《机床电气控制技术》课程大纲（含课程思政）

《机床电气控制技术》课程大纲适用专业：机械制造及自动化（普专/对口）开课学期：第4学期课程学分：2学分课程学时：32学时先修课程：《机械设计基础》《电工电子技术》后续课程：《工业机器人应用》《智能产线调试与维护》《PLC控制实训》课程性质：专业核心课开课形式：混合式教学一、课程概述本课程是机械制造及自动化专业的核心课程，聚焦机床电气控制基础、典型机床电路分析与检修、可编程控制技术应用三大核心内容，依托OBE教育理念，采用“课程思政+混合式教学”模式，将理论知识与实操技能深度融合。通过课程学习，使学生掌握机床电气控制的基本原理与实操能力，树立工匠精神和电气安全意识，培养故障排查、PLC编程调试等职业能力，为数控设备操作、维护、电气控制调试等岗位奠定专业基础，助力学生成长为机械设计制造类高技能人才。二、课程教学目标（一）素质目标1.养成良好的职业道德，树立严谨细致、敬业守信、精益求精的工匠精神，培养创新意识和实践创新能力；2.具备良好的团队合作意识、沟通能力和终身学习能力，能主动适应行业技术发展；3.自觉遵守《电气安全工作规程》等行业规范和企业规章制度，坚守职业底线，树立强烈的安全生产和工作责任意识。（二）知识目标1.掌握机床常用低压电器的结构、工作原理、选用方法及图形/文字符号，理解机床电气控制线路基本原理与典型电路结构；2.掌握电气原理图、接线图的阅读与分析方法，熟悉三相异步电动机各类控制电路的工作逻辑；3.理解可编程控制器（PLC）的基本组成、工作原理，掌握三菱FX系列PLC的系统配置、编程元件及基本/功能指令；4.掌握机床电气故障诊断与排除的基本思路和方法，了解数控机床电气系统的组成、连接方式与控制逻辑；5.熟悉电气控制相关行业标准、安全规范及机床电气设备维修的一般要求。（三）能力目标1.能熟练识读机床电气原理图和接线图，规范使用电气测量工具与仿真软件；2.能完成机床典型电气控制线路的安装、接线、调试与日常维护；3.能初步排查数控机床常见电气故障，分析故障原因并制定简单维修方案；4.能使用PLC编程软件编制、调试三菱FX系列PLC的简单控制程序；5.能配合完成数控设备电气系统的日常检查、维护及故障排查工作。（四）证书目标鼓励学生考取高级电工职业技能证书，提升职业竞争力。三、教学内容与学时分配本课程分为三大模块，总学时32，各模块教学内容、重点难点、思政融入及学时分配如下表所示：模块子模块教学内容重点难点思政元素及融入途径学时模块一：机床电气控制基础（18学时）子模块1：机床常用低压电器及选用1.低压电器的结构、工作原理2.低压电器的选用原则3.低压电器的图形及文字符号重点：低压电器工作原理、图形及文字符号难点：接触器、继电器的工作原理与符号识别思政元素：职业素养（安全意识、良好职业习惯）融入途径：讲解电气安全操作规程，规范操作习惯6子模块2：机床电气控制系统图的画法规则及阅读方法1.电气控制系统图的概念与分类2.电气原理图的绘制规则与阅读技巧重点：电气原理图相关知识难点：电气原理图的阅读与分析方法思政元素：职业素养（安全意识）融入途径：结合安全规范讲解原理图阅读的注意事项2子模块3：三相异步电动机起动控制电路1.全压直接起动控制电路的组成与工作逻辑2.减压起动控制电路的组成与工作逻辑重点：全压、减压起动控制电路难点：减压起动控制电路的分析与调试思政元素：职业素养（良好职业习惯）融入途径：引用奥维德名言，培养规范操作的职业习惯4子模块4：三相异步电动机运行控制电路1.正反转控制电路2.正反转自动循环控制电路3.顺序起动控制电路重点：正反转控制电路难点：正反转自动循环控制电路的设计与调试思政元素：职业素养（良好职业习惯）融入途径：通过实操训练，培养严谨的操作习惯4子模块5：三相异步电动机制动控制电路1.能耗制动控制电路的组成与工作逻辑2.反接制动控制电路的组成与工作逻辑重点：反接制动控制电路难点：能耗制动控制电路的分析与调试思政元素：职业素养（良好职业习惯）融入途径：结合实操案例，强调操作规范性2模块二：典型机床电路分析与检修（2学时）子模块：机床电气设备分析与检修+CA6140车床电路分析1.机床电气设备分析与维修的一般要求和方法2.CA6140卧式车床电气控制电路的阅读与分析重点难点：机床电气设备维修方法、CA6140车床电气控制电路分析思政元素：职业素养（坚持准则、严谨细致）融入途径：结合袁隆平科研事迹讲坚持，以中国航天工程讲严谨2模块三：可编程控制技术的应用（12学时）子模块1：可编程控制器的概述1.PLC的定义、特点、分类及应用领域2.PLC与传统电气控制的区别重点难点：PLC的特点和应用场景思政元素：职业素养（坚持准则）融入途径：结合袁隆平杂交水稻之路，培养坚持不懈的科研精神2子模块2：可编程控制器的结构及工作原理1.PLC的硬件组成（主机、输入/输出模块等）2.PLC的软件组成（系统程序、用户程序）3.PLC的循环扫描工作原理重点：PLC硬/软件组成难点：PLC的工作原理思政元素：工匠精神、技术运用融入途径：以“两弹一星”、高铁技术讲工匠精神，以超级计算机讲技术创新2子模块3：三菱FX系列PLC的系统配置和编程元件1.FX系列PLC型号含义及基本单元2.FX2N系列PLC的外部接线方法3.FX2N系列PLC的编程元件（软元件）及功能重点：FX2N系列PLC外部接线难点：FX2N系列PLC编程元件的理解与应用思政元素：工匠精神融入途径：结合高铁、“两弹一星”事迹，培养精益求精的工匠精神2子模块4：三菱FX系列PLC基本指令及编程1.FX2N系列PLC基本逻辑指令及使用方法2.