《电机与电气控制技术》课程标准（机电50课时）

福建信息职业技术学院《机电一体化技术》专业《电机与电气控制技术》课程标准课程代码10020003400课程类别必修课程类型理论+实践课程性质职业能力课课程学分4课程学时50修读学期第2学期核心课程是合作开发企业ABB（中国）有限公司福州分公司执笔人卓书芳、张东旭审核人何用辉1．课程定位《电机与电气控制技术》是机电一体化技术专业的一门专业基础课程。它的目的是：使学生具备高素质劳动者和中高级专门人才所必需的电工与电子技术的基本知识和基本能力；为学生学习专业知识和职业能力，提高全面素质，增强适应职业变化的能力和继续学习的能力打下一定的基础。通过本课程的教学，让学生熟练掌握电机的基本结构和基本工作原理；电力拖动系统运行状态中的问题；常用低压电器的结构、工作原理和技术参数；熟练掌握继电—接触器控制线路的基本环节；掌握常用机床电气控制线路特点及故障检查和分析方法；具有对一般电气控制线路的阅读能力和独立分析的能力；为今后从事机电设备的安装调试、运行和日常维护等技术工作打下基础。本课程一般安排在第二学期开设，总课时为50学时，是在学习了高等数学、物理、电工基础、电工电子实训的基础上开设的课程。本课程是本专业后续课程工厂供配电技术、自动控制系统、PLC控制技术的基础课程。2．课程目标2．1知识目标(1)掌握三相异步电动机、直流电机的基本结构和基本工作原理；(2)掌握电力拖动系统运行状态中的问题；(3)熟悉常用低压电器的结构、工作原理和技术参数；(4)熟练掌握继电—接触器控制线路的基本原理和基本规律；(5)掌握交流电动机起保停控制线路安装与调试；(6)掌握典型机床电气控制线路原理及故障检查和分析方法；2．2能力目标2.2.1专业能力：通过这门课的学习，掌握以下专业能力。(1)掌握单相变压器结构、原理，了解其用途、参数测定方法；(2)掌握三相异步电动机的结构、工作原理、定子绕组的形式、功率和电磁转矩；(3)掌握三相异步电动机的起动、调速、制动性能，熟悉其机械特性；(4)掌握电气控制线路的安装方法；(5)培养学生机床线路图的识图和分析能力；(6)培养学生机械设备及装置各部分构成和作用的理解能力；(7)培养学生机床线路故障检测和排除能力及机床维护能力；(8)培养学生各种零部件企业技术标准，国家技术标准的查阅理解能力。2.2.2社会能力：（1）初步具备辩证思维的能力；（2）具有热爱科学，实事求是的学风和创新意识、创新精神；（3）具备分析问题、解决问题的能力；（4）加强职业道德意识。2.2.3方法能力：(1)具备中高级电工职业资格认证所必须的电机与电气控制理论知识与技能；(2)能处理电机和电气控制电路的简单故障；(3)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；(4)能阅读电气原理图，并能设计出简单的电气控制原理图。3．教学内容及教学设计本课程采用理实一体化教学模式，打破传统授课方式中理论和实践脱离，先学理论后实践的学科型模式，变知识学科本位为职业能力本位，将课程体系中的每一部分划分为若干个模块，紧紧围绕完成工作任务的需要来选择课程内容，采用任务引领、实践导向课程思想，以“项目”为主线，创设工作情景，将“知识学习、职业能力训练和综合素质培养”贯穿于教学全过程；构建工学结合多元化的实训教学环境，能力训练与职业资格证书相结合的教学模式，全面体现高等职业教育的新理念。结合《电机与电气控制技术》这门课的知识要点，并充分体现其生产实际应用，该课程采用具体的工程项目来组织教学内容，比如轧钢机直流电动机的控制、异步电动机的启动、调试和制动，恒压供水控制系统，小车自动往返运行控制等项目来组织和实施课程教学内容，利用这些应用项目来构成《电机与电气控制技术》课程的内容体系，并融直流电机拖动、交流异步电机拖动、变压器、低压电器等电气控制知识于不同项目中。在《电机与电气控制技术》项目式教学内容之上，并借助于专门开发的每个项目硬件实践平台，开展理论与实践一体化教学，充分发挥学生的主体意识和角色作用以及教师的主导作用，使学生能在学习理论知识的同时结合实施项目工作，加强学生知识技术应用能力培养和实践技能训练能力的培养。学习情境描述、内容排序及学时分配见下表：表一学习情境设计综合表学习情境名称情境描述参考学时1.轧钢机直流电动机的控制通过引入轧钢机直流电动机的控制任务来逐步分析直流电机的结构、工作原理、拖动系统62.