夏 怡，黃敏高

(常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 常州 江蘇 213164)

0 引言

交流伺服與變頻器在通用機(jī)械、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、自動(dòng)線、工業(yè)機(jī)器人及數(shù)控機(jī)床等機(jī)電一體化設(shè)備中的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛。因此“交流伺服與變頻技術(shù)”課程對(duì)數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)、機(jī)電一體化等電類專業(yè)學(xué)生是不可或缺的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。通過(guò)課程學(xué)習(xí)，學(xué)生需掌握通用型交流伺服與變頻器的基礎(chǔ)知識(shí)、應(yīng)用及維修技能。

問(wèn)題式教學(xué)法是以提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題為線索，并把這一線索始終貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程，以問(wèn)題為中心，進(jìn)行創(chuàng)造性教學(xué)的方法。該方法可以促使學(xué)生積極地融入課堂，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和興趣，激勵(lì)學(xué)生培養(yǎng)自學(xué)能力。

就如何將問(wèn)題式教學(xué)法應(yīng)用到“交流伺服與變頻技術(shù)”教學(xué)中提出具體做法和研究。

1 “交流伺服與變頻技術(shù)”課程特點(diǎn)和存在問(wèn)題

“交流伺服與變頻技術(shù)”課程教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)是掌握變頻器和交流伺服驅(qū)動(dòng)器的原理、電路設(shè)計(jì)、功能、參數(shù)，設(shè)備使用、調(diào)試、維修通用型變頻器、交流伺服驅(qū)動(dòng)器的技能。該課程存在以下特點(diǎn)：(1)所涉基礎(chǔ)知識(shí)面廣：“交流伺服與變頻技術(shù)”綜合了電磁學(xué)、電機(jī)學(xué)、自動(dòng)控制原理、電力電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)、電氣控制技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，所涉及的理論基礎(chǔ)面教廣；(2)實(shí)踐操作性強(qiáng)：學(xué)生要在理解交流伺服驅(qū)動(dòng)器與變頻器的原理上，能夠根據(jù)伺服驅(qū)動(dòng)器與變頻器的手冊(cè)，去安裝接線、設(shè)置參數(shù)調(diào)試及進(jìn)行簡(jiǎn)單維修，實(shí)踐操作性強(qiáng)。因此教學(xué)中不僅要注重理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，還需注重對(duì)交流伺服驅(qū)動(dòng)器與變頻器操作技能的培養(yǎng)；(3)綜合性強(qiáng)：交流伺服驅(qū)動(dòng)器與變頻器的學(xué)習(xí)不僅僅是驅(qū)動(dòng)器本身的學(xué)習(xí)，還需要與上級(jí)控制器(PLC等)、檢測(cè)器件等協(xié)同工作，因此課程的綜合性較強(qiáng)，如何將不同的課程有效的銜接聯(lián)系是課程教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)。

面對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)面廣、實(shí)踐操作性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)的這樣一門課程，傳統(tǒng)的教學(xué)模式和方法卻過(guò)于單一。課堂上通常采取以教師為中心的傳統(tǒng)講授模式，例如在講解變頻原理時(shí)，教師通常以講授方式平鋪直述變頻電路的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程。講解單一枯燥，學(xué)生往往聽得一頭霧水，缺乏學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。如何在“交流伺服與變頻技術(shù)”有效地教學(xué)，將課本理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為學(xué)生自己的知識(shí)，去解決實(shí)際問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)力，是我們進(jìn)行“問(wèn)題式教學(xué)法”改革的目的。

2 “問(wèn)題式教學(xué)法”在“交流伺服與變頻技術(shù)”課程中的探索與實(shí)踐

本文將根據(jù)“交流伺服與變頻技術(shù)”課程的特點(diǎn)，將“問(wèn)題式教學(xué)法”融入到課程教學(xué)中去。按照問(wèn)題的設(shè)計(jì)、問(wèn)題實(shí)施、問(wèn)題的反饋三個(gè)方面介紹“問(wèn)題式教學(xué)法”在“交流伺服與變頻技術(shù)”課程中的具體實(shí)施過(guò)程。

2.1 問(wèn)題的設(shè)計(jì)

“好的問(wèn)題”是思維的“啟發(fā)劑”，它能使學(xué)生求知欲由潛伏狀態(tài)轉(zhuǎn)入活躍狀態(tài)，有力地調(diào)動(dòng)學(xué)生思維的積極性和主動(dòng)性，是開啟學(xué)生思維能動(dòng)性的鑰匙。那如何來(lái)設(shè)計(jì)出“好的問(wèn)題”

