矿山机械设备电气控制系统运行维护与检修

《矿山机械设备电气控制系统运行维护与检修》
第一部分课程性质和任务
1.1课程的性质
《矿山机械设备电气控制系统运行维护与检修》是矿山机电专业的一门重要的专业核心课程。

同时也是一门知识性、技能性和实践性很强的课程。

1.2课程任务
本课程的任务是：针对矿山生产中的通风、压气、排水、提升等大型机械设备以及采、掘、运机械设备的运行管理、维护等岗位，以学生能力的培养与技能的训练为原则，激发学生了解矿山生产、参与矿山生产的热情，使学生熟悉国家有关矿山机电设备的各项技术政策；使学生具备对矿山主要大型机电设备的安装、调试、故障诊断、检修维护的能力；使学生具备对矿山主要大型机电设备的选型设计、技术改造及管理的能力；使学生能够熟练利用专用检测仪器诊断矿山主要大型机电设备常见的机械、电气故障；是学生具备新技术使用、新设备推广应用的能力；使学生具有生产组织、管理和技术指导的能力。

同时培养学生的创新精神，拓展视野，形成健康的人生观，为他们的终身学习和发展打下良好的基础。

第二部分课程能力标准
2.1课程对应的岗位
本课程所对应的岗位主要是：矿井维修电工（中级、高级）、机电队技术员。

2.2职业岗位标准，技术等级标准。

（见附录）
2.3课程能力标准分解
根据职业岗位标准进行能力归纳、整合、重组，确定课程能力，建立课程能力分析图表如下：
第三部分课程目标
3.1总体目标
矿山机械设备电气控制课程的总体目标是：通过课程教学，使学生具备从事煤矿通风、压气、排水、提升等设备电气控制系统运行维护的基本技能，培养学生的电气控制技术综合应用能力。

该能力的形成建立在学生电气控制基础知识、基本技能、情感态度、学习策略等素养整体发展的基础上。

电气控制基础知识、基本技能是电气控制综合应用能力的基础，情感态度是影响学生学习和发展的重要因素，学习策略是提高学习效率、发展自主学习能力的保证，这四个方面共同促进电气控制技术综合应用能力的形成。

3.2具体目标
第四部分课程内容
电气控制技术作为一门综合性，实践性很强的应用技术，主要包括继电器控制技术、自动控制原理、PLC控制技术、电力电子技术等，在矿山机械电气控制中心应用已十分广泛。

矿山机械设备包括大型固定设备、现代化采煤机、运输设备等，在这里，从何入手给学生提供哪些电气控制知识，从而对他们开展相应的教育，是一个十分重要的、关键的问题。

矿山机械设备电气控制系统运行维护与检修课程教学内容应以矿山固定机械设备控制系统为主，详细介绍矿山机械设备的控制原理、控制系统的组成、运行管理、维护检修等，兼顾其他生产机械的电气控制系统的原理介绍，同时也应适量地介绍些新技术在煤矿机械控制中应用。

4.1知识基础
基础理论知识
（1）机械制图
（2）工程材料及金属热处理知识
（3）机电控制知识
（4）计算机基础知识
（5）专业英语基础
电气安装基础知识
（1）电气控制原理；
（2）典型电器元件的测试；
（3）矿用设备隔爆知识；
（4）常用起吊设备知识；
（5）设备润滑和冷却液的使用方法；
（6）仪器、仪表、工具、量具的使用与维护知识；
（7）电气控制系统调试的方法和步骤。

安全文明生产与环境保护知识
（1）安全操作与劳动保护知识
（2）文明生产知识
（3）环境保护知识
质量管理知识
（1）企业的质量方针
（2）岗位质量要求
（3）岗位质量保证措施与责任
相关法律、法规知识
（1）劳动法的相关知识
（2）环境保护法的相关知识
（3）知识产权保护法的相关知识
通过本课程的学习，培养学生达到的核心技能是矿山机械设备电气控制系统
的安装、调试、运行管理、维护检修，能够正确识读电气图、分析电气控制原理、熟练利用各种测量仪器、电工工具进行常见电气故障的分析排查，拓展能力是能利用新技术进行电气控制系统改造。

4.2授课内容
4.3课程学习时间安排表
根据课程能力的需求和循序渐进的学习规律，矿山机械设备电气控制系统运行维护与检修课程由10个学习项目组成，共需128学时。

各项目建议学时如下：
4.4情感态度
情感态度指兴趣、动机、自信、意志和合作精神等影响学生学习过程和学习效果的相关因素以及在学习过程中逐渐形成的祖国意识和国际视野。