三相交流电动机的维护与检修交流电机结构、工作原理、拖动43.变压器基本应用能力变压器结构、工作原理、应用44.恒压供水控制系统、小车自动往返运行控制通过引入恒压供水、小车自动往返运行等控制任务要求来逐步讲授常用低压电器的工作特点、电气控制基本电路、电气控制设计应用以及其他典型电气控制线路分析36合计50学习情境1：轧钢机直流电动机的控制参考学时6学习目标知识目标1、电磁原理；2、直流电动机的工作原理；3、直流电动机的结构及各部分的作用；4、直流电动机电机铭牌的意义及额定值；5、直流电机的分类；6、直流电机的拆装工艺；7、直流电动机负载机械特性及拖动原理；8、直流电动机的起动、调速、制动原理及控制方法。专业能力目标1、认识电机铭牌；2、能够拆装电机；3、根据电机类型正确接通电源；4、能够分析并排除简单故障；5、会用万用表、兆欧表等电工仪表对直流电机进行检测；6、会使用手册查阅电机的相关参数；7、按要求完成电机控制；8、根据参数的变化能够分析控制过程。方法能力目标具有独立分析问题、解决问题的能力。社会能力目标善于思考，具有与人合作的精神和创新精神。学习单元学习内容（工作任务、载体）学时安排教学方法建议N.1直流电动机的工作原理1讲授法；案例教学法；头脑风暴法N.2直流电动机的结构及各部分的作用1演示法；多媒体教学法N.3电机铭牌的意义及额定值0.5讲授法；多媒体教学法N.4直流电机的拆装工艺0.5演示法；案例教学法N.5电机及负载机械特性、拖动原理1多媒体教学法N.6直流电动机的起动、调速、制动原理及控制方法2小组讨论法提问引导法媒体学生的基础教师的能力多媒体教学设备、教学课件具备使用基本工具拆装机械部件的能力；会用万用表、兆欧表等电工仪表对直流电机进行检测；会用电烙铁进行焊接。熟悉直流电动机的结构；熟悉直流电动机的工作原理和工作过程学习情境2：三相交流电动机的维护与检修参考学时4学习目标知识目标1、异步电动机定子绕组和旋转磁场；2、异步电动机的结构和铭牌；3、异步电动机的工作原理；4、异步电动机负载机械特性；5、异步电动机的起动、调速、制动原理及控制方法。专业能力目标1、认识铭牌数据；2、能够拆装电机，完成异步电动机绕组的绕制、嵌线全过程；3、会判断三相绕组的首尾端；4、根据控制要求正确接通电源；5、会测量异步电动机的绝缘电阻；6、能够分析、排除简单故障；7、掌握异步电动机的控制方法，不同负载的机械特性；8、根据参数的变化能够分析控制过程。方法能力目标具有独立分析问题、解决问题的能力。社会能力目标善于思考，具有与人合作的精神和创新精神。学习单元学习内容（工作任务、载体）学时安排教学方法建议N.1三相异步电动机的工作原理与结构1现场教学法N.2三相异步电动机绕组及其检测0.25实践操作法N.3三相异步电动机的空载、负载运行0.25讲述法；多媒体教学N.4三相异步电动机的功率、转矩平衡方程式及工作特性0.5多媒体教学N.5三相异步电动机的启动、调速、制动2小组讨论法；提问引导法媒体学生的基础教师的能力多媒体教学设备、教学课件熟悉电磁感应原理；熟悉电工理论知识熟悉异步电动机的结构；熟悉异步电动机的工作原理和工作过程学习情境3：变压器基本应用能力参考学时4学习目标知识目标1、变压器的结构原理和分类；2、单相变压器的制作工艺；3、三相变压器的结构及连接组别；4、自耦变压器、仪用互感器原理与应用。专业能力目标1、掌握变压器的结构和各部分的作用；2、完成单相变压器的制作；3、能正确选择、使用变压器；4、能分析变压器故障；5、能正确选择、使用仪用互感器。方法能力目标具有独立分析问题、解决问题的能力。社会能力目标善于思考，具有与人合作的精神和创新精神。学习单元学习内容（工作任务、载体）学时安排教学方法建议N.1变压器的工作原理及结构1现场教学；实物演示N.2变压器的联结组别及并联运行1演示法；多媒体教学N.3变压器的空载、负载运行1讲述法；引导法N.4特殊变压器1多媒体教学；引导法媒体学生的基础教师的能力多媒体教学设备、教学课件熟悉电磁感应基本原理；熟悉电工基本理论知识熟悉变压器的结构；熟悉变压器的工作原理和联结情况判别学习情境4：恒压供水控制系统、小车自动往返运行控制参考学时36学习目标知识目标1、接触器、继电器、熔断器、开关、断路器、主令电器等低压电器的结构、工作原理分析；2、常见电气控制线路安装规范；3、电气控制电路基本控制规律；4、电动机的起动、制动、调速控制；5、C6140车床、M7120平面磨床、Z3050摇臂钻床、X62W、52K万能铣床的电气原理图分析、结构和各种运动、电气器件位置分布、故障及排除故障。