异步电动机实训总结范文

时间:2023-03-23 09:36:18

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异步电动机实训总结

篇1

关键词: 异步电动机 故障分析 维护方法

引言

在日常的应用电子教学中,由于电动机运转的异常而直接导致整个实践教学的中断,甚至影响其他低压控制器设备及学生的人身安全,这些都是我们必须努力避免的。

1.三相异步电动机简介

三相异步电动机主要由定子和转子两大部分组成。定子绕组用来在磁场中转动,切割磁感线,而转子绕组是用作产生感应电势并产生电磁转矩的。日常教学使用的主要是三相鼠笼式异步电动机,该电机转子绕组是自己短路的绕组,在转子在每个槽中放有一根导体(材料为铜或铝),导体比铁芯长,在铁芯两端用两个端环将导体短接,形成短路绕组。若将铁芯去掉,则剩下的绕组形状似松鼠笼子,故称鼠笼式绕组。

2.三相鼠笼式异步电动机的常见故障及处理方法

教学中,由于三相鼠笼式异步电动机的使用频率非常高,且会进行频繁的启动制动,因此三相电动机往往也容易出现一些人为故障,大体归纳为电磁故障和机械故障两个方面。下面介绍一些教学中常见的故障。

2.1完成接线后,三相异步电动机不能正常启动

处理方法:(1)当电动机无法启动时,可使用电工电子实训台上的交流电压表测量三相电压,若电压太低,则应设法调节实训台交流电源的旋钮,增大电源电压。(2)若检测后发现三相电压正常而电机不转,则可能是电机转子部分故障或卡阻严重,此时应迅速切断电动机电源,防止因电机卡阻停转导致电机定子绕组烧坏,甚至冒烟。(3)若电机直接接三相电源可以启动,而连接交流接触器和继电器等控制设备时无法启动,则要检查接触器各触头及接线柱的接触情况;检查热继电器过载保护触头的开闭情况和工作电流的调整值是否合理;检查熔断器熔体的通断情况,对熔断的熔体在分析原因后应根据电动机启动状态的要求重新选择。

2.2接通电源后,三相异步电动机正常启动后,其转速低于额定值

处理方法:(1)检查三相异步电动机的各相端电压的大小,若检测后发现端电压偏低,则电机起动转矩减小,转速降低。(2)若发现电机运行过程中,电机转速下降并伴有杂音,则应打开电机端盖,检查鼠笼转子导条是否断裂或开焊,检查鼠笼导条有没有电弧灼痕,有无断裂和细小裂纹,端环连接是否良好。

2.3异步电动机运行时,三相电流不平衡。

处理方法:(1)若三相电压不平衡导致电动机运行时三相电流不平衡,可检查电源电压,做出处理。(2)若个别绕组匝间短路,则将造成各相阻抗不相等,在不平衡电压的作用下,使得三相电流不平衡。(3)由于定子线圈接线有错误或部分线圈匝数有错误所造成相间电流不平衡。

2.4异步电动机运行时温升过高

处理方法:(1)检查电机负载机械的功率是否超过三相电机的最大输出功率,一般教学过程中这种情况不多见。(2)检查电机工作环境温度、通风和电机积尘情况,这些因素也会引起三相电机温升过高。解决的办法有利用鼓风机,风扇吹风,增加空气流动,同时要注意清除电动机本身风扇的油污及灰尘,以改善自冷条件。(3)若在电动机运行过程中,突然发生温升过高,则可能为电机定子绕组有匝间短路,或者因轴承运行中损坏,从而引起局部温升过高。这时可以打开端盖,观察是否有烧焦。然后用手摸定子和转子的绕组部分,比较其温度大小,找出短路处,分开短路部分,若轴承损坏则可更换轴承。

3.对电机进行故障诊断时应注意的原则

三相鼠笼式异步电动机是日常教学中最常见的电力拖动设备,其特点是容易操作、结构简单、维护方便。但是要准确判断三相异步电动机的各种机械故障,除要掌握其基本工作原理以外,更重要的是在问题中反复摸索,不断总结积累经验,这样才能在面对纷繁复杂的故障时从容应对。

3.1排查三相异步电机故障的原则

3.1.1首先必须了解学生操作情况,询问该电动机故障前后的运行情况和故障发生的过程、现象;其次对事故现场进行观察,看设备外表有无明显的损伤或异常气味;再次用手转动电机转子,检查它是否灵活或松动、响声等,可初步了解电动机内部的损坏程度和故障部位。

3.1.2可利用万用表测量三相电源电压及检查电机的绝缘情况,如电机的直阻、接地电阻等。

3.1.3检查三相电动机的熔断器是否烧断、交流接触器、热继电器等有无不正确的断开及闭合。

3.1.4检查三相异步电机绕组接线方法是否和铭牌上的连接方法匹配。

3.1.5检查空载启动时,三相电机本体有无故障,必须仔细观察其响声、气味、振动、温升、电流、电压及转速等现象;根据实际情况作出正确判断。

结语

三相鼠笼式异步电动机在电机拖动、电气工程等专业日常教学中使用非常广泛,而该电机的维护和与检修更是我们必须面对的一大难题,如何更方便、更快速地维护与检修三相异步电动机,保证教学顺利稳定的实施,值得我们不断探索总结。

参考文献:

[1]李发海.电机学[M].北京:科学出版社,2006,(第4版):24-78.

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所谓四阶段教学法,就是指将教学过程分为4个阶段进行教学,这4个阶段分别是准备、教师示范、学生模仿和练结。下面笔者根据自己的教学实践,以电力拖动课程中单相电容式异步电动机的检测为例,谈谈四阶段教学法的实际应用。

一、第一阶段:准备

这一阶段主要是以教师的行为为主,应包括教师在课程知识内容上的准备、对教学对象情况的掌握及相关教具和设备的准备等。教师通过设置问题情境,或通过说明所学内容的意义,激发学生兴趣,调动他们的学习积极性。具体步骤如下。

第一步:划定教学内容,讲清单相异步电动机的工作原理和结构组成。第二步:运用教学课件、视频资料等进行讲解和演示,引入新课——单相电容式异步电动机的检测。第三步:检查每个工位上的工具、仪表、电源的情况,强调安全操作规程。

二、第二阶段:教师示范

在这个阶段,教师的行为仍占主导地位,教师示范的目的不仅仅是让学生获得感性认识或加深理解,而且要让学生知道在教学活动结束以后应该掌握的知识和技能。在这一阶段,教师首先一次性示范完成整个操作流程,然后分段、分步骤示范,在示范的同时,加以生动的说明,让学生明确“做什么”、“怎样做”、“为什么”,以充分调动学生的情绪,使学生眼、耳、脑并用。教师的示范要熟练准确、速度适中、突出重点。