梯形图的设计规则与绘制技巧3.典型控制电路的梯形图程序设计与调试重点：基本逻辑指令、梯形图设计规则难点：基本控制电路的程序设计与调试思政元素：终身学习、科技兴国融入途径：引用二十大报告关于终身学习的论述，以“两弹一星”、载人航天讲科技兴国4子模块5：三菱FX系列PLC功能指令及编程1.功能指令的表达形式与使用规则2.传送、比较指令及应用3.算术运算指令及应用4.程序控制类指令及应用重点：传送、比较、算术运算、程序控制类指令难点：功能指令的综合应用思政元素：终身学习、科技兴国融入途径：以高铁、大飞机制造等案例，强化科技兴国理念，培养终身学习意识2四、教学方法与实施策略结合课程特点和高职学生学情，采用多样化教学方法，实现理实一体化，各方法适用范围如下：1.理实一体化教学法：教师精讲核心理论，通过现场实训、理实互动让学生同步掌握知识与技能，适用于机床常用低压电器及选用、三菱FX系列PLC系统配置和编程元件子模块；2.情景模拟教学法：创设电气故障排查、PLC编程调试等工作场景，激发学生情感体验，深化知识理解，适用于电气控制系统图阅读、可编程控制器概述子模块；3.项目教学法：以工作过程为导向，以项目为载体、任务为驱动，师生共同完成电气控制线路安装、机床电路分析、PLC程序设计等完整项目，适用于三相异步电动机控制电路、CA6140车床电路分析、PLC基本/功能指令编程等子模块；4.问题引导法：教师提出核心问题（如PLC工作原理、电路故障原因等），引导学生自主分析、探究解决，培养逻辑思维能力，适用于可编程控制器的结构及工作原理子模块。同时采用混合式教学模式，依托线上教学平台发布预习任务、教学资源、课后作业，结合线下课堂讲授、实操实训、小组讨论，实现线上线下联动，提升教学效果。五、考核评价方式本课程采用过程考核+增值考核+期末实操考核相结合的综合评价方式，成绩评定为百分制，注重学生的知识掌握、技能提升、思政素养及学习成长，具体考核标准如下：考核类型占比考核内容评分标准过程考核40%课前预习（8%）按时完成线上平台预习任务，参与课程前测，预习质量达标课堂表现（12%）遵守课堂纪律，认真听讲记笔记；积极回答问题、参与小组讨论和实操训练，团队协作良好课后作业（10%）保质保量按时上交线上/线下作业，主动参与课程拓展活动增值考核20%思政态度（10%）无旷课、迟到早退，精神风貌良好；具备良好职业操守、尊重师长、团结同学，实操中遵守安全规范成长进步（10%）对比阶段性学习数据，学习成绩、实操技能有明显提升（进步超5%按梯度计分）期末结果考核40%实操考试（40%）围绕课程核心技能，考核低压电器识别、电气线路接线调试、PLC程序设计与调试、机床简单电气故障排查等实操内容，根据操作规范性、结果准确性、故障排查能力计分考核说明：过程考核采用学生自评、小组互评、教师点评相结合的方式；增值考核依托线上教学平台数据和课堂表现综合评定；期末实操考试采用现场操作、现场评分的方式，注重实操能力和职业素养的综合考查。六、教学实施条件（一）师资条件1.专任教师需具备机械制造、电气自动化等相关专业本科及以上学历，60%以上具备“双师型”教师资格；2.专任教师与学生比例约1:25，企业兼职教师占比不低于30%，兼职教师需具备机床电气控制相关岗位一线工作经验；3.所有教师需接受职业教育教学方法论培训，具备课程开发、混合式教学及现代化多媒体教学工具使用能力。（二）实训基地1.校内实训基地：配备与企业实际一致的机床电气控制实训设备、电气测量工具、PLC编程实训台；具备多媒体教学设备、互联网/WiFi环境；符合电气安全规范，配备应急照明、消防设施，逃生通道畅通；2.校外实习基地：建立稳定的校外实训基地，提供数控设备电气控制、故障排查等实操岗位，配备专职实训指导教师，制定完善的实训管理规章制度。（三）教材及参考资料推荐教材：《机床电气控制与PLC（第3版）》（王兰军主编，机械工业出版社，2023.12，“十四五”职业教育国家规划教材）；参考资料：《机床电气控制与PLC技术项目教程（S7-1200）》（刘保朝主编，机械工业出版社）、《机床电气控制与PLC（第2版）》（李向东主编，机械工业出版社）；辅助资源：电气安全工作规程、三菱FX系列PLC编程手册、典型机床电气控制电路图集、课程思政教学资源库。七、