专业能力目标1、常用低压电器的结构、原理、使用与维修；2、电气控制线路安装规范；3、电动机的控制电路安装。4、会分析C6140车床、M7120平面磨床、Z3050摇臂钻床、X62W、52K万能铣床的电气原理图，会故障分析及排除故障；方法能力目标具有独立分析问题、解决问题的能力。社会能力目标善于思考，具有与人合作的精神和创新精神。学习单元学习内容（工作任务、载体）学时安排教学方法建议N.1接触器、继电器、熔断器、开关、断路器、主令电器等低压电器的结构、工作原理10实物演示；动手操作法N.2电动机控制线路的基本原理、知识4讲述法；多媒体教学法N.3三相异步电动机启动、制动控制、速度控制线路及检查试车20教师指导法、小组讨论法、动手操作法；动画演示法N.4普通车床、磨床、摇臂钻床、铣床的电气控制2现场教学法；教师指导法、小组讨论法、动手操作法媒体学生的基础教师的能力多媒体教学设备、教学课件熟悉三相异步电动机的工作原理及拖动运行熟悉低压电器的结构、工作原理、接线；熟悉三相异步电动机启动、制动、速度控制线路原理及接线；熟悉典型机床的电气控制线路4．教学方法建议4.1教材及相关资源(1)《电机与电气控制技术教程》卓书芳主编，校本教材。(2)《电机与电气控制技术实验指导书》卓书芳主编，校本教材。(3)《电机与电气控制技术》许翏主编，机械工业出版社。(4)《电机与电气控制》徐建俊主编，清华大学出版社。(5)《电机与电气控制技术》田淑珍主编，机械工业出版社。(6)《电机与电气控制》黄夷白主编，中国海洋大学出版社。(7)《电气控制技术实训指导》马应魁主编，化学工业出版社。已经开发的教学资源有：全套教学课件、实验实训指导、校本教材、课程考核标准、习题与试题册等。4.2教学组织模式根据本课程的类型采用项目教学、小组学习的教学组织模式，采用师生互动的教学方式，充分利用多媒体教室，实训室等组织一体化教学过程，培养和发展学生的交往互动能力以及协作学习能力。4.3教学方法本课程教学过程中根据不同教学情境主要用到的教学方法有：多媒体教学法，讲授法，任务驱动法，案例教学法，实物（操作）演示法，一体化现场教学法，观看视频法，案例教学法，小组讨论法，提问引导法等，充分调动学生学习的积极性和主动性。4.4教学手段采用现代化的信息技术教学手段，运用现代教育技术和虚拟现实技术，建立虚拟项目等仿真教学环境，优化教学过程，提高教学质量和效率，取得实效。5、教学条件5.1学生的能力基础要求该课程一般安排在一年级第二学期，在学习该课程前，学生已经学习了高等数学、高中物理、电工及电气测量技术、电工技能实训等相关的课程，具备了电工基础。5.2师资的要求本课程任课教师均具有丰富的理论与实践教学经验，较强的教科研能力，而且在相关学科领域开展过很多教科研研究工作，并取得了良好的实际效果。所有任课教师都具有自身独特的知识结构与研究专长，具有良好的团队合作精神，对上好本课程具有优势互补作用，同时本课程的兼职教师具备教师基本素质和具有较为丰富的实践和管理经验，尤其在实践教学方面起到很好的补充作用。（1）专任教师担任本课程的专任教师首先要符合高校教师任职条件，取得高校教师资格证书，同时具有扎实的理论功底、较强的科研能力和一定的企业实际工作经历，具有双师素质。其次，专任教师应当熟练掌握三相异步电动机、直流电机的基本结构和基本工作原理、电力拖动系统运行；熟悉常用低压电器的结构、工作原理和技术参数；熟练掌握继电—接触器控制线路的基本原理和基本规律；熟悉交流电动机起保停控制线路安装与调试；熟悉典型机床电气控制线路原理及故障检查和分析方法；熟悉与本课程相关典型工业企业的组织结构，了解典型企业生产经营管理的流程，熟悉企业典型经济业务的业务流程。此外，专任教师具有现代教学的理念，能采用情境教学法、六步教学法、直观教学法、角色扮演法、讲授法等教学方法指导、引导学生完成学习任务，实现学习目标。（2）兼职教师本课程的兼职教师首先是行业企业一线的高技能人才、同时具备教师基本素质和具有较为丰富的实践和管理经验。其次兼职教师要熟悉与本课程有关的不同岗位的工作任务、工作内容、工作方法、工作流程。同时熟悉相关企业的组织结构、业务流程和生产经