以单相电容式异步电动机的检测的讲授为例,教师的讲授和演示步骤如下。

1.通电前的检测

(1)电机灵活性检查,检查装配坚固件情况是否良好、转子转动是否灵活等。

(2)电机绝缘电阻的测量,绕组对地绝缘电阻应大于0.5MΩ。

(3)电机绕组阻值的测量,同时确定公共端、主绕组端、副绕组端,分别测量电阻R蓝红、R蓝黄、R黄红,记录三个不同的阻值。可知,蓝红接线端为主绕组,蓝黄接线端为副绕组,蓝色端子为公共端。

(4)电容的检测。

2.通电电动机的检测

(1)按电路图进行接线通电检测,接线方法为副绕组串联电容器,再与主绕组并联接入电流中。

(2)测量电动机的空载电流,判定电机的性能,空载电流应约为额定电流的30%。

(3)观察电机转向。教师边讲边示范操作过程,学生注意观察操作方法与技巧,教师要做到步骤清晰、动作准确、操作规范。

三、第三阶段:学生模仿

这一阶段以学生为主体,教师在这一阶段主要起监督和指导作用。教师可根据教学内容、操作步骤的难易程度,采用学生独立模仿和先分组观摩、后独立模仿(分组讨论式)两种教学组织方式。在这一阶段,教师要注意与前一阶段的接续,让教师的教与学生的学前后跟进,及时地将讲、听、看、做、记有机结合,建立立体式教学,学生按老师演示的操作步骤操作并作记录,教师在此过程中不断观察,随时指导,纠正错误的操作。

四、第四阶段:练结

在上一阶段模仿的基础上,学生开展进一步的练习,或独立操作,或采用小组的形式。不论采取哪种形式,学生必须对每个过程知其然,也知其所以然。在这一阶段,要特别注意培养学生自主分析问题和解决问题的能力,启发学生自主探究,找出解决问题的方法,最终形成结论。教师通过观察学生的操作过程,判断学生对知识和技能的理解、掌握程度,对学生的学习结果及时指正、表扬和鼓励,最后教师对整个教学活动进行归纳总结。具体步骤如下。

第一步:检查验收学生装好的电机。

第二步:学生展示、介绍检测过程及原理分析,教师全面总结学生操作练习的情况,肯定成绩,指出不足,并做好学生操作的情况记录。

第三步:填写实训教学日志。

第四步:布置习题,撰写实训报告。

第五步:整理工作台,清理工具,清扫工作场地。

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[关键词]高职教育 技能训练 教学设计

电机与拖动是机电一体化技术专业实现专业人才培养目标所必须的一门专业主干课程。通过对学生的职业群及相应岗位能力进行分析,对课程内容进行整合,教学以“理实一体化”教学为主,注重培养学生动手能力及创新能力的培养。

一、课程教学任务

本课程的任务是使学生掌握常用交、直流电机、控制电机及变压器的基本结构和工作原理,以及电力拖动系统的运行性能、分析计算、电机选择,基本的及典型的电气控制线路。使学生具备高素劳动者和中高级专门人才所必需的电工的基本知识和基本能力;为学生学习专业知识和职业能力,提高全面素质,增强适应职业变化的能力,并为学习后续课程和培养学生的创新能力打下基础。

二、课程教学目标

(一)能力目标

专业能力:培养学生电工安全规范操作,具备正确使用电工仪器.仪表的操作技能的基本能力;具有识读电力拖动电路图、分析电路和计算电路的能力;初步具备分析和解决生产实际中有关电力拖动电工知识的能力。

方法能力:培养学生理论分析及应用能力;具有学习和应用电力拖动新知识、新技术的能力

社会能力:培养学生的学习能力、团结协作与勇于创新的精神

(二)知识目标

通过本课程的学习使学生掌握常用交、直流电机、控制电机及变压器的基本结构和工作原理,以及电力拖动系统的运行性能、分析计算、电机选择,基本的及典型的电气控制线路的原理及故障修理。使学生具备高素劳动者和中高级专门人才所必需的电工的基本知识和基本能力。

(三)素质目标

养成严肃、认真的科学态度和良好的自主学习方法,能独立分析问题和解决问题并具有协作和团队精神;能独立解决实训中遇到的实际问题;具有自学、归纳总结、表达等各方面的能力;具有严谨的科学思维习惯和规范的操作意识及创新意识。

三、课程教学设计

(一)教学内容设计

通过专业课程调研分析,结合学生岗位职业能力要求,对课程教学内容进行整合,形成8个课程单元(学习情景),每个学习情境又根据生产实际分为多个子情境,采取采用以实习实训场所为中心的教学组织形式。重视学生主动学习性的培养,注重培养学生动手能力的培养,注重对学生进行学习方法的指导,积极引导学生思考问题,培养其创新能力。

教学内容主要包括:

教学情境一 直流电动机

直流电动机的机械特性,调速,启动,反转与制动

教学情境二 变压器和电磁铁

变压器的结构及工作原理和主要数据;变压器的极性判定

教学情境三 三相感应电动机

三相感应电动机的转子各量与转差率的关系;电磁转矩、机械特性、启动和调速;单相异步电动机

教学情境四 控制电机

伺服电动机、测速发电机、步进电动机、感应同步器等的原理、结构及应用。

教学情境五 同步电机

凸极同步电机的基本结构、同步电机的额定值;同步电机的可逆原理、相量图、V形曲线、起动。

教学情境六 低压电器

万能转换、凸轮控制器及闸刀开关、组合开关、自动开关及接触器、继电器和按钮开关等常用低压电器的结构、工作原理、用途和使用方法。

教学情境七 基本电气控制电路

线路图安装图识读,正反转控制电路、Y-起动、能耗制动、反接制动等各种简单控制电路。

教学情境八 典型机床电气控制线路

C650卧方式车床,M7120平面磨床,Z3040摇臂钻床,X62W万能升降台铣床的主电路、控制电路的分析。

(二)能力训练项目教学设计

课程教学围绕本课程教学目标与任务,通过对学生的电机与拖动理论知识及职业能力和社会能力的分析,针对8大块教学内容,对学生能力训练进行教学设计,设计能力训练项目共有9个。

1.直流电动机电路接线及调试

通过电路接线及测试;熟悉直流电机的结构及工作原理和相关知识

2.异步电动机电路接线及调试,观察现象

熟悉异步电动机的结构及工作原理,电磁转矩的计算,机械特性,调速。

3.控制电动机电路接线及调试,观察现象

熟悉伺服电动机、测速发电机、步进电动机,了解自整角机、旋转变压器、感应同步器的原理、结构及应用。

4.变压器测试

通过实训掌握变压器同极性端判断,理解变压器的变压、变流和阻抗变换作用,掌握实际变压器的损耗和效率等。

5.电动机拆装认识

通过电动机拆装,熟悉三相鼠笼式异步电动机的结构和额定值;掌握检验电动机绝缘情况的方法;能对电动机定子绕组首、末端进行辨别。

6.低压电器组装及相应电路接线及调试

掌握万能转换、凸轮控制器及闸刀开关、组合开关、熔断器、自动开关及接触器、继电器和按钮开关等常用低压电器的结构、工作原理、用途和使用方法。

7.三相配电板的制作

掌握三相电机与拖动的基本概念和三相电机与拖动的连接,重视并掌握安全供电和安全用电,通过完成三相配电板的制作,理解漏电保护器的原理和作用以及三相电机与拖动的连接。

8.控制电路安装及测试

熟悉基本电气控制电路的线路图安装图识读,正反转控制电路、Y-起动、能耗制动、反接制动等各种简单控制电路。

9.典型机床控制线路实训

熟悉C650卧方式车床,M7120平面磨床,Z3040摇臂钻床,X62W万能升降台铣床的主电路、控制电路。

(三)教学模式和方法设计

本课程主要采用“教、学、做”一体教学模式,以一体化实训室为第一课堂,利用现代教育技术和实验室先进的设备条件,从实际小电路入手,边讲解、边训练,达到强化学生知识、技能、能力的目的。课程教学从学生能力培养着眼,注重讲练结合。

