《弧焊電源及其數(shù)字化控制》課程教學(xué)大綱（含課程思政）

《弧焊電源及其數(shù)字化控制》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱：弧焊電源及其數(shù)字化控制課程代碼：40811057課程類型：專業(yè)拓展課（B類）適用專業(yè)/年級：460110智能焊接技術(shù)（普專/對口），第四學(xué)期總學(xué)時/學(xué)分：總學(xué)時32，其中理論學(xué)時18，實踐學(xué)時14，對應(yīng)學(xué)分2.0分先修課程：電工電子技術(shù)、金屬熔焊原理后續(xù)課程：焊接檢驗，機器人焊接技術(shù)及應(yīng)用課程負責(zé)人：段斌開課形式：理論課開課部門：數(shù)控技術(shù)學(xué)院二、課程標準依據(jù)本教學(xué)大綱嚴格以《弧焊電源及其數(shù)字化控制》課程標準（新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教務(wù)處審定）為核心依據(jù)，全面貫徹落實課標中明確的課程性質(zhì)、基本理念、課程目標、課程內(nèi)容及實施建議等核心要求，緊扣智能焊接技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標，對接區(qū)域裝備制造、先進焊接與智能制造行業(yè)發(fā)展需求，確保教學(xué)活動全程與課標高度契合，實現(xiàn)“教、學(xué)、評”一體化銜接，切實達成課標規(guī)定的育人目標，保障教學(xué)質(zhì)量貼合課標規(guī)范。課標制定主要依據(jù)《焊接技術(shù)與工程專業(yè)教學(xué)標準》《焊接設(shè)備與自動化專業(yè)教學(xué)標準》、《焊接作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范》《焊接與切割安全規(guī)程》等國家及行業(yè)標準、學(xué)校智能焊接技術(shù)人才培養(yǎng)方案、區(qū)域焊接與智能制造產(chǎn)業(yè)調(diào)研報告及1+X證書《智能制造裝備技術(shù)應(yīng)用職業(yè)技能等級標準》。三、課程目標結(jié)合《弧焊電源及其數(shù)字化控制》課程標準要求，本課程目標明確分為素質(zhì)目標、知識目標、能力目標、證書目標四個維度，緊密貼合課標核心素養(yǎng)培育要求，做到目標可量化、可評價、可落地，確保教學(xué)活動始終圍繞課標核心要求展開，助力學(xué)生成長為適應(yīng)現(xiàn)代焊接技術(shù)與數(shù)字化控制發(fā)展需求的高素質(zhì)技術(shù)技能人才。（一）知識目標熟練掌握課程標準要求的核心知識點，包括弧焊電源在焊接系統(tǒng)中的作用及其基本分類、弧焊電源的基本工作原理和典型電路結(jié)構(gòu)，清晰界定各知識點的重點、難點，確保不遺漏課標核心內(nèi)容；掌握逆變弧焊電源的基本組成及工作流程，熟悉焊接電源中常用電力電子器件的功能與應(yīng)用特點，理解弧焊電源外特性與焊接過程穩(wěn)定性的關(guān)系，掌握焊接電源電流、電壓等主要參數(shù)的調(diào)節(jié)原理與方法；理解數(shù)字化控制在弧焊電源中的基本實現(xiàn)思路與控制方式，了解晶閘管弧焊整流電源、直流弧焊發(fā)電機、焊接變壓器的結(jié)構(gòu)與工作特性，了解新一代SiC焊接電源的技術(shù)特點，構(gòu)建對弧焊電源及其數(shù)字化控制領(lǐng)域的系統(tǒng)認知，滿足課程標準對知識拓展的相關(guān)要求，提升知識儲備的全面性。（二）能力目標通過理實一體化、項目教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動等多元化教學(xué)環(huán)節(jié)，掌握弧焊電源原理分析、參數(shù)調(diào)節(jié)、設(shè)備操作等科學(xué)學(xué)習(xí)方法，依據(jù)課標實施建議，提升學(xué)習(xí)效率與工程實踐能力；著力培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)、合作探究、分析問題及解決復(fù)雜弧焊電源相關(guān)問題的核心能力，精準契合課程標準對學(xué)習(xí)過程的培育要求，能夠協(xié)同團隊完成弧焊電源選型、參數(shù)調(diào)試、故障排查等協(xié)同實踐任務(wù)；熟練運用課程知識與技能解決實際應(yīng)用問題，能夠正確識別不同類型弧焊電源及其適用焊接場景，較熟練閱讀弧焊電源原理圖和基本控制流程圖，能根據(jù)焊接工藝要求合理選擇焊接電源并設(shè)置參數(shù)，規(guī)范操作弧焊電源設(shè)備，能使用檢測工具采集焊接電源的電流、電壓等關(guān)鍵參數(shù)，初步分析焊接過程中常見電源相關(guān)問題并提出調(diào)整方案，在指導(dǎo)下完成焊接電源數(shù)字控制參數(shù)的簡單配置與調(diào)試，切實落實課程標準“學(xué)以致用”的核心教學(xué)理念。