电气控制与PLC应用技术 (S7-1200)-教案 模块2 S7-1200 PLC与博途编程软件认知

教学设计本次课程项目（任务）模块2S7-1200PLC与博途编程软件认知2.1S7-1200PLC认知教案序号授课班级班授课学时4学时授课人数应到人实到人授课时间年月日第节授课地点号楼教室课堂类型理论课¨实训课¨理实一体化课程þ其他¨学情分析知识基础学生已具备电工电子基础理论，了解工业控制基本概念，对PLC有初步认知，但未系统学习S7-1200PLC的结构与安装知识。能力基础能识别基本电气元件，掌握常用工具的使用方法，具备简单动手操作能力，但缺乏PLC设备安装、接线及模块扩展的实操经验。学习习惯倾向于直观化、实操性强的学习方式，对抽象理论兴趣较低，通过实物观察、动手操作能快速提升学习效果，需要明确的任务指引和步骤示范。教学目标知识目标（1）理解PLC的基本概念、结构组成及循环扫描工作原理；（2）掌握S7-1200PLC的核心型号、主要技术参数及硬件结构；（3）熟悉S7-1200PLCCPU及扩展模块的安装规范、尺寸要求和布局原则；（4）了解S7-1200PLC扩展模块的类型、功能及安装顺序。能力目标（1）能准确识别S7-1200PLC各型号CPU及扩展模块，区分核心技术参数差异；（2）能按照规范流程完成S7-1200PLCCPU的DIN导轨安装与固定；（3）能正确选配扩展模块，按照安装顺序完成信号板、信号模块、通信模块的装配；（4）能检查安装质量，确保符合尺寸间隙、隔离防护等要求；（5）能规范记录安装过程，整理实训工位及工具。素质目标（1）培养安全生产意识，严格遵守电气设备安装的安全规范和操作流程；（2）养成严谨细致的工作态度，注重安装过程中的尺寸精度和规范要求；（3）强化团队协作精神，能与组员分工配合完成安装任务，有效沟通交流；（4）树立爱岗敬业、诚实守信的职业品质，爱惜设备工具，节约实训耗材；（5）增强集体意识和社会责任心，形成规范操作、文明实训的良好习惯。教学重点（1）S7-1200PLC的结构组成、核心技术参数及工作原理；（2）S7-1200PLCCPU及扩展模块的安装流程与规范要求；（3）扩展模块的类型识别与装配顺序。教学难点（1）理解PLC循环扫描工作原理与实际应用的关联；（2）掌握安装过程中尺寸间隙控制及隔离防护要求；（3）准确区分不同扩展模块的安装位置与装配逻辑。教学资源教材、任务书、S7-1200PLC硬件手册、结构示意图、安装视频、西门子1214CCPU、DIN导轨、扩展模块（SB/SM/CM）、电工工具套装、实训台、学习通平台、仿真动画。教学方法任务驱动法、理实一体化、示范教学、小组合作、实物展示法、信息化辅助。

教学实施过程课前自学：强基础教学环节（时间分配）教学内容教师主导活动学生主体活动信息化手段及思政元素设计意图环节一课前学习教学资源观看S7-1200PLC应用场景及安装实操微课，预习PLC基本概念、S7-1200PLC硬件结构及安装要求。在学习通平台上传微课视频、硬件结构动画、预习讲义；发布预习思考题（如PLC的核心组成、S7-1200CPU型号分类等）；在线解答学生疑问，收集共性问题。观看微课和动画视频；研读预习讲义，标记重点难点；完成预习思考题，参与线上讨论。信息化手段：学习通平台、微课视频、结构动画；思政元素：渗透“工业自动化发展”职业认知，培养自主学习意识。提前铺垫核心知识，激发学习兴趣，为课中实操做好准备。环节二在线测试验结果通过学习通完成预习测试，检测对PLC结构、S7-1200型号识别等基础知识点的掌握程度。查看测试数据，分析学生薄弱环节；针对共性问题调整课中教学重点；推送个性化错题解析。完成在线测试，核对答案；结合解析巩固薄弱知识点；记录仍存疑问的内容。信息化手段：学习通在线测试、自动批改系统；思政元素：培养诚信答题、主动反思的学习态度。精准诊断学情，实现“以学定教”，提高课堂教学针对性。课中学习：强技能教学环节（时间分配）教学内容教师主导活动学生主体活动信息化手段及思政元素设计意图环节一导入课程明确任务要求（10分钟）展示工厂S7-1200PLC升级改造案例及设备安装现场图片；明确本课时任务：掌握S7-1200PLC认知与安装技能；3.