形象教学法在高职船舶电气设备课程中的教学应用

冯娜

（山东交通职业学院，山东省潍坊市，261206）

摘要：高职航海类院校的学生学习基础偏弱，对于偏抽象的知识理解相对困难。笔者运用形象教学法，将抽象的知识变成贴近同学们生活的例子，将复杂的知识简单化，将枯燥的知识有趣化，教学效果显著，讲授方法和教学风格深受同学们的欢迎。

关键词：船舶电气设备课程；形象教学法；电机

高职航海类院校轮机工程技术专业的船舶电气设备课程是中华人民共和国海事局三管轮适任评估考试必考科目之一，也是笔者在高职院校所教授的各届同学们均反应最难理解的科目，尤其里面的磁场、电机以及控制电路部分内容，较为抽象，让人看不见，摸不着，更难以将知识串成线进行记忆。笔者在多年的教授过程中，总结经验，深度挖掘助于学生理解本课程的教学方法，其中运用的形象教学方法效果较好，用比喻、类比等方法，让抽象的知识变成现实生活中的例子，贴近学生的生活，易于理解，又加深记忆。

1、电机模块知识记忆——“遥控汽车”串线记忆法

很多同学反应电机部分内容难以记忆，从结构到原理到特性，难以串线，容易在脑中出现混乱现象。笔者在教学中，从学生视角出发，讲电机的内容学习形象比喻成学生小时候去买最喜欢的遥控汽车。

1.1电机结构——遥控汽车购买选择

学生去买遥控汽车，首先要先从一堆形形色色的遥控车中挑选出自己最喜欢的那一辆，选择的过程是通过看汽车的外观。学习电机，则首先要学习电机的结构。

1.2电机工作原理——遥控汽车遥控原理研究

学生把遥控汽车买回家，在玩过一段时间后，便会在好奇心的驱动下，想研究下遥控汽车是如何遥控的，想探究它的工作原理。电机亦是如此，即电机的工作原理。

1.3电机特性——遥控汽车性能探究

学生研究完原理后，重新组装完成后，便在原理的基础上开始思索遥控汽车的启动、提速等之类的特性。等同于研究电机的特性。对于电动机，由于是将电能转化成机械能，故只需研究其运动的机械特性。而对于发电机，是将机械能转化成电能，故需要研究其不带负载时的发电特性，即空载特性；以及带外部负载时的发电特性，即外特性。

1.4电动机控制方法——遥控汽车遥控操作方法

学生已经对遥控汽车的特性都已掌握，便会和朋友一起玩耍遥控汽车。大家一起先启动汽车，启动汽车后按动遥控按钮进行汽车加速，速度起来之后便可以给汽车降速至停车，还可以进行反向倒车行驶。研究电动机，同样如此，从电动机的启动特性及方法——调试——制动——反转，四个方面，便可将电动机知识进行有序串线。

2、异步电动机“异步”理解——“手拉手”奔跑

异步电动机是船舶电机里面最重要的部分，概念和知识点都相对较多，如同步转速、转差率等，让很多同学容易概念模糊，理解吃力。笔者在教学中，将电动机的同步转速与转子转速类比为两位同学之间的牵手跑步运动，同步转速(旋转磁场转速)类比为同学A，转子转速类比为同学B。转差率则类比为A与B之间的速度差VA-VB。

2.1正常电动状态——A拉B跑

正常跑步为A拉着B跑，速度差VA-VB大于0，A一直对B有拉力。故从力的分析及常识来看，A的速度要高于B的速度，故异步电动机同步转速高于转子转速。

2..2空载运行状态——A与B同速

若A的力量一直不变，但出现与B的速度相同的情况，说明B的体重轻了，很容易就被A拉动起来。故若出现转差率为0的情况，即电机带载很轻，为空载运行状态。

2.3反接制动状态——A与B反向

若出现A与B奔跑方向相反的情况，则可能出现A在运动的过程中突然出现反向奔跑的情况，导致B一时没有反应过来，出现两人反向跑的状态。故若出转差率大于1的情况，即同步转速与转子转速方向相反，同步转速突然反向，为反接制动状态。

