《电机与电气控制》教学方案.docx
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《电机与电气控制》教学方案
机电一体化技术专业电机与电气控制课程教学方案
一、课程分析：
机电专业培养德智体美劳全面发展的具有机械、电子、液（气）压一体化技术基本理论，掌握本专业设备的操作、维护、调试和维修，掌握应用机电一体化设备加工的工艺设计和加工工艺的基本方法和基本技能的中级工程技术人才。
通过本课程的学习，学生具备交流电动机简单的继电控制线路的设计能力，具备对常用电气设备中继电控制线路的调试、制作、故障诊断和排除能力；同时还能使学生掌握为后续综合技能培训所需要的专业基础知识，这些本课程的专业能力，同时还可以使学生获得交流表达、数字运算、革新创新、自我提高、与人合作、解决问题、等方面的职业能力。
这正是我们开设这门课程的目的也即本课程需要完成的任务。
二、教学目标
1、知识目标：
（1）直流与交流电机、低压电器以及变压器的基本结构、工作原理和常见故障分析；
（2）电机拖动中典型问题分析；
（3）常用电气控制电路的分析和设计；
（4）PLC编程（三菱系列）的基本方法；
（5）使用PcschematicElautomation软件绘制电气控制图。
2、能力目标：
（1）具备中级电工职业资格认证所必须的电机与电气控制技能；
（2）交直流电机的选用、维修维护能力；
（3）变压器的使用、维修维护能力；
（4）具有查阅手册等工具书和设备铭牌、产品说明书、产品目录等资料的能力；
（5）阅读电气原理图的能力；
（6）低压电器的选用和简单电气控制电路的设计能力；
（7）机床控制线路的故障排出能力；
（8）具备PLC基本编程及调试能力；
（9）具备使用Pcschematic软件绘制电气控制图的能力。
3、情感目标：
（1）激发学生的学习兴趣和探索精神，指导学生掌握正确的学习方法；
（2）在实践中，培养学生的安全操作意识以及做好本职工作的职业精神；
（3）执行行业标准和法规，注重技术安全和劳动保护。
（4）培养学生的自学能力，以及与人沟通的能力；
（5）培养学生的团队合作精神，形成优良的协作能力与动手能力。
三、课程设计
1、内容设计（教学情境设计）
教学情境、任务
知识点
能力点
教学形式、方法、地点、环境、组织形式建议
教学情境1
异步电动机的维修
子教学情境1.1异步电动机的认识
任务1.1.1异步电动机的认识
1、异步电动机的结构与原理
2、异步电动机的铭牌数据
3、异步电动机的分类及实物的认识
1、掌握异步电动机的构造组成
2、掌握异步电动机的铭牌参数
3、知道异步电动机的分类
1、实验室实物教学
2、采用多媒体展示
任务1.1.2异步电动机的拖动方式
1、三相异步电动机的机械特性
2、三相异步电动机的起动与调速方式
3、三相异步电动机的反转与制动方式
1、掌握异步电动机机械特性曲线的特殊点分析
2、掌握三相异步电动机的起动方式以及改善起动性能的方法
3、了解三相异步电动机的调速方式与反转和制动方式
讲授法与多媒体相结合的教学方法
子教学情境1.2异步电动机的维修
任务1.2.1异步电动机的维护
1、起动前的准备
2、起动时的注意事项以及运行中的监视
1、掌握运行维护的技能
2、能认真观察了解电动机运行时电压、电流、声音、温度的变化
讲授法与多媒体相结合的教学方法
任务1.2.2异步电动机的维修
1、检查异步电动机故障的一般步骤
2、常见故障及其处理方法
1、加强学生对电动机小修及大修项目的了解
2、能及时发现事故苗头有一定的排除能力
讲授法与多媒体相结合的教学方法
子教学情境1.3异步电动机的拆装
