《弧焊电源及其数字化控制》课程标准（含课程思政）

《弧焊电源及其数字化控制》课程标准一、课程基本信息表1课程基本信息表课程名称弧焊电源及其数字化控制开设系（院）部数控技术学院课程代码40811057开课形式理论课课程性质专业拓展课课程类型B类课程学时32课程学分2开课部门数控技术学院开课学期第Ⅳ学期先修课程电工电子技术、金属熔焊原理后续课程焊接检验，机器人焊接技术及应用总学时32学分2.0分适用专业（层次）460110智能焊接技术（普专/对口）二、课程性质（一）课程描述《弧焊电源及其数字化控制》是一门面向现代焊接技术与智能制造需求的专业课程，主要讲授弧焊电源的基本原理、典型电路结构、工作特性及其数字化控制方法。课程内容涵盖传统弧焊电源与逆变焊机、电流电压调节机理、PWM控制、DSP/单片机在焊接电源中的应用，以及焊接过程参数的数字化采集与控制。本课程以工程应用为导向，突出“电源—控制—焊接工艺”的整体关联，将焊接理论、电力电子技术与数字控制技术有机融合。教学中注重案例驱动与实验验证，结合实际焊机结构和工业应用场景，帮助学生从“能看懂原理”走向“会分析、会设计、会调试”。课程强调能力培养与工程思维塑造，引导学生在理解技术的同时，成长为能够适应智能焊接与数字制造发展的应用型工程人才。（三十六）课程定位《弧焊电源及其数字化控制》在专业课程体系中处于由“基础理论”向“工程应用与智能化提升”过渡的核心位置。本课程以学生已掌握《电工电子技术》《焊接方法与设备》等前导课程中关于电路基础、电力器件特性、控制原理及基本焊接工艺知识为基础，在此之上系统提升学生对弧焊电源整体结构、工作机理及数字化控制策略的综合认知与工程应用能力。通过本课程学习，学生将进一步掌握弧焊电源的系统分析方法、数字控制在焊接电源中的实现思路与调控机制，培养焊接电源选型、参数分析、系统调试与工程问题解决能力，形成面向实际工程的系统思维、规范意识与创新意识。课程为后续《焊接自动化与智能装备》《焊接机器人技术》《智能制造技术》等课程奠定必要的电源与控制基础，同时支撑学生未来从事焊接设备研发、调试、运维及技术管理等岗位。本课程以岗位核心能力需求为导向，将工程实践与价值引领相结合，在教学中融入工匠精神、工程伦理与服务国家制造强国战略的课程思政元素，引导学生树立严谨求实、精益求精的职业态度。课程坚持以学为主、以教为辅，遵循循序渐进、由简到繁、从易到难的教学理念，在提升技术技能的同时，促进学生综合素养与可持续职业发展能力的形成。表2课程定位分析面向的工作岗位具备的职业能力焊接设备技术员岗位1.能理解弧焊电源的基本结构与工作原理，正确识别常见弧焊电源类型及其适用工况；2.能根据焊接工艺要求，合理选择焊接电源并进行参数设定与调节；3.能配合完成焊接电源的安装、调试与运行维护，发现并分析常见故障；焊接设备调试与维护岗位1.能读懂弧焊电源电路图和控制流程图，理解电力电子器件及控制单元的作用；2.能对焊接电源电流、电压等关键参数进行检测、分析与调整；3.能在指导下完成基于单片机/DSP的焊接电源控制参数修改与功能调试；4.能按规范完成设备运行记录、维护记录和技术资料整理；焊接自动化与智能制造相关岗位1.能理解弧焊电源数字化控制在自动焊接系统中的作用及基本实现方式；2.能将焊接电源特性与焊接机器人、自动化焊接设备的工艺需求相匹配；3.能初步分析焊接过程稳定性问题，为焊接系统优化提供技术支持；焊接工艺与技术支持岗位1.能结合焊接工艺要求，分析焊接电源特性对焊接质量的影响；2.能参与焊接工艺参数制定与优化，协助解决焊接过程中的技术问题；3.具备规范意识和安全意识，遵守焊接设备操作规程和行业技术标准；三、课程设计思路（一）学情分析结合近年生源情况分析，本课程学生中约有一定比例来自农村地区，部分学生因父母长期外出务工，在成长过程中情感陪伴和关爱相对不足，自我管理与自控能力有待加强；同时，个别学生在自信心、表达能力与团队协作意识方面相对薄弱。总体来看，大部分学生对专业的系统认知尚不充分，对未来职业发展目标不够清晰，学习动机、学习方法和学习效率呈现一定差异，客观上需要在教学过程中实施分层教学、分类指导与多元评价，真正做到因材施教、因材施评。