保持积极的学习态度是学习成功的关键。

教师应在教学中，不断激发并强化学生的学习兴趣，并引导他们逐渐将兴趣转化为稳定的学习动机，以使他们树立自信心，锻炼克服困难的意志，认识自己学习的优势与不足，乐于与他人合作，养成和谐和健康向上的品格。

下表是各级的情感态度分级目标。

4.5学习策略
学习策略指学生为了有效地学习和发展而采取的各种行动和步骤。

对矿山机械电气控制课程而言，学习策略主要包括基本学习策略，认知策略，调控策略，资料策略，实践操作策略，理论联系实际策略等。

认知策略是指学生为了完成具体学习任务而采取的步骤和方法；调控策略是指学生对学习进行计划、实施、反思、评价和调整的策略；资料策略是学生合理并有效利用网络、多种媒体、实习基地的资料管理课进行学习的策略；实践策略是指学生为了验证理论知识而验证方法、实施、总结的策略；理论联系实际的策略是指学生科学合理地利用周边环境参与生产实践进行学习的策略。

学习策略是灵活多样的，策略的使用因人、因时、因事而异。

在教学中，教师要有意识地帮助学生形成适合自己的学习策略，并具有不断调整自己学习策略的能力。

在课程实施中，帮助学生有效地使用学习策略，不仅有利于他们把握学习的方向、采用科学的途径、提高学习效率，而且还有助于他们形成自主学习的能力，为终身学习奠定基础。

第五部分课程实施方案
5.1课程教学模式
本课程实践性非常强，采用“校矿结合四阶段”教学模式。

第一阶段，设备认识
第二阶段，原理分析
第三阶段，讲解示范
第四阶段，现场巩固
第一阶段，学生根据教师提供的资料，并通过图书馆、相关网站、到生产厂矿（或通过视频短片）等途径，了解新任务中的机械设备载体在煤矿生产中所处的地位，设备的安装位置、生产流程、操作步骤、安全规程、日常维护检修的项目、需要的有关工具和仪表、各环节的完好标准。

第二阶段，由校内专任教师详细讲解系统工作原理，强调每一个学习任务中要掌握的知识要点，并指出这些知识点与哪些实践任务有关。

第三阶段，在煤矿企业，由兼职教师对照设备详细介绍系统的组成、安装位置、系统操作步骤、维护检修要求、常见故障现象及处理等，示范任务完成的全过程。

讲解原理，示范操作，强调要点，安排讨论，确定检修方案等。

第四阶段，到生产厂矿，将学生分组，利用厂矿设备检修时间，由企业兼职教师安排学生随队参与具体的工作任务，理论联系实际、应用于实际，体验真实的职业氛围、职业环境和职业文化，并将职业道德和情感态度有机融合，进一步巩固各项能力。

第四阶段实施柔性学时，教学安排根据现场检修时间由现场的兼职教师负责
安排。

5.2教学方法和手段
5.2.1教学方法
为培养学生矿山机械电气控制系统的运行管理能力，掌握电气控制技术的综合使用，实现与企业“零距离就业”，本课程采用的主要教学方法有以下几种：１.案例法
理论和实训课程通过精选企业案例、分解任务，有机地将相关知识点融合到课程中，让对矿山机械设备电气控制技术有一个直观和更加感性的认识。

比如在变频技术的应用时，以某矿主井提升系统为案例说明。

２.“教”、“学”、“做”三位一体教学法
比如讲解交流提升机启动过程时，在实训室以学生为主体采用操作、指导、提问、讲解、总结、考核的方法进行。

３.直观教学法
通过动画演示、电子教案、电子课件、投影、录像、图片等现代教育技术展开理论教学，将复杂的原理用简单的、感性的方法展现出来，并选取与学生实际生活密切相关的实例讲解，有效地使难以理解的概念简单化、形象化，充分激起了学生的学习兴趣和主动性。

４.讨论交流法
课程教学中，经常将关键电气控制应用技术拿出来与学生讨论，让每个学生积极参与，给学生机会发表自己的意见。

５. 激励教学法
实训过程中，经常采用小组之间竞赛的方法，竞赛的结果记入形成性考核成绩。

鼓励团队合作精神和培养创造性解决问题的能力。

实践证明，这一方法非常行之有效。

5.2.2教学手段
在课程的教学过程中，采用的教学手段主要有：
１．精心设计教学课件，通过创建问题情境，激发学生学习兴趣
每位授课教师均独立精心制作电子教案、课件和教学录象，电子教案中适当加入一些视频录像文件，还加入声音文件以及一些动画效果的文件，这样使授课变得生动、有趣，使学生能够对所学知识加深印象；在课件设计中，营造轻松活泼的课堂气氛，将抽象化的问题融入到学生易于理解的实际工程情境，并通过动画演示等手段，让学生通过对熟悉事物的认知来理解理论知识。