任务1.3.1异步电动机的拆装
1、异步电动机的拆卸
2、异步电动机的装配
3、异步电动机装配后的检查
1、掌握拆装工艺及技术，为维修打下基础
2、了解其结构，有关数据，增强对电动机理性认识
3、掌握和熟悉拆装工具的使用
1、实验室实物教学
2、学生分组动手操作
子教学情境1.4三相异步电动机定子绕组首尾端得判别
任务1.4.1用36V交流电源和灯泡判别首尾端
1、用36V交流电源和灯泡判别首尾端的步骤及方法
1、掌握首尾端判断的操作技术
2、理解判断首尾端方法的原理
1、实验室实物教学
2、学生分组动手操作
任务1.4.2用万用表判别首尾端
1、用万用表判别首尾端步骤及方法
1、掌握首尾端判断的操作技术
2、理解判断首尾端方法的原理
1、实验室实物教学
2、学生分组动手操作
教学情境2异步电动机的拖动控制设计与实现
子教学情境2.1电气控制的基本知识
任务2.1.1低压电器元件的认识
1、低压电器的分类
2、产品电气型号
3、低压电器的选用标准
4、常用术语
1、认识各种低压电器，掌握低压电器的各种分类及用途
2、了解各种低压电器的型号、参数含义
1、课堂讲解结合实物图片教学
2、采用多媒体演示的方法
任务2.1.2电气图
1、电气图的符号
2、电气控制图的分类与绘制规则
1、能正确、熟练的识读各种电气图
通过具体实例讲解
任务2.1.3电气控制线路的制作方式
1、分析电气原理图并绘制安装接线图
2、检查并固定电器元件
3、按图接线
4、检查线路并试车
1、掌握电动机控制线路的制作方式
结合具体实例讲解
子教学情境2.2异步电动机的典型控制
任务2.2.1异步电动机的单向点动控制
1、新元器件的认识
2、单向点动控制电路的设计
3、单向电动控制的实现
1、了解新元器件的基本结构原理
2、掌握点动控制线路的设计思路及安装方法
1、实物教学
2、应用多媒体技术来展示
3、采用“教、学、做”一体化的教学模式
任务2.2.2异步电动机的单向起动控制
1、热继电器的认识
2、单向起动控制电路的设计
3、单向起动控制的实现
1、了解热继电器的基本结构及工作原理
2、掌握单向起动控制线路的设计思路及安装方法
1、实物教学
2、应用多媒体技术来展示
4、采用“教、学、做”一体化的教学模式
任务2.2.3异步电动机的正反向起动及双重联锁正反向起动控制
1、正反向起动控制电路的设计与实现
2、双重联锁正反向起动控制电路的设计与实现
1、掌握正反向起动控制线路的设计思路及安装方法
2、掌握双重联锁正反向起动控制线路的设计思路及安装方法
1、采用启发式教学，引导学生设计电路，按照图纸安装、检查、试车
2、通过让学生动手实验来达到本次课的教学目的
任务2.2.4异步电动机的行程控制与自动往复循环控制
1、行程开关的介绍
2、小车行程控制电路的设计与实现
3、自动往复控制电路的设计与实现
1、了解行程开关的基本结构及工作原理
2、掌握小车行程控制线路的设计思路及安装方法
3、掌握自动往复循环控制线路的设计思路及安装方法
1、结合实物介绍所用到的器件
2、采用启发式教学，引导学生按照图纸安装、检查、试车
3、学生分组进行操作
子教学情境2.3笼型异步电动机的Y-△起动控制
任务2.3.1手动及按钮转换Y-△起动控制
1、手动起动器的介绍
2、手动及按钮转换Y-△控制电路的设计与实现
1、了解手动起动器的基本结构及工作原理
2、掌握手动及按钮转换Y-△控制线路的设计思路及安装方法
1、结合实物介绍所用到的器件
2、采用启发式教学，引导学生按照图纸安装、检查、试车
3、学生分组进行操作
任务2.3.2时间继电器转换的Y-△起动控制