从学习特点来看，学生在问题认识、分析与综合解决能力方面尚处于成长阶段，工程思维和系统意识有待进一步培养。但学生普遍动手意愿较强，乐于参与各类创新实践活动和课后技术拓展，在实验实训和项目化学习情境中表现出较高的参与度和主动性。课程将注重营造包容、支持的学习氛围，关注学生心理健康与情绪状态，通过“做中学、学中做”的教学方式，帮助学生在获得专业能力的同时增强自信心、责任感和职业认同感，促进学生身心健康与全面发展。（二）课程设计依据本课程标准依据国家教育部颁发的相关专业教学标准和《智能焊接技术专业人才培养方案》制定，紧密结合学校应用型、工程技术型人才培养的办学定位，充分对接区域装备制造、先进焊接与智能制造行业的发展需求，面向焊接设备研发、调试、运行与维护等典型岗位的人才能力要求。在充分分析行业技术发展趋势和岗位能力结构的基础上，构建课程内容与教学要求，确保课程设置与人才培养目标、职业能力需求和学生发展实际相契合。（三）整体设计本课程整体采用“项目导向、理实一体、做中学学中做”的教学模式，以真实焊接电源应用场景和典型工程任务为载体，将弧焊电源原理、数字化控制方法与焊接工艺需求有机融合，构建“原理认知—参数分析—控制实现—工程应用”的递进式教学体系。在教学内容开发方面，课程以岗位能力需求为主线，对接焊接设备技术员、调试与维护人员及智能焊接相关岗位，将抽象的电力电子与控制理论拆解为若干可操作的学习任务和实验项目，强化知识的工程指向性和实践价值。教学内容由浅入深、由易到难，突出关键知识点与典型问题，避免单纯理论堆砌，增强学生对专业的理解和认同。课程思政贯穿教学全过程，在讲授焊接电源发展历程、国产装备技术进步和智能制造应用案例时，引导学生认识焊接技术在国家制造强国战略中的重要作用，融入工程伦理、安全生产意识和精益求精的工匠精神，帮助学生树立正确的职业价值观与责任意识。在教学手段与方法上，综合运用讲授、案例分析、实验实训、任务驱动和分层教学等方式，充分利用多媒体演示、仿真软件和实物设备，提升课堂直观性和参与度。通过过程性评价与多元考核相结合，关注学生学习体验与成长状态，在夯实技术技能的同时，促进学生自信心、协作能力和职业素养的同步提升。四、课程目标总目标：通过本课程学习，使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面获得全面提升。在知识与技能层面，学生应系统掌握弧焊电源的基本原理、典型结构及其数字化控制方法，能够理解焊接电源与焊接工艺参数之间的内在关系，具备对常见弧焊电源进行分析、选型、参数调节与初步调试的能力；在过程与方法层面，学生应学会以工程问题为导向的分析思路，能够通过实验、仿真与实践操作等方式，逐步形成发现问题、分析问题和解决问题的基本方法；在情感态度与价值观层面，培养学生严谨求实的科学态度、安全规范意识和良好的职业责任感，增强对焊接行业和工程技术岗位的认同感。本课程直接服务于《特种材料焊接》《焊接机器人技术》《智能制造技术基础》等后续课程，为学生理解自动化焊接系统中电源与控制单元的作用奠定必要基础。同时，结合专业人才培养目标，本课程在原有基础课程知识之上，对学生提出更高层次的要求，即从单一知识掌握转向系统认知与工程应用能力的形成，进一步提升学生的实践能力、工程思维和职业素养，为其成长为适应现代焊接技术与智能制造发展需求的高素质技术技能人才提供有力支撑。课程具体目标主要包括以下几个方面：（一）素质目标20.获得严谨求实的工程学习态度和规范操作意识。21.形成良好的安全生产意识和质量责任意识。22.树立服务制造业发展和智能焊接技术进步的职业认同感。23.提高分析工程问题和解决实际问题的主动性与耐心。24.发展团队协作意识和沟通能力，能够在实践任务中主动配合6.发挥创新意识，在实验实训和项目学习中积极思考与探索。（二）知识目标1.知道弧焊电源在焊接系统中的作用及其基本分类。2.了解弧焊电源的基本工作原理和典型电路结构。3.理解弧焊电源外特性与焊接过程稳定性的关系。4.掌握逆变弧焊电源的基本组成及工作流程。5.熟悉焊接电源中常用电力电子器件的功能与应用特点。