目录

  • 1 课程导学
    • 1.1 课程标准
    • 1.2 课程整体设计
    • 1.3 优秀学生作品
    • 1.4 新时代青年工匠榜样
  • 2 变压器
    • 2.1 变压器基本结构与参数识读
    • 2.2 变压器工作原理认知
    • 2.3 变压器铭牌识读
    • 2.4 自测题
  • 3 模块一 直流电动机控制电路设计与调试
    • 3.1 任务1:认识直流电动机
      • 3.1.1 单元1:认识直流电机基本结构
        • 3.1.1.1 自测题
      • 3.1.2 单元2:直流电机基本工作原理认知
        • 3.1.2.1 自测题
      • 3.1.3 单元3:识读直流电动机铭牌
        • 3.1.3.1 自测题
      • 3.1.4 单元4:绘制单叠绕组展开图(新型学徒制学员)
        • 3.1.4.1 学习内容
        • 3.1.4.2 学习资源
      • 3.1.5 同步作业-直流电动机
    • 3.2 任务2:直流电机的机械特性
      • 3.2.1 单元1:列写直流电机的基本方程式(新型学徒制学员)
        • 3.2.1.1 学习内容
        • 3.2.1.2 学习资源
        • 3.2.1.3 自测题
      • 3.2.2 ​单元2:直流电机的机械特性
        • 3.2.2.1 学习内容(新型学徒制学员)
        • 3.2.2.2 学习资源((新型学徒制学员))
      • 3.2.3 自测题
    • 3.3 任务3:直流电动机启动、调速及驱动电路设计
      • 3.3.1 单元一:直流电动机启动电路设计
        • 3.3.1.1 学习内容(新型学徒制学员)
        • 3.3.1.2 学习资源(新型学徒制学员)
      • 3.3.2 单元二:直流电动机调速电路设计
        • 3.3.2.1 学习内容(新型学徒制学员)
        • 3.3.2.2 学习资源(新型学徒制学员)
        • 3.3.2.3 自测题
      • 3.3.3 实训1:直流电动机调速电路的设计与实现
        • 3.3.3.1 实训内容
        • 3.3.3.2 实训资源
    • 3.4 任务4:直流电机制动
      • 3.4.1 自测题
    • 3.5 实训2:直流电动机驱动电路设计与实现
      • 3.5.1 实训单元1:驱动电路开关电源设计
      • 3.5.2 实训单元2: 单极性H桥驱动电路设计
      • 3.5.3 实训单元3:双极性H桥驱动电路设计
      • 3.5.4 实训资源
    • 3.6 自测题
  • 4 模块二 三相交流异步电动机控制电路设计与调试
    • 4.1 任务1 三相交流异步电动机的基本结构认知
      • 4.1.1 自测题
    • 4.2 任务2 三相交流异步电动机的工作原理分析
    • 4.3 任务3 三相交流异步电动机铭牌识读
    • 4.4 任务4 三相交流异步电动机的机械特性分析
      • 4.4.1 虚拟仿真实训1:基于仿真平台的三相异步电动机位置控制电路连接与调试
      • 4.4.2 自测题
    • 4.5 任务5 三相交流异步电动机启动与调速电路设计与实现
      • 4.5.1 学习资源(2022级新型学徒制)
      • 4.5.2 虚拟仿真实训1:基于仿真平台的Y/△降压起动控制电路连接与调试
      • 4.5.3 自测题
    • 4.6 任务6 三相交流异步电动机制动电路设计与实现
      • 4.6.1 学习内容
      • 4.6.2 学习资源
      • 4.6.3 虚拟仿真实训2:基于仿真平台的三相异步电动机反接制动控制电路连接与调试
      • 4.6.4 虚拟仿真实训3:基于仿真平台的三相异步电动机自动往返控制电路连接与调试
      • 4.6.5 自测题
    • 4.7 实训1:交流异步电动机顺序启停控制
    • 4.8 虚拟仿真实训4:基于仿真平台的两台三相异步电动机顺序起停控制电路连接与调试
    • 4.9 实训2:三相异步电动机的换向实现水位的控制
    • 4.10 教学案例1:工件传输系统的设计
    • 4.11 教学案例2:水箱水位自动调节系统
    • 4.12 自测题
  • 5 模块三 伺服与步进电机控制电路设计与调试
    • 5.1 任务1:伺服电机控制电路设计与调试
      • 5.1.1 单元一 伺服电机基本原理分析
      • 5.1.2 单元二 伺服电机的控制应用
      • 5.1.3 教学案例3: 伺服双轴驱动图形绘制系统设计
      • 5.1.4 教学案例4:生产流水线伺服监控系统设计
      • 5.1.5 自测题
    • 5.2 任务2:学会使用步进电机
      • 5.2.1 单元1:步进电机的工作原理
      • 5.2.2 自测题
      • 5.2.3 单元2:步进电机控制系统设计
      • 5.2.4 单元3:步进驱动器的测试与应用
      • 5.2.5 教学案例5:步进电机的控制
      • 5.2.6 自测题
    • 5.3 控制电机及电机选型
  • 6 低压电器及典型控制电路分析与调试(新型学徒制学员)
    • 6.1 任务一:常用低压电器的原理与选用方法
      • 6.1.1 学习内容
      • 6.1.2 学习资源
    • 6.2 任务二:低压电器控制电路分析
      • 6.2.1 学习内容
        • 6.2.1.1 学习资源
    • 6.3 实训1:X62W型万能铣床电气故障检修
      • 6.3.1 实训内容
        • 6.3.1.1 学习资源
    • 6.4 实训2:M7120型平面磨床电气故障检修
      • 6.4.1 实训内容
        • 6.4.1.1 微课
    • 6.5 配电箱安装实训案例
      • 6.5.1 实训1 PVC线槽的加工与与敷设
      • 6.5.2 实训2 电气管路的加工与调试
      • 6.5.3 实训3 金属管的加工与敷设
      • 6.5.4 实训4 控制配电箱的加工与敷设
课程整体设计

