有关于步进优质提问教学法在步进电动机教学中运用

摘要：优质提问教学法倡导以优质的问题和优质的提问为教学与学习行为的核心，通过在教学过程中准备问题、陈述问题、激发学员回答问题、对学员的回答进行加工以及对提问行为进行反思五个阶段，使传统的课堂转变为以学员为中心的、以质疑为向导的课堂。该方法在步进电动机课程教学实践中得以应用，得到了学员的认可，获得了较好的教学效果，同时也提高了教员的教源于：论文网站大全www.618jyw.com
学水平。
关键词：优质提问教学法；步进电动机；教学
作者简介：周鑫（1979-），男，湖南益阳人，第兵工程大学控制工程系，讲师；张合新（1965-），男，河北易县人，第兵工程大学控制工程系，教授。（陕西　西安　710025）
基金项目：本文系第兵工程大学“自动控制元件”课程建设的研究成果。
1007-0079（2012）36-0050-02
优质提问教学法是由美国教育专家Jacke Acree Walsh和Beth Dankert Sattes在大量研究和实践经验的基础上提出的一种“通过提问和理解促进学习和思考（Questioning and Understanding to Improve Learning and Talking，QUILT）”的教学方法。该方法不仅可以提高学员的学习效果，同时也能够帮助教师改变根深蒂固的行为方式，达到教学相长的目的。
步进电动机是由脉冲信号控制的一种特种电动机，是数字控制系统中常用的一种执行元件。也正是由于作为执行元件，步进电动机往往被封装在控制系统内部，默默无闻地扮演幕后英雄的角色。这也导致大部分本科生学员难以窥其究竟，对它不甚了解。此外，步进电动机的工作基于电磁学原理，看不见、摸不着的电磁关系使得步进电动机相关教学内容变得抽象，难以理解。基于上述原因，在传统的教学过程中，学员普遍感觉步进电动机部分难度较大，难以掌握，教员也感觉互动性差、枯燥无味。

一、优质提问教学法的基本原理

优质提问教学法的核心是优质的问题和优质的提问。优质的问题和提问是让学生积极参与学习的有效工具。围绕问题和提问，优质提问教学法的实施分为五个阶段，分别是准备问题、陈述问题、激发学员回答问题、对学员的回答进行加工和对提问行为的反思。
在准备问题阶段，教员应该精心准备优质问题。优质问题具有如下特征：能够达成一个或更多的教学目标；能够关注重要的课程内容；能够促进学员在规定的认知水平上思考；能够清晰地阐明所要问的内容。在准备优质问题的过程中，教员的主要工作有以下四项：明确教学目标，要将问题与一个或更多的教学目标相关联，使得问题能够激发学员思考观点并且形成个人的认识，每个问题在课堂上都要有清晰和重要的角色、功能；确定教学内容，问题要引导出与要学习的概念相关的知识，或者能够引导出所有学员都有机会学习的知识，最好能够有逻辑的、直接建立在先前的问题和答案上（即按照一定顺序或层次逐级展开）；选择认知水平，问题应该能够将学员的思维引导至教员设计和示范的认知水平上，因此应该事先了解学员的认知水平以因材施“问”；考虑语法和句法，运用合适的词汇，注意运用尽可能少的词语和尽可能简单的结构来构成问题。
在陈述问题阶段，教员应该根据教学过程的进展，在适当时机抛出适当的问题并选择适当的回答者。主要工作包括三项：指明回答方式；提出问题；选择回答者。为了达到保证每个学员都参与到回答问题的过程中来的目的，在提出一系列问题的某一些问题时教员应该把握控制权，即决定由谁回答问题。
在激发学生的回答阶段，教员应该根据课堂授课效果，利用问题激励学员进行思考和回答。在提出问题后应该稍作停顿，等待学员主动回答或指定学员回答问题，对于回答不出问题的学员要进行鼓励和帮助，将其思维引导到正确的道路上来。
在对学生的回答进行加工阶段，教员应当根据学员回答问题的实际情况对学员回答的答案进行处理，主要工作包括提供适当的反馈、扩展和应用正确的回答、引发学生的更多反应和问题等。
在对提问行为的反思阶段，教员应该在课后对提问的整个过程进行反思，包括分析问题、图解对应答者的选择、评估学员的答案模式、检视教师和学生的反应等。
通过以上五个步骤，可以将传统的课堂转变到以学员为中心的、以质疑为向导的课堂，即优质提问课堂。在优质提问课堂中，优质的问题能够引导学员进行积极地学习和思考，同时为教员提供准确及时的反馈信息，为整个课程的反馈控制教学奠定坚实的基础。

二、步进电动机优质提问教学的探索

在步进电动机的教学过程中，课程组按照优质提问教学法的主要思想对课程教学目标进行了深入分析，对教学内容进行了进一步明确，采用课前座谈、个别谈心等形式对授课对象进行事先了解，设计一系列问题，并利用这些问题引导学员学习和掌握步进电动机的相关知识。在授课结束后，教员再对课堂提问行为以及效果进行反思，记录授课心得和体会，以进一步提高问题和提问的质量。
下面以步进电动机的工作原理授课为例，简单介绍优质提问教学法在步进电动机教学中的应用情况。该部分内容在授课时分为六个部分，分别是课程的引入、步进电动机的工作过程、步进电动机的结构特点、步进电动机的工作原理、应用实例和小结。由于文章篇幅的关系，主要介绍前三个部分的问题设计。

