復(fù)雜課程簡單教
——《變頻器技術(shù)及應(yīng)用》一體化教學(xué)實(shí)施初探

高國棟

復(fù)雜課程簡單教
——《變頻器技術(shù)及應(yīng)用》一體化教學(xué)實(shí)施初探

高國棟

傳統(tǒng)家用電器與工業(yè)電氣設(shè)備中大量使用單相異步電動機(jī)，電機(jī)在工作時常處于短時重復(fù)開、停狀態(tài)，如空調(diào)、冰箱、普通車床等。這樣勢必帶來啟動頻繁、噪聲大、電機(jī)壽命短、溫度穩(wěn)定性差以及能耗高等一系列弊端。隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)的迅速發(fā)展以及生產(chǎn)、生活水平的不斷提高，近年來各國都在競相開發(fā)變頻產(chǎn)品。變頻器技術(shù)的應(yīng)用隨著時代的發(fā)展顯得越來越重要，變頻器技術(shù)及應(yīng)用是現(xiàn)代電氣專業(yè)職業(yè)教育中不可或缺的部分。

人們通常把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作變頻器。它常利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，實(shí)現(xiàn)對交流異步電機(jī)的軟啟動、變頻調(diào)速、提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度、改變功率因數(shù)、過流/過壓/過載保護(hù)等功能。它是現(xiàn)代電氣技術(shù)教學(xué)的一個重點(diǎn)，然而變頻器的工作原理復(fù)雜，操作步驟變化繁多，在技工教育中又是一個教學(xué)實(shí)施的難點(diǎn)。教師和學(xué)生單一的講解變頻器工作原理，學(xué)生會覺得過于深奧，聽得一頭霧水。教師和學(xué)生講變頻器操控過程，因變頻器的參數(shù)設(shè)置復(fù)雜，缺少趣味性，學(xué)生要想完整的掌握操作技能也實(shí)為不易。

經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐，筆者就如何把變頻器教學(xué)復(fù)雜的問題簡單化、枯糙的問題趣性化談?wù)勛约旱淖龇ǎ?/p>

一、開門見山，開課時通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生對變頻器的作用有一個直觀認(rèn)識。

學(xué)期開課的第一教學(xué)任務(wù)，通過變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)直接帶動異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可調(diào)，讓學(xué)生對變頻器的作用有一個直觀了解，從而介紹：1.變頻器的主要作用；2.變頻器的主回路端子接線方法；3.變頻器內(nèi)部的基本構(gòu)成由整流器、逆變器、中間直流環(huán)節(jié)、控制電路四個部分組成；4.變頻器的基本原理接線圖。通過介紹，讓學(xué)生對變頻器有一個總體的認(rèn)識，明白它的用途及主要工作原理，為下一階段的項(xiàng)目式教學(xué)打下基礎(chǔ)。

二、通過項(xiàng)目教學(xué)法，列表展示本課程學(xué)習(xí)任務(wù)，讓同學(xué)們設(shè)立學(xué)習(xí)目標(biāo)

項(xiàng)目教學(xué)法是一種以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生參與復(fù)雜活動的教學(xué)和學(xué)習(xí)模式，注重實(shí)踐探索的一種探究現(xiàn)實(shí)世界活動的教學(xué)方式。通過完成教學(xué)任務(wù)來體現(xiàn)學(xué)生在活動中所建構(gòu)的知識體系，其目的是在課堂教學(xué)中把理論與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能。

學(xué)生對變頻器有了基礎(chǔ)認(rèn)識之后，通過項(xiàng)目教學(xué)法，以學(xué)校實(shí)訓(xùn)設(shè)備三菱A540系列為例，向?qū)W生展示三菱變頻器所需掌握的基本操作內(nèi)容，幫助學(xué)生確定學(xué)習(xí)目標(biāo)。

三、每個教學(xué)任務(wù)，通過操作演示、分組討論、課堂評價、分組實(shí)訓(xùn)、教學(xué)評價等方式促進(jìn)一體化教學(xué)實(shí)施

