問題式教學法在高職“交流伺服與變頻技術”課程中的探索

夏 怡，黃敏高

(常州機電職業(yè)技術學院， 常州 江蘇 213164)

0 引言

交流伺服與變頻器在通用機械、紡織機械、包裝機械、自動線、工業(yè)機器人及數(shù)控機床等機電一體化設備中的應用已經(jīng)越來越廣泛。因此“交流伺服與變頻技術”課程對數(shù)控設備應用與維護、機電一體化等電類專業(yè)學生是不可或缺的一門專業(yè)基礎課程。通過課程學習，學生需掌握通用型交流伺服與變頻器的基礎知識、應用及維修技能。

問題式教學法是以提出問題、分析問題、解決問題為線索，并把這一線索始終貫穿整個教學過程，以問題為中心，進行創(chuàng)造性教學的方法。該方法可以促使學生積極地融入課堂，提升學生的學習動力和興趣，激勵學生培養(yǎng)自學能力。

就如何將問題式教學法應用到“交流伺服與變頻技術”教學中提出具體做法和研究。

1 “交流伺服與變頻技術”課程特點和存在問題

“交流伺服與變頻技術”課程教學目標和任務是掌握變頻器和交流伺服驅動器的原理、電路設計、功能、參數(shù)，設備使用、調(diào)試、維修通用型變頻器、交流伺服驅動器的技能。該課程存在以下特點：(1)所涉基礎知識面廣：“交流伺服與變頻技術”綜合了電磁學、電機學、自動控制原理、電力電子技術、傳感器技術、數(shù)字電子技術、模擬電子技術、電氣控制技術等專業(yè)基礎知識，所涉及的理論基礎面教廣；(2)實踐操作性強：學生要在理解交流伺服驅動器與變頻器的原理上，能夠根據(jù)伺服驅動器與變頻器的手冊，去安裝接線、設置參數(shù)調(diào)試及進行簡單維修，實踐操作性強。因此教學中不僅要注重理論知識的學習，還需注重對交流伺服驅動器與變頻器操作技能的培養(yǎng)；(3)綜合性強：交流伺服驅動器與變頻器的學習不僅僅是驅動器本身的學習，還需要與上級控制器(PLC等)、檢測器件等協(xié)同工作，因此課程的綜合性較強，如何將不同的課程有效的銜接聯(lián)系是課程教學的一個難點。

面對基礎知識面廣、實踐操作性強、綜合性強的這樣一門課程，傳統(tǒng)的教學模式和方法卻過于單一。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，教師通常以講授方式平鋪直述變頻電路的結構及工作過程。講解單一枯燥，學生往往聽得一頭霧水，缺乏學習興趣和動力。如何在“交流伺服與變頻技術”有效地教學，將課本理論知識轉化為學生自己的知識，去解決實際問題，激發(fā)學生學習的內(nèi)在動力，是我們進行“問題式教學法”改革的目的。

2 “問題式教學法”在“交流伺服與變頻技術”課程中的探索與實踐

本文將根據(jù)“交流伺服與變頻技術”課程的特點，將“問題式教學法”融入到課程教學中去。按照問題的設計、問題實施、問題的反饋三個方面介紹“問題式教學法”在“交流伺服與變頻技術”課程中的具體實施過程。

2.1 問題的設計

“好的問題”是思維的“啟發(fā)劑”，它能使學生求知欲由潛伏狀態(tài)轉入活躍狀態(tài)，有力地調(diào)動學生思維的積極性和主動性，是開啟學生思維能動性的鑰匙。那如何來設計出“好的問題”

①明確教學目標:

首先需要明確教學的目標，即希望學生學會什么或能夠做什么。所有的問題都需以落實教學目標、完成教學任務為指南。針對“交流伺服與變頻技術”課程所涉及知識的特點，將課程的總體目標分成三塊。根據(jù)這三個課程目標，將課程的教學分成交流調(diào)速基礎、變頻技術及應用三大知識領域，十個項目來實施，每個項目分別有各自的項目目標。

②根據(jù)目標設計問題:針對課程學習目標及學生特點，我們構建一個指向明確、由淺入深、逐步推進的“問題鏈”。這樣就使學生的學習過程成為“感受、理解知識產(chǎn)生和發(fā)展的過程”，把學習知識的過程，變成了學生自主探究的過程。

