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机床电路抛锚式教学初探
作者：魏海水
关键词：机床电路；抛锚式；教学模式
《机床维修电工》是中职机电类专业的一门重要的专业课程，而机床电路教学在该专业课程中占有非常重要的地位。传统的教学方式是教师先画出电路，然后引导学生分析，最后得出电路的工作原理。这种教学方式存在许多弊端。首先，不能适应当今教学以学生为主体的要求；其次，这种教学方式对于学生的能力培养很不利，不能培养学生的创造性思维；再次，由于机床电路往往涉及电气元件较多，在电路工作时元器件之间又互相关联、相互影响，导致学生在分析电路时经常顾此失彼。机床电路图是分析故障的理论依据，只有熟悉各种电路图和各元件功能，才能分析电路工作原理，对故障现象及产生的原因才能有较正确的判断。在实际教学过程中，教师普遍认为机床电路比较难教，学生觉得较难理解，往往是只知其然而不知其所以然。机床电路的教学不仅仅是要教会学生分析某个电路，更重要的是教会学生分析电路、设计电路的方法。在教学中，笔者尝试将抛锚式教学方法引入机床电路教学实践中，培养学生自主学习的能力，收到了很好的效果。
所谓抛锚式教学，就是要求教学建立在有感染力的真实事件或真实问题的基础上，通过学生间的互动、交流，凭借学生的主动学习、生成学习，亲身体验从识别目标、提出目标到达到目标的全过程。这类真实事例或问题就是“锚”，而建立和确定这些事件或问题就可形象地比喻为“抛锚”。一旦这类事件或问题被确定了，整个学习内容和学习进程也就像轮船被锚固定一样被确定了。抛锚式教学的过程结构可用以下简式表示：创设情境→确定问题→自主学习→协作学习→效果评价。
下面就以机床电路教学中的“正反转控制电路”教学为例，对抛锚式教学模式在机床电路教学中的运用展开探讨。
创设情境
要借助各种先进的教学手段，为学生创设有利于探索的问题情境，并在问题情境的不同细节中设计进一步探索问题的建议和暗示（以利于学生的自主探索），使学习能在和现实情况基本一致或相类似的情境中发生。
在课堂教学中，利用多媒体技术播放正反转电路应用的实例，如电梯升降电机的运转、天车的左右或前后移动电机的运转、电动葫芦电机的运转等工程实例。这些电机正反转控制的工程实例不仅能激发学生的学习积极性，还能为学生很好地创设需要的问题情境。
确定问题
在上述情境下，选择出与当前学习主题密切相关的真实性事件或问题作为学习的中心内容，即让学生面临一个需要立即解决的现实问题。选出的事件或问题就是“锚”，这一环节的作用就是“抛锚”。如何使控制机械实现正转与反转呢？这就是本课题抛的第一个“锚”。要实现正反转控制，可以通过机械和电气控制来实现，在本课题中是以电气控制为例来进行说明的。通过电气方式实现正反转控制，只需要通过改变输入三相电动机的三相电中任意两相电的相序来实现。如何改变输入三相电动机的三相电中任意两相电的相序呢？这就是本课题所抛的第二个“锚”。通过控制两个交流接触器KM1和KM2的吸合来实现，例如当交流接触器KM1主触头吸合时，通入电动机的三相电相序为A、B、C，而当交流接触器KM2主触头吸合时，通入电动机的三相电相序为A、C、B，改变其中任意两相的相序便可以使电机由原来的正转变为反转。因此，只要能够分别控制交流接触器KM1和KM2的吸合，便可以控制电动机的正转和反转。
正是通过不断地“抛锚”，使整个学习内容和学习进程都围绕如何实现对两个交流接触器KM1和KM2的控制进行，逐步引导学生进行分析设计，逐步画出正反转控制电路的主电路。通过这种方法，学生不仅能够理解电路的结构和原理，还能使学生掌握一种电路设计的方法，培养学生设计电路的能力。
自主学习
教师不是直接告诉学生应当如何去解决面临的问题，而是向学生提供解决该问题的有关线索，例如需要搜集哪一类资料、从何处获取有关的信息资料以及现实中专家解决类似问题的探索过程等。随后学生展开自主学习活动。
