STEAM视阈下电力拖动控制线路的项目设计

    摘 要：steam教育是多学科多维度的综合创新教育，面向全体学生，关注学生差异，将其倡导的6E学习模式运用在中职生的电力拖动线路项目设计中，有利于培养学生的综合分析能力与动手能力。

    关键词：STEAM理念;6E学习模式

    中图分类号：TP273文献标识码：A

    doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.11.080

    1 STEAM教育理念

    20世纪90年代，美国国家科學基金会（National Science Board，NSB）提出了STEM教育理念[1]，21世纪以后，美国佛吉尼亚科技大学的Yakman教授[2]提议将艺术作为重要的人文素养加入STEM教育，从而发展为STEAM教育，即科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Art）和数学（Mathematics）多学科多维度的综合创新素质教育。STEAM教育在实施过程中，面向全体学生，关注学生差异，包括学生的不同认知水平、文化背景、学习兴趣、学习能力、审美情操、身体条件和行为能力。

    2 6E学习模式

    STEAM教育倡导6E学习模式[3]，即引入（Engage）、探索（Explore）、解释（Explain）、工程（Engineer）、深化（Enrich）和评价（Evaluate）。该学习模式倡导为真实的情景解决问题，利用跨学科的知识构架解决问题，以培养学生的综合分析与动手能力，与职业教育的育人理念不谋而合。

    3 基于STEAM理念的案例设计

    3.1 案例选题

    本着“以就业为导向，以能力为本位”的教育理念，教学内容精选中级维修电工考证的核心考点“电动机的控制”。其中电动机正反转控制线路为经典电动机控制，承上启下，是电动机位置控制的基础。

    3.2 案例设计

    （1）引入。课前学生进行电动机正反转实例搜索，自主找出伸缩门、电梯、机床主轴、升降机等工作视频，生动再现工作场景。以伸缩门为例，学生分析其电气要求：将其转化为电动机的可逆运转控制要求。明确正反转控制的两个条件：电动机换相和增加反向转动控制回路。

    （2）探索。学生小组合作，通过绘制思维导图，进行原理图设计并发现问题：直接增加控制回路，会导致短路事故。学生尝试改进措施，教师参与点拨，引入接触器联锁控制。

    （3）解释。通过学生讨论分析，发现接触器联锁控制电路具有线路工作安全可靠的特点，但是该电路操作不便，正反转不能直接切换，必须先停下来。学生自主探索，优化电路，改进措施为接触器、按钮双重联锁正反转控制线路。其线路操作方便，可以直接实现正反转切换，工作安全可靠。

    （4）工程。学生进行仿真模拟后，完成电动机正反转控制线路的布线操作。实训步骤为检测低压电器元件，将元件合理布局并紧固在实训面板上;先进行主电路的布线，再进行控制线路的布线。根据文明安全生产原则，线路检测无误后，在教师的指导下，进行通电试车。

    教师人为设置电气自然故障两处，讲解故障排除步骤，并进行示范检修，直至故障排除。具体步骤为：一看，观察故障现象;二判，缩小故障范围;三测，准确找出故障点;四修，迅速排除故障。

    （5）深化。通过动手操作，学生进一步理解接触器联锁与双重联锁的区别与联系。在综合实践课上，组织学生到企业进行参观学习，由企业师傅讲解并演示其在企业的实际使用，这是本课的经典实际应用;企业师傅还给学生讲解了电动车进行正反转的原理，并指导学生操作练习，将课堂教学与企业生产实践相对接，深化学生对本课的理解与掌握。

    （6）评价。教师总结并指出安装和调试过程中普遍问题及解决措施，邀请电工技能考评员对学生的实训进行考评，学生进行接线工艺水平的互评，进行在线测试。课后学生完成项目任务书，并考核自评。

    4 思考与启示

    STEAM教育理念下，进行6E学习法教学时，要考虑以下因素。

    （1）可行性。项目设计不能过难，不能超越中职生的最近发展区，通过师生共同努力，学生能跳一跳进行自主探究，自己设计可行的方案，师生共同优化方案，真正解决问题。

    （2）价值性。给学生的情景问题要对生产和生活有价值，不能天马行空，也不能闭门造车。在本案例中，学生通过综合实践课去企业参观学习，认识到本课学习的重要意义与实践价值。

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    作者简介：王静（1983-），女，汉族，江苏徐州人，电子技术与应用专业，讲师，研究方向：机电与控制专业教学研究，E-mail：[email protected]。