每个学习情境以学生练习为主,教师评讲为辅,便于教师了解学生的学习状况,有针对性地讲解和解决普通性问题。教学实施过程中要加强实践教学,联系课程教学内容及实际设计能力训练项目,开展多层次的实践教学,培养学生动手操作能力。

采用实训教学与理论教学有机结合,根据课程内容进行9个能力训练项目的实施,每个训练项目为完成该课程任务展开理论与实训教学,学生分4人一个学习小组,教师按“教、学、做”一体化教学模式进行教学。项目实施中教师引导,学生自主独立完成,训练中注重培养学生实际动手能力和团队合作精神。

四、课程考核方案设计

根据高等职业技术教育培养目标的要求,根据教育部制定的《高职高专教育电工技术基础课程教学基本要求》,并结合机电一体化专业特点对课程考核方案进行设计。

课程考核包括:形成性考核(平时作业成绩体现,包括课堂提问、学生作业、单元测验等内容为主);终结性考核(期末安排综合考核为主);实践技能考核(根据实践安排,随堂考核)。本课程采用阶段评价,理论与实践一体化评价模式。结合课堂提问、学生作业、平时测验、实验实训、综合实践及考试情况,综合评价学生成绩。注重学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力的考核,对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励,全面综合评价学生能力。

[参考文献]

[1]殷晓安.行为导向教学法在《电机与拖动应用》课程中的实施方案[J].考试周刊,2011(33)

[2]杨晔.稳定职业教育规模 提高教育教学质量研究初探[J]成人教育,2010(1)

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[关键词] 教学改革 教学设计 创新

高职教育的人才培养质量与社会需求之间的矛盾已成为人们关注的重点。产生这一矛盾的主要原因是课程问题。从更深层次看,是由高素质应用型人才的培养目标与具有明显学科化倾向的课程模式不协调造成的。当前,高职教育所面临的核心任务是课程的改革。下面,笔者围绕矿用电气设备课程的教学改革,谈一下自己做法与体会。

一、课程定位与设计思路

1.课程定位

平顶山工业职业技术学院是一所大型企业―平煤集团承办高职院校,《矿用电气设备》是我院全国示范院校重点专业电气自动化技术的三门优质核心课程之一,其定位是电气自动化技术专业职业基础应用能力的培养。

2.课程设计思路

教学宗旨围绕“服务于工矿企业”。教学设计基于煤矿岗位用人多且基础应用的电修工作岗位。结合岗位标准要求,将学习分解为若干学习任务,由专职与现场兼教师组成教学团队,实施学校、校外实训基地、学校“三段式”教学,将课堂延伸到煤矿电修车间;借助现场实训设备等教学媒体,采用多种灵活教学方式、方法,激发学生学习的积极性,充分发挥学生主体作用。在考核方式上,学生参与考核过程,过程考核与结果考核相结合、整个教学重在培养学生的知识应用、工程实践、与人交往、团队协作等多方位能力。

二、课程总体设计

1.课程教学目标

通过本课程的教学,使学生了解并掌握矿用电气设备方面的生产知识和操作技能,掌握维修工艺与方法,把课堂所学的基础理论知识和生产实践结合起来,并为以后的实际工作打下扎实的基础。同时,培养学生与人交往、团队协作和语言表达等多种能力。

2.学习任务开发

《矿用电气设备》课程在知识的选取与结构安排上,注重学生实践操作能力的培养。依据课程培养目标和职业岗位要求,参照《岗位职业标准》和《煤矿安全规程》,确定知识点、技能点和学习性工作任务,通过对同类知识点、技能点序化,开发出8个学习任务。(1)三相异步电动机的拆装与保养;(2)三相异步电动机的故障查询与排除;(3)三相异步电动机定子绕组的更换;(4)直流电动机的维护与保养;(5)直流电动机的故障及检修;(6)矿用隔爆磁力启动器的故障查询与排除;(7)矿用隔爆馈电开关的故障查询与排除;(8)煤电钻综合保护装置的故障查询与排除,

3.课程整体教学设计

课程围绕职业岗位能力需求,主要从课程总学时、开课学期、学习目标、课程内容要求、教学方法及手段考核与评价、教学媒体与工具、学生已有基础、教师应具备的能力、参考文献等几个方面进行课程整体教学设计。

三、教学实施设计

1.教学条件

(1)校内实训基地。充分利用校内矿用电器综合实训室和电气设备装配车间。同时增设多种教学媒体,为“行动导向三段式”教学中的第一和第三阶段教学提供条件保障。

(2)校外实习基地。校内实训室与生产现场的工作条件、设备及工作环境之间仍存在着较大的差异,为了使实践联系实际,将校外实习基地作为校内实训室的补充,缩小学生校内所学知识、所见设备与生产现场之间的差距,教学中的第二阶段在校外实习基地进行现场教学。

(3)教师团队。聘请学院校外实训基地的兼职教师,承担第二阶段的现场教学任务,校内的专职教师承担第一、三阶段的校内教学任务,形成专兼结合“双师”结构课程教学团队。

(4)学生团队。将学生3~5人组成一个学生团队,学生以团队形式在校内实训室和校外实习基地团结协作,各有分工,共同完成学习任务。

2.教学实施

第一阶段:教师将学习任务下达给学生,使学生明确学习(工作)任务要求和注意事项等相关信息,补充相关知识,采用启发引导、演示操作、团对协作、小组讨论、角色互换等教学方法,激发学生学习的积极性,例如讲课用到以前讲过知识或上次讲到问题时间长,采用提问方式;讲到设备结构到校内实训室观察或采用多媒体,讲到故障分析采用分组讨论,讲到检修进行演示,作业一般布置开放分析内容,教师对学生个人及团队,针对其出勤、提问、讨论、作业、学习态度等各方面情况进行考核及评价。并布置下现场工作任务。

第二阶段:学生团队带着工作任务及对企业实际岗位的质疑到校外实习基地,由兼职教师(师傅)讲授岗位安全操作规程,兼职教师(师傅)进行演示操作,使学生明确操作工艺流程,设备(系统)完好标准,设备(系统)检修质量标准等。学生分工协作,进行操作、完成工作任务,实现理论与实际的结合,并且通过拍照、抄录、向师傅求教等多种方式,学习企业文化,获取经验知识。兼职教师(师傅)根据学生团队完成任务情况进行考核评价。学生团队之间进行互评。