（三）素質(zhì)目標樹立服務(wù)制造業(yè)發(fā)展和智能焊接技術(shù)進步的職業(yè)認同感，培養(yǎng)科學(xué)嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和符合行業(yè)規(guī)范的職業(yè)素養(yǎng)，形成良好的安全生產(chǎn)意識和質(zhì)量責(zé)任意識；培養(yǎng)嚴謹認真、求真務(wù)實的學(xué)習(xí)態(tài)度和精益求精的工匠精神，強化弧焊電源操作標準化意識和工程倫理意識，全面符合課程標準的育人要求，助力學(xué)生全面發(fā)展；增強團隊協(xié)作意識、創(chuàng)新思維和責(zé)任擔(dān)當(dāng)意識，提高分析工程問題和解決實際焊接電源相關(guān)問題的主動性與耐心，切實達成課程標準規(guī)定的情感育人目標，實現(xiàn)知識與素養(yǎng)同步提升。（四）證書目標可選考焊工職業(yè)資格等級證，由勞動局頒發(fā)；可選考1+X智能制造裝備技術(shù)應(yīng)用職業(yè)技能等級證書，由教育部職業(yè)技術(shù)教育中心研究所頒發(fā)；可選考1+X數(shù)字化制造技術(shù)應(yīng)用職業(yè)技能等級證書，由工業(yè)和信息化部教育與考試中心頒發(fā)；可選考特種作業(yè)操作證（焊接與熱切割作業(yè)），由安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局頒發(fā)。四、課程內(nèi)容與學(xué)時分配嚴格依據(jù)《弧焊電源及其數(shù)字化控制》課程標準規(guī)定的課程內(nèi)容模塊，結(jié)合本課程總學(xué)時32，科學(xué)合理分配各模塊學(xué)時，明確各模塊的教學(xué)重點、教學(xué)難點及具體教學(xué)要求，確保全面覆蓋課標所有內(nèi)容，無遺漏、無偏離，實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容與課標要求的精準對接，突出“項目導(dǎo)向、理實一體”的教學(xué)特色。章節(jié)序號章節(jié)名稱（依據(jù)課標內(nèi)容模塊）教學(xué)重點（結(jié)合課標）教學(xué)難點（結(jié)合課標）理論學(xué)時實踐學(xué)時教學(xué)方式思政元素及融入途徑（結(jié)合課標）1項目1：弧焊電源概述與發(fā)展弧焊電源的類型及工程應(yīng)用、發(fā)展概況焊接電源技術(shù)發(fā)展背景理解11講授法、情景模擬教學(xué)法通過我國焊接裝備發(fā)展歷程，增強專業(yè)認同感與制度自信2項目2：焊接電弧及其特性電弧伏安特性與穩(wěn)定燃燒條件、電弧結(jié)構(gòu)交流電弧穩(wěn)定性分析11理實一體化教學(xué)法、案例教學(xué)法強調(diào)尊重客觀規(guī)律，培養(yǎng)嚴謹求實的科學(xué)精神3項目3：弧焊電源的基本技術(shù)要求弧焊電源外特性與調(diào)節(jié)性能、調(diào)節(jié)方法電源性能參數(shù)協(xié)調(diào)關(guān)系11理實一體化教學(xué)法、講授法引導(dǎo)學(xué)生樹立標準意識與質(zhì)量意識4項目4：焊接變壓器動線圈式、抽頭式弧焊變壓器的結(jié)構(gòu)與工作原理不同結(jié)構(gòu)焊接變壓器的性能比較22理實一體化教學(xué)法、項目教學(xué)法傳承工程經(jīng)驗，弘揚工匠精神5項目5：直流弧焊發(fā)電機直流弧焊發(fā)電機原理、分類及典型設(shè)備特點直流弧焊發(fā)電機工作特性分析22理實一體化教學(xué)法、項目教學(xué)法培養(yǎng)系統(tǒng)思維與工程責(zé)任意識6項目6：整流式弧焊電源硅弧焊整流器原理、交直流兩用整流焊機結(jié)構(gòu)整流式弧焊電源輸出特性分析33理實一體化教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法強化工程規(guī)范意識7項目7：晶閘管弧焊整流電源晶閘管整流電路結(jié)構(gòu)、控制特性與調(diào)壓方法控制角與