首先針對課程總體目標，我們需要設置三個“大問題”，這些問題要反映本門課程的首要學習目標。也就是說如果學生能夠回答這些問題，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“大問題”分解為每個項目的項目問題如表1所示。項目問題是每個項目結束后學生需要能夠解答的問題。如果學生能夠回答這些問題，那他們就理解和掌握了本項目的核心知識，并不是本項目中包含的其它的一些細枝末節(jié)的知識。這些問題將在項目展開前提出，這樣學生就知道本項目的重點是什么，上完本項目學生該學會哪些東西，學生會根據(jù)教師的問題有針對性的學習和尋找答案。

具體實施過程以“PWM逆變原理”知識教學為例來說明 “問題鏈”的具體設置。如圖1所示，在整個問題設置過程中，始終以知識點所對應的教學的目標為指南，將其分解為幾個關鍵問題，逐步推進，問題與問題之間的邏輯關系清晰，目的和焦點清晰，引導學生深入閱讀和思考。

③問題設置注意事項

Ⅰ.問題需是針對教室中所有同學，每個人都有可能被要求給出答案。必須讓學生意識到他是教學中的一份子，隨時都可能要回答老師的提問，不要讓學生預知你會讓誰來答題，要避免總是讓前面幾排的同學或課堂上較活躍的學生答題，避免按照教材上問題的順序來提問，避免不再對已經(jīng)提過問題的學生進行提問。

Ⅱ.問題的難度要與學生的學習能力相匹配，問題的表述要明確簡單，讓學生能夠理解。

Ⅲ.避免設置答案是“對/錯”這樣的問題，學生容易靠單純的猜測，而不加思考來回答問題。

表1 項目對應問題表

2.2 問題的實施

①問題的提出

根據(jù)Orlich (2007), Melezinek (1999), Newton (2000), Burden& Byrd (2010)提出的觀點,問題的提出要分三步進行：Ⅰ)問題提出;Ⅱ)留出一定的時間讓班級中所有的同學都去思考和組織自己的答案;Ⅲ)對某一個或幾個同學進行提問。同時在學生給出答案后，老師不要立即對學生的答案給予評價，同樣給予其他同學一定時間來對該答案進行思考。但“等待時間”不可過長，因為當?shù)却欢〞r間后，學生仍然無法給出答案，那說明學生確實無法作答，繼續(xù)等待對學生來說會變成一種懲罰，不利于學生建立良好的學習情緒。

圖1 “PWM逆變原理”問題鏈

②對學生回答情況的應對

Ⅰ.回答準確：對于回答較好的同學，可對他的答案進一步強化。即通用一些積極的話語或行為如微笑、點頭、眼神交流等對學生的回答進行進一步的引導，鼓勵學生在現(xiàn)有答案上進行拓展，提升至更高的層次。例如“你如何來證明你說的觀點？”“你能將你的想法進一步具體化嗎？”

Ⅱ.回答不準確不全面：學生的最初答案可能不一定準確、全面，這就需要老師運用探究式提問對學生的最初答案進行深入探索分析。分析學生答案，幫助學生找出答案中隱含的一些前提條件，或對答案做評價。

Ⅲ.回答錯誤：對回答錯誤的處理策略：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生喚起某些記憶，讓學生想起以前學過的一些知識。2)或者老師用不同的表述方式來重述問題，讓學生能夠更好的理解問題。

Ⅳ.對不回答的同學的處理策略：1)將問題進一步具體化，細化。如老師：變頻器的主回路如何連接？學生：(沒反應)。老師：變頻器的主回路有哪幾個端口，這幾個端口分別和什么設備連接？ 2)老師可以提供一些提示信息，引導學生回答問題。

2.3 問題的總結反饋

課后要對問題的回答情況進行總結反饋，即根據(jù)學生對問題的反應及時調(diào)整問題的內(nèi)容、問題的表達形式即提問的方式，問題能更好的反應教學目標，讓學生能更好的理解問題，參與到問題答案的探索中來，從而更好地調(diào)動了學生學習的積極性和主動性

3 結語

將問題教學法融入到“交流伺服與變頻技術”課程的教學中，根據(jù)課程學習目標設置問題，以問題為載體貫穿教學過程，使學生在設問和釋問的過程中萌生自主學習的動機和欲望，有效地激發(fā)學生自主學習“交流伺服與變頻技術”的主動性和積極性。教師靈活運用各種提問策略，循序漸進地導引學生去主動思考問題，并“聽其言，觀其行”，接收學生發(fā)出的反饋信息，并對問題及時做出相應的控制和調(diào)節(jié)。