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电器及plc控制技术教学设计

一、课题

电器及plc控制技术

二、教学目标

1.知识与技能目标

-学生能够识别常见电器元件的符号、结构和功能，如接触器、继电器等。

-理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本工作原理和组成结构。

-掌握简单PLC程序的编写和调试方法。

2.过程与方法目标

-通过小组合作探究，提高学生的团队协作能力和自主学习能力。

-经历对电器元件的观察、分析和对PLC程序的编写调试过程，培养学生的实践操作能力和解决问题的能力。

3.情感态度与价值观目标

-激发学生对电器及plc控制技术的学习兴趣，培养学生严谨的科学态度。

-让学生体会到自动化控制技术在现代工业生产中的重要性。

三、教学重点难点

1.教学重点

-常见电器元件的功能和工作原理，如接触器的电磁机构、触头系统的工作原理。

-PLC的基本结构和工作原理，包括输入输出接口、中央处理单元等的功能。

-简单PLC程序的编写，如实现电机的正反转控制程序。

2.教学难点

-理解PLC的扫描工作方式及其在程序执行中的作用。

-根据实际控制要求优化PLC程序的逻辑结构。

四、教学方法

项目式探究学习法、小组合作学习法

五、教学过程

1.导入（5分钟）

-教师展示一个自动化流水生产线的视频片段，视频中电机的启动停止、输送带的速度控制等都是由电器及PLC控制的。

-教师提问：“同学们，在这个视频里，大家看到这么多设备有条不紊地工作，大家想不想知道是什么在控制它们呢？”引导学生思考并回答。

-学生可能会回答是电脑或者某种控制器，教师顺势引出今天的课题——电器及plc控制技术。

2.常见电器元件探究（20分钟）

-教师将学生分成小组，每个小组发放一套常见电器元件的实物，如接触器、继电器、熔断器等。

-教师提出问题：“大家仔细观察这些电器元件，看看能发现它们有哪些结构特点？它们可能是如何工作的呢？”

-小组内成员开始观察、讨论。例如，对于接触器，学生可能会发现它有电磁线圈、主触头和辅助触头。

-教师巡视各小组，参与小组讨论并适时引导。当小组讨论接触器时，教师可以提问：“大家觉得电磁线圈通电和断电时，触头会发生什么变化呢？”

-小组代表发言，分享本小组的观察结果和初步结论。如某个小组代表说：“我们发现接触器的电磁线圈通电后，好像主触头就会闭合，就像一个开关一样。”

-教师对学生的回答进行补充和总结，讲解接触器的工作原理：“同学们说得很对，接触器的电磁线圈通电时，会产生磁场，吸引衔铁，使主触头闭合，从而接通电路。这就是接触器控制电路通断的基本原理。”同时，教师在黑板上画出接触器的结构示意图，并标注各部分名称和工作原理。

3.PLC的基本结构和工作原理探究（25分钟）

-教师拿出一个小型PLC实物，向学生展示并介绍PLC的外观结构，如输入输出接口、电源接口、通信接口等。

-教师提出问题：“大家想一想，PLC是如何接收外部信号并控制外部设备的呢？”

-学生分组讨论，教师提示学生可以从输入输出接口的功能入手思考。

-教师通过一个简单的动画演示PLC的扫描工作过程，让学生更直观地理解。

4.简单PLC程序编写实践（30分钟）

-教师给出一个简单的控制任务：实现一个电机的正反转控制。

-教师引导学生分析控制要求：“要实现电机正反转，我们需要考虑哪些因素呢？首先要有启动停止按钮，然后要通过PLC控制接触器来改变电机的相序，从而实现正反转。”

-学生分组进行PLC程序的编写，教师在各小组间巡视，对遇到问题的小组进行指导。例如，当小组在编写程序时对逻辑关系不清楚，教师可以问：“如果电机正转时，反转启动按钮按下会发生什么呢？你们的程序要如何避免这种冲突呢？”

-各小组完成程序编写后，到PLC实验台上进行调试。如果出现问题，小组内成员共同查找原因并解决。

5.成果展示与评价（15分钟）

-各小组派代表展示本小组编写的PLC程序，并讲解程序的逻辑结构和实现的功能。

-其他小组的同学可以进行提问和评价。例如，某个小组展示完后，其他小组的同学可能会问：“你们的程序中如果电机过载了怎么办？”

-教师对各小组的成果进行综合评价，肯定学生的优点，指出存在的问题和改进的方向。

六、教材分析

本课程的教材涵盖了电器及plc控制技术的基础知识和应用技能。在常见电器元件部分，教材详细介绍了各种电器元件的结构、符号、工作原理和选型方法。对于PLC部分，教材从PLC的基本概念、发展历程开始讲解，逐步深入到PLC的硬件结构、软件系统、编程语言和程序设计方法。教材中的实例丰富，有助于学生理解和掌握知识，但部分内容理论性较强，如PLC的扫描工作方式，需要教师通过多种教学手段进行讲解，帮助学生突破难点。

七、作业设计

作业：观察生活中的电器设备，如电梯、