２．通过定期举办互动讲座，提高学生学习的自主性和参与性
从注重教师的“教”转为更加关注学生的“学”，帮助学生更多地通过自主学习、探索性学习提高自身技能。

通过定期举办互动讲座，让学生带着兴趣、带着问题来，带着答案、带着满意回，提高学生学习的主观能动性。

３．培养学生检索相关网站和用多种方法查检使用工具书的习惯
给学生提供电气控制技术的相关网站和论坛地址，在教学过程中适时地提出疑问，要求学生通过检索网页来解决问题，同时，在教学初始即提供学生专业重要工具书书目，在以后教学过程中经常提醒学生充分利用这些工具，这是培养学生自学能力的重要内容，也是积累知识的一个十分重要的手段。

学生一旦掌握了这些积累知识的方法，其好处是终身受用不尽的。

４．实景实物
充分利用实物展示进行教学，可使课堂教学内容更直观，使学生更容易理解接受。

５．现场教学
对于大型设备电气控制系统的教学，可采用现场教学的方法，提高学生的学习兴趣，增强学生学好本门课程的信心。

5.2.3教学建议
⒈以学生为主体，培养学生综合应用能力
教学设计要符合学生生理和心理特点，遵循语言学习的规律，力求满足不同类型
和不同层次学生的需求，使每个学生的身心得到健康的发展。

在教学中教师应该注意：
（1）注意安全教育，同时鼓励学生大胆地进行电气控制技术操作，对他们学习过程中的失误和错误采取宽容的态度；
（2）要为学生提供自主学习的机会以及充分表现和自我发展的空间；
（3）鼓励学生通过实践、讨论、合作、探究等方式，发展电气控制技术综合应用能力；
（4）创造条件让学生有机会参与生产厂矿电气控制系统的安装、调试、维护。

⒉注重学生的情感教育，培养学生热爱矿山生产的感情
学生只有对自己将要就业的岗位有浓厚的感情，才会激起他们学习的热情，才能保持认真学习的动力并取得好的成绩。

消极的情感不仅会影响计算机基础学习的效果，而且会影响学生的长远发展。

因此，在教学中教师应该自始至终关注学生的情感，努力营造宽松、民主、和谐的教学氛围。

（1）尊重每个学生，积极鼓励他们在学习中的尝试，保护他们的自尊心和积极性；
（2）把课程教学与情感教育有机地结合起来，创设各种工学结合的学习交流活动，促使学生与现场工作人员互相学习、互相帮助，发展合作精神，激发学生热爱矿山的感情；
（3）建立融洽、民主的师生交流渠道，经常和学生一起反思学习过程和学习效果，互相鼓励和帮助，做到教学相长。

（4）聘请资深专家开展讲座，介绍矿山生产状况以及每一次技术革新给矿山带来的长足发展，鼓励学生投身矿山生产。

⒊针对岗位需求精选教学内容，缩短课堂与生产实际的距离。

教学内容根据岗位能力需求进行精选，教师要认真把握生产一线的实际情况，确实把应知应会的知识和能力传授给学生。

（1）教师经常到生产一线了解情况，及时调整教学内容。

（2）聘请现场技术人员或能工巧匠担任实践指导教师。

（3）(校内外结合)部分内容到生产现场，进行现场教学，加强直观性。

⒋利用现代教育技术，拓宽学生学习的渠道
矿山机械设备结构庞大而复杂，还有些设备的使用场所在井下，进行集中的实践教学有一定的难度，且效果不好，教师要充分利用现代教育技术，开发矿山机械设备电气控制教学资源，拓宽学生学习渠道，改进学生学习方式，提高教学效果。

在条件允许的情况下教师应做到:
（1）到生产一线录制矿山机械设备的运行、维护检修过程，制作成视频教学录像，利用音像和网络资源等，丰富教学内容和形式，提高课堂教学效果；
（2）利用计算机和仿真教学软件，探索新的教学模式，促进个性化学习；
（3）合理地开发和利用报刊、图书馆和网络等多种资源，为学生创造自主学习的条件。