2.4发电制动状态——B拉A跑

若出现B带着A跑的情况，VA-VB小于0，则出现B同学从被拉着跑到变成拉着A跑的状态，如同电机从电动机变成了发电机，此状态为发电制动状态。

3、并车、解列步骤的形象记忆——“接力”赛跑

船舶同步发电机的并车操作为船舶在一台同步发电机进行供电状态下，启动第二台同步发电机进行接入电网操作。由于在接入操作时不能造成对电网冲击过大，从而造成全船跳电的事故，故接入电网操作必须按照一定步骤进行。并车结束后则需要两台同步发电机进行功率均分，即需要进行转移负荷操作。解列操作为当前工况仅需要一条发电机便可提供功率支持，另一台发电机需从电网上拆下的分闸操作。

虽然本知识点的学习主要采用实操教学，任务驱动来充分调动学生的积极性，通过在配电板上进行练习来达到掌握本操作方法的目的。但很多同学在操作中对于并车操作的步骤依旧表现的非常混乱，经常混淆哪步先进行，哪步后进行，故经常出现操作混乱导致电网跳电的情况。为解决这个问题，笔者将并车操作步骤形象类比为一对孪生双胞胎同学在操场进行同步接力赛跑，两位同学接力后要一起同步跑步的情况。

3.1并车操作1：调节频率f——快跑传接棒

类比接力赛接棒时快跑传接棒的情况，并车操作时待并车的同步发电机同样需要提高自身转速，使自身频率高于电网的频率60HZ，否则频率低于电网频率会导致合闸瞬间出现逆功率现象，造成电网跳电。频率高于60HZ，但不能高出过多，控制在0.5HZ以内，0.25HZ效果最好。

3.2并车操作2：调节初相位φ——步调一致同步奔跑

两位同学接棒后，要保持步调一致同步奔跑，如同一个人在跑步。类比此种情况，在并车操作调频步骤完成后，需要调节待并发电机的相位，使之与此时在电网的发电机保持初相位一致。故打开鉴别相位的仪表——同步表，调节待并机的调速器，保持同步表顺时针旋转，3-5S一圈，然后11点合闸。合闸瞬间则并车完成，此时两台发电机同步工作。

3.3转移负荷操作1：两台发电机功率转移——两同学“均分行李”。

在转移负荷的操作步骤中，很多同学经常将两台发电机的调速器调节错误，容易出现逆功率跳电的现象。笔者依旧以两位同学接力同步奔跑为例。两位同学一旦接力后，刚来的同学就要帮助前面的同学承担一下自己的行李。前面的同学要减少行李，刚来的同学要增加行李，直到两位同学身上的行李相等为止。

3.4转移负荷操作2：两台发电机频率调节——两同学再次调整“步伐一致”。

由于上一个动作，两位同学在奔跑中转移行李，难免会造成奔跑的步调出现或多或少的改变，进而导致两人的速度出现不一致的情况。两位同学要保持步伐一致必须要重新校准一下步调。两台发电机此时同时在电网上，必须要保持频率均为60HZ。故必须要重新调节两者的调速器进行频率复调。

发电机解列操作，等同于转移负荷操作步骤，要解列哪台发电机，即先将发电机的负载转移回电网电机，再进行分闸操作。但是切记功率并非全部转移完再分闸，时间点应定在额定功率的10%-20%之间，防止分闸时出现逆功率而跳电的现象。

4、总结

教学有法，教无定法，贵在得法。在教授课程的过程中，教师应多从学生角度出发，充分考虑学生学习实际情况，深刻挖掘助于学生理解和掌握的教学方法，以达到真正让学生入心入脑的教学效果。

参考文献：

[1]杨美平.论形象教学法.中国电力教育:下[J],2010

[2]尹祖德.浅析专业理论课形象化教学法.实用汽车技术[J],2009

[3]朱海忱.对电机及拖动基础教学方法的进一步探讨.吉林省经济管理干部学院学报[J],2013