一、课程定位与目标

作为电能生产、传输、使用和电能特性变换的核心装备, 电机在现代社会所有行业和部门中占据着越来越重要的地位。尤其是在“数智转型”深化赋能“双碳”战略时期,电机逐步向高效节能、绿色智能等方向发展,其市场对各类电机的控制应用、维护以及电机产品生产管理等的人才需求日趋增长。在这样的背景下,从电气自动化技术专业就业典型岗位(机电设备装调、维护、技术支持、项目管理以及系统设计集成等)人才综合素养与技能要求出发,确立《电机与电气控制》为电气自动化技术专业的核心课程。从电机原理讲解到电机选型、电路装调、性能测试、故障检修、综合应用等方面,通过任务驱动方式,让学生全面掌握电机结构及原理等专业知识,提升对不同类型的电机驱动电路搭建、装调、测试技能,培养学生在电机产品生产管理以及维护方面的职业综合素养。该课程以《模拟电子技术与实践》《数字电子技术与实践》等课程的学习为基础,又为后续《PLC触摸屏与运动控制技术应用实践》《1+X可编程控制器系统应用编程》等课程的学习奠定基础。

根据电气自动化技术专业的人才培养方案、结合本专业岗位需求,从知识、能力和思政三方面确定本课程教学目标。

1.知识目标

1)熟悉和掌握直流、交流三相异步电机、步进电机、伺服电机的结构、特性和工作原理。

2)掌握直流电机正反转控制、调速方法,掌握三相异步电机正反转、降压起动方法以及调速电路与制动电路的设计;掌握步进电机驱动器的选用方法;掌握伺服电机的控制方法。

3)掌握伺服等4类电机的控制系统设计原则、步骤。

4)熟悉一般工控系统故障检修的流程与常用方法。

2.技能目标

1)熟练对直流电机、三相异步电机控制线路进行分析与装调。

2)熟练选用步进、伺服电机的驱动器,并进行控制电路装调。

3)熟练对伺服等4类电机的控制电路进行调试与故障检查、系统功能更新改造等。

4)能熟练使用常用电工器具进行系统装调以及维护。

5)会根据一般的工控系统需求,进行系统方案设计。

3.思政目标

1)理解社会主义核心价值观,了解国情,维护国家利益,具有推动民族复兴和社会进步的责任感。

2)具有良好的沟通能力、团队协作精神及职业道德。

3)具备吃苦耐劳、主动探究、大胆实践、尊重事实的职业态度。

4)具备6S职业工作素养,能够严格遵守安全操作规范,培养安全生产意识。

5)具备一定的辩证思维能力、创新、创新精神。

二、结构与内容

《电机与电气控制》课程按照实物认知原理熟知→驱动用知→应用践知→真实场景需知的思路,选取自动化类专业就业的典型岗位任务所需接触到的直流电机、异步电机、步进电机、伺服电机等作为教学内容,对课程结构进行了重构,课程结构与内容设计如图1所示,四个模块的教学内容设计依次如图1-5所示。

图1《电机与电气控制》课程结构设计

图2 模块一教学内容设计

图3 模块二教学内容设计

图4 模块三教学内容设计

图5 模块四教学内容设计

三、混合式教学设计

