劉暢羅 林劉磊

[摘 要] 在機(jī)電類各專業(yè)的職業(yè)教育體系中，強(qiáng)電類的課程是必不可少的，而強(qiáng)電領(lǐng)域相關(guān)的教學(xué)又以低壓電器為主，高壓電器只做少量介紹。常見低壓電器不超過十五種，雖然工作原理相對(duì)簡(jiǎn)單，但對(duì)于初學(xué)者仍有很多難以理解和接受的地方，這就要求教師精準(zhǔn)把握重難點(diǎn)，做出最有效的講解和生動(dòng)的詮釋，讓學(xué)生的認(rèn)知性過程清晰明了，方可達(dá)到令人滿意的教學(xué)效果。

[關(guān) 鍵 詞] 籠統(tǒng)分類；阻性元件；通性元件；類比教學(xué)法

[中圖分類號(hào)] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2018）24-0060-02

強(qiáng)電類的專業(yè)核心課程首推的便是《電氣控制技術(shù)》，該課程為機(jī)電類各專業(yè)最常開設(shè)的一門專業(yè)核心課程。其主要內(nèi)容分為各種常見低壓電器的結(jié)構(gòu)和原理以及基本電控線路兩大部分。如果對(duì)接觸器和繼電器沒有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，后續(xù)的控制線路，乃至可編程控制器的教學(xué)則無(wú)從談起。可見兩大基礎(chǔ)低壓電器在整個(gè)知識(shí)體系中的重要作用。

一、教學(xué)過程中的問題與反思

筆者從事《電氣控制技術(shù)》和《電工技術(shù)基礎(chǔ)》教學(xué)工作長(zhǎng)達(dá)十余年，在前五年的課堂教學(xué)中，由于實(shí)訓(xùn)條件等客觀因素的制約，一直以線路原理分析為教學(xué)重點(diǎn)，而忽略了對(duì)構(gòu)成電控線路的基本元器件的講解，教學(xué)效果并不理想。以“正反轉(zhuǎn)互鎖控制線路”為例，因缺乏對(duì)交流接觸器原理的充分闡釋，導(dǎo)致大多數(shù)學(xué)生對(duì)調(diào)相并限制的過程無(wú)法理解。而后的幾年經(jīng)過反思與總結(jié)，本人把大量的教學(xué)課時(shí)轉(zhuǎn)移到兩大基礎(chǔ)元件的講解上，利用常見的教學(xué)手段，如：拆解實(shí)物，多媒體放映動(dòng)作原理示意動(dòng)畫，課堂討論與思考等形式，盡可能讓每位學(xué)生都能掌握各類開關(guān)電器的動(dòng)作原理及運(yùn)行特性。一旦掌握了這些知識(shí)要點(diǎn)，后續(xù)的教學(xué)內(nèi)容便水到渠成，控制線路的工作原理也迎刃而解，加之系統(tǒng)化的實(shí)操實(shí)訓(xùn)，教學(xué)效果理想。

下圖為經(jīng)過系統(tǒng)化的教學(xué)改革并實(shí)施后，高職生在短時(shí)間內(nèi)順利完成的電氣控制線路。

二、接觸器的教學(xué)重點(diǎn)

因接觸器在教學(xué)大綱中只涉及交流接觸器的相關(guān)知識(shí)，且電磁式接觸器的工作原理直觀易懂，并不存在難以理解的技術(shù)環(huán)節(jié)。故本知識(shí)模塊重點(diǎn)突出而無(wú)難點(diǎn)，只需充分講解和演示電磁機(jī)構(gòu)、觸電機(jī)構(gòu)及滅弧機(jī)構(gòu)的工作原理即可達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

首先電磁機(jī)構(gòu)作為接觸器的動(dòng)力來(lái)源，應(yīng)作為重點(diǎn)講解。而它的三大部分則是重中之重，應(yīng)著重講解銜鐵和鐵芯異于鑄造鋼體的疊裝結(jié)構(gòu)、交流勵(lì)磁和直流勵(lì)磁的本質(zhì)區(qū)別、線圈的材料和繞法以及附件，如：復(fù)位彈簧、短路環(huán)的作用等。再分發(fā)若干個(gè)接觸器實(shí)物和螺絲刀，讓學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)拆裝，加深印象。