第三阶段:学生团队将校内所学知识,与校外的实际工作岗位和所学实践技能、企业文化进行比较和疏理,并将在现场的见闻和收集的资料归纳整理,实现校内外所学理论实践知识的整合。学生团队通过自制的PPT文稿汇报形式进行成果展示,

教师对学生个人和学生团队的工作成果进行总结评价,团队之间互评,提出不足及其改进建议。

四、教学评价

在教学过程中对学生进行多种考核,学生与教师同时参与评价,并且实施过程考核与结果考核相结合。在学习过程中,对学生基本理论和技能的掌握情况、工作态度、行为能力和努力程度,采用过程考核,包括团队互评、教师对学生评价和教师对团队评价;课程结束后,以答辩和实操等形式,对学生的分析与解决问题的综合运用能力进行结果考核。

五、教学效果

经过06、07、08三届电气自动化技术专业教学实践,取得较好的教学效果,同学们欣喜的说:矿用电气设备课程教学极大调动我们学习的积极性,课程内容、课堂灵活教学方式与考核方式,使课堂内外都投入极大学习热情,现场教学使我们既学到理论又掌握技能,同时学到企业文化。实训基地企业领导与师傅感慨说:同学们学习积极性高,理论知识扎实,虚心好问,实践技能学的又快又好,这样学生企业愿留。

通过对矿用电气设备课程近三年的改革与探索,我们深深地认识到,课程项目化、课程的工学结合、课程教学方式方法改变是促使课程改革走向成功的有效途径。

参考文献:

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中等专业学校机电类专业的学生,经过在校一年时间的文化课和专业理论课的学习之后,按照教学计划安排都要参加一定时间的电工实训。实训课教学是中等专业学校学生掌握操作技能的重要环节,而技能的掌握则是学生通过观察、模仿、反复练习来实现的。但是,传统的电工实训教学手段单一、训练项目理论性较强,由于学生理论基础薄弱,对实训项目涉及到的理论知识不理解,只能机械地加以练习,所以学生普遍对专业技能的学习感到困难。传统的电工实训项目非常枯燥,电工实训过程中体力消耗较大,加之学生本来就对电就敬而远之,不敢轻易动手,因此在练习过程中非常被动,有些学生甚至不肯多练,还有些学生认为今后自己不打算从事电工方面的工作,没有必要掌握电工操作技能,导致电工实训效果非常差。为了改变电工实训这种低效的局面,笔者尝试把信息化教学手段融合到电工技能教学中,以激发学生参与电工技能训练的积极性,帮助学生养成自主学习的习惯,掌握学习的规律和方法,提高中专电工学习技能的效率,促进中专学生良好学习品质的形成。

优良学习品质的内涵

新课改倡导“以生为本”,要求教学过程中必须关注学生的学习,注重提升学生的学习品质。帮助学生养成自主学习的习惯,把学习当作自己的事情,主动计划,主动落实,主动总结;掌握科学、高效的学习方式,保持清醒头脑和良好精神状态,劳逸结合,方法得当,实现低耗高效;努力让学生热爱学习,把学习当作一件快乐的事情;善于学习,掌握学习规律,正确运用学习方法,合理调配学习时间,善于运用网络等现代化技术进行学习,并取得良好的学习效果;坚持学习,长期保持一种积极的学习状态,不间断,持之以恒,有终身学习意识,活到老、学到老,把学习当作一生中最重要事情来做;让这些好的学习习惯和方法慢慢形成稳定的心理品质,让学生受益终身。本文将结合中专电工技能教学的实际,阐述借助信息化教学手段提高中专电工技能学习的方法。

采用信息化教学手段提升学生电工技能学习品质的优势

数字化教学资源有着传统教学资源无法比拟的优势,如多媒体能给我们带来形象、直观的感觉,把那些复杂的结构、工作原理以多媒体课件的形式展示给学生,帮助学生理解,提高学生学习兴趣;网络资源库具有无限的知识,能极大地扩展教学内容;课程网站中信息都是最新的,能给我们提供具有时效性的知识和信息;模拟仿真技术能展现真实工作场景,让学生体验到身临其境的感觉;信息化教学手段支持“做中教,做中学”,这正好能满足电工技能教学的需要,同时,信息化教学还能支持学习者的个性化学习,因此能满足学生多样化的学习需要,使每位学生学有所获;总之,信息化教学提供了师生、生生交流的网络和新途径,改变了传统的学习方式。可见,采用信息化手段教学能提高学生学习电工技能的兴趣,信息化教学手段改变了传统的技能训练方式,提高了学生学习电工技能的效果,信息化教学手段能满足学生终身练习技能的需要,信息化教学方式能提升学生学习电工技能的效率。

教育信息基础设施建设为信息化教学提供了保障

《国家中长期教育改革和发展规划纲要》强调要加快教育信息基础设施建设,把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略,超前部署了教育信息网络,到2020年,将建成覆盖城乡各级各类学校的数字化教育服务体系,促进教育内容、教学手段和方法现代化。充分利用优质资源和先进技术,创新运行机制和管理模式,整合现有资源,构建先进、高效、实用的数字化教育基础设施。加强优质教育资源开发与应用,加强网络教学资源库建设,引进国际优质数字化教学资源,开发网络学习课程,建立数字图书馆和虚拟实验室。建立开放灵活的教育资源公共服务平台,促进优质教育资源普及共享。继续推进农村中小学远程教育,使农村和边远地区师生能够享受优质教育资源。让我们广大普通学校采用信息化手段进行教学成为可能。

另一方面,《纲要》提出将加强信息化教学能力培训,提高教师应用信息技术水平,更新教学观念,改进教学方法,提高教学效果,鼓励学生利用信息化手段主动学习、自主学习,增强运用信息技术分析解决问题能力。

把信息化教学手段融入到中专电工技能教学的具体操作

笔者在长期的中专电工实训教学过程中发现,把信息化教学手段融入到电工技能教学中可以大幅度提高电工技能教学效果,现就怎样把信息化教学手段有效融入电工技能教学中进行具体阐述:

1.合理采用多媒体进行电工技能教学,把抽象的内容形象化,降低学习的难度,激发学生的学习兴趣。

(1)针对中职学生的心理特点,巧用多媒体教学提高学生学习兴趣。

电工实训中用到的电路原理图都是由一些器件符号和线路组成,其原理非常抽象,而中专学生对具体、形象的内容比较感兴趣,也容易掌握。多媒体教学可以使抽象的内容具体化,静态的内容动态化,复杂的内容简单化,深难的内容通俗化。例如:在引入三相异步电动机正反转运行控制时,首先通过视频给学生展示在生产实践中用到电机正反转控制的多个镜头,如铣床的主轴正反旋转,工作台的往返运动,起重机吊钩的上升与下降,电梯的上升与下降等等,让学生认识到正反转控制在现实生活中确实很常见,这是一个非常实用的项目。以亲身体验的方式激发学生学习三相异步电动机正反转运行控制的热情,降低中专学生学习的难度,有利于调动学生学习的积极性。

