北理工版教学设计-2025-2026学年中职中职专业课电气设备运行与控制66 装备制造大类

北理工版教学设计-2025-2026学年中职中职专业课电气设备运行与控制66装备制造大类主备人备课成员教学内容北理工版《电气设备运行与控制》教材，本章节主要内容包括：交流异步电动机的结构、工作原理及运行特性；三相异步电动机的启动方法；交流异步电动机的制动方法；直流电动机的结构、工作原理及运行特性；直流电动机的启动方法；直流电动机的制动方法。核心素养目标培养学生具备电气设备的识图能力，理解电气设备的工作原理，提高故障诊断和解决能力。增强学生的安全意识，掌握电气设备的操作规范。提升学生的创新思维，通过设计简单电气控制电路，锻炼学生的实践操作和创新能力。教学难点与重点1.教学重点

-重点理解交流异步电动机的结构和工作原理，包括定子、转子、定子绕组、转子绕组等部件的功能和相互关系。

-理解三相异步电动机的启动方法，如直接启动、星角启动、自耦变压器启动等，并掌握其工作原理。

-掌握直流电动机的结构和工作原理，特别是串励和并励电动机的区别。

-熟悉电气设备的操作规范和安全注意事项。

2.教学难点

-难点在于理解三相异步电动机启动过程中的转矩特性，特别是启动转矩和启动电流的关系，以及如何选择合适的启动方法。

-难点在于直流电动机的励磁方式对电动机性能的影响，包括转速、转矩和启动性能。

-难点在于电气控制电路的设计，学生需要能够根据实际需求设计简单的控制电路，并理解电路中各个元件的作用。

-难点在于故障诊断，学生需要通过分析电气设备的运行状态，判断可能出现的故障原因，并提出解决方案。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源-软硬件资源：三相异步电动机模型、直流电动机模型、电气控制实验台、万用表、示波器、电源模块

-课程平台：学校内部教学平台、在线教育资源平台

-信息化资源：电气设备运行与控制教学视频、电气设备操作手册、电气控制电路仿真软件

-教学手段：多媒体课件、实物演示、案例分析、小组讨论、实验操作教学过程1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：通过展示工业现场电动机的实际应用场景，提问学生关于电动机的基本知识，如电动机的作用、类型等，激发学生对电动机运行与控制的兴趣。

-回顾旧知：简要回顾上节课学习的电动机基本原理，如电磁感应定律，为今天的学习做好铺垫。

2.新课呈现（约20分钟）

-讲解新知：

-详细讲解交流异步电动机的结构、工作原理及运行特性，包括定子、转子、定子绕组、转子绕组等部件的功能和相互关系。

-介绍三相异步电动机的启动方法，如直接启动、星角启动、自耦变压器启动等，并分析其工作原理。

-举例说明：

-通过具体的三相异步电动机启动实例，展示不同启动方法的应用场景和优缺点。

-以实际工业生产中的电动机运行案例，说明电动机运行过程中可能出现的故障及解决方法。

-互动探究：

-引导学生讨论电动机启动过程中的转矩特性，如启动转矩和启动电流的关系。

-通过小组讨论，让学生提出电动机启动方法的选择依据，并分析不同启动方法对电动机性能的影响。

3.巩固练习（约15分钟）

-学生活动：

-让学生动手操作实验台，观察三相异步电动机在不同启动方法下的运行状态。

-让学生根据所学知识，设计简单的控制电路，并进行分析。

-教师指导：

-及时给予学生操作指导，确保学生正确使用实验设备和仪器。

-对学生在设计控制电路过程中遇到的问题进行解答，帮助学生理解电路原理。

4.实践应用（约20分钟）

-学生活动：

-让学生分组进行电动机故障诊断实验，通过分析故障现象，找出故障原因，并提出解决方案。

-让学生结合实际案例，讨论电动机运行过程中的安全注意事项。

-教师指导：

-引导学生总结电动机故障诊断的步骤和方法。

-强调电动机运行过程中的安全操作规范，提高学生的安全意识。

5.总结与反馈（约5分钟）

-总结本节课所学内容，强调重点和难点。

-鼓励学生提出疑问，教师进行解答。

-收集学生对本节课的教学反馈，为今后的教学改进提供依据。教学资源拓展1.拓展资源

-电动机维修技术：介绍电动机的常见故障类型、维修方法和维修技巧，如绕组故障、轴承故障等。

-电动机控制电路设计：提供一些典型的电气控制电路设计案例，如启动、停止、正反转、调速等控制电路。

-电动机节能技术：探讨电动机的节能原理和节能措施，如变频调速、高效电动机等。

-电动机应用领域：介绍电动机在工业、农业、交通运输等领域的应用实例，如机床、风机、水泵等。

-电动机保护装置：讲解电动机保护装置的作用、原理和选用方法，如过载保护、短路保护、欠压保护等。

2.拓展建议

-鼓励学生阅读相关书籍，如《电气设备运行与控制》、《电动机维修技术》等，以拓宽知识面。

-建议学生参加学校或社区举办的电动机维修技能培训课程，提高实际操作能力。

-建议学生关注电动机行业的发展动态，了解新型电动机和节能技术的应用。

-建议学生参与电动机控制电路设计竞赛或项目，锻炼设计能力和创新思维。

-建议学生结合所学知识，进行电动机节能改造的实践项目，提高节能意识。

-建议学生参观电动机制造企业或维修中心，了解电动机的实际应用和维护过程。

-建议学生通过在线学习平台，观看电动机相关教学视频，加深对理论知识的理解。

-建议学生加入电动机爱好者论坛或QQ群，与其他同学交流学习心得和经验。课后作业1.作业题目：简述三相异步电动机的定子和转子分别由哪些主要部件组成，并说明它们的功能。

