STEAM視閾下電力拖動控制線路的項目設計

摘 要：STEAM教育是多學科多維度的綜合創新教育，面向全體學生，關注學生差異，將其倡導的6E學習模式運用在中職生的電力拖動線路項目設計中，有利于培養學生的綜合分析能力與動手能力。

關鍵詞：STEAM理念;6E學習模式

中圖分類號：TP273文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.11.080

1 STEAM教育理念

20世紀90年代，美國國家科學基金會（National Science Board，NSB）提出了STEM教育理念[1]，21世紀以后，美國佛吉尼亞科技大學的Yakman教授[2]提議將藝術作為重要的人文素養加入STEM教育，從而發展為STEAM教育，即科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Art）和數學（Mathematics）多學科多維度的綜合創新素質教育。STEAM教育在實施過程中，面向全體學生，關注學生差異，包括學生的不同認知水平、文化背景、學習興趣、學習能力、審美情操、身體條件和行為能力。

2 6E學習模式

STEAM教育倡導6E學習模式[3]，即引入（Engage）、探索（Explore）、解釋（Explain）、工程（Engineer）、深化（Enrich）和評價（Evaluate）。該學習模式倡導為真實的情景解決問題，利用跨學科的知識構架解決問題，以培養學生的綜合分析與動手能力，與職業教育的育人理念不謀而合。

3 基于STEAM理念的案例設計

3.1 案例選題

本著“以就業為導向，以能力為本位”的教育理念，教學內容精選中級維修電工考證的核心考點“電動機的控制”。其中電動機正反轉控制線路為經典電動機控制，承上啟下，是電動機位置控制的基礎。

3.2 案例設計

（1）引入。課前學生進行電動機正反轉實例搜索，自主找出伸縮門、電梯、機床主軸、升降機等工作視頻，生動再現工作場景。以伸縮門為例，學生分析其電氣要求：將其轉化為電動機的可逆運轉控制要求。明確正反轉控制的兩個條件：電動機換相和增加反向轉動控制回路。

（2）探索。學生小組合作，通過繪制思維導圖，進行原理圖設計并發現問題：直接增加控制回路，會導致短路事故。學生嘗試改進措施，教師參與點撥，引入接觸器聯鎖控制。

（3）解釋。通過學生討論分析，發現接觸器聯鎖控制電路具有線路工作安全可靠的特點，但是該電路操作不便，正反轉不能直接切換，必須先停下來。學生自主探索，優化電路，改進措施為接觸器、按鈕雙重聯鎖正反轉控制線路。其線路操作方便，可以直接實現正反轉切換，工作安全可靠。

（4）工程。學生進行仿真模擬后，完成電動機正反轉控制線路的布線操作。實訓步驟為檢測低壓電器元件，將元件合理布局并緊固在實訓面板上;先進行主電路的布線，再進行控制線路的布線。根據文明安全生產原則，線路檢測無誤后，在教師的指導下，進行通電試車。

教師人為設置電氣自然故障兩處，講解故障排除步驟，并進行示范檢修，直至故障排除。具體步驟為：一看，觀察故障現象;二判，縮小故障范圍;三測，準確找出故障點;四修，迅速排除故障。

（5）深化。通過動手操作，學生進一步理解接觸器聯鎖與雙重聯鎖的區別與聯系。在綜合實踐課上，組織學生到企業進行參觀學習，由企業師傅講解并演示其在企業的實際使用，這是本課的經典實際應用;企業師傅還給學生講解了電動車進行正反轉的原理，并指導學生操作練習，將課堂教學與企業生產實踐相對接，深化學生對本課的理解與掌握。

（6）評價。教師總結并指出安裝和調試過程中普遍問題及解決措施，邀請電工技能考評員對學生的實訓進行考評，學生進行接線工藝水平的互評，進行在線測試。課后學生完成項目任務書，并考核自評。

4 思考與啟示

STEAM教育理念下，進行6E學習法教學時，要考慮以下因素。

（1）可行性。項目設計不能過難，不能超越中職生的最近發展區，通過師生共同努力，學生能跳一跳進行自主探究，自己設計可行的方案，師生共同優化方案，真正解決問題。

（2）價值性。給學生的情景問題要對生產和生活有價值，不能天馬行空，也不能閉門造車。在本案例中，學生通過綜合實踐課去企業參觀學習，認識到本課學習的重要意義與實踐價值。

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作者簡介：王靜（1983-），女，漢族，江蘇徐州人，電子技術與應用專業，講師，研究方向：機電與控制專業教學研究，E-mail：359282709@qq.com。