⒌加强对学生学习方法的指导，提高学生自主学习能力
使学生养成良好的学习习惯和形成有效的学习方法是课程教学的重要任务之一。

机电技术的发展变化非常快，学生必须有自主学习的能力才能适应工作岗位的要求，教师要有意识地加强对学生学习方法的指导，让他们在学习和运用基础技术的过程中逐步学会如何学习。

教师应做到:
（1）根据职业岗位能力要求，让学生参与制订阶段性学习目标以及实现目标的方法；
（2）引导学生结合生产实际，进行资料查询、元件选用、施工措施编制、安全措施编制；
（3）引导学生运用观察、发现、归纳和实践等方法，总结学习和工作经验，进行资料的积累；
（4）引导学生进行技术革新，促进学生实践能力和创新思维的发展；
(5)引导学生在学习过程中进行自我评价并根据需要调整自己的学习目标和学习方法。

⒍拓展学生的文化视野，为学生的可持续发展创造条件
矿山机电技术与自动化技术有密切的联系，而且发展迅猛，教师应使学生在学习矿山机械设备电气控制的过程中了解国内外机电技术、自动化技术的发展动向，帮助他们提高运用机电技术、自动化技术的能力，不断拓展文化视野。

教师要善于通过活动来开阔学生的文化视野，并诱导、保护学生的好奇心，培养他们的自主性和创新意识。

⒎不断更新知识结构，适应现代化煤矿对矿山机械设备电气控制课程的要求
现代控制技术的发展正在发生着日新月异的变化，教师应不断更新知识结构，适应现代社会发展对矿山机械设备电气控制课程的要求。

为此，教师应该做到: （1）准确把握本课程标准的理念、目标和内容，运用教育学和心理学理论，探索工学结合的教学模式。

根据学生的心理特征和实际情况，及时调整教学内容和教学方法；
（2）提高课堂教学的调控和组织能力，灵活运用各种教学技巧和方法；
（3）掌握现代教育技术，并能在自己的继续学习和实际教学之中加以运用；
（4）自觉加强学习和实践，不断拓宽知识面、提高实践技能；
（5）要根据教学目标、学生的需要以及客观条件，积极地和有创造性地探索有效的教学方法；
（6）不断对自己的教学行为进行反思，努力使自己成为具有创新精神的研究型教师。

（四）教学实验实训条件
电气控制技术学科知识更新日新月异，因此要求教学内容与实验实训环境与时惧进，加强实验实训室的建设，是实现矿山电气控制课程教学要求和培养目标的重要保证。

目前对实验实训条件条件的基本要求是：
（1）有煤矿通风、压气、排水、提升实训车间；
（2）有PLC控制实训室（能满足当前教学需要的主流机型）；
（3）有电力电子实训室；
（4）有电工技能培训实训室；
（5）多媒体教室。

5.2.4教学实施方案设计
1.设计思路
为了使学生了解煤矿机电技术的发展现状，掌握与机电设备集成系统安装、调试相关的专业知识和综合职业技能，能够在机、电、液压、气动控制等方面得到综合职业技能训练，增强机电设备整体安装调试的适应性。

以煤矿典型机电设
备通风、压气、排水、提升以及采、掘、运设备为原型，开发出机电设备电气控制综合教学系统，并以典型设备为载体，将组成典型设备电气控制系统各个组成部分作为系统安装、调试、以及日常维护的工作单元，按照七大类设备各单元的工作顺序设计成10个学习项目，并将电气设备安装、维护、检修所需的知识和技能分别渗透到各个任务中。

2.各学习任务的目标和教学方法
以课程项目四“交流提升机JTDK-ZN电控系统的运行、维护与检修”为例进行单元教学设计。

第六部分课程考核与评价
6.1课程考核方式
设计思路：课程考核采用过程考核和结果考核相结合的方式。

过程考核为每个项目学习过程中的作业评价，结果考核为课程完成后的综合考核。

1.过程考核
每个项目都是按照“校矿结合四阶段”教学模式进行，每个阶段都设计一份任务单作为作业，学生只有在完成任务的过程中才能逐步填写任务单中的内容。

每个阶段教师根据任务单中的任务实施计划、方案的科学性与可操作性，以及学生在任务实施中的表现等，了解学生在知识技能方面的掌握程度，进行作业评价，四个教学阶段完成后，取各阶段作业评价的成绩作为该项目的考核成绩，所有任务考核成绩的平均值即该生的过程考核成绩。