答案：三相异步电动机的定子主要由定子铁芯、定子绕组和机座组成，其中定子铁芯用于形成磁场，定子绕组通过电流产生磁场，机座用于固定定子。转子主要由转子铁芯、转子绕组和风扇组成，转子铁芯用于形成磁场，转子绕组通过感应电流产生转矩，风扇用于冷却。

2.作业题目：解释三相异步电动机的启动转矩和启动电流的关系，并说明为什么启动电流通常较大。

答案：三相异步电动机的启动转矩与启动电流成正比，即启动电流越大，启动转矩也越大。启动电流通常较大是因为在启动瞬间，电动机的转速接近于零，此时转子电阻较小，导致转子电流较大，从而产生较大的启动转矩。但是，启动电流过大可能会对电网和电动机本身造成损害。

3.作业题目：设计一个简单的三相异步电动机正反转控制电路，并说明电路中各个元件的作用。

答案：设计如下电路：

-使用两个单刀双掷开关（SPDT）实现正反转控制。

-使用接触器（KM1和KM2）控制电动机的正转和反转。

-使用热继电器（FR）保护电动机过载。

电路中各个元件的作用：

-SPDT开关：通过切换接点，实现电动机的正转和反转。

-接触器：控制电动机的启动和停止。

-热继电器：在电动机过载时切断电路，保护电动机。

4.作业题目：分析直流电动机串励和并励的区别，并说明在哪些应用场合更适合使用串励电动机。

答案：串励电动机和并励电动机的主要区别在于励磁方式的不同。串励电动机的励磁绕组与电枢绕组串联，而并励电动机的励磁绕组与电枢绕组并联。

串励电动机更适合以下应用场合：

-需要较大启动转矩的场合，如电车、起重机等。

-需要较大调速范围的场合，如直流调速系统。

-需要较高启动电流的场合，如启动时负载较重的场合。

5.作业题目：简述电动机保护装置的作用，并列举三种常见的电动机保护装置。

答案：电动机保护装置的作用是防止电动机因过载、短路、欠压等故障而损坏，确保电动机的安全运行。

常见的电动机保护装置有：

-过载保护器：在电动机过载时自动切断电路，防止电动机烧毁。

-短路保护器：在电动机发生短路时迅速切断电路，防止火灾事故。

-欠压保护器：在电动机电压低于额定电压时自动切断电路，防止电动机损坏。板书设计①交流异步电动机

-定子：定子铁芯、定子绕组、机座

-转子：转子铁芯、转子绕组、风扇

-运行特性：转矩-转速特性曲线

②三相异步电动机启动方法

-直接启动

-星角启动

-自耦变压器启动

-启动转矩与启动电流的关系

③直流电动机

-串励电动机：励磁绕组与电枢绕组串联

-并励电动机：励磁绕组与电枢绕组并联

-串励电动机适用场合：启动转矩大、调速范围广

④电动机保护装置

-过载保护器

-短路保护器

-欠压保护器

⑤电动机控制电路设计

-正反转控制电路

-调速控制电路

-安全操作规范反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.案例教学：在讲解电动机控制电路设计时，我尝试引入实际工业案例，让学生通过分析案例来理解电路设计的原理和实际应用，这样不仅增加了课堂的趣味性，也提高了学生的实践能力。

2.实验教学：我注重实验教学的实践性，让学生亲自动手操作电动机实验，通过观察实验现象，加深对电动机工作原理的理解。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.教学互动不足：在课堂上，我发现学生参与互动的机会不多，有些学生对于提出的问题反应不够积极，这可能是因为课堂氛围不够活跃，或者学生对某些知识点不够熟悉。

2.实践环节不够深入：虽然安排了实验环节，但在实际操作中，学生对于故障诊断和解决的能力还有待提高，这说明我们在实践环节的指导上还需要加强。

3.评价方式单一：目前主要依靠期末考试来评价学生的学习成果，这种评价方式可能无法全面反映学生的学习情况，尤其是学生的实践能力和创新能力。

反思改进措施（三）

1.激发学生兴趣：为了提高学生的参与度，我计划在课堂上多设计一些互动环节，比如小组讨论、角色扮演等，让学生在轻松的氛围中学习。

2.加强实践指导：在实验环节，我将更加注重对学生操作技能的指导，同时鼓励学生进行故障诊断和解