6.理解数字化控制在弧焊电源中的基本实现思路与控制方式。7.掌握焊接电源电流、电压等主要参数的调节原理与方法。（三）能力目标1.能正确识别不同类型弧焊电源及其适用焊接场景。2.能较熟练阅读弧焊电源原理图和基本控制流程图。3.能根据焊接工艺要求合理选择焊接电源并设置参数。4.能规范操作弧焊电源设备，完成基本启停与运行调节。5.能使用检测工具采集焊接电源的电流、电压等关键参数。6.能初步分析焊接过程中常见电源相关问题并提出调整方案。7.能在指导下完成焊接电源数字控制参数的简单配置与调试。8.能结合实验或实训结果，对焊接电源工作状态进行判断与评价。（四）证书目标表3证书一览表证书名称发证单位备注焊工职业资格等级证劳动局选取1+X智能制造装备技术应用职业技能等级证书教育部职业技术教育中心研究所选取1+X数字化制造技术应用职业技能等级证书工业和信息化部教育与考试中心选取特种作业操作证（焊接与热切割作业）安全生产监督管理局选取五、课程结构与内容表4课程内容与目标要求项目教学内容重点、难点思政元素及融入途径学时项目1：弧焊电源概述与发展1.弧焊电源的发展概况2.弧焊电源的分类、特点与应用。重点：弧焊电源的类型及工程应用难点：技术发展背景理解通过我国焊接装备发展历程，增强专业认同感与制度自信2项目2：焊接电弧及其特性1.焊接电弧概述2.电弧结构与伏安特性3.交流电弧稳定性与连续燃烧条件重点：伏安特性与稳定燃烧条件难点：电弧稳定性分析强调尊重客观规律，培养严谨求实的科学精神2项目3：弧焊电源的基本技术要求1.空载电压与外特性要求2.调节性能与调节方法重点：外特性与调节性能难点：性能参数协调关系引导学生树立标准意识与质量意识2项目4：焊接变压器1.动线圈式弧焊变压器2.抽头式弧焊变压器重点：结构与工作原理难点：不同结构性能比较传承工程经验，弘扬工匠精神4项目5：直流弧焊发电机1.直流弧焊发电机原理与分类2.典型直流弧焊发电机重点：直流电源特点难点：工作特性分析培养系统思维与工程责任意识4项目6：整流式弧焊电源1.硅弧焊整流器原理2.交直流两用整流焊机重点：整流原理难点：输出特性分析强化工程规范意识6项目7：晶闸管弧焊整流电源1.晶闸管整流电路2.控制特性与调压方法重点：可控整流原理难点：控制角与输出关系引导学生理解技术进步对产业发展的推动作用4项目8：逆变式弧焊电源1.逆变电源基本结构2.IGBT逆变焊机3.新一代SiC焊接电源重点：逆变工作流程难点：高频化与效率提升激发创新意识与技术自信4项目9：弧焊电源的数字化控制1.控制系统结构2.关键数字化控制技术3.数字化焊机产品重点：数字控制思路难点：软硬件协同理解引导学生关注智能制造发展方向，增强时代责任感2项目10：弧焊电源的选择、使用与维护1.弧焊电源选型的基本原则与工程依据2.弧焊电源规范使用流程与安全操作要求重点：弧焊电源规范使用流程与安全操作要求难点：将技术规范转化为稳定、长期的职业行为习惯安全意识·生命至上制度自信·遵循标准2六、课程实施策略拥有先进的教学理念和教学方法是课程教学的重要保证。要采用先进的教学方法，充分利用现代化的教学方法和手段，以确保教学质量的提高。【理实一体化教学法】教师围绕弧焊电源的核心理论和关键技术进行精讲，通过实物焊机、仿真软件或理实互动实训平台，引导学生进行参数设置、特性观察和基本操作练习，再结合典型焊接工程案例开展分析与讨论，帮助学生将抽象的电源原理与真实设备运行建立联系，有效解决学生对电源结构复杂、工作机理难理解、理论知识难以迁移到工程实践中的问题，突破课程中的重点与难点。适用项目：项目3、项目4；项目7、项目8。【情景模拟教学法】依托仿真焊接车间、典型焊接岗位和设备使用情境，构建贴近企业实际的教学场景，将焊接电源的选型、使用、调节和维护等工作任务具体化、流程化呈现给学生。通过情景模拟实训，使学生在“接近真实岗位”的环境中完成操作与判断，规范操作流程，强化安全意识，促进理论知识的理解和内化，为学生未来走向焊接设备相关岗位奠定实践基础。适用项目：项目1、项目2、项目10。【项目教学法】以完整的弧焊电源应用项目为载体，组织师生共同完成从任务理解到成果展示的全过程教学活动。