项目考核表
项目名称
班级姓名学号
２．结果考核
当所有教学任务完成后，由专兼职教师共同按照矿井维修电工的应知应会内容和岗位要求进行课程考核。

充分体现以岗位能力需求为目标的课程设计理念。

根据专业人才培养目标和课程目标，《矿山机械设备电气控制系统运行维护与检修》课程的结果考核成绩由知识（应知）、技能（应会）、情感态度三大部分组成。

应知占40%，应会占50%，情感态度占10%。

1）应知部分主要考核学生对基本理论、基本概念的掌握程度，可采用抽题口试方式，也可进行综合项目的设计，编写施工方案，并进行答辩，由教师及同学根据正确程度给出相应的成绩，该部分占总成绩的40%。

2）应会部分主要考核学生基本技能、核心技能的掌握程度，可进行故障排除、设备安装、运行操作或综合项目设计方案论证等方式，由教师及同学根据成果质量情况给出相应的成绩，该部分占总成绩的50%。

3）情感态度由学习态度、合作互助、职业道德、平时表现等进行评定。

由教师及同学给出相应的成绩，该部分占总成绩的10%。

课程考核成绩为过程考核与结果考核的加权平均值，过程考核和结果考核成绩的权重为6∶4，即：各任务考核的平均成绩占总成绩的60%；结果考核成绩占总成绩的40%。

6.2教学评价
以课程的核心能力模块为单位，对课程（模块）目标进行评价与考核。

通过学生评、同行教师评、自我评及考核等方式，从模块能力目标与教学目标是否统一，课程知识内容与课程模块能力目标是否统一两个方面对课程进行评价，检查能力目标与教学目标的一致性。

以便进行修正、补充和完善。

课程评价与鉴定表
第七部分附录
7.1课程资源的开发与利用
根据课程目标、学生实际以及本课程的实践性，专业性和科学性等特点，本课程的教学应该建设由文字教材、CAI课件和网络教材等多种媒体教学资源为一体的配套教材，全套教材各司其职，以文字教材为中心，提供内涵不同，形式多样的学习支持服务，共同完成教学任务，达成教学目标。

7.2教材的编写与使用建议
教材的编写要体现课程的性质、价值、基本理念、课程目标以及内容标准，尤其重要的是要体现工学结合的人才培养模式。

教材的编写以岗位基本技能培养为依据，根据矿山机电专业就业岗位进行能力模块分解，每一个模块就是一个就业岗位的知识点与基本技能要求。

同时在作业题的设计方面注重学生分析实际问题的能力和创新能力的培养。

教材的编写要体现新技术的应用，为学生的可持续发展创造条件。

7.3参考书目
《矿山机械设备电气控制》梁南丁主编
《煤矿电工手册》第三分册、第四分册煤炭工业出版社
《维修电工》中国劳动社会保障出版社
《矿井维修电工》煤炭工业出版社
《最新煤矿生产和技术人员岗位安全技术操作与技能培训考核指导手册》中国知识出版社
7.4参考网址
（1）中国工控网（2）中国设备网（3）中国煤炭网
（4）中国煤炭市场网（5）中国能源网（6）中国煤炭工业网
（7）中国矿山机械行业网（8）电气设计网（9）中华工控网
（10）煤矿安全网
7.5职业岗位标准，技术等级标准
7.5.1矿井维修电工
1.职业守则
（1）遵守法律、法规和有关规定。

（2）爱岗敬业，具有高度的责任心。

（3）严格执行行业电气作业程序和安全、操作规程。

（4）工作认真负责，团结合作。

（5）爱护设备及工具、量具、仪器、仪表。

（6）按规定整齐着装，保持工作环境清洁文明。

2.基础知识
电工基础知识
（1）直流电路基础知识。

（2）交流电路的基本知识。

（3）磁场与电磁感应知识。

（4）变压器与电动机。

（5）常用低压电器。

（6）电子技术基础知识。

（7）晶闸管基础知识。

（8）数字电路基础知识。

（9）电力拖动与控制基本知识。

（10）电工读图、绘图知识。

（11）电气防爆知识。

（12）常用电工材料。

（13）常用工具（包括专用工具）、量具和仪表。

（14）矿井供电和用电的一般知识。

（15）电线、电缆知识。

（16）防护及登高用具等。

钳工知识
（1）机械制图基本知识。

（2）机械传动基本知识。

（3）液压传动基本知识。

（4）常用油脂基本知识。

（5）常用钳工工具、量具及仪表。

（6）钳工操作知识。

（7）常用起重工具及材料。

电气安装知识
（1）施工方案、施工组织设计有关内容。

（2）安装、测量常用工器具知识。

（3）电焊、气焊焊接知识。

（4）起重、吊装知识。