1、时间继电器的介绍
2、时间继电器转换的Y-△控制电路的设计与实现
1、了解时间继电器的基本结构及工作原理
2、掌握时间继电器转换的Y-△控制线路的设计思路及安装方法
1、结合实物介绍所用到的器件
2、采用启发式教学，引导学生按照图纸安装、检查、试车
3、学生分组进行操作
子教学情境2.4异步电动机的制动控制
任务2.4.1反接制动控制
1、速度继电器的认识
2、单向反接制动控制电路的设计与实现
1、了解速度继电器的基本结构及工作原理
2、掌握单向反接制动控制线路的设计思路及安装方法
1、结合实物介绍所用到的器件
2、采用启发式教学，引导学生按照图纸安装、检查、试车
3、学生分组进行操作
任务2.4.2能耗制动控制
1、单向能耗制动控制电路的设计与实现
1、掌握单向能耗制动控制线路的设计思路及安装方法
1、结合实物介绍所用到的器件
2、采用启发式教学，引导学生按照图纸安装、检查、试车
3、学生分组进行操作
子教学情境2.5异步电动机的保护及维修
任务2.5.1异步电动机的保护
1、短路及过载保护
2、过电流与欠电压保护
3、零电压与漏电保护
1、掌握电气控制系统中常对电机实施的保护措施
1、结合相关器件图片讲解其保护作用及其工作原理
2、采用多媒体教学法
任务2.5.2电控线路故障诊断与维修
1、电气设备的维护与保养
2、电控线路的故障检修
1、掌握运行维护的技能
2、能及时发现事故苗头有一定的排除能力
1、讲授中应分起动前的准备、起动时的注意事项、运行中的监视、电动机的定期维修、常见故障及排除方法。
2、填写运行记录和故障电动机的有关情况及数据记录
教学情境3低压电气控制系统设计与应用
任务3.1电气控制系统设计
1、电气控制系统设计的主要内容
2、电气控制系统设计的一般原则与规律及注意事项
3、电气控制系统的设计方法
1、掌握电气控制系统的设计方法
通过课堂讲解使学生形成基本的电气控制系统设计的思想
任务3.2普通车床的电气控制系统
1、普通车床的主要结构及电气控制
2、常见故障研究与处理方法
1、掌握如何制定设计方案、绘制草图
2、熟练绘制电气原理图以及元器件选择、测试，绘制安装图，控制柜拆卸
1、深入现场，了解普通车床CDZ6140及CQ6136的结构和具体工作过程
2、通过了解，让学生分析出相应的电气原理图并能画出电器布置图与安装接线图
任务3.3摇臂钻床的电气控制系统
1、摇臂钻床的电气控制原理图及分析
2、常见故障研究与处理方法
1、掌握电气控制原理图组成及作用
2、熟练对常见故障分析和排除
1、采用现场教学法，使学生能分析出电气原理图
2、在充分熟悉各个电器的安装基础上能对常见的故障进行排除
教学情境4变压器的运用和维护
任务4.1.1变压器的认识
1、变压器的构造和分类
2、变压器的基本工作原理
3、变压器的铭牌数据
1、认识各种变压器，掌握构造、组成。
2、掌握性能参数的含义。
3、了解变压器的原理。
1、采用“教、学、做”一体化的教学模式
2、利用多媒体技术展示原理
3、参观变压器厂，了解变压器的制作过程，增加感性认识
任务4.1.2单相变压器的运行、试验
1、变压器的运行方式
2、单向变压器的试验方式
1、掌握单相变压器的接线使用。
2、掌握运行参数的测量、运算。
3、了解单相变压器的特性。
1、采用“教、学、做”一体化的教学模式
2、加强实验教学，增强学生的动手能力及实践经验
任务4.1.3三相变压器及其应用
1、三相变压器的磁路
2、变压器的联结组
3、三相变压器的并联运行
1、掌握变压器的连接组别
2、了解并联运行的原理及条件
3、分析变压器的磁路。
分小组讨论法
任务4.1.4特种变压器的运用