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关键词:任务教学法 电工技能与实训 应用

电工技能与实训是中等职业教育电子电器应用与维修专业的一门基础技能课。建构主义认为,学习者是在与环境的交互作用过程中主动建构知识的,教学要为学习者创设理想的学习环境。鉴于这一思想,我们吸收了以“任务”为主线的教学改革思路,颠覆传统的“先懂后会”的模式,采用“先会后懂”的顺序,让学生在实际操作中掌握知识,主动地去探索、去学习。

一、课程设计

教学开始之前,先了解学生的专业知识掌握情况,专业对于电工技能知识的需求,即需要掌握的知识点和需要掌握的基本技能有哪些。根据职高生的培养目标,以及电子电工专业的技能要求,以及学校的具体情况,可得该专业学生电工技能的要求入如表1所示:

在得到表1之后,设计一些“任务”来包含这些知识和技能,设计时,注意这样的几点:

表1、本专业学生电工技能的要求

1.完整性。每一个任务尽量能独立地表现出一个完整的功能,能看到效果。

2.实用性。任务尽可能取材于实际生产、生活中的例子,有一定实用价值。

3.趣味性。从学生的实际出发,任务尽可能有一定趣味性,以调动学生学习的积极性。

4.先进性。注意不要用到已淘汰的内容,尽可能结合目敖衔把氐闹丁?5.顺序性。即考虑知识的传承、衔接等,合理安排各任务的前后顺序及各任务包含的知识点。

在实际操作中,不可能面面俱到,这就需要设计者进行综合考虑。

表2是完成的任务设计。从表中可以看出,这些任务已基本涵盖了表1所列的知识点、基本技能。

二、课程实施

确定了任务以后,进入实施阶段,实施中采用理论与实践一体化的教学方式,强调“做中学”,通过动手制作,来掌握技能,学习相关知识,教学中注意充分调动学生的学习积极性,从灌输式教学转变为带领学生进行主动探索学习。

以下通过一个例子——“三相异步电动机单向运转控制电路的接线与维修”,介绍一些具体的做法。

表2、设计任务

三相异步电动机单向运转控制电路是学习电动机控制原理的入门电路,非常简单。教学时,先简单地描述下该电路的功能,让大家讨论下实际生活中有哪些地方用到类似的电路。刚开始时,大家可能不太敢发言,可以请平时比较调皮的同学先起头,调动课堂氛围,让大家兴奋起来。教师再总结大家的讨论结果,并引出实际生活中的这些例子,它的核心电路其实就是电动机单向运转控制电路。把实际应用中复杂的知识简单化,提高学生的学习兴趣和自信。再让学生根据教师已经安装好的样板,进行安装和接线。接好以后,进行通电测试,有成功的、有失败的,有开心的、有沮丧的,有问人的、有帮忙的。教师并不需要以维持教学纪律为由立即制止,可因势利导,分组进行讨论实际应用中曾碰到的问题。讨论时,借鉴创造学中的“奥斯本激励法”,给学生规定几点要求,如不考虑机械损坏等具体问题、不允许对别人的见解进行嘲笑和驳斥,可以在别人发言的基础上提出自己的看法。讨论时,老师不参与其中,把大家的意见都罗列在黑板上。然后,教师把接好的板子分成正常控制的和有故障的,由2-3个人一组进行查错和检测,找出故障原因,教师在旁个别指导或提示,也可根据学生的讨论结果,人为地设置故障,让学生观察现象。当学生经过努力找到故障后,会很有成就感,激发了潜在的学习激情。最后让学生自己总结检查电路故障的方法和注意事项,并引导学生通过书籍或网络途径查找:实际应用中,电动机的使用注意事项、安装工艺和排故技巧。

这样的任务教学法,成功地实现了学生在老师的带领下进行学习的探索,在探索中掌握知识。

三、课程反思

通过教学改革,希望达到“学生由厌学到爱学,由上课睡觉到下课不愿离去”的效果。通过实践,这种任务教学法有一定的成效。但在实施过程中,一些情况与预期有很大差距,也存在不少问题。

1.学习动力问题

不管采用什么样的方法,总有部分学生学习兴趣不浓,学习积极性不高。即使教师采用了增加了“刺激强度”的方法,如布置学生安装指示灯和报警电路,分组进行,各组独立进行功能的创意设计,仍有部分同学的积极性不高,或者乱说一气,甚至煽动影响其它同学。虽然最后能在组员的带动下投入思考,但总的来说,学生的学习积极性仍与预期有差距,而且这些方法都是外因,仅有外因不够,还要研究促进学生学习的内因,才能根本上解决学习难的问题。

2.非智力因素

教学改革中注意到了“情感”、“态度”等非智力因素的作用,但强调程度不够,没有能够把这些因素贯穿于任务实施的整个过程。例如,制作过程中没有对学生的工具、器件放置进行严格要求,制作时桌面较为混乱,器材损耗严重,与工厂实际生产时有较大差距。

3.评价问题

学生完成一个任务后,需要完成一份作业,有时是思考题,有时需要查资料,有的是类似于传统的考察知识的题目。学生解答不积极,抄作业现象屡有发生。对于学生的评价有难度,如果仍按传统的方式出卷考核,很多在制作中表现优秀的学生成绩很差,而一些考试较好的学生动手能力又很弱,难以用单一的分数来评价一个学生的表现,应该从更多的方面给学生以评价。如将学生的表现分成:知识掌握程度、操作能力、创新能力(能针对任务提出有价值的观点)、工作态度(如是否有良好的行为习惯等)等方面,其中后三项都在完成任务的过程中给出评价,最后给学生的成绩是一个综合评价。这样多方面的信息便于学生发现自己的长处,看到自己的短处,根据自己的实际情况加以调整。

在“电工技能”教学中,大力推广任务驱动法,采用“先会后懂”的教学模式,更能激发学生的学习兴趣,提高教学效果,值得实践。

参考文献

[1]曾祥富 邓朝平 《电工技能与实训》第二版。

[2]永兴 “三步走”实验教学模式[J].《物理实验》,2000(9)。

[3]金恩培 钱守仁 等 如何开好设计性实验[J].《物理实验》,2000(7)。

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一、任务驱动教学法的特点

“任务驱动”是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学方法,让学生的学习活动和工作任务相结合。学生带着真实的任务学习,学习的知识隐含在一个或多个任务之中,教师引导学生对提出的任务进行分析、讨论,提出问题,并解决问题,以问题来引导和激发学生的学习兴趣,让学生拥有主动权。在完成任务的过程中,教师培养学生积极的学习态度和独立思考、解决问题的能力。