①明確教學(xué)目標(biāo):

首先需要明確教學(xué)的目標(biāo)，即希望學(xué)生學(xué)會(huì)什么或能夠做什么。所有的問(wèn)題都需以落實(shí)教學(xué)目標(biāo)、完成教學(xué)任務(wù)為指南。針對(duì)“交流伺服與變頻技術(shù)”課程所涉及知識(shí)的特點(diǎn)，將課程的總體目標(biāo)分成三塊。根據(jù)這三個(gè)課程目標(biāo)，將課程的教學(xué)分成交流調(diào)速基礎(chǔ)、變頻技術(shù)及應(yīng)用三大知識(shí)領(lǐng)域，十個(gè)項(xiàng)目來(lái)實(shí)施，每個(gè)項(xiàng)目分別有各自的項(xiàng)目目標(biāo)。

②根據(jù)目標(biāo)設(shè)計(jì)問(wèn)題:針對(duì)課程學(xué)習(xí)目標(biāo)及學(xué)生特點(diǎn)，我們構(gòu)建一個(gè)指向明確、由淺入深、逐步推進(jìn)的“問(wèn)題鏈”。這樣就使學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程成為“感受、理解知識(shí)產(chǎn)生和發(fā)展的過(guò)程”，把學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程，變成了學(xué)生自主探究的過(guò)程。

首先針對(duì)課程總體目標(biāo)，我們需要設(shè)置三個(gè)“大問(wèn)題”，這些問(wèn)題要反映本門課程的首要學(xué)習(xí)目標(biāo)。也就是說(shuō)如果學(xué)生能夠回答這些問(wèn)題，那他們不僅掌握了本門課程教授的技能，并理解了該技能背后的原理。

其次將三“大問(wèn)題”分解為每個(gè)項(xiàng)目的項(xiàng)目問(wèn)題如表1所示。項(xiàng)目問(wèn)題是每個(gè)項(xiàng)目結(jié)束后學(xué)生需要能夠解答的問(wèn)題。如果學(xué)生能夠回答這些問(wèn)題，那他們就理解和掌握了本項(xiàng)目的核心知識(shí)，并不是本項(xiàng)目中包含的其它的一些細(xì)枝末節(jié)的知識(shí)。這些問(wèn)題將在項(xiàng)目展開前提出，這樣學(xué)生就知道本項(xiàng)目的重點(diǎn)是什么，上完本項(xiàng)目學(xué)生該學(xué)會(huì)哪些東西，學(xué)生會(huì)根據(jù)教師的問(wèn)題有針對(duì)性的學(xué)習(xí)和尋找答案。

具體實(shí)施過(guò)程以“PWM逆變?cè)怼敝R(shí)教學(xué)為例來(lái)說(shuō)明 “問(wèn)題鏈”的具體設(shè)置。如圖1所示，在整個(gè)問(wèn)題設(shè)置過(guò)程中，始終以知識(shí)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的教學(xué)的目標(biāo)為指南，將其分解為幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，逐步推進(jìn)，問(wèn)題與問(wèn)題之間的邏輯關(guān)系清晰，目的和焦點(diǎn)清晰，引導(dǎo)學(xué)生深入閱讀和思考。

③問(wèn)題設(shè)置注意事項(xiàng)

Ⅰ.問(wèn)題需是針對(duì)教室中所有同學(xué)，每個(gè)人都有可能被要求給出答案。必須讓學(xué)生意識(shí)到他是教學(xué)中的一份子，隨時(shí)都可能要回答老師的提問(wèn)，不要讓學(xué)生預(yù)知你會(huì)讓誰(shuí)來(lái)答題，要避免總是讓前面幾排的同學(xué)或課堂上較活躍的學(xué)生答題，避免按照教材上問(wèn)題的順序來(lái)提問(wèn)，避免不再對(duì)已經(jīng)提過(guò)問(wèn)題的學(xué)生進(jìn)行提問(wèn)。

Ⅱ.問(wèn)題的難度要與學(xué)生的學(xué)習(xí)能力相匹配，問(wèn)題的表述要明確簡(jiǎn)單，讓學(xué)生能夠理解。

Ⅲ.避免設(shè)置答案是“對(duì)/錯(cuò)”這樣的問(wèn)題，學(xué)生容易靠單純的猜測(cè)，而不加思考來(lái)回答問(wèn)題。