1、自耦变压器
2、仪用互感器
1、掌握自耦变压器的使用
2、掌握电压互感器的使用
3、掌握电流互感器的使用
1、实物教学
2、采用多媒体技术展示当今先进的变压器
任务4.1.5变压器的维修
1、小型变压器常见故障分析与处理
2、小型变压器的重绕与修理
1、掌握小型变压器的拆卸、制作、装配工艺
2、培养学生的实践制作能力
采用理论教学与实验教学相结合的“教、学、做”一体化的教学模式
教学情境5直流电动机与拖动控制
任务5.1.1直流电动机的认识
1、直流电动机的工作原理
2、直流电机的结构与分类
3、直流电机的铭牌数据
4、直流电动机的机械特性
1、认识各种直流电动机，掌握构造组成
2、掌握直流电动机性能参数的含义
3、理解直流电动机的工作原理。
1、实物教学法
2、采用多媒体技术展示各种直流电动机
任务5.1.2直流电动机的拖动与实现
1、直流电动机起动和反转控制及实现
2、直流电动机的调速控制及实现
3、直流电动机的制动控制及实现
1、掌握直流电动机的起动和反转、调速及制动的电气原理图与实现方法
1、实验室现场教学，采用“教、学、做”一体化的教学模式
2、通过让学生动手操作，掌握直流电动机的基本控制方式
任务5.1.3直流电动机的维修
1、直流电动机的常见故障及处理方法
2、直流电动机修理后的检查和试验
1、掌握一些常见的故障分析方法。
2、熟练对电枢绕组、换向器和电刷上面的故障排除。
理论讲解结合多媒体教学，并让学生分组进行讨论
教学情境
6
PLC基础知识技能
子教学情境6.1
PLC的认识
任务6.1.1PLC历史发展与功能
1、PLC诞生的历史背景与意义。
2、PLC与继电器、接触器的本质区别。
1、了解PLC诞生的历史背景与意义。
2、掌握PLC与继电器、接触器的本质区别。
教学做一体、多媒体教学
任务6.1.2PLC的应用领域
1、PLC在工业控制的作用。
2、PLC应用的领域。
1、了解PLC在工业控制的作用。
2、了解PLC应用的领域及地位。
3、熟悉PLC主要生产厂商。
讲授法
子教学情境6.2
PLC的组成与工作原理
任务6.2.1PLC组成结构
1、PLC的硬件组成。
2、PLC的软件系统。
1、掌握PLC的硬件组成。
2、熟悉了解PLC的软件系统。
讲授法与试验现场教学法相结合
任务6.2.2PLC工作原理
1、PLC的循环扫描工作方式。
2、输入、输出特点。
1、掌握PLC循环扫描工作方式
2、掌握PLC的输入、输出特点。
。
讲授法与试验现场教学法相结合
子教学情境6.3
PLC的编程语言与编程方法
任务6.3.1PLC编程语言
1、PLC编程语言分类。
2、PLC编程语言的特点
1、了解PLC编程语言分类。
2、掌握PLC编程语言的特点。
讲授法
任务6.3.2PLC编程PLC编程方法
1、PLC编程PLC编程方法分类。
2、常用PLC编程方法
1、了解PLC编程PLC编程方法分类。
2、掌握常用PLC编程方法
讲授法
子教学情境6.4
PLC的编程软件使用
任务6.4.1PLC编程软件（GX）使用
1、PLC编程PLC编程软件GX—Developer的基本功能
2、GX—Developer的使用方法
1、了解PLC编程PLC编程软件GX—Developer的基本功能
2.掌握
GX—Developer
使用方法。
讲授法与试验相结合的教学方法
教学情境
7
PLC基本指令的应用
任务7.1.1三相异步电动机点动及连续控制
3、PLC编程元件I/0地址分配。
4、梯形图编程
系统组态连接
1、掌握PLC编程元件I/0地址分配方法。
5、会梯形图编程
能进行系统组态连接