强调安装安全规范及核心要求。1.播放案例视频，讲解任务背景；2.展示实物设备，明确任务目标与重难点；3.划分学习小组，明确组员分工（如设备识别、安装操作、记录整理）。1.观看案例，了解学习的实际应用价值；2.分组讨论任务要点；3.明确自身分工与职责。信息化手段：PPT、案例视频、实物展示；思政元素：渗透“技术升级、精益求精”的工业理念，强调安全第一的操作原则。联系工业实际，激发学习动力，明确学习目标与分工。环节二知识点讲解理清思路（35分钟）PLC基本概念、结构组成（CPU、存储器、I/O接口、电源）；PLC循环扫描工作原理（输入采样、程序执行、输出刷新）；S7-1200PLC核心型号、技术参数及硬件结构；4.安装规范（尺寸间隙、隔离防护、扩展模块装配原则）。1.结合结构示意图和实物，拆解讲解PLC各组成部分功能；2.用动画演示循环扫描工作过程，化抽象为直观；3.对比不同型号CPU参数差异，重点讲解1214C型号；4.强调安装中的安全防护与尺寸要求。1.听讲记录重点知识，结合实物观察PLC结构；2.跟随动画理解工作原理，提问澄清疑惑；3.对比记忆CPU技术参数及扩展模块类型。信息化手段：结构示意图、循环扫描动画、参数对比表、投影；思政元素：强调“严谨细致”的技术态度，培养对工业标准的敬畏心。夯实理论基础，为实操操作提供逻辑支撑。环节三小组讨论完善方案（15分钟）识别S7-1200PLC各部件（CPU、DIN导轨、扩展模块）；规划CPU及扩展模块安装流程；3.制定安装质量检查清单（如尺寸、间隙、固定方式）。1.巡视各小组，提供技术指导；2.针对小组疑问进行集中答疑；3.组织小组展示规划方案，互评优化。1.分工协作，识别实物设备及工具；2.讨论安装步骤及注意事项；3.制定检查清单，参与方案点评。信息化手段：实物设备、检查清单模板、投影；思政元素：培养团队协作与方案优化意识，强化质量管控思维。锻炼设备识别与方案规划能力，为实操做好准备。环节四PLC设备安装与装配（60分钟）DIN导轨安装固定；S7-1200CPU安装（挂接、锁定）；3.扩展模块（SB/SM/CM）选配与装配；4.安装质量自检（固定牢固性、尺寸间隙、模块连接）。1.示范导轨安装、CPU固定及扩展模块装配的标准操作；2.强调安全操作规范，巡视指导各小组操作；3.及时纠正不规范操作，解答安装过程中的问题。1.按照规范流程，分工完成导轨安装、CPU固定；2.正确选配扩展模块，按顺序完成装配；3.对照检查清单进行自检，整理工位工具。信息化手段：操作示范视频、安全警示图、安装步骤卡；思政元素：强化安全规范与工匠精神，培养整洁有序的工作习惯。提升实操技能，掌握标准安装流程与质量控制方法。环节五安装质量检测与优化（30分钟）小组间交叉检查安装质量（尺寸间隙、固定方式、模块装配顺序）；教师针对性复检，指出问题并指导优化；3.记录安装过程及检测结果。1.制定检测评分标准，指导交叉检查方法；2.巡视复检，重点排查安全隐患与不规范安装；3.引导学生分析问题原因，提出优化方案。1.按照标准进行交叉检查，记录问题；2.针对问题进行整改优化；3.规范填写安装与检测记录表。信息化手段：检测评分标准、记录表模板、问题分析流程图；思政元素：培养客观评价、精益求精的态度，强化责任意识。提升质量检测与问题整改能力，确保安装符合规范要求。环节六评价与总结（30分钟）自评、互评、师评相结合，全面评价学习效果；2.梳理核心知识体系与实操要点；3.布置课后拓展任务。1.发布评价标准，组织评价活动；2.引导学生绘制知识思维导图，巩固核心内容；3.总结常见问题及解决方法，布置拓展任务。1.参与多维度评价，反思自身不足；2.绘制思维导图，梳理知识与技能要点；3.记录拓展任务要求，明确课后学习方向。信息化手段：评价表小程序、思维导图工具、投影；思政元素：培养自我反思、持续改进的意识，树立终身学习理念。全面评价学习效果，巩固知识技能体系，拓展学习深度。课后拓展：强能力教学环节（时间分配）教学内容教师主导活动学生主体活动信息化手段及思政元素设计意图课后拓展1.查阅资料，了解S7-1200PLC扩展模块的具体应用场景；2.