復雜課程簡單教
——《變頻器技術及應用》一體化教學實施初探

高國棟

復雜課程簡單教
——《變頻器技術及應用》一體化教學實施初探

高國棟

傳統家用電器與工業電氣設備中大量使用單相異步電動機，電機在工作時常處于短時重復開、停狀態，如空調、冰箱、普通車床等。這樣勢必帶來啟動頻繁、噪聲大、電機壽命短、溫度穩定性差以及能耗高等一系列弊端。隨著電力電子技術、微電子技術、計算機技術、傳感器技術的迅速發展以及生產、生活水平的不斷提高，近年來各國都在競相開發變頻產品。變頻器技術的應用隨著時代的發展顯得越來越重要，變頻器技術及應用是現代電氣專業職業教育中不可或缺的部分。

人們通常把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作變頻器。它常利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，實現對交流異步電機的軟啟動、變頻調速、提高運轉精度、改變功率因數、過流/過壓/過載保護等功能。它是現代電氣技術教學的一個重點，然而變頻器的工作原理復雜，操作步驟變化繁多，在技工教育中又是一個教學實施的難點。教師和學生單一的講解變頻器工作原理，學生會覺得過于深奧，聽得一頭霧水。教師和學生講變頻器操控過程，因變頻器的參數設置復雜，缺少趣味性，學生要想完整的掌握操作技能也實為不易。

經過多年的教學實踐，筆者就如何把變頻器教學復雜的問題簡單化、枯糙的問題趣性化談談自己的做法：

一、開門見山，開課時通過實驗讓學生對變頻器的作用有一個直觀認識。

學期開課的第一教學任務，通過變頻器運轉直接帶動異步電動機的轉速可調，讓學生對變頻器的作用有一個直觀了解，從而介紹：1.變頻器的主要作用；2.變頻器的主回路端子接線方法；3.變頻器內部的基本構成由整流器、逆變器、中間直流環節、控制電路四個部分組成；4.變頻器的基本原理接線圖。通過介紹，讓學生對變頻器有一個總體的認識，明白它的用途及主要工作原理，為下一階段的項目式教學打下基礎。

二、通過項目教學法，列表展示本課程學習任務，讓同學們設立學習目標

項目教學法是一種以學生為中心，強調學生參與復雜活動的教學和學習模式，注重實踐探索的一種探究現實世界活動的教學方式。通過完成教學任務來體現學生在活動中所建構的知識體系，其目的是在課堂教學中把理論與實踐教學有機地結合起來，充分發掘學生的創造潛能。

學生對變頻器有了基礎認識之后，通過項目教學法，以學校實訓設備三菱A540系列為例，向學生展示三菱變頻器所需掌握的基本操作內容，幫助學生確定學習目標。

三、每個教學任務，通過操作演示、分組討論、課堂評價、分組實訓、教學評價等方式促進一體化教學實施

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在讓學生明白每節課的教學目標后 ，針對《變頻技術及應用》這本書的教材特點。第一步，通過講解任務目標，向學生操作演示，展示目標任務的操作過程，并講解操作中的注意事項及易錯點。第二步，根據實訓設備的臺數進行分組討論，討論每個目標任務的操作步驟、操作方法、操作注意事項，讓學生邊討論、邊記錄，并將討論結果進行小組匯總，同時填寫好課堂工作頁。第三步，由每個小組代表發言，闡述討論結果，由老師進行點評，講評工作頁的所需填寫的內容，形成全班的標準操作方案。第四步，分組實訓，同時教師進行操作巡視及時糾正同學們操作中出現的錯誤，同時督促學生們完成好操作工作頁的填寫，記錄好操作過程。第五步，教學評價，開展師生互動、反饋、評價實訓過程，對學生在操作中出現的問題進行逐一分析，對課堂內容進行總結。

通過以上教學過程的實施，學生們基本可以解決教學任務的完成要求。

四、通過多媒體教學或微課教學等現代教學方式進一步的提高教學效果

因變頻器本身體積較小，實驗臺操作范圍有限的原因，當一個班級人數多于25人時，教師演示時要讓每個學生都看清操作步驟還是有一定困難的。在教師演示環節，如果采用微課教學或通過攝像頭，利用多媒體教學方式進行，將大大提高教學效果。通過現代教學方式，將教師演示過程通過多媒體傳輸到投影布上，將操作的每一個細微步驟及變頻器顯示屏的變化都放大在屏幕上，使每個學生都能看清調試方法，也便于操作過程講解。

通過微課教學還可以多次的重復播放操作要領，對提高教學效果起到良好的優化作用。

五、階段化復習，實操案例組合訓練，強化教學效果

針對技工院校學生的素質特點：學生基礎相對薄弱、學習自主性不強、學習習慣欠佳等，對學生進行階段化復習及實操案例組合訓練還是十分必要的。比如，在完成變頻器的PU運行操作及變頻器外部運行操作兩個模塊時，進行兩個任務間的比較訓練及組合模式訓練。通過兩個任務模塊的復習，讓學生們重新了解各任務模塊的操作要領，達到溫故而知新。

通過以上教學方式實施，做到教與學的有機結合，全過程體現以學生為主體，激發學生的學習興趣，拋開了照本宣科式的枯燥教學。通過學習項目任務的精心選擇、合理設置，讓學生的做中學、學中做，真正實現了一體化教學的教學目標。教師完成項目化的教學任務設計，引導學生逐個完成項目實施，培養學生的編程、實操等綜合素質。通過近幾年的教學實施效果及學生的反饋調查，這種以項目式教學方式為主體，同時貫穿微課教學、多媒體教學、階段式復習教學等方式的教學方法，使“變頻器技術及應用”課程，在職業技術院校中取得復雜課程簡單教的教學效果。

（作者單位：福州第一技師學院）