讲授法与试验相结合的教学方法
任务7.1.2三相异步电动机正反转控制
1、PLC编程元件I/0地址分配。
2.梯形图编程
3、系统组态连接
1、掌握PLC编程元件I/0地址分配方法。
2.会梯形图编程
3.能进行正反转控制系统组态连接
讲授法与试验相结合的教学方法
任务7.1.3多台电动机顺序启动、逆序停止控制
1、PLC编程元件I/0地址分配。
2.梯形图编程
3、系统组态连接
1、掌握PLC编程元件I/0地址分配方法。
2.会梯形图编程
3.能进行顺序控制系统组态连接
讲授法与试验相结合的教学方法
任务7.1.4三相异步电动机Y/△启动停止控制
1、PLC编程元件I/0地址分配。
2.梯形图编程
3、系统组态连接
1、掌握PLC编程元件I/0地址分配方法。
2.会梯形图编程
3.能进行Y/△启动停止控制系统组态连接
讲授法与试验相结合的教学方法
任务7.1.5四组抢答器控制
1、PLC编程元件I/0地址分配。
2.梯形图编程
3、系统组态连接
1、掌握PLC编程元件I/0地址分配方法。
2.会梯形图编程
3.能进行四组抢答器控制系统组态连接
讲授法与试验相结合的教学方法
教学情境
8
PLC基本指令
功能指令的综合应用
任务8.1.1交通信号灯控制
1、PLC编程元件I/0地址分配。
2.步进指令等功能指令
3、梯形图编程
4、系统组态连接
1、能进行PLC编程元件I/0地址分配。
2.掌握步进指令等功能指令
3、.掌握梯形图编程
4、.掌握交通信号灯控制系统组态连接
讲授法与试验相结合的教学方法
任务8.1.2工业机械手控制
1、PLC编程元件I/0地址分配。
2.步进指令等功能指令
3、梯形图编程
4、系统组态连接
1、能进行PLC编程元件I/0地址分配。
2.掌握步进指令等功能指令
3、.掌握梯形图编程
4、.掌握工业机械手控制系统组态连接
讲授法与试验相结合的教学方法
任务8.1.3步进电机控制
1、PLC编程元件I/0地址分配。
2.步进指令等功能指令
3、梯形图编程
4、系统组态连接
1、能进行PLC编程元件I/0地址分配。
2.掌握步进指令等功能指令
3、.掌握梯形图编程
4、.掌握步进电机系统组态连接
讲授法与试验相结合的教学方法
教学情境
9
使用PcschematicElautomation软件绘制电气控制图
任务9.1.1认识PcschematicElautomation软件
1、Pcschemati的功能
2、工程文件建立与设计
1、熟悉Pcschemati的功能
2、掌握工程文件建立与设计方法与技巧
讲授法与多媒体相结合的教学方法
任务9.1.2使用PcschematicElautomation软件绘制典型电气控制图
1、Pcschemati标准方案的建立
2、电动机双重互锁电路设计
1、掌握Pcschemati标准方案的建立
2、掌握电动机双重互锁电路设计
讲授法与试验相结合的教学方法
3、教学方法设计
教学情境、任务
教学方式方法、
实施步骤
备注
教学情境1
异步电动机的维修
子教学情境1.1异步电动机的认识
任务1.1.1异步电动机的认识
现场教学法
任务1.1.2异步电动机的拖动方式
现场教学法
子教学情境1.2异步电动机的维修
任务1.2.1异步电动机的维护
项目教学法
任务1.2.2异步电动机的维修
项目教学法
子教学情境1.3异步电动机的拆装
任务1.3.1异步电动机的拆装
项目教学法
子教学情境1.4三相异步电动机定子绕组首尾端得判别
任务1.4.1用36V交流电源和灯泡判别首尾端
实际操作法
任务1.4.2用万用表判别首尾端
实际操作法
教学情境2异步电动机的拖动控制设计与实现