在可编程序控制器及应用课程中应用“任务驱动”教学法,就是要把学生学习的新知识隐含在一个个典型的可编程序控制器(PLC)控制任务中去,让学生在任务的驱动下学习。

二、任务驱动教学法的教学过程

任务设计要有明确的目标,要符合技能人才培养的要求,从学生实际出发,充分考虑学生的特点和知识接受能力的差异,做到因材施教。任务的设计要具有实用性不脱离现实,这样才可以变抽象为具体,变枯燥为有趣,让学生乐于去操作和掌握,才能提高学生学习知识和技能的兴趣。所以在设计任务时要选择一些工业控制中的实例。如:交通灯,运料小车,抢答器等。教学过程集中在电工综合实训室完成,做到在做中学、做中教。

1.任务引入

提出一个具体的任务。例如教师在讲解PLC基本指令的时候,由于传统的PLC教学,均是以PLC的结构为主线,先讲PLC的硬件结构,然后是指令系统和编程器的使用,最后再讲一些实例。按照这种教学顺序,学生普通感到难学,而且学习效率不高,容易混淆这些指令的功能。若采用任务驱动教学法,在学习基本指令时,提出一个任务:要求用PLC来实现三相异步电动机的点动与连续运行控制,并利用编程器输入指令,完成调试。

2.任务分析

教师分析完成任务所需的知识和技能。通过教师的启发和帮助,让学生对提出的任务进行分析,使学生明确学习目标,激发学习新知识的积极性。通过分析发现,要用PLC来实现三相异步电动机的点动与连续运行控制,关键是要写出梯形图,并将梯形图转化为指令表,可以将传统的继电器控制线路图作比较。

3.相关知识讲解

教师讲解完成任务所需的知识。要完成上述任务,要求掌握PLC的编程规则,基本指令中的取指令、触点串联指令、触点并联指令,电路块的并联指令,线圈的驱动指令和PLC编程器的使用等知识点。这样学生学习起来就有目的性,而不是被动地接受教师传授的知识。

4.任务实施

完成任务的方法和步骤,重在交待知识的应用方法及技能和经验。学生完成新知识的学习后,进行分组实施任务。各小组学生画出PLC接线图,编制出符合要求的程序,在实验台上进行接线,并在编程器上输入指令,模拟实验。教师可以采用巡查的方式指导各小组的学生。可以组织小组之间进行比赛,看哪个小组完成得既迅速又准确。

5.任务评价

通过小组自评和老师总评,巩固学习的知识点。各小组完成任务后,小组长展示小组的程序与成果,指出程序与成果的优点和不足。通过小组的自评,可以促使学生进行反思,把所学会的新知识与技能进行消化、巩固,并加深他们的印象。最后,老师进行总评和归纳,提出各小组在任务实施过程中出现的普通问题和解决方法,并且肯定学生的学习态度,对前三名的小组进行表扬鼓励。

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项目教学法是指将传统的学科体系中的知识内容转化为若干个教学项目,围绕着项目组织和展开教学,使学生直接参与项目全过程的一种教学方法。学生在完成指定项目的同时,学习和应用已有的知识,在实践的第一线培养解决问题的能力,是一种“真刀实枪” 的演练。在项目教学中,学习过程成为一个人人参与的创造实践活动,注重的不是最终的结果,而是完成项目的过程。学生在项目实践过程中,理解和把握课程要求的知识和技能,体验创新的艰辛与乐趣,培养分析问题和解决问题的能力及团队精神和合作能力等。

《电力拖动》作为机电一体化专业的专业基础课,主要培养学生掌握各电器元件的选用,利用电气元件进行电气电路的设计以及维护维修电气电路的实践能力,该课程在专业的整个课程体系中,起着承上启下的作用。在传统的授课过程中,仍沿用“以教师为中心” 的注入式教学模式;实践教学以模仿为主,突出技能性训练,而缺少设计性、创新性,教学效果不十分理想。

鉴于该课程在教学中存在的诸多问题,有必要进行教学模式的改革,《电力拖动》课程中应用项目教学法,可以取得较好的教学效果。

在《电力拖动》教学中,首先将理论知识分解成电机原理、电机绕制、低压电器、电机的控制环节及机床电器控制五大知识模块,然后围绕这五大知识模块设置相应的项目,每一个项目都是一个实际应用的研究课题,应充分考虑生产实际和工作中可能发生的问题。项目实施时,由教师进行必要的课堂教学和实验,使学生掌握必要的基础知识,然后按一定原则对学生分组,布置项目任务,学生分别对项目进行讨论、查找资料,并写出各自的设计思想与方法、画出设计原理图、选择元器件、再由学生正式实施项目,写出总结,包括实施项目成本核算,最后教师进行评估总结。

一、项目实施步骤

1.项目的设置是“项目教学法”成功的关键。

在明确的教学目标指导下,综合考虑项目的统筹设置、项目间的联系和层次递进。项目的选择要以教学的内容为依据,既要与书本的知识紧密结合,又要有一定的想象空间和难度,充分发挥学生的自主意识和创新能力。如“运料小车往复运动” 的电气控制项目,在学习低压电器、三相异步电动机正反转电气控制之后提出,此项目的控制电路设计灵活多样,可促使学生学习和运用新的知识、技能,解决过去从未遇到过的实际问题。

2.分组设计项目。

任务确定后,教师提出设计方法,明确该项目要解决哪些问题,关键在哪里。学生们分组设计,教师引导各小组根据项目任务查、找相关资料,使各小组同学独立进行设计。这样学生成了教学中的主角,而教师则转换为引导者,教学的服务者。学生根据实际问题设计出的电路往往是五花八门的,尽管有漏洞或设计不完全合理,却是学生自己努力的结果。如“运料小车往复运动”的电气控制项目的延时电路的设计,有的用断电延时时间继电器,有的用通电延时时间继电器,有的用一个,有的用两个时间继电器来设计,项目设计完毕后,组织学生互评,修改自己的杰作,互帮互学,不但学到了知识,而且培养分析问题和解决问题的能力。

3.教师的评估总结是“项目教学法” 的重要环节。

学生的设计会存在各种各样的问题,教师在评估中要指出问题的所在及解决的方法,要总结比较各组的特点,引导他们学习别人的长处来改进和提高自己的设计,使学生的各种能力在评估中得到提高,评估的过程是总结以前学过的知识,提出和学习新知识的过程.在“运料小车往复运动”项目评估时,教师详细分析各套方案的特点,指出哪些是可取的,哪些是不可取的,总结“行程开关”、“时间继电器”的灵活应用方法,详细说明怎样对电动机进行互锁控制,再通过成本核算比较,最后总结出_套合理、可行、实用的方案供大家实施.使教师的评估总结过程成为学生一个学习的过程、提高的过程。

二、项目教学法对教师的要求

1.教师必须具备实践技能。

在教学过程中,教师要设计好每个教学项目要完成的任务,将实践技能和实践经验结合到项目建设中。项目教学法在电气控制技术课程中的实施,围绕部分机床进行多个项目设计,如车床CA6140刀架移动电机的控制、车床CA6140主轴电机的控制、卧式车床CA6140电气控制电路的检修等。以上设计出的每一个项目都有其附着体,需要带领学生观察机床的实际工作和机床的电路,使学生身临其境,激发学习兴趣,达到学习和工作零对接的目的。因此,教师要具备一定的实践技能,才能完成各项项目的教学。