輸出參數(shù)的關(guān)系22理實一體化教學(xué)法、項目教學(xué)法引導(dǎo)學(xué)生理解技術(shù)進步對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推動作用8項目8：逆變式弧焊電源逆變電源基本結(jié)構(gòu)、IGBT逆變焊機及SiC焊接電源特點逆變電源高頻化與效率提升原理22理實一體化教學(xué)法、項目教學(xué)法激發(fā)創(chuàng)新意識與技術(shù)自信9項目9：弧焊電源的數(shù)字化控制數(shù)字化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵控制技術(shù)及數(shù)字化焊機產(chǎn)品數(shù)字化控制軟硬件協(xié)同原理11理實一體化教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注智能制造發(fā)展方向，增強時代責(zé)任感10項目10：弧焊電源的選擇、使用與維護弧焊電源選型原則、規(guī)范使用流程與安全操作要求將技術(shù)規(guī)范轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、長期的職業(yè)行為習(xí)慣30情景模擬教學(xué)法、案例教學(xué)法安全意識·生命至上，制度自信·遵循標準合計1814--五、教學(xué)方法與手段嚴格遵循《弧焊電源及其數(shù)字化控制》課程標準實施建議，結(jié)合本課程內(nèi)容特點及學(xué)生認知實際，采用多樣化、針對性的教學(xué)方法與手段，突出“理實一體、虛實結(jié)合”的特色，切實提升教學(xué)效果，全面落實課程標準各項教學(xué)要求，保障教學(xué)質(zhì)量。1.教學(xué)方法：依據(jù)課程標準建議，綜合采用理實一體化教學(xué)法、情景模擬教學(xué)法、項目教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法、案例教學(xué)法，注重啟發(fā)式、互動式教學(xué)，充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和積極性，深度契合課標“以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念。各方法精準適配對應(yīng)教學(xué)項目，其中理實一體化教學(xué)法適用于項目3、4、5、6、7、8；情景模擬教學(xué)法適用于項目1、2、10；項目教學(xué)法適用于項目5、6、7、8、9；任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法適用于項目6、9；案例教學(xué)法貫穿課程所有項目。2.教學(xué)手段：靈活運用多媒體課件、教學(xué)視頻、虛擬仿真技術(shù)、線上學(xué)習(xí)平臺、實物演示（各類弧焊電源設(shè)備）、實操實訓(xùn)等現(xiàn)代化教學(xué)手段，輔助課堂教學(xué)實施；強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，依托校內(nèi)實訓(xùn)基地和校外實習(xí)基地，開展弧焊電源操作、參數(shù)調(diào)試等實操訓(xùn)練，有效提升學(xué)生動手操作能力，切實落實課程標準對實踐教學(xué)的核心要求。六、考核方式與評價標準依據(jù)《弧焊電源及其數(shù)字化控制》課程標準評價建議，建立“過程性評價+增值評價+終結(jié)性評價”相結(jié)合的多元化考核體系，注重評價的全面性、客觀性和針對性，采用百分制評分，確保評價結(jié)果能夠真實、準確反映學(xué)生對課標要求的達成情況，實現(xiàn)“以評促學(xué)、以評促教”。（一）考核構(gòu)成過程性評價（占比40%）：主要包括課前預(yù)習(xí)（8%）、課堂表現(xiàn)（12%）、課后作業(yè)（10%）、實踐操作成果（10%），依據(jù)課標評價要求，明確各環(huán)節(jié)評分標準，確保評價貼合課標；增值評價（占比20%）：主要包括思政態(tài)度（10%）、成長進步（10%），依據(jù)學(xué)生思政素養(yǎng)提升情況及階段性學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)比對結(jié)果評分，契合課標育人要求；終結(jié)性評價（占比40%）：采用閉卷考試形式，從試題庫中抽取試題，客觀題占20%，弧焊電源及其數(shù)字化控制相關(guān)應(yīng)用題占80%，重點考核課標核心知識與技能，確保考核覆蓋課標核心內(nèi)容。