在引导学生设计完成正反转控制电路的主电路的基础上，教师不再讲解分析，而是以学生为主体进行自主学习。课堂中给一定的时间让学生对余下的电路进行设计和完善。在此过程中，教师可以提醒学生该电路的设计可以参考电动机自锁起动电路的控制方式进行设计，通过这个环节可以考查学生对所学知识的掌握情况和灵活运用能力。在这个环节中，学生可以沿用电动机自锁起动电路中控制一个交流接触器电路的知识，通过自己的独立思考完成对交流接触器KM1和KM2线圈的控制。具体的控制要求：当按下正转控制按钮SB1时，交流接触器KM1的线圈得电并且能自锁；当按下反转控制按钮SB1时，交流接触器KM2的线圈得电并且能自锁；当按下停止控制按钮SB3时，交流接触器KM1或KM2的线圈失电。给定电路的控制要求后，由学生自行设计电路，从而可以培养学生设计电路的能力。
协作学习
对某些复杂问题，通常学生不能独立完成问题的解决，需要与同学或指导教师讨论和交流。通过学生与学生之间、学生与指导教师之间互相讨论、交流，不同观点彼此发生相互碰撞，可以补充、修正并加深每个学生对当前问题的理解。这时教师应当鼓励学生去考虑多种可能的问题解决方案，并鼓励他们与学习伙伴讨论自己的想法。学生需要进一步确定完成每项方案所包含的子目标，并识别与这些子目标的相关信息及非相关信息，最后对多种解决方案进行评估，确定最佳解决方案。
同样，在机床电路的教学中也涉及学生之间、师生之间的协作学习。在上个环节中，通过学生的自主学习所设计的正反转控制电路未必都是最正确的或者最简洁的电路，电路功能可能还不够完善。这样便没有达到我们的最终目的——设计最简洁且功能完善的电路。这就要求学生之间或者师生之间进行讨论和交流，对学生设计的电路进行论证、补充和完善。例如，在正反转控制电路的设计中，有的学生设计电路没有添加交流接触器KM1与KM2之间的互锁环节，有的学生在设计时没有设置电动机保护环节（热继电器或熔断器进行保护），有的学生设计的电路没有停止控制按钮等。通过协作学习，学生不仅能够发现自己电路设计的不足，同时也可以吸收别人好的设计思路和方法，从而提高自己设计机床电路的能力。
效果评价
抛锚式教学的效果评价包括小组评价和由教师进行的评价。学生与同组成员交流自己的心得和经验，小组进行评价，是学生反思自己解决问题的思维过程。由于抛锚式教学要求学生解决面临的现实问题，学习过程就是解决问题的过程，即由该过程可以直接反映出学生的学习效果。因此，教师对教学效果的评价往往不需要进行独立于教学过程的专门测验，只需在学习过程中随时观察并记录学生的表现即可。
在机床电路的教学中，对学生设计的电路必须进行全面评价。评价的具体指标是：（1）该电路是否能够完成既定的控制要求；（2）在电路中是否设置了相应的安全保护措施；（3）该电路是否最简洁、最合理，功能上是否可拓展。在电动机正反转控制电路的教学中，对于电路的基本控制要求学生都能实现，在电路中都设置了正转起动按钮（SB1）、反转起动按钮（SB2）和停止按钮（SB3）。在电路的安全保护措施的设置中，有的学生在KM1、KM2线圈回路中没有设置互锁环节，有的学生在电路中没有设置热继电器来保护长时间运行的电机，有的学生没有增设主电路和控制电路的熔断器。在电路功能的拓展上，有少部分学生在电路中加入了开关联锁环节，这一点充分体现了这部分学生创造力的提高。在教学中通过对学生设计电路的评价，师生展开讨论，找出电路的不足和长处，有利于提高学生的电路设计能力。同时，通过评价教师能够随时了解学生对所学知识的掌握情况。
抛锚式教学在以人为本教学思想指导下，强调学生通过积极思维、主动探索自我获得知识，激发了学生学习的内在动机，开发了他们的智力，培养了他们的创新能力。通过抛锚式教学实践，学生理解了机床线路的电路结构和工作原理，上课时思维活跃，并主动介入教学过程，从被动学习转变为主动学习，提高了运用知识的能力。
参考文献：
[1]武汉市教学研究室.机床维修电工[M].北京：高等教育出版社，1992.
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[4] （美）布鲁克斯（Brooks，J.G），布鲁克斯（Brooks，M.G）.建构主义课堂教学案例[M]. 范玮，译.北京：中国轻工业出版社，2005.
作者简介：
魏海水（1976—），男，中学一级教师，主要从事中等职业学校机电专业教学工作。