绘制S7-1200PLC带3个扩展模块（SB、SM、CM）的安装布局图；3.撰写安装实训报告，总结经验与体会。1.在学习通发布拓展任务书及参考资料；2.在线答疑指导，解答学生疑问；3.评阅实训报告与布局图，给出反馈。1.查阅资料，完成拓展任务；2.绘制安装布局图，撰写实训报告；3.提交作品，参与线上交流。信息化手段：学习通、CAD绘图软件、参考资料包；思政元素：培养自主探究、学以致用的能力，强化职业素养。拓展知识应用场景，提升综合设计与总结能力。板书设计2.1S7-1200PLC认知一、任务描述工厂S7-1200PLC升级改造，掌握认知与安装技能二、核心知识1.PLC结构：CPU、存储器、I/O接口、电源2.工作原理：循环扫描（输入采样→程序执行→输出刷新）3.S7-1200CPU型号：1211C/1212C/1214C/1215C/1217C4.扩展模块：信号板（SB）、信号模块（SM）、通信模块（CM）三、安装规范1.流程：导轨安装→CPU固定→模块扩展2.要求：上下25mm散热间隙、隔离热辐射/高压/电噪声3.顺序：SB（CPU前端）→SM（CPU右侧）→CM（CPU左侧）四、素质目标安全、规范、协作、严谨、节约教学反思任课教师签字：年月日教研室主任审核签字：年月日教学设计本次课程项目（任务）2.2项目创建与组态教案序号授课班级班授课学时2学时授课人数应到人实到人授课时间年月日第节授课地点3号楼教室课堂类型理论课¨实训课þ理实一体化课程¨其他¨学情分析知识基础具备电工基础与PLC入门知识，能识别基础电气元件，对置位复位指令理解浅显，I/O分配规范性不足，学生个体差异明显。能力基础掌握基础工具使用与软件操作，逻辑编程和故障排查能力薄弱，实操规范性欠缺，团队协作与标准化操作能力需强化。学习习惯不善于自主学习，没有预习和复习的习惯，喜欢网络、动画、微课等形式教学。教学目标知识目标掌握博途软件创建新项目方法.能力目标(1)能使用博途软件创建一个新项目；(2)能够团队合作完成该任务。素质目标（1）培养安全素养，不带电作业。（2）培养电工作业规范性，包括布线规范、工具使用规范。（3）培养电工作业过程中严谨的工作态度和精益求精的工匠精神。（4）养成及时整理工位的习惯，工具、器件、垃圾等不随意摆放。（5）操作中能充分体现团队协作精神。（6）培养勤俭节约的精神，爱惜工具、节约耗材。教学重点博途V16软件创建新项目的完整流程教学难点设备型号更改、硬件组件删除后系统编译报错的排查与修正教学资源教案、课程标准、学习通、线上精品课等。教学方法任务驱动法、理实一体化、信息化辅助、小组协作、案例分析、示范纠错

教学实施过程课前自学：强基础教学环节（时间分配）教学内容教师主导活动学生主体活动信息化手段及思政元素设计意图环节一课前学习教学资源1.博途V16软件的基本功能与界面介绍；2.S7-1200PLC（CPU1214C）的硬件参数、订货号含义；3.项目创建与设备组态的核心流程框架；4.软硬件清单（带USB口计算机、网线、BVR软线等）的用途认知1.在学习通平台上传教学资源包（含博途软件安装教程、CPU1214C硬件手册、项目创建动画演示）；2.发布预习指引，明确重点关注“订货号匹配”“插槽规则”等关键内容；3.开通线上讨论区，解答学生预习疑问1.下载并学习教学资源，梳理项目创建的步骤思维导图；2.记录预习中遇到的困惑（如“不同视图的功能区别”“模块选型依据”）；3.在讨论区交流分享学习心得，提问答疑学习通平台（资源上传、讨论区、思维导图工具）、动画演示视频、电子硬件手册思政元素：1.培养自主学习意识和主动探究精神；2.渗透“严谨治学”的职业态度，为后续实操规范奠定基础让学生提前熟悉基础理论和操作框架，降低课中实操的认知门槛，同时培养自主学习能力，为理实一体化教学做好铺垫环节二在线测试验结果通过学习通，查看学生对教学资源的学习情况和测试结果1.登陆职教云平台，查看学生学习情况和测试结果；2.通过在线讨论区及时与学生沟通交流；实时追踪，及时调整教学策略。查看测试结果，测试结果不理想的可进行再次测试。学习通在线测试功能（自动批改、错题统计）、题库资源库思政元素：1.强化诚信答题的道德素养；2.