“电气控制技术”课程的层次教学探讨

彭 芳

（湖南工程职业技术学院，湖南 长沙 410151）

电气控制技术在生产过程、科学研究及其他各领域的应用十分广泛，在自动化类专业中，“电气控制技术”是一门重要且实践性非常强的专业课程，它是培养学生获得职业资格等级证书的一个重要考核项目，其设置目的是为从事企业电气设备使用和维护打下扎实的基础。根据工厂电气技术方面的关键能力，确定课程的知识点和能力培养方案，通过课程教学旨在培养学生掌握三个方面的专业理论知识与实践技能：一是常用低压电器的结构、工作原理的理解与拆装；二是典型电气控制线路组成、工作原理方面的知识，具有绘制、设计电气原理图、电气设备安装图、电气设备接线图的能力并能实现电气控制线路按工艺要求的正确安装；三是将常用普通机床的控制过程与电气控制线路结合，具有机床电气控制系统的综合分析能力和故障检修能力，形成理论与技能相融合的课程教学体系，突出实践教学，以实验室和实训中心为主体，采取教、学、做合一的教学方法，利用现代的多媒体教学设施、网络资源和实际生产环境资源形成各有特色的多种教学渠道。

电气控制技术的主要前导课程是电工技术，学生已具备交直流电路的分析和计算、电磁定律的理解及交直流电动机工作特性等三个方面的基础。在电气控制技术中，从单一低压电器的认识起步，并由它们构成典型功能的基本控制电路，再到一个完整的具有综合功能的机械控制设备，在每一个不同的教学阶段都各有其自身的特点，针对教学内容的不同，应采取有效的教学方法，并且要把握理论与实践相互融合、相互渗透、相辅相成，不断使学生在电气设备控制中的知识与操作技能方面同步巩固与提高。

1 从基础入手，培养观察能力和思考能力

“电气控制技术”做为一门新课引入时，首先应当给学生建立一个教学内容的框架，了解该课程的构成体系，通过行业的生产机械与电力线路系统中实际素材的采集，说明在一个完整的电气控制系统，无论简单或是复杂，都是由各个功能单元来实现的，而每个功能单元小到细处就是低压电器元器件，它由不同类型的低压电器及其电气连接构成了一个电气控制网。通过这样的方式，拉近了学生所处教学环境与生产实际的距离，将枯燥的文字介绍表现得更为具体化，不仅可以加深学生对电气控制技术课程的认识，而且将极大地激发学生的学习兴趣，俗话说“兴趣是最好的老师”，学生有了学习的兴趣，必将为后续的学习形成一个良好的开端。

在低压电器的结构、工作原理、器件选用与拆装等方面进行教学时，可将教室转为实训室，实物与多媒体的配合，从两个层次来进行教学：首先是从低压电器外形来展开，一边观察一边讲解，通过观察元件，了解组成与结构，理解低压电器的工作过程，让学生观察问题、发现问题；其次是低压电器的拆装训练，理论与实践同步进行，培养学生发现问题、思考问题的能力。以交流接触器为例，它主要由电磁机构、触头系统、灭弧装置三大部分组成，触头系统受电磁机构的控制，灭弧装置是保护环节，而电磁机构中线圈的得电与否取决于外部电路条件。交流接触器每一组成部分的形状、材料都有其自身的特点和要求，通过问题设置的方式，如铁芯采用硅钢片叠装的原因、铁芯上设置短路环的目的、触头采用铜质与银质的不同点、触头系统不同接触形式所适应的不同场合、实现电弧灭弧的方法等，让学生全面掌握接触器的特性。通过观察讲解后，让学生进行接触器的拆装，按照正确的拆装步骤，加强学生的感性认识，巩固理论基础，这样把实物从整体到分解，转化为理论的分散到归纳集中，使学生了解从电器的名称、型号、内部结构、低压电器的调节以及常见故障的处理，还可以实现在低压电器方面基础知识与技能的培养，并为下一环节教学打下扎实的基础。