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在讓學(xué)生明白每節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)后 ，針對《變頻技術(shù)及應(yīng)用》這本書的教材特點(diǎn)。第一步，通過講解任務(wù)目標(biāo)，向?qū)W生操作演示，展示目標(biāo)任務(wù)的操作過程，并講解操作中的注意事項(xiàng)及易錯點(diǎn)。第二步，根據(jù)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的臺數(shù)進(jìn)行分組討論，討論每個目標(biāo)任務(wù)的操作步驟、操作方法、操作注意事項(xiàng)，讓學(xué)生邊討論、邊記錄，并將討論結(jié)果進(jìn)行小組匯總，同時填寫好課堂工作頁。第三步，由每個小組代表發(fā)言，闡述討論結(jié)果，由老師進(jìn)行點(diǎn)評，講評工作頁的所需填寫的內(nèi)容，形成全班的標(biāo)準(zhǔn)操作方案。第四步，分組實(shí)訓(xùn)，同時教師進(jìn)行操作巡視及時糾正同學(xué)們操作中出現(xiàn)的錯誤，同時督促學(xué)生們完成好操作工作頁的填寫，記錄好操作過程。第五步，教學(xué)評價，開展師生互動、反饋、評價實(shí)訓(xùn)過程，對學(xué)生在操作中出現(xiàn)的問題進(jìn)行逐一分析，對課堂內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)。

通過以上教學(xué)過程的實(shí)施，學(xué)生們基本可以解決教學(xué)任務(wù)的完成要求。

四、通過多媒體教學(xué)或微課教學(xué)等現(xiàn)代教學(xué)方式進(jìn)一步的提高教學(xué)效果

因變頻器本身體積較小，實(shí)驗(yàn)臺操作范圍有限的原因，當(dāng)一個班級人數(shù)多于25人時，教師演示時要讓每個學(xué)生都看清操作步驟還是有一定困難的。在教師演示環(huán)節(jié)，如果采用微課教學(xué)或通過攝像頭，利用多媒體教學(xué)方式進(jìn)行，將大大提高教學(xué)效果。通過現(xiàn)代教學(xué)方式，將教師演示過程通過多媒體傳輸?shù)酵队安忌希瑢⒉僮鞯拿恳粋€細(xì)微步驟及變頻器顯示屏的變化都放大在屏幕上，使每個學(xué)生都能看清調(diào)試方法，也便于操作過程講解。

通過微課教學(xué)還可以多次的重復(fù)播放操作要領(lǐng)，對提高教學(xué)效果起到良好的優(yōu)化作用。

五、階段化復(fù)習(xí)，實(shí)操案例組合訓(xùn)練，強(qiáng)化教學(xué)效果

針對技工院校學(xué)生的素質(zhì)特點(diǎn)：學(xué)生基礎(chǔ)相對薄弱、學(xué)習(xí)自主性不強(qiáng)、學(xué)習(xí)習(xí)慣欠佳等，對學(xué)生進(jìn)行階段化復(fù)習(xí)及實(shí)操案例組合訓(xùn)練還是十分必要的。比如，在完成變頻器的PU運(yùn)行操作及變頻器外部運(yùn)行操作兩個模塊時，進(jìn)行兩個任務(wù)間的比較訓(xùn)練及組合模式訓(xùn)練。通過兩個任務(wù)模塊的復(fù)習(xí)，讓學(xué)生們重新了解各任務(wù)模塊的操作要領(lǐng)，達(dá)到溫故而知新。

通過以上教學(xué)方式實(shí)施，做到教與學(xué)的有機(jī)結(jié)合，全過程體現(xiàn)以學(xué)生為主體，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拋開了照本宣科式的枯燥教學(xué)。通過學(xué)習(xí)項(xiàng)目任務(wù)的精心選擇、合理設(shè)置，讓學(xué)生的做中學(xué)、學(xué)中做，真正實(shí)現(xiàn)了一體化教學(xué)的教學(xué)目標(biāo)。教師完成項(xiàng)目化的教學(xué)任務(wù)設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生逐個完成項(xiàng)目實(shí)施，培養(yǎng)學(xué)生的編程、實(shí)操等綜合素質(zhì)。通過近幾年的教學(xué)實(shí)施效果及學(xué)生的反饋調(diào)查，這種以項(xiàng)目式教學(xué)方式為主體，同時貫穿微課教學(xué)、多媒體教學(xué)、階段式復(fù)習(xí)教學(xué)等方式的教學(xué)方法，使“變頻器技術(shù)及應(yīng)用”課程，在職業(yè)技術(shù)院校中取得復(fù)雜課程簡單教的教學(xué)效果。

（作者單位：福州第一技師學(xué)院）