培养正视不足、主动补漏的学习态度检验预习效果，精准定位学生知识盲区，为课中教学重难点分配提供依据，实现“以学定教”课中学习：强技能教学环节（时间分配）教学内容教师主导活动学生主体活动信息化手段及思政元素设计意图环节一导入课程明确任务要求10分钟1.展示工业场景案例：某自动化生产线因PLC项目组态错误导致设备无法启动，影响生产效率的实例；2.回顾课前测试高频错题，引出本节课核心任务——用博途软件完成S7-1200PLC项目创建与硬件组态1.播放案例短视频，提问“为什么组态错误会导致设备故障？”“如何避免这类问题？”；2.展示课前测试错题统计结果，强调本节课重点解决的知识漏洞；3.明确本节课任务目标：会创建项目、会添加设备、会硬件组态1.观看案例视频，思考教师提问，感受规范组态的重要性；2.结合自身测试错题，明确本节课学习重点；3.小组讨论“组态操作中需要注意哪些细节”工业场景短视频、学习通错题统计投屏、PPT展示任务目标思政元素：渗透“职业责任感”，强调PLC组态的规范性直接影响生产安全与效率，引导学生树立“精益求精、严谨务实”的工匠精神联系工业实际，激发学生学习兴趣；通过错题反馈，让学生带着问题学习，提升课中学习的针对性环节二知识点讲解理清思路25分钟1.Portal项目结构：Portal视图与项目视图的功能、切换方法；2.项目树、详细视图、工作区、巡视窗口、任务卡的作用；3.项目创建关键步骤：名称设置、路径选择；4.设备添加核心要点：CPU型号选型（订货号6ES7214-1BG40-0XB0）、设备命名；5.硬件组态规则：模块插槽分配、模块拖放/双击添加方法、组件删除与型号更改流程1.用PPT结合博途软件操作录屏，分步讲解理论知识点；2.演示“视图切换”“CPU选型”“模块添加”等关键操作，强调订货号匹配、插槽规则等易错点；3.针对课前预习疑问，集中解答“为什么要编译硬件组态”“信号板与通信模块的安装位置区别”等问题1.跟随教师讲解，在笔记本上记录关键步骤和易错点；2.观看操作录屏，模仿记忆操作流程；3.主动提问未理解的知识点，参与课堂互动手段：博途软件仿真、指令动画演示、PPT课件（逻辑功能表、思维导图）、屏幕共享（软件操作演示）思政元素：培养“严谨细致”的工作态度，强调理论学习的准确性是实操成功的基础，引导学生重视知识细节，避免因疏忽导致操作失误夯实理论基础，将抽象指令与具体任务结合，为后续方案设计和编程实操提供理论支撑环节四项目安装（实操）40分钟1.分组实操任务：使用博途V16软件创建名为“1200_first”的项目；2.添加S7-1200PLC设备（CPU1214C，订货号6ES7214-1BG40-0XB0）；3.硬件组态：添加订货号为6ES7221-1BF30-0XB0的8点DI模块；4.编译硬件组态，排查并修正错误；5.保存项目，记录实操过程中的问题与解决方法1.划分学习小组（4人一组），明确小组分工（操作员、记录员、检查员、发言人）；2.巡视各小组实操情况，针对常见错误（如订货号选错、模块插错插槽）进行个别指导；3.强调操作规范：爱护计算机设备，规范软件操作流程，保持工位整洁；4.实时投屏展示优秀小组的操作过程，分享高效方法1.小组协作完成实操任务，按分工各司其职，相互配合；2.严格按照操作步骤执行，记录遇到的问题（如编译报错、模块无法添加）及解决过程；3.保持工位整洁，工具、资料有序摆放，组内交流使用文明用语；4.主动向教师或其他小组请教疑难问题手段：教室局域网共享操作指南、实时投屏展示、学习通小组任务打卡、博途软件在线帮助功能思政元素：1.团队协作：培养学生分工协作、互帮互助的团队精神；2.文明素养：强调组内交流文明用语，尊重他人观点；3.责任担当：明确小组分工，培养学生的责任意识落实能力目标，让学生在实操中掌握核心技能，通过小组协作提升沟通协作能力，同时践行素质目标中的职业素养要求环节7：评价10分钟评价标准：项目创建正确性（20分）、设备添加准确性（20分）、硬件组态规范性（30分）、编译无错误（10分）、团队协作（10分）、工位整洁（10分）；2.评价方式：学生互评（30%）+教师评价（70%）1.在学习通发布评价表，明确评