2 学以致用，培养分析能力与实践能力

通过低压电器的学习，学生已掌握了分门别类低压电器的初步知识，如何应用它们以实现不同的控制要求呢？基本控制功能模块正是以低压电器组成的具有单一功能的电路结构。

教学中重点要讲清楚、讲透彻，以正反转电路为例，其中两把“锁”——自锁和互锁，自锁是电动机连续运行的特征，互锁是电动机单向运行的保障。从简单的按钮控制可逆控制线路，到按钮或接触器互锁的可逆控制线路，再由按钮、接触器双重互锁构成的控制线路，遵循层层推进的方式，说明在均能实现可逆运行的情况下，各个电路具有不同的优点与缺陷。又如，在电动机的制动控制中，无论是机械制动还是电气制动目的都是让电动机迅速停止。但两者之间的区别在于机械制动闸瓦与闸轮的配合，施加给旋转电动机的是摩擦阻力，它是两个有形物体之间通过接触产生的制动力；在电气制动中，通过电磁感应在旋转电动机上形成与原旋转方向相反的电磁制动力，它是无形的。同时，在电气制动中常采用的反接制动与能耗制动又因为电路结构的不同其制动效果存在差异。这样通过采用启发式、对比式教学，并配以电气控制动画演示，就能使课堂教学充满活力，激发学生的学习积极性，提高教学效果。

在基本控制线路训练模块，首先要加强学生对电气控制正确安装的重要性理解，在很大程度上电气控制线路的安装质量将直接影响到电气控制电路的工作状态是否正常。在安装实训中，引导学生依据电气原理图做到合理选择用电设备、电器元件的型号规格，构成一个匹配的系统；通过电气设计制图软件完成电气线路接线图的绘制，做到元件安装位置适合、牢固可靠、布线合理、接线正确。在此环节中，重点是让学生精细操作、反复训练，做到图到心、手到位，仔细体验，让学生将操作过程转化为自己的所得，明白每一个课题是做什么、又应该怎么做。

3 明确体系，培养职业能力和创新能力

在常用的车床、铣床、磨床、钻床和镗床等机械设备中，它们的电路结构虽各有特点，但仍是由若干基本控制单元电路组合而成，所以在机床控制线路的教学环节中，一方面需强调综合知识的运用能力，通过制作机床电气线路训练，使学生能在仿真环境中练习机床电气控制线路中常见故障的排除。在车床、磨床、钻床、铣床、镗床的电气控制线路训练中，通过设置故障点，使学生能结合实际直观地进行演练，提出问题并解决问题，旨在理论联系实际，培养学生的工程意识；另一方面组织学生到实训车间熟悉机床控制线路，到校外实习基地参观、见习，参与校内实际故障机床电气控制线路的维修，组织学生参加技能竞赛活动等，增强学生的感性认识，为学生顺利考取中级维修电工等级证书打下良好的基础。

学生要学会在实际环境中工作，应付各种可能出现的情况，实现从技能到能力的转变，为提高学生的实践能力，可采用开放式实践教学，在完成基本控制电路的教学内容后，安排学生自主设计电气控制线路的环节，即学生以基本控制电路为基础，自行设计附加一定控制功能的控制电路，绘制设计图，并按图制作、调试控制电路，教学以学生设计、操作为主，教师辅导为辅，让学生在实践教学过程中有较大的思维空间和活动空间，实践指导教师只在提供实践资料、解答实验问题等方面为学生提供服务，把学生推到实践的主体位置，开放式实践教学具有综合性较强的特点，提高了学生解决实际问题的能力和创新能力。

［1］付家才.电气控制实验与实践［M］.北京：高等教育出版社，2004.

［2］吴林根.基于创新人才培养的实践教学改革［J］.实验室研究与探索，2004，23（10）.

［3］张会清，王普，任明荣，高学金，严爱军.“现代电气控制技术”教学改革与实践［J］.北京教育（高教版），2008，（12）.