1.课程的引入

步进电动机的工作原理是步进电动机教学内容的第一次课，而课前大部分学员对步进电动机并不熟悉，并且步进电动机内部存在的电磁关系和相互作用也使得教学内容较为抽象。为便于学员理解，可结合步进电动机的典型应用采用比较式引入法。课程组制作了同步电动机与步进电动机驱动的指针式电子钟表动画，授课时让学员将二者进行比较，从而得出步进电动机的运行特征，引出对于步进电动机工作过程的分析。
在课程引入的过程中，设置如下问题：
哪一个钟表由同步电动机驱动？哪一个钟表由步进电动机驱动？在给出同步电动机与步进电动机驱动的指针式电子钟表工作动画后提出该问题，以引导学员思考两种电机运行特征的差别。同步电动机驱动的钟表的指针运动有何规律？通过该问题引导学员回忆同步电动机的运行特征，为鉴别两种电动机做准备。
步进电动机驱动的钟表的指针运动有何特点？通过该问题引导学员体会步进电动机的运行特征。
为什么同步电动机与步进电动机驱动的钟表的指针运动规律差别如此之大呢？通过该问题引导学员从控制系统设计的角度分析两种电机的区别。
步进电动机是如何将脉冲信号转化为机械位移的呢？通过该问题引导学员进入步进电动机工作过程的学习。
通过上述五个主要问题，将学员一步一步由同步电动机相关知识的回顾引入到步进电动机工作过程的分析之中。

2.关于步进电动机的工作过程

在该教学环节中，学员应该了解步进电动机的基本工作过程，包括脉冲信号的产生、分配，熟悉步进电动机正常工作的条件、环境、输入输出关系等。
设置如下问题：
脉冲信号从何而来？在给出步进电动机的基本概念——步进电动机是一种可以将脉冲信号转换为机械位移的机械装置——之后提出该问题，与前述问题呼应，引导学员从控制系统的角度认识作为执行元件的步进电动机的控制方式。
脉冲信号是如何送入步进电动机的呢？该问题引导学员了解步进电动机与其他电机的不同之处，即步进电动机需要脉冲分配器将脉冲分配给各相定子绕组才能正常工作。
步进电动机的转角与脉冲信号有何关系？转速与脉冲信号有何关系呢？该问题的目的在于使学员了解步进电动机的控制规律。
为什么步进电动机的转角与脉冲信号之间存在比例关系呢？通过该问题引出下一个问题。
步进电动机是个黑盒，那么黑盒内部结构是怎样的呢？通过该问题引出对步进电动机内部结构的介绍。
通过上述五个主要问题使学员了解步进电动机的工作过程，并由最后两个问题引入到对于步进电动机结构特点的介绍。

3.关于步进电动机的结构特点

在步进电动机的结构特点这一教学环节中，学员应该掌握步进电动机在结构组成上与同步电动机的不同之处，比如转子铁心、定转子齿以及控制绕组等方面的区别，为下一步分析步进电动机的工作原理打下基础。
主要问题设置如下：
步进电动机的结构与同步电动机相比和有哪些区别呢？通过该问题引出下一个问题。
步进电动机的转子铁心有何特点呢？通过该问题引导学员回顾软磁材料的特性，为下一个教学环节分析步进电动机的工作原理做铺垫。
步进电动机的定子绕组与同步电动机的定子绕组相比有何区别呢？通过该问题提醒学员二者输入的电流不同，为分析工作原理做铺垫。
齿距角如何计算呢？通过该问题引出对于步进电动机齿距角的讨论。
转子齿数如何计算呢？通过该问题引出对于步进电动机转子齿数的讨论。
人们在设计步进电动机的时候，为什么要使转子齿数满足特定条件呢？通过该问题引出步进电动机工作原理动画，进入下一个教学环节。
通过上述六个主要问题使学员掌握反应式步进电动机的基本结构特点，重点把握转子铁心的材料、定转子齿的区别、转子齿数等，为下一步分析步进电动机的工作原理奠定基础。
三、结语
优质提问教学法倡导以优质的问题和优质的提问为教学与学习行为的核心，能将一个传统的以教员为中心的课堂转变为一个以学生为中心、源于：论文结论www.618jyw.com
以询问为导向的学习者团体。教员通过精心设计问题、在适当的时机提出适当的问题，使尽可能多的学员参与思考过程、回答问题并提出自己的问题。在提问和回答问题的过程中，教员能够获取足够多和足够准确的反馈信息，从而利用反馈控制教学原理有效地控制教学过程，以达到教学目标的要求。
将优质提问教学法应用于教学实践的过程中，应该根据不同的教学对象、不同的教学内容设计有针对性的问题和提问方式，但是其基本方法和思路不变。该方法在步进电动机相关内容教学过程中的应用具有较好的示范意义，完全可以推广到其他课程的教学中。
参考文献：
Walsh J.A，Sattes B.D.优质提问教学法[M].刘彦，译.北京：北京轻工业出版社，2009.
梅晓榕，柏桂珍，张卯瑞.自动控制元件及线路[M].第四版.北京：科学出版社，2007.
[3]刘陵顺.自动控制元件[M].北京：北京航空航天大学出版社，2008.
[4]冯越，姜艳姝，孙真和.自动控制元件[M].北京：中国电力出版社，
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（责任编辑：王祝萍）