（二）評價標準嚴格對照《弧焊電源及其數(shù)字化控制》課程標準要求，制定清晰、明確、可操作的評價標準，確保評價工作規(guī)范有序，具體如下：過程性評價：課前預(yù)習(xí)需按時完成線上平臺資源預(yù)習(xí)任務(wù)、參與課程前測；課堂表現(xiàn)需認真聽講、遵守紀律，積極回答提問、記錄筆記，主動參與小組活動和實操訓(xùn)練；課后作業(yè)需保質(zhì)保量按時上交，積極參加拓展活動；實踐操作成果需符合課標技能要求，規(guī)范完成弧焊電源操作、參數(shù)調(diào)試等項目任務(wù)，確保評價全面符合課程標準對過程性評價的要求；增值評價：思政態(tài)度需無曠課、遲到早退現(xiàn)象，具備飽滿的精神風(fēng)貌和良好的職業(yè)操守，遵守焊接設(shè)備操作行業(yè)規(guī)范；成長進步需通過階段性數(shù)據(jù)比對，進步超過5%計1分，突出學(xué)生個體成長，契合課標素養(yǎng)培育要求；終結(jié)性評價：重點考查學(xué)生對課標規(guī)定的核心知識、核心技能的綜合掌握程度，以及知識應(yīng)用、問題解決的實際能力，重點考核弧焊電源原理、數(shù)字化控制方法、設(shè)備操作與參數(shù)調(diào)試等核心技能，確保考核內(nèi)容全面覆蓋課標重點，考核結(jié)果客觀公正。七、教學(xué)資源依據(jù)《弧焊電源及其數(shù)字化控制》課程標準資源建議，結(jié)合本課程教學(xué)實際需求，整合各類優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，為課程教學(xué)順利開展提供有力保障，確保教學(xué)資源與課標要求高度適配。1.教材：選用符合課程標準要求的指定教材，推薦《弧焊電源及其數(shù)字化控制（第二版）》（“十三五”國家規(guī)劃教材，機械工業(yè)出版社，黃石生主編，2017.01）、《現(xiàn)代弧焊電源及其控制（第二版）》（卓越工程師教育教材，機械工業(yè)出版社，2015.10），確保教材內(nèi)容與課標核心要求高度一致，能夠有效支撐課標目標的實現(xiàn)；2.參考資料：推薦與課程內(nèi)容、課標要求緊密相關(guān)的書籍、期刊、文獻，結(jié)合數(shù)字化資源，幫助學(xué)生拓展知識面，深化對課標核心內(nèi)容的理解；3.實踐資源：結(jié)合課程標準實踐教學(xué)要求，提供校內(nèi)實訓(xùn)基地（配備黑/白板、多媒體計算機、投影設(shè)備、音響設(shè)備、互聯(lián)網(wǎng)接入、應(yīng)急照明裝置，符合安全疏散要求，配備各類弧焊電源設(shè)備及檢測工具）和校外實習(xí)基地（包括新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院宇通實習(xí)基地、誠德實習(xí)基地、神州精工實習(xí)基地等20家以上穩(wěn)定基地），滿足實踐教學(xué)需求，助力學(xué)生提升實操技能；4.其他資源：配套制作多媒體課件、教學(xué)視頻、微課、習(xí)題、題庫等教學(xué)資源，依托超星慕課平臺提供線上學(xué)習(xí)資源（包含動畫、視頻、微課、課件、習(xí)題等），輔助學(xué)生自主學(xué)習(xí)、鞏固提升，切實落實課程標準對學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)的要求；同時補充數(shù)字化資源，助力學(xué)生深入理解課程重難點。八、教學(xué)進度安排依據(jù)本課程總學(xué)時32及各模塊學(xué)時分配，結(jié)合學(xué)校第四學(xué)期教學(xué)周安排（按16周計算），制定科學(xué)、詳細的教學(xué)進度計劃，明確每一周的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標、教學(xué)方式及作業(yè)要求，確保教學(xué)進度貼合課程標準要求，有序推進教學(xué)工作，保障課標目標如期達成。