本课程遵循“做中学、做中教”的教学理念,以学生为主体,采用项目导向、任务驱动、教学做一体化的教学模式,通过情景教学法、问题探究法、协作交流法、自主实践法等多样化的教学方法,合理设计教学流程,逐步达成教学目标。同时,课程采用“一平台(商院E学堂)、三结合(学生自主学习与教师导学相结合、学生个人学习与小组协作相结合、线上与线下教学相结合)”的教学手段,注重现代教育技术与传统教学手段的结合,全程贯穿职业素养培养及岗位技能培养,促进学生能力发展,提高学生的自适应能力。

1.第一课堂:综合应用电机与电气控制实训室和商院E学堂平台开展教学,构建线上线下全方位教学体系。

课前,学生在商院E学堂平台上完成基础知识测验,教师根据测试结果了解学生学情,有效调整教学内容。随后发布微课,让学生提前了解学习任务和主要学习内容。

课中,学生在实训室通过由浅入深的任务驱动自由探究,发现问题教师导学,利用多个案例分步实践、反复训练,达到阶段性考核目标,再进入任务拓展阶段,由学生根据任务需求进行小组讨论分析、职责分工,从而进行分组项目实践,在“做中学”、“做中教”。

课后,教师通过商院E学堂平台发布习题进行测试,了解学生的学习效果。同步发布讨论主题引发学生思考,提前预习。为了提高学生的知识迁移能力以及可持续能力,课后项目遴选了职业院校技能大赛项目以及校企合作横向课题凝练案例,并通过在线的方式支持学生进行个人创意作品研究与探讨。

2.第二课堂:与无锡信捷电气股份有限公司合作开展创新班教学,参与企业项目开发,强化学生技能训练。

第二课堂针对学有余力的学生,选拔进入信捷创新实验班。信捷创新实验班采用学校教师和企业工程师相结合的指导方式,学校教师主要指导学生基础技能训练,通过智能通风系统、自动门控制系统等项目,加强学生对电机与电气控制的综合应用能力。企业工程师带领学生参与教学案例开发及企业项目开发,强化学生技能训练,缩小与实际工作岗位之间的差距。

3.课后拓展训练:利用YL335B自动生产线竞赛设备,拓展练习,提高学生岗位自适应能力。

YL335B自动生产线是江苏省高等职业院校技能大赛自动化生产线安装与调试的竞赛装备,重点考核学生自动化生产线的设计、安装、接线、编程、调试、运行等工程实践能力。本课程根据设备实际情况,开发了传输带的顺序启动控制、料盒输送控制系统的设计与调试、基于步进电机驱动的取料装置等教学案例,供学生进行课后拓展训练,进一步提升学生的自主学习能力及实践创新能力。

四、课程成绩评定

本课程注重能力考核,通过过程性考核与终结性考核相结合的考核评价模式,实行全过程考核机制。过程性考核主要是对学生在完成每个工作任务过程中的职业素养、任务完成情况及任务创新

情况进行考核,终结性考核主要是对学生学完课程后的一个综合考核,分为理论考核和实践考核两部分。

过程性考核成绩=职业素养(20%+任务完成情况(60%+任务创新情况(20%

终结性考核成绩=理论考核成绩(50%+实践考核成绩(50%

本课程成绩=过程性考核成绩(50%+终结性考核成绩(50%