教学过程中以工作过程为导向、项目为载体、任务为驱动、能力为目标、学生为主体、教师为主导，理论与实践深度融合。具体实施环节包括：情景导入、明确任务；分析需求、制定方案；分组协作、具体实施；过程指导、阶段检查；成果展示、交流反思；总结评价、拓展提升，全面提升学生的工程应用能力和综合素质。适用项目：项目5、项目6、项目7、项目8、项目9。【任务驱动教学法】在讲授相关知识点之前，先设置与焊接电源实际应用密切相关的操作任务或工程问题，引导学生思考“如何完成任务”“需要哪些知识和方法”，再有针对性地讲解相关理论内容。通过“先做任务、再学知识、再回到任务”的方式，提高学生学习兴趣和主动性，增强知识学习的目的性和实用性。适用项目：项目6、项目9。【案例教学法】课程案例分为引导案例、教学案例和分析讨论案例三类。引导案例设置于每个模块开始，用于引出学习主题、明确学习目标；教学案例融入课堂讲授和实训环节，由教师示范讲解并引导学生分析与操作；分析讨论案例安排在模块结束后，由学生个人或小组完成，教师进行总结点评。通过典型焊接设备、安全生产和技术发展案例，将专业知识学习与职业素养、工程责任和课程思政有机结合，提升学生分析问题和解决问题的能力。适用范围：贯穿课程各项目。七、考核评价（一）课程考核方式本课程的考核以定量方式呈现评价结果，成绩评定采用百分制，采用过程考核和结果考核相结合的形式，过程考核占40%（依据线上教学平台数据统计结果与线下课堂表现，包括在线学习时间，作业完成情况，参与讨论等），增值评价占20%（依据思政素养提升以及对比学习数据和阶段性考核比较评分，）期末结果考核占40%（采用教学平台组卷测试）。（二）课程考核标准1.思政态度与增值考核标准主要针对学生的出勤有无迟到早退现象、是否具有饱满的精神风貌、是否具有良好的职业操守等方面内容进行评价，以及学生平台数据比对分析，占最终成绩的20%。23.过程实施考核标准采用学生自评、小组互评、教师点评的方式对学生进行综合评价，具体包括课前线上教学平台的任务预习情况、课中学生的表现情况、课后作业的完成情况，分项目视完成质量记成绩，占最终成绩40%。3.期末结果考核标准采用闭卷形式，建试题库，从中抽取。客观题占20%，弧焊电源及其数字化控制题占80%，占最终成绩的30%。表5课程考核评分标准考核项目考核标准过程考核（40%）课前预习（8%）按时完成资源预习任务，参与课程前侧。课堂表现（12%）上课认真听讲，遵守课堂纪律；积极踊跃回答课堂提问并认真记录笔记；主动参与小组活动。课后作业（10%）能够保质保量按时上交作业，积极参加拓展活动。增值考核（20%）思政态度（10%）无旷课、迟到早退现象；具备饱满的精神风貌和良好的职业操守。成长进步（10%）阶段性数据比对分析，进步超过5%计1分结果考核（40%）期末考试（40%）考核方式：闭卷考核类型：考试八、实施条件（一）师资条件授课师资基本要求：本课程的专业任课教师应具备以下要求：62.具有本科及以上学历，专业要求为会计类专业及相近专业；63.具有高校教师资格证书；64.具有相关的职业资格证书；65.具有企业相关实践经验者有限；66.具有良好的职业道德和职业操守，能胜任本课程的教学组织、教导和实施工作。教学团队组成及分工：构建一个以课程负责人为核心，专兼结合，形成一支知识水平高、学历高、业务强、教学经验丰富的优秀教师队伍。教师团队要定期进行课程调研,将会计行业中的新政策、新方法、新思路融入课程中来。课程负责人主要确定课程培养目标，加强课程改革和课程建设，按照“理虚实一体”的教学模式，不断加强课程教学内涵建设，创新教学模式，优化教学组织形式。同时，按照“双素质、双结构”的要求，加强课程教学团队建设。专职教师主要负责教学设计、教学组织授课，在教学过程中不断整合和优化教学内容，教学中合理融入思政。定期深入实践，与企业一起进行市场调研，掌握丰富的实践知识，并充实到教学内容中去，不断改进教学组织形式，加大现代教学手段的应用，积极进行教学手段、方法和内容的改革，提高教学效果。企业兼职教师主要负责将企业一线的实际工作经验带给学生和教师，参与课程建设和人才培养标准的制定和修