2.教师必须熟练掌握理论与实践间的衔接。

进入项目教学以后,就把原有的教材知识体系打乱了,教师需要按照设定的项目将知识重新连接起来。项目需要哪部分知识,就把哪部分知识教给学生,如进行车床CA6140移动电机的控制电路安装与调试项目时,要给学生介绍的相关知识有第一章的低压电器的基本知识、手控电器及主令电器动合按钮、接触器,第二章的控制线路原理图及接线图、三相鼠笼式异步电动机的直接控制线路点动部分。

3.教师必须有多学科知识综合技能。

在项目教学过程中,每个科目都不是独立存在的,教师要掌握课程的关联内容,以便对学生进行指导、评价与考核。例如,电机与拖动部分的电机参数、电机的拖动方式等都是电气拖动基础课内容,在电气控制技术课项目设计过程中是不可缺的;工厂供电课程中的电气安全距离、电源和设备的保护等内容也是分析和设计电气控制电路必须掌握的知识,电气控制技术课指导教师也必须掌握。

通过“项目教学法”在《电力拖动》课程教学中的应用与实践,为学生提供更加有效学习的良好环境,把理论教学与实践教学有机的结合起来,不仅有利于学生加深理解和掌握书本的理论知识,更使他们懂得怎样灵活应用这些知识,提高了学生的各种能力,在整个教学过程中既发挥了教师的主导作用,又体现了学生的主体作用,充分地展示中职教育“以能力为本” 的价值取向,使课堂教学的质量和效益得到更大幅度的提高,培养出来的人才更能够适应社会的需要。

在项目教学的过程中,学生提高了学习能力,教师提高了业务水平。在科学技术飞速发展的今天,新知识和新设备不断涌现,传统的教学已无法面面俱到,具有终身学习能力的人才能适应社会。所以,项目教学法是一种值得推荐的适合职业学校采用的教学方法。

参考文献:

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关键词 电动刀架;电路调试;PLC控制;四工位;故障排除

中图分类号TG659 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)72-0116-02

数控车床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品,是提高制造业的产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段,数控车床带有自动换刀装置,自动换刀装置的功能就是储备一定数量的刀具并完成刀具的自动交换。数控车床上使用的回转刀架换刀是一种常见的自动换刀装置。

1 车床四工位电动回转刀架的工作原理

数控车床上使用的回转刀架一般是立式的,具有四工位(装有四把刀具)或六工位,由数控机床发出的脉冲指令进行回转和换刀。对于使用回转刀架的数控机床,在加工过程中,回转刀架不但可以存储刀具,而且在切削时要连同刀具一起承受切削力,在加工过程中要完成刀具交换转位、定位夹紧等动作。

1.发信盘;2.推力轴承;3.螺杆螺母副;4.端面齿盘;5.反靠圆盘;6.三相异步电机;7.联轴器;8.蜗杆副;9.反靠销;10.圆柱销;11.上盖圆盘;12.上刀体

四工位电动刀架一般由电动机、机械换刀机构、发讯盘等组成如图1所示,自动回转刀架换刀具体的换刀动作如下:数控系统输出换刀信号——PLC控制信号输出(控制电路中继电器-接触器动作)——刀架电机正向寻刀开始——刀架抬起(螺杆将销盘上升到一定高度)——刀架正转(离合销进入离合盘槽,离合盘槽带动销盘,销盘带动上刀体转位)——检测元件检测到刀位信号——刀架电机开始反转并锁紧——刀架电机断电——加工顺序进行。

2 四工位电动回转刀架的电路调试

目前数控车床刀架基本为电动刀架,电动刀架具有很多种类。以用霍尔元件检测到位的刀架最为常见。图2为刀架的电路控制系统硬件接线图,刀架采用三相异步电动机驱动,刀架检测采用霍尔元件。电气控制为控制直流继电器,继电器再驱动交流接触器接通三相交流电源,使刀架电动机正转或反转。

刀架在电动机正转换刀,反转锁紧。刀架反转锁紧时刀架电机实际上是一种堵转状态,因此刀架电机反转的时间不能太长,否则可能导致刀架电机的损坏。刀架上每一个刀位都配备一个霍尔元件。霍尔元件的常态是截止,当刀具转到工作位置时,利用磁体和霍尔元件导通,将刀架位置状态发送到PLC数字输入,通过PLC的数字输出,控制直流继电器,继电器再驱动交流接触器接通三相交流电源,使刀架电机正转或反转。

3 四工位刀架的PLC控制

由数控装置和可编程控制器协调配和完成对数控机床的控制,数控机床上应用的PLC有两类:“内装型”(Bulid-in Type)PLC和“独立型”(Stand-alone Type)PLC,现在使用的PLC以内装式居多。可编程控制器主要负责完成与逻辑运算有关的一些动作。

刀架的顺序控制是由PLC通过对刀架的全部I/O信号( xs10、11和xs20、21)的扫描,进行逻辑处理及计算来实现的,为了保证手动换刀和通过T指令进行自动换刀这两种换刀方式的正确性,在系统中设置一些相应的PMC参数来进行保证,手动换刀是用按钮启动的,自动换刀是用T指令触发的,换刀动作、延时控制时间及相应的参数设置如下:

1)刀架电机接收到PLC相应信号后正转,正转有一个最大时间(一般为8s),在参数设计时有一个参数保证,用P2--换刀超时时间来保证;2)霍尔元件检测到所选刀位的有效信号后,停止刀架电动机,并延时(100ms),此时间控制用P4—正转延时时间来控制;3)延时结束后刀架电动机反转锁死刀架,并延时(600ms), 此时间控制用P3—刀具锁紧时间来控制;4)延时结束后停止刀架电动机,换刀完成。

在设计PLC时,还要考虑机床整体安全互锁方面的因素,主要有以下几点:

1)刀架电机在正转时不能反转,此在软件也设计就会与硬件互锁相呼应,起到双重互锁的作用;

2)数控机床出现急停、限位、进给驱动报警或主轴报警时都要禁止刀具的换刀动作;

3)刀架电动机长 时间旋转(如8s),而 检测不到刀位信号,则应给停止刀架电机,防止刀架电机被损坏并应报警提示;

4)刀架电机过热报警时,停止换刀过程,并禁止自动加工。

按照以上的换刀的动作和互锁要求,根据图2的硬件接线图中的接线设计和图3的换刀流程图,进行四工位刀架的PLC控制。PLC程序按定时循环扫描的方式执行,与换刀相关的程序扫描周期为16ms,用plc1_time表示。程序中利用这一点实现定时(延时)功能。

需要说明的是,在系统的PMC参数中,可以通过修改参数值的方法来改变各个时间的设定的值,在调试时可以进行方便的设置和修改。

4 四工位刀架常见故障及排除方法

现以数控车床上常见的四工位刀架为例对数控机床刀架典型的各种故障现象加以分析,确定其排除方法,其它类型的刀架,虽结构、尺寸、元器件型号等各有差异,但故障原因大多雷同,也可参照此法排除。

数控车床的刀架是一个典型的机电一体化的自动化机械,对于刀架的故障检测和分析,要有综合整体的概念,既要耐心细致的分析电气故障又要分析机械故障,必要时,要综合的进行逐个排除,并要认真地进行经验的总结和概括,为以后的故障的诊断和排除积累经验。

参考文献

[1]韩鸿鸾,荣维芝.数控机床结构与维修[M].北京:机械工业出版社,2004,8.