表1 項(xiàng)目對(duì)應(yīng)問(wèn)題表

2.2 問(wèn)題的實(shí)施

①問(wèn)題的提出

根據(jù)Orlich (2007), Melezinek (1999), Newton (2000), Burden& Byrd (2010)提出的觀點(diǎn),問(wèn)題的提出要分三步進(jìn)行：Ⅰ)問(wèn)題提出;Ⅱ)留出一定的時(shí)間讓班級(jí)中所有的同學(xué)都去思考和組織自己的答案;Ⅲ)對(duì)某一個(gè)或幾個(gè)同學(xué)進(jìn)行提問(wèn)。同時(shí)在學(xué)生給出答案后，老師不要立即對(duì)學(xué)生的答案給予評(píng)價(jià)，同樣給予其他同學(xué)一定時(shí)間來(lái)對(duì)該答案進(jìn)行思考。但“等待時(shí)間”不可過(guò)長(zhǎng)，因?yàn)楫?dāng)?shù)却欢〞r(shí)間后，學(xué)生仍然無(wú)法給出答案，那說(shuō)明學(xué)生確實(shí)無(wú)法作答，繼續(xù)等待對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)會(huì)變成一種懲罰，不利于學(xué)生建立良好的學(xué)習(xí)情緒。

圖1 “PWM逆變?cè)怼眴?wèn)題鏈

②對(duì)學(xué)生回答情況的應(yīng)對(duì)

Ⅰ.回答準(zhǔn)確：對(duì)于回答較好的同學(xué)，可對(duì)他的答案進(jìn)一步強(qiáng)化。即通用一些積極的話語(yǔ)或行為如微笑、點(diǎn)頭、眼神交流等對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行進(jìn)一步的引導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生在現(xiàn)有答案上進(jìn)行拓展，提升至更高的層次。例如“你如何來(lái)證明你說(shuō)的觀點(diǎn)？”“你能將你的想法進(jìn)一步具體化嗎？”

Ⅱ.回答不準(zhǔn)確不全面：學(xué)生的最初答案可能不一定準(zhǔn)確、全面，這就需要老師運(yùn)用探究式提問(wèn)對(duì)學(xué)生的最初答案進(jìn)行深入探索分析。分析學(xué)生答案，幫助學(xué)生找出答案中隱含的一些前提條件，或?qū)Υ鸢缸鲈u(píng)價(jià)。

Ⅲ.回答錯(cuò)誤：對(duì)回答錯(cuò)誤的處理策略：1)老師給出正確答案，或做一些提示。這些提示通?？梢詭椭鷮W(xué)生喚起某些記憶，讓學(xué)生想起以前學(xué)過(guò)的一些知識(shí)。2)或者老師用不同的表述方式來(lái)重述問(wèn)題，讓學(xué)生能夠更好的理解問(wèn)題。

Ⅳ.對(duì)不回答的同學(xué)的處理策略：1)將問(wèn)題進(jìn)一步具體化，細(xì)化。如老師：變頻器的主回路如何連接？學(xué)生：(沒反應(yīng))。老師：變頻器的主回路有哪幾個(gè)端口，這幾個(gè)端口分別和什么設(shè)備連接？ 2)老師可以提供一些提示信息，引導(dǎo)學(xué)生回答問(wèn)題。

2.3 問(wèn)題的總結(jié)反饋

課后要對(duì)問(wèn)題的回答情況進(jìn)行總結(jié)反饋，即根據(jù)學(xué)生對(duì)問(wèn)題的反應(yīng)及時(shí)調(diào)整問(wèn)題的內(nèi)容、問(wèn)題的表達(dá)形式即提問(wèn)的方式，問(wèn)題能更好的反應(yīng)教學(xué)目標(biāo)，讓學(xué)生能更好的理解問(wèn)題，參與到問(wèn)題答案的探索中來(lái)，從而更好地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性

3 結(jié)語(yǔ)

將問(wèn)題教學(xué)法融入到“交流伺服與變頻技術(shù)”課程的教學(xué)中，根據(jù)課程學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)置問(wèn)題，以問(wèn)題為載體貫穿教學(xué)過(guò)程，使學(xué)生在設(shè)問(wèn)和釋問(wèn)的過(guò)程中萌生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)和欲望，有效地激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)“交流伺服與變頻技術(shù)”的主動(dòng)性和積極性。教師靈活運(yùn)用各種提問(wèn)策略，循序漸進(jìn)地導(dǎo)引學(xué)生去主動(dòng)思考問(wèn)題，并“聽其言，觀其行”，接收學(xué)生發(fā)出的反饋信息，并對(duì)問(wèn)題及時(shí)做出相應(yīng)的控制和調(diào)節(jié)。