教學(xué)周次教學(xué)內(nèi)容（對應(yīng)章節(jié)/課標模塊）教學(xué)目標（貼合課標）教學(xué)方式作業(yè)要求1項目1：弧焊電源概述與發(fā)展（發(fā)展概況、分類及應(yīng)用）掌握弧焊電源類型及工程應(yīng)用，了解技術(shù)發(fā)展背景，增強專業(yè)認同感講授法、情景模擬教學(xué)法整理弧焊電源分類筆記，分析不同類型電源的適用場景，撰寫學(xué)習(xí)心得2項目2：焊接電弧及其特性（電弧結(jié)構(gòu)、伏安特性及穩(wěn)定性）掌握電弧伏安特性與穩(wěn)定燃燒條件，能初步分析交流電弧穩(wěn)定性理實一體化教學(xué)法、案例教學(xué)法繪制電弧伏安特性曲線，分析影響電弧穩(wěn)定性的因素，完成分析報告3項目3：弧焊電源的基本技術(shù)要求（空載電壓、外特性及調(diào)節(jié)方法）掌握弧焊電源外特性與調(diào)節(jié)性能，理解性能參數(shù)協(xié)調(diào)關(guān)系理實一體化教學(xué)法、講授法練習(xí)弧焊電源參數(shù)調(diào)節(jié)操作，記錄不同調(diào)節(jié)方式對輸出的影響4-5項目4：焊接變壓器（動線圈式、抽頭式結(jié)構(gòu)與工作原理）掌握兩種類型焊接變壓器的結(jié)構(gòu)與原理，能比較不同結(jié)構(gòu)的性能差異理實一體化教學(xué)法、項目教學(xué)法繪制焊接變壓器結(jié)構(gòu)示意圖，分析其工作原理，完成實操記錄6-7項目5：直流弧焊發(fā)電機（原理、分類及典型設(shè)備）掌握直流弧焊發(fā)電機原理與分類，能分析其工作特性理實一體化教學(xué)法、項目教學(xué)法調(diào)研典型直流弧焊發(fā)電機型號及應(yīng)用，撰寫調(diào)研簡報8-9項目6：整流式弧焊電源（硅弧焊整流器、交直流兩用焊機）掌握整流原理，理解整流式弧焊電源輸出特性，規(guī)范操作相關(guān)設(shè)備理實一體化教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法完成整流式弧焊電源實操訓(xùn)練，記錄操作流程及輸出參數(shù)10項目7：晶閘管弧焊整流電源（整流電路、控制特性及調(diào)壓方法）掌握可控整流原理，理解控制角與輸出參數(shù)的關(guān)系，能進行調(diào)壓操作理實一體化教學(xué)法、項目教學(xué)法練習(xí)晶閘管弧焊整流電源調(diào)壓操作，分析控制角對輸出的影響11項目8：逆變式弧焊電源（基本結(jié)構(gòu)、IGBT逆變焊機及SiC電源）掌握逆變電源工作流程，了解SiC焊接電源技術(shù)特點，激發(fā)創(chuàng)新意識理實一體化教學(xué)法、項目教學(xué)法對比分析IGBT逆變焊機與傳統(tǒng)焊機的優(yōu)勢，撰寫分析報告12項目9：弧焊電源的數(shù)字化控制（控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵控制技術(shù)）理解數(shù)字化控制思路，了解軟硬件協(xié)同原理，關(guān)注智能制造發(fā)展理實一體化教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法查閱數(shù)字化焊機相關(guān)資料，整理數(shù)字化控制技術(shù)的應(yīng)用要點13-14項目10：弧焊電源的選擇、使用與維護（選型原則、安全操作）掌握選型原則與安全操作要求，養(yǎng)成規(guī)范操作的職業(yè)習(xí)慣情景模擬教學(xué)法、案例教學(xué)法模擬弧焊電源選型場景，制定選型方案，整理安全操作規(guī)程15課程綜合復(fù)習(xí)（各項目核心知識點、實操重點及易錯點）鞏固課標核心知識與技能，梳理知識體系，查漏補缺復(fù)習(xí)講授、重點答疑、小組互助整理課程知識點筆記，完成綜合復(fù)習(xí)題，總結(jié)學(xué)習(xí)收獲與不足16期末考試、成績評定、課程總結(jié)完成終結(jié)性考核，檢驗課標達成情況，總結(jié)教學(xué)與學(xué)習(xí)成果閉卷考試、成績核算、課程總結(jié)撰寫課程學(xué)習(xí)總結(jié)，反思學(xué)習(xí)過程，明確后續(xù)提升方向九、課程實施建議結(jié)合《弧焊電源及其數(shù)字化控制》課程標準實施建議，針對本課程教學(xué)過程中的重點、難點問題，結(jié)合學(xué)生學(xué)情特點，提出針對性的實施建議，確保課程標準目標落地生根，提升教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)符合行業(yè)需求的高素質(zhì)技術(shù)技能人才。1.教學(xué)過程中，需嚴格對照課程標準要求，聚焦核心知識和核心技能的教學(xué)，突出弧焊電源原理、數(shù)字化控制方法、設(shè)備操作與參數(shù)調(diào)試等重點，突破電弧穩(wěn)定性分析、控制角與輸出關(guān)系、數(shù)字化控制軟硬件協(xié)同等難點，避免偏離課標核心方向；同時結(jié)合學(xué)情分析，關(guān)注學(xué)生個體差異，針