的能力并能實現電氣控制線路按工藝要求的正確安裝；三是將常用普通機床的控制過程與電氣控制線路結合，具有機床電氣控制系統的綜合分析能力和故障檢修能力，形成理論與技能相融合的課程教學體系，突出實踐教學，以實驗室和實訓中心為主體，采取教、學、做合一的教學方法，利用現代的多媒體教學設施、網絡資源和實際生產環境資源形成各有特色的多種教學渠道。

電氣控制技術的主要前導課程是電工技術，學生已具備交直流電路的分析和計算、電磁定律的理解及交直流電動機工作特性等三個方面的基礎。在電氣控制技術中，從單一低壓電器的認識起步，并由它們構成典型功能的基本控制電路，再到一個完整的具有綜合功能的機械控制設備，在每一個不同的教學階段都各有其自身的特點，針對教學內容的不同，應采取有效的教學方法，并且要把握理論與實踐相互融合、相互滲透、相輔相成，不斷使學生在電氣設備控制中的知識與操作技能方面同步鞏固與提高。

1 從基礎入手，培養觀察能力和思考能力

“電氣控制技術”做為一門新課引入時，首先應當給學生建立一個教學內容的框架，了解該課程的構成體系，通過行業的生產機械與電力線路系統中實際素材的采集，說明在一個完整的電氣控制系統，無論簡單或是復雜，都是由各個功能單元來實現的，而每個功能單元小到細處就是低壓電器元器件，它由不同類型的低壓電器及其電氣連接構成了一個電氣控制網。通過這樣的方式，拉近了學生所處教學環境與生產實際的距離，將枯燥的文字介紹表現得更為具體化，不僅可以加深學生對電氣控制技術課程的認識，而且將極大地激發學生的學習興趣，俗話說“興趣是最好的老師”，學生有了學習的興趣，必將為后續的學習形成一個良好的開端。

在低壓電器的結構、工作原理、器件選用與拆裝等方面進行教學時，可將教室轉為實訓室，實物與多媒體的配合，從兩個層次來進行教學：首先是從低壓電器外形來展開，一邊觀察一邊講解，通過觀察元件，了解組成與結構，理解低壓電器的工作過程，讓學生觀察問題、發現問題；其次是低壓電器的拆裝訓練，理論與實踐同步進行，培養學生發現問題、思考問題的能力。以交流接觸器為例，它主要由電磁機構、觸頭系統、滅弧裝置三大部分組成，觸頭系統受電磁機構的控制，滅弧裝置是保護環節，而電磁機構中線圈的得電與否取決于外部電路條件。交流接觸器每一組成部分的形狀、材料都有其自身的特點和要求，通過問題設置的方式，如鐵芯采用硅鋼片疊裝的原因、鐵芯上設置短路環的目的、觸頭采用銅質與銀質的不同點、觸頭系統不同接觸形式所適應的不同場合、實現電弧滅弧的方法等，讓學生全面掌握接觸器的特性。通過觀察講解后，讓學生進行接觸器的拆裝，按照正確的拆裝步驟，加強學生的感性認識，鞏固理論基礎，這樣把實物從整體到分解，轉化為理論的分散到歸納集中，使學生了解從電器的名稱、型號、內部結構、低壓電器的調節以及常見故障的處理，還可以實現在低壓電器方面基礎知識與技能的培養，并為下一環節教學打下扎實的基礎。

2 學以致用，培養分析能力與實踐能力

通過低壓電器的學習，學生已掌握了分門別類低壓電器的初步知識，如何應用它們以實現不同的控制要求呢？基本控制功能模塊正是以低壓電器組成的具有單一功能的電路結構。

教學中重點要講清楚、講透徹，以正反轉電路為例，其中兩把“鎖”——自鎖和互鎖，自鎖是電動機連續運行的特征，互鎖是電動機單向運行的保障。從簡單的按鈕控制可逆控制線路，到按鈕或接觸器互鎖的可逆控制線路，再由按鈕、接觸器雙重互鎖構成的控制線路，遵循層層推進的方式，說明在均能實現可逆運行的情況下，各個電路具有不同的優點與缺陷。又如，在電動機的制動控制中，無論是機械制動還是電氣制動目的都是讓電動機迅速停止。但兩者之間的區別在于機械制動閘瓦與閘輪的配合，施加給旋轉電動機的是摩擦阻力，它是兩個有形物體之間通過接觸產生的制動力；在電氣制動中，通過電磁感應在旋轉電動機上形成與原旋轉方向相反的電磁制動力，它是無形的。同時，在電氣制動中常采用的反接制動與能耗制動又因為電路結構的不同其制動效果存在差異。這樣通過采用啟發式、對比式教學，并配以電氣控制動畫演示，就能使課堂教學充滿活力，激發學生的學習積極性，提高教學效果。

在基本控制線路訓練模塊，首先要加強學生對電氣控制正確安裝的重要性理解，在很大程度上電氣控制線路的安裝質量將直接影響到電氣控制電路的工作狀態是否正常。在安裝實訓中，引導學生依據電氣原理圖做到合理選擇用電設備、電器元件的型號規格，構成一個匹配的系統；通過電氣設計制圖軟件完成電氣線路接線圖的繪制，做到元件安裝位置適合、牢固可靠、布線合理、接線正確。在此環節中，重點是讓學生精細操作、反復訓練，做到圖到心、手到位，仔細體驗，讓學生將操作過程轉化為自己的所得，明白每一個課題是做什么、又應該怎么做。

3 明確體系，培養職業能力和創新能力

在常用的車床、銑床、磨床、鉆床和鏜床等機械設備中，它們的電路結構雖各有特點，但仍是由若干基本控制單元電路組合而成，所以在機床控制線路的教學環節中，一方面需強調綜合知識的運用能力，通過制作機床電氣線路訓練，使學生能在仿真環境中練習機床電氣控制線路中常見故障的排除。在車床、磨床、鉆床、銑床、鏜床的電氣控制線路訓練中，通過設置故障點，使學生能結合實際直觀地進行演練，提出問題并解決問題，旨在理論聯系實際，培養學生的工程意識；另一方面組織學生到實訓車間熟悉機床控制線路，到校外實習基地參觀、見習，參與校內實際故障機床電氣控制線路的維修，組織學生參加技能競賽活動等，增強學生的感性認識，為學生順利考取中級維修電工等級證書打下良好的基礎。

學生要學會在實際環境中工作，應付各種可能出現的情況，實現從技能到能力的轉變，為提高學生的實踐能力，可采用開放式實踐教學，在完成基本控制電路的教學內容后，安排學生自主設計電氣控制線路的環節，即學生以基本控制電路為基礎，自行設計附加一定控制功能的控制電路，繪制設計圖，并按圖制作、調試控制電路，教學以學生設計、操作為主，教師輔導為輔，讓學生在實踐教學過程中有較大的思維空間和活動空間，實踐指導教師只在提供實踐資料、解答實驗問題等方面為學生提供服務，把學生推到實踐的主體位置，開放式實踐教學具有綜合性較強的特點，提高了學生解決實際問題的能力和創新能力。

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［3］張會清，王普，任明榮，高學金，嚴愛軍.“現代電氣控制技術”教學改革與實踐［J］.北京教育（高教版），2008，（12）.