其次，觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)因教學(xué)實(shí)物不宜破壞性拆解，可借用透明控制按鈕的觸點(diǎn)作相似性分析，讓學(xué)生掌握動(dòng)斷動(dòng)合的特性。并圖示觸頭的三種接觸形式（點(diǎn)接觸、線接觸、面接觸），同時(shí)讓學(xué)生手持不同規(guī)格的接觸器從側(cè)下方觀察觸點(diǎn)的面積、厚度、材質(zhì)的區(qū)別。

再次就是滅弧機(jī)構(gòu)，可以先講解在電路接通過程中電弧的產(chǎn)生和危害，從而引導(dǎo)學(xué)生重視滅弧的必要性。因滅弧機(jī)構(gòu)在整個(gè)設(shè)備里占比小，不易取出，拆解操作也不直觀，因此選取一些生產(chǎn)生活中的常見事物做比喻，在此可以起到類比聯(lián)系的教學(xué)效果。筆者一般以海塘防浪堤的消浪原理作為對(duì)比切入點(diǎn)，利用傳統(tǒng)的黑板粉筆的手繪過程，較為淺顯地描述滅弧過程。

最后用多媒體課件將電磁機(jī)構(gòu)運(yùn)行，并帶動(dòng)觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)平移的整套動(dòng)作以動(dòng)畫示意的形式演示一遍，七對(duì)觸點(diǎn)（三主四輔）的標(biāo)準(zhǔn)接觸器原理便可教授完成。

以上只是大綱規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容，而實(shí)際生產(chǎn)和平時(shí)實(shí)訓(xùn)時(shí)遇到的兩大常見問題，教材卻從未提及，應(yīng)單獨(dú)補(bǔ)充。特別是線圈接口的“兩進(jìn)一出”，一旦混淆則會(huì)造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故，以及與三對(duì)主觸點(diǎn)并列的配用觸點(diǎn)的作用和特征。

三、繼電器的教學(xué)重難點(diǎn)

繼電器種類繁多，性能各異，但始終把握一個(gè)教學(xué)重點(diǎn)：“把不同物理信號(hào)轉(zhuǎn)化為開關(guān)動(dòng)作的低壓電器”即可?？梢韵忍岢鰡栴}，讓學(xué)生思考繼電器和傳感器的本質(zhì)區(qū)別和共同點(diǎn)。

在這個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)上，教師可手持熱電偶和溫度繼電器在課堂上做直觀對(duì)比，向?qū)W生闡述熱電偶這種典型的傳感器只是把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為0～12mA的弱電信號(hào)并顯示，而無(wú)后續(xù)行為；溫度繼電器同樣存在感應(yīng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，這與傳感器一致，但溫度繼電器把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)后無(wú)需顯示，但經(jīng)放大電路作用后變?yōu)殚_關(guān)動(dòng)作輸出。并可總結(jié)為：傳感器只顯示不動(dòng)作，繼電器不顯示只動(dòng)作。雖然不是絕對(duì)嚴(yán)謹(jǐn)，但符合大多數(shù)繼電器的特點(diǎn)，淺顯易懂，知識(shí)印象進(jìn)一步得到加深。

在講解繼電器分類時(shí)務(wù)必把兩種不同工作原理的分類方法作為切入點(diǎn)并展開。而非課本上羅列的電磁式、電子式、電動(dòng)式、感應(yīng)式等功能性分法。這樣可刪繁就簡(jiǎn)，避免使初學(xué)者混淆概念。