子教学情境2.1电气控制的基本知识
任务2.1.1低压电器元件的认识
参观讨论法
任务2.1.2电气图
讲授法
任务2.1.3电气控制线路的制作方式
讲授法
子教学情境2.2异步电动机的典型控制
任务2.2.1异步电动机的单向点动控制
实际操作法
任务2.2.2异步电动机的单向起动控制
实际操作法
任务2.2.3异步电动机的正反向起动及双重联锁正反向起动控制
实际操作法
任务2.2.4异步电动机的行程控制与自动往复循环控制
实际操作法
子教学情境2.3笼型异步电动机的Y-△起动控制
任务2.3.1手动及按钮转换Y-△起动控制
实际操作法
任务2.3.2时间继电器转换的Y-△起动控制
实际操作法
子教学情境2.4异步电动机的制动控制
任务2.4.1反接制动控制
实际操作法
任务2.4.2能耗制动控制
实际操作法
子教学情境2.5异步电动机的保护及维修
任务2.5.1异步电动机的保护
现场教学法
任务2.5.2电控线路故障诊断与维修
现场教学法
教学情境3低压电气控制系统设计与应用
任务3.1电气控制系统设计
引导文法
任务3.2普通车床的电气控制系统
现场教学法
任务3.3摇臂钻床的电气控制系统
现场教学法
教学情境4变压器的运用和维护
任务4.1.1变压器的认识
现场教学法
任务4.1.2单相变压器的运行、试验
实际操作法
任务4.1.3三相变压器及其应用
实际操作法
任务4.1.4特种变压器的运用
现场教学法
任务4.1.5变压器的维修
引导文法
教学情境5直流电动机与拖动控制
任务5.1.1直流电动机的认识
现场教学法
任务5.1.2直流电动机的拖动与实现
实际操作法
任务5.1.3直流电动机的维修
实际操作法
教学情境
6PLC基础知识技能
子教学情境6.1
PLC的认识
任务6.1.1PLC历史发展与功能
现场教学法
任务6.1.2PLC的应用领域
现场教学法
子教学情境6.2
PLC的组成与工作原理
任务6.2.1PLC组成结构
现场教学法
任务6.2.2PLC工作原理
现场教学法
子教学情境6.3
PLC的编程语言与编程方法
任务6.3.1PLC编程语言
现场教学法
任务6.3.2PLC编程PLC编程方法
现场教学法
子教学情境6.4
PLC的编程软件使用
任务6.4.1PLC编程软件（GX）使用
现场教学法
教学情境
7
PLC基本指令的应用
任务7.1.1三相异步电动机点动及连续控制
实际操作法
任务7.1.2三相异步电动机正反转控制
实际操作法
任务7.1.3多台电动机顺序启动、逆序停止控制
实际操作法
任务7.1.4三相异步电动机Y/△启动停止控制
实际操作法
任务7.1.5四组抢答器控制
项目教学法
教学情境
8PLC基本指令功能指令的综合应用的综合应用
任务8.1.1交通信号灯控制
项目教学法
任务8.1.2工业机械手控制
项目教学法
任务8.1.3步进电机控制
实际操作法
教学情境
9使用PcschematicElautomation软件绘制电气控制图
任务9.1.1认识PcschematicElautomation软件
现场教学法
任务9.1.2使用PcschematicElautomation软件绘制典型电气控制图
实际操作法
四、考核说明
总成绩（100%）=平时考核成绩（40%）+课程结束考核成绩（60%）
平时成绩：
平时考核成绩（40%）=作业实习报告（20%）+实践过程（20%）
课程结束考核成绩（60%）=实践考核（30%）+理论考核（30%）（此项操作参照职业标准
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