[2]蒋洪平.数控设备故障诊断与维修[M].北京:北京理工大学出版社,2006,8.

[3]黄卫.数控机床与故障诊断技术[M].北京:机械工业出版社,2014,8.

[4]杨克冲,陈吉红,郑小年.数控机床电气控制[M].武汉:华中科技大学出版社,2005,1.

[5]数控车床综合实训系统使用说明书及实验指导书.

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充分了解课程的应用

一直以来,大家都比较头疼技校学生的求知欲问题,面对学生基础薄弱、无法静心学习、动手能力比较差等问题,在高技工班的学生身上更是表现得比较明显,不过随着年龄的增长,这部分学生会或多或少地对将来的毕业出路问题比较重视。另外,PLC这门课本身是一门逻辑性较强的学科,所以对学生的要求就不单单是乖乖的听讲记笔记,还需要激发学生浓厚的兴趣,自主地去思考。

基于以上种种因素,在授课的初始就要立足于激发学生的学习兴趣和树立学生的自信心为目的。

利用就业作引导

选取较有说服力的案例引入课堂,比如请几位比较优秀的毕业生,让他们回校现身说法,聊一下在工作岗位上PLC的具体应用和重要性,然后再反过来告诉现在学生应该在学校里具备怎样的知识才能达到实际的工作要求,让学生明白当前就业形势的严峻,如果没有一技之长是难以在社会上立足的,依此来激发学生内在的学习动力。

利用实验作参考 我们的教学是在一体化教室,教师充分利用教室的设备条件,在讲课的开始,给学生展示一些简单的实验,比如走马灯、电梯控制、交通灯的控制等等,同时把已经毕业的学生制作的毕业设计给学生展示,一方面能激发学生的学习兴趣,另一方面也能让学生明白,只要认真做都可以做出自己的作品,增强学生的自信心。

利用实际作诱导 充分借助学校的有利资源,给学生提供很好的平台,让他们走出校门,到实际工厂的自动化生产线,让学生们去和工厂的工人、技术人员面对面接触,从而更加直观地认识PLC在现代工业中的应用。

把新型的授课模式引入课堂

“翻转课堂”是近几年引入的新型教学模式,这种教学模式颠覆了传统的“课上教师讲授、课后学生完成作业”的授课方式,让学生在家里看视频以替代教师的课堂讲解。在课堂上,让学生把精力集中在完成练习以及与教师和同伴的互动交流上。

在PLC实训的授课中,充分发挥这种授课模式带来的优势,不但大大缩短了实训的准备时间,而且可以重复播放让学生具体对待某一知识点,比如“三相异步电动机的正反转控制”的教学任务,在课前教师把整个的实训准备及实施过程录制下来,然后在第一节课中引入控制要求后,先让学生自行分析控制要求,完成输入输出分配表的制作,这个过程中学生是以小组为单位的,给学生足够的时间进行探讨交流,而后播放视频进行校对是否分配正确。

PLC的主线路及控制线路接线是实训中硬件部分的难点,也是特别注意的安全问题,教师通过视频先是从安全入手,播放了一段有关安全事故的教学视频,让学生思想上更加高度的重视,在此阶段要求学生通过海报的形式罗列出试训过程中的几点注意事项,以及防范措施。收到很好的教学效果,在随后教学过程中也体现出规范操作的重要性。

翻转课堂的授课方式要求在授课过程别注意学生的作息时间安排,学生必须要课下下足功夫,带着问题上课才能有所收获。基于PLC课程本身的特点,其知识点比较具体,每次录制时针对某一点、某一实验具有很强的针对性,所以学生能够很好地解决具体的问题。“三相异步电动机的正反转控制”这个实训的讲解时就是划分为输入输出分配表、接线图的制作、梯形图的编制和语句表的抒写几部分,这样学生在课余观看教学视频后,自己就明确要学习的知识点,从而很好掌握课程内容。

把难点留在实践中解决

在使用的教材前几章是讲解PLC的工作原理,恰当的工作原理对于学生来讲是最难理解的,因为都是非实物的知识点。在处理这部分知识点时,安排在后面的实践中进行,让学生在一定的实训项目后再去彻底理解。因地制宜的安排教学内容的顺序,才能发挥学生的长处并增强其信心,让学生克服学习困难的勇气,从而让学生能够把知识点由直观到感官的深刻领会。

就PLC实训中“组合钻床”这个课题,里面知识点涉及到机床控制电路的学习,如何让学生在实习过程中了解控制原理,提高限额、独立安装、维修操作的水平是本专业实习的教学重点。仅仅从电路板的安装接线和梯形图的编写是无法从根本上解决问题的,因为一台钻床的控制电路是多种多样的,不同的控制对像有不同的控制电路,而且编程的方式方法以及外部接线是各不相同的,当然在实际的应用中造成故障的原因也是多种多样的。因此,只有利用控制装置找出控制线路查找出故障点,确定或者缩小故障可能出现的范围,才能快捷地查找出故障点,在课本上仅仅局限于电工理论知识去领会控制原理,通过多加练习的方式是能够找出控制的硬件软件一部分,无法满足故障点维修的地能力。基于以上原因,笔者带领学生首先到实地去了解钻床的实际应用,借用校企合作的钻床设备与数控专业相关的教师进行交流,通过实践找出与电路控制相关的故障点,然后总结分析出大部分控制线路问题出在逻辑运算上,这样通过与学生的共同总结,实地考察,找出问题的关键,再进行学习控制理论。事实证明,学生从中受益匪浅,而且兴趣很大,也丝毫不感觉枯燥乏味。整个过程学生不仅仅学习到了与控制相关的逻辑电路,而且更加具备了实战经验,提高了解决实际问题的能力。

PLC实训中梯形图与语句表的转换也是比较头疼的部分,学生在学习时往往无法理解其工作的过程,教师在授课的过程中也是把这部分知识点融到实验设备中,让学生通过自己的动手来理解逻辑过程,充分应用教学实验设备,借用不同的显示面板增加更多相关的实例进行演练,比如先有单个电动机起动、正反转、顺序控制,然后增加多台电动机的类似动作等等,让学生对PLC程序编写有一个由简单到难得循序渐进的学习过程,最终让学生能够牢固地应用各种指令,打好坚实的基础。

结合实际进行模块训练