無(wú)論課件上是否說(shuō)明，教師此時(shí)應(yīng)在黑板上用大括號(hào)書寫繼電器的兩大基本分類：機(jī)械式和半導(dǎo)體式。機(jī)械式可等同于電磁式繼電器，并以典型的中間繼電器（KA）為例講述，而選擇展示樣品時(shí)，最好將器材上標(biāo)印“接觸式繼電器”字樣的KA作為首選，這樣有助于對(duì)比交流接觸器，并向?qū)W生說(shuō)明：中間繼電器就是一種沒有主觸點(diǎn)的接觸器，其機(jī)械動(dòng)作與交流接觸器完全一致，只是使用場(chǎng)合不同而已；半導(dǎo)體式，可將其形象地稱為“芯片型繼電器”，因?yàn)榇祟惱^電器主板上或多或少裝有單片機(jī)，而機(jī)械式繼電器則沒有類似的集成電路芯片。同時(shí)拿出溫度繼電器、光敏繼電器、濕度繼電器等典型的半導(dǎo)體式繼電器做展示，進(jìn)而補(bǔ)充說(shuō)明此類繼電器多為電子式繼電器。這類型繼電器還需要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)NO、NC與COM的接口關(guān)系，及未標(biāo)注字母時(shí)的符號(hào)表達(dá)方式。最后需強(qiáng)調(diào)的是，這類繼電器工作時(shí)往往都依賴專用驅(qū)動(dòng)電源，故應(yīng)將常見的DC12V，24V直流電源模塊配合講解。

在講解完各種常見的繼電器類型后，再選取個(gè)別典型的電控線路原理圖，使學(xué)生了解不同類型的繼電器應(yīng)連接在電路里的什么位置，某些繼電器的感應(yīng)機(jī)構(gòu)應(yīng)如何與執(zhí)行器配合使用等。

四、其他元器件的教學(xué)注意事項(xiàng)

除接觸器、繼電器以外，各種低壓電器元件，如：熔斷器、按鈕、空開、端子排，甚至最基本的導(dǎo)線，不論常開常閉的狀態(tài)，一概歸類為“通性元件”，即視為零電阻導(dǎo)通；而電機(jī)、勵(lì)磁線圈、電阻絲、各類照明器材等，均歸納為“阻性元件”，即電阻無(wú)窮大，視為斷路。

更重要的是讓學(xué)生明白，無(wú)論主電路還是控制電路，都必須在相線之間設(shè)有阻性元件設(shè)備，否則必然發(fā)生火火、火零斷路。

五、結(jié)束語(yǔ)

只有充分理解所有常用低壓電器工作原理之后，才能進(jìn)一步把各種元件以邏輯關(guān)系和用電規(guī)范，通過導(dǎo)線串接成一個(gè)有機(jī)的整體，后續(xù)的典型電控線路教學(xué)即可順利開展。經(jīng)過多年摸索，筆者認(rèn)為：理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)課時(shí)應(yīng)以1∶2的比例分配。實(shí)踐教學(xué)中驗(yàn)證性教學(xué)和訓(xùn)練性教學(xué)應(yīng)1∶1分配，此為最優(yōu)課時(shí)配比。

當(dāng)下由于生源質(zhì)量下滑，高職高專生往往基礎(chǔ)偏差，本人深刻體會(huì)到：使用生澀的書面語(yǔ)言和過于嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩x往往不利于學(xué)生的理解和歸納，從實(shí)際出發(fā)，則不必過多考慮個(gè)別特殊情況下造成籠統(tǒng)分類表述時(shí)的不科學(xué)性。只有通過簡(jiǎn)單的分類，形象的比喻和現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的實(shí)物拆解與觀察，方可達(dá)到理想的教學(xué)效果。

本文除作為個(gè)人多年來(lái)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)外，亦可為部分新任專業(yè)課教師改革教學(xué)方法提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]何瑞華，尹天文.我國(guó)低壓電器現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].低壓電器，2014（1）.

[2]何桂玉.低壓電氣開關(guān)接觸性能分析與設(shè)計(jì)研究[J]. 山東工業(yè)技術(shù)，2015（1）.

[3]魏科.繼電器在電氣工程及其自動(dòng)化低壓電器中的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2017（11）.

[4]譚毅磊，趙乘麟.繼電器在電氣工程及其自動(dòng)化低壓電器中的應(yīng)用研討[J].通訊世界，2016（4）.

[5]楊修嶺，趙大偉.低壓電器設(shè)備絕緣技術(shù)性能